비브리오증은 새우 양식업자의 문제요소인가?
6년 전, 나는 비브리오 감염에 대처할 때 새우 양식업자들이 직면한 어려움을 요약한 짧은 기사를 썼다. 이 글은 업데이트된 내용이다. 양식 새우의 박테리아 감염은 매우 흔하며 양식 새우의 주요 사망 원인일 가능성이 있다. 비브리오는 확실히 사망의 주요 요인이지만 장기적으로 볼 수 있는 유일한 원인은 아니다. 사전 예방 조치를 자주 취하지 않으면 질병이 발생했을 때 제대로 대처하지 못하는 결과를 낳는다.
표1은 생산 주기의 다양한 지점에서 새우의 질병 발병과 관련된 비브리오 종의 일부 목록이다. 독자는 주어진 종 내에서 질병을 일으키지 않는 많은 변종이 있을 수 있다는 점을 염두에 두어야 한다. 실제로 독성인 종은 드물다. 또한 대부분의 비브리오 발병은 기회 감염 박테리아에 의한 것임을 이해하는 것이 중요하다. 동물은 바이러스성 병원체를 포함할 수 있는 스트레스 요인에 의해 약화되며 이것이 동물을 취약하게 만든다. 업계는 비브리오 부하를 선택적으로 제어하기보다 스트레스 요인의 존재를 최소화하는 데 중점을 두어야 한다. 다른 것 없이 하나만 하는 것은 역효과를 낳는다.
표 1. 양식 새우의 질병과 관련된 비브리오 종
| 종별 | TCBS배지 결과 (초록-G 또는 노랑-Y ) | 증상/의견 |
| v. alginolyticus | Y | 조에아 증후군, 패혈성 간췌장 괴사(부화 및 자라고 있음), 패각병 |
| v. anguillarum | Y | 패각병(유어 소년기와 성체) |
| v. harveyi | Y | 발광성 비브리오(알과 치어), 조기 사망 증후군(EMS 또는 AHPNS 급성 간췌장 괴사) (치어, 유어 성체) |
| v. parahaemolyticus | BG, G (드물게 노란Y 군체가 생김)* | 조기 사망 증후군(급성 간췌장 괴사) (치어, 유어, 성체) 조에아 증후군, 패혈성 괴사 (부화장, 성체) 패각병 |
| v. vulnificus | G (노란Y 군체가 생김) | 패혈성 괴사 (부화장, 성체) 패각병 |
| v. splendidus | Y/G | 패각병, 발광성 비브리오(알과 치어), |
| v. fluvialis | Y | 패각병 |
| v. campbellii | Y | 조에아 증후군, 패혈성 괴사(부화 및 자라고 있음), 조기 사망 증후군(급성 간췌장 괴사) (치어, 유어 성체) |
| v. mimicus | G | 조에아 증후군, 패혈성 간췌장 괴사(부화 및 자라고 있음), 패각병. V.cholerae와 매우 유사함 |
| v. owensii | G | 조기 사망 증후군(급성 간췌장 괴사) (치어, 유어 성체) |
| v. orientalis | Y | 발광성 비브리오(알과 치어), V. bivalvicida로도 알려짐 |
| v. mediterranei | Y | 발광성 비브리오(알과 치어), |
| v. logei | Y | 발광성 비브리오(알과 치어), |
| v. penaeicida | * | 성체에 여름 증후군 (패혈성 비브리오증) |
| v. nigripulchritudo | * | 성체에 여름 증후군 (패혈성 비브리오증) |
**BG 청녹색, *TCBS에서 성장이 적음
명백하게 드러났듯, 선택된 비브리오 종의 광범위한 특정 균주는 유사한 질병 문제를 일으킬 수 있다. 이것은 종의 모든 구성원이 문제가 된다는 것이나 집중대사인 구성원이 생산 시스템에서 속의 모든 구성원을 배제하려는 시도로 가장 잘 처리된다는 것을 의미하지는 않는다. 위 사진과 아래 사진은 비브리오 영향을 받은 새우의 모습이다.
일반적인 비브리오
비브리오는 그람 음성 곡선 선형균이다. 대부분은 산소가 없는 상태에서 자랄 수 있다(통칭 혐기성균이라고 한다). 이것은 선호되는 성장 방법은 아니지만 최적이 아닌 환경에서 번성할 수 있도록 한다. 이들(비브리오)은 15C(59F) 이상의 온도를 선호한다. 그들은 대부분의 수생 생태계의 구성 요소이다. 대부분의 비브리오는 바다나 기수에서 발견되나 V. cholerae는 민물에서도 발견된다. 그들은 고도로 진화했으며 유전적으로 매우 쉽게 변형할 수 있는 두 개의 염색체를 가지고 있다. 더 많은 종들이 주기적으로 확인되고 있기 때문에 정확한 종의 수는 변동되는 부분이다. 150종이 되는 수천 개의 균주가 있는 것으로 추정된다.
대부분의 비브리오는 양성이며, 실험실에서 배양해야만 달성할 수 있는 수준으로 존재하지 않는 한 자연에서 질병을 일으킬 수 없습니다. 그들은 물에 편재하고 물고기, 새우, 게를 비롯한 많은 수생 동물과 조류, 다양한 유기체의 플랑크톤 형태 및 부유 유기물을 식민지화(균체화)한다. 그들은 쉽게 생물막으로 알려진 복잡한 집합체를 형성하여 질병을 일으키고 환경 지속성을 보장한다. 그들은 키틴의 생분해에 중요한 역할을 한다. 위의 표 1은 새우 질병에 연루된 대다수를 나열한다. 이들 종 모두는 아닐지라도 대부분은 병원성이 아닌 다수의 변종을 가지고 있습니다. 병원체는 크게 두 가지 범주에 속한다.
병원성 세균체는 발생 시에 질병을 일으킨다. 단일 세포만으로도 질병 과정을 시작하기에 충분할 수 있다. 아주 적은 수의 박테리아가 숙주를 죽이는 병리학적 과정을 시작하기에 충분하다. 일반적으로 동물은 감염에 대해 스스로를 방어할 수 있는 능력이 없으며 빠르게 굴복한다. 이런 균체들은 비교적 드물다.
기회 감염 병원체는 다른 요인이 숙주를 약화시킬 때 질병을 유발한다. 새우를 죽이는 대부분의 박테리아가 이 범주에 속한다. 스트레스 요인이 없으면 이 균들은 양성상태일 수 있다. 그들은 매우 많은 양으로 존재할 수 있지만 문제를 일으키지 않는다. 양식 새우에서 발생하는 대부분의 세균성 질병은 기회감염 병원체에 기인한다.
새우 질병의 원인으로 여기는 것은 비브리오의 역할에 대한 오해이다.
일반적인 오해 중 일부는 다음과 같다.
오해 #1. 비브리오는 모두 나쁜 박테리아이며 다른 박테리아 속은 없다.
다른 많은 종의 박테리아가 양식 새우의 질병 발병과 관련이 있다. 대부분의 비브리오 균이 그러하듯이 다른 균 대부분은 기회주의적 균체일 것이다. 연루된 속 중 일부는 Aeromonas, Pseudomonas, Streptococcus, Bacillus, Photobacterium, Pasteurella 및 Shewenella이다. 또한, 대부분의 박테리아가 한천 배지에서 배양될 수 없다는 사실은 아직 확인되지 않은 다른 많은 박테리아 병원체가 있을 수 있다는 추론으로 이어진다. 새우를 죽이는 대부분의 박테리아는 기회주의적으로 행동한다. 즉 그것들은 2차적 요소이다.
오해 #2. Thiosulfate-citrate-bile salts-sucrose(TCBS) agar에서 나쁜 비브리오는 녹색이며 좋은 균체는 노란색이다.
이 선별 배지는 몇 년 전에 비브리오 선별을 위해 개발되었다. 모든 비브리오가 자라는 것은 아니며 독성과 관련된 것으로 널리 잘못 알려진 한천에서 일반적으로 사용되는 집락 색상의 구별은 설탕 자당을 사용하는 능력을 반영한 것이다. 이것과 독소의 존재 또는 질병 생성 능력 사이에는 상관 관계가 없다. 그러나 이러한 오해는 여전하다. 많은 사람들은 부화장과 농장에서 TCBS 녹색 집락(자당을 소화할 수 없음)을 막을 수 있다면 TCBS 노란색 집락의 영향에 대해 걱정할 필요가 없다고 주장한다. 그들은 이것이 양성이라고 말한다. 내가 본 것 중 가장 치명적인 비브리오는 벨리즈에서 발병을 일으킨 TCBS 상 노란색인 Vibrio alginolyticus의 변종이었다. TCBS에서 자당 발효 비브리오(노란색)이더라도 매우 독성이 있을 수 있다.
오해 #3. 책임 있는 생물보안을 위해서는 비브리오 부하를 조절하기 위한 노력이 필요하다.
비브리오는 키틴 분해에 매우 중요한 역할을 합한다. N-아세틸-D-글루코사민의 베타 1,4-결합된 중합체인 선형 중합체 분자인 키틴은 셀룰로오스 다음으로 자연에서 가장 풍부한 생체 분자이다. 이는 갑각류, 균류 및 곤충의 세포벽을 구성한다. 수생 생태계에서 키틴 성분이 있는 곳에 비브리오가 있을 것이다. 키틴은 모든 갑각류의 주요 구조적 성분이기 때문에 비브리오는 자연적으로 그것의 존재와 관련이 있다. 제거했을 수 있는 비브리오보다 빈 틈새를 채울 수 있는 잠재적인 기타 병원체들이 있으며 더 나빠지지 않을 것이라는 보장은 없다. 비브리오 부하의 영향을 완화하기 위한 노력은 본질적으로 일반적이어야 하며, 질병을 유발할 수 있는 다른 박테리아를 허용하는 틈(즉 너무 적은 비브리오양)까지 부하를 줄이는 방향으로 조정되어서는 안 된다.
오해 #4. 생산 시스템에 비브리오 수준이 낮으면 사육된 동물이 더 건강하고 강해질 것이다.
질병은 숙주 동물, 환경 및 잠재적인 병원체 간의 상호작용의 결과이다. 그들이 받는 스트레스를 최소화하는 방식으로 생산된 동물이 번성할 가능성이 가장 높다. 강하고 건강한 동물은 스트레스를 받는 동물보다 유전적 잠재력(면역력)을 발현할 확률이 훨씬 더 높다. 존재하는 비브리오가 병원성 세균이고 역치 수준(건강한 동물의 질병을 보장하는 데 필요한 수준)상태로 존재하지 않는 한 절대적인 방식으로 비브리오를 통제하려는 노력은 동물을 질병으로부터 보호하지 못한다. 비브리오가 아닌 것들이 질병을 일으킬 것이다.
오해 #5. 스트레스는 누적되지 않는다.
스트레스는 다양한 형태로 옵니다. 새우나 물고기가 무산소증이나 기타 스트레스 요인으로 고통받고 회복될 때, 그들이 사건 이전의 상태로 회복될 것이라고 가정할 수는 없다. 동물은 스트레스에 다양한 방식으로 반응한다. 스트레스 요인과 스트레스 요인이 존재하는 기간에 따라 이는 다르다. 동물이 독성 물질에 노출되었을 때도 마찬가지이다. 그들은 괜찮아 보일 수 있지만 이러한 노출은 동물의 항상성에 오래 지속되는 영향을 미칠 수 있다. 많은 사람들은 동물을 치사 수준 이하의 독소에 노출시키는 것이 괜찮다고 생각한다. 죽어가는 동물이 없으므로 문제가 발생하지 않는다고 여긴다. 그러나 약해진 동물은 기회주의적 병원체에 더 취약하고 병원성 세균의 역치 수준이 더 낮다. 책임 있는 양식 방법은 이것을 고려해야 한다. 스트레스를 거의 또는 전혀 받지 않고 작물을 생산하는 것을 목표로 하여야 하며 얼마나 많은 스트레스에서 벗어날 수 있는지 확인하는 것이어야 한다.
오해 #6. 중합효소연쇄반응(PCR) 스크리닝은 동물이 테스트 대상인 병원균이 없다는 절대적인 확신을 제공한다.
PCR은 강력한 도구이지만 새우 양식 산업에서 사용하는 방식으로 이용되도록 의도하여 개발된 도구가 아니다. 표준 PCR 검사는 정량적이지 않다. 예 또는 아니오의 결과이다. 추정 병원체의 존재만으로 활성 질병 과정이 발생하거나 미래 발생할 것임을 의미하지 않는다. 부재라고 결과가 나와도 존재하지 않는다는 것을 의미하지 않는다. 그것은 단지 샘플이 음성이었음을 의미한다.
PCR은 또한 정량적일 수 있다. 이것을 실시간 PCR이라고 한다. 질병민감성 인구에서 병원체(세균성 및 기회주의성)의 성장을 추적하는 데 사용할 수 있다. 시간이 지남에 따라 균체의 양이 증가하고 이것이 동물의 기능 저하와 동시에 발생하는 경우 잠재적으로 관련이 있다고 가정하는 것이 안전하다. PCR 결과는 매우 유용할 수 있지만 심각한 단점이 있다. 통계를 기반으로 동물을 선별할 때(즉, 인구의 작은 비율의 하위 표본을 선택하고 이 동물 집단을 전체 인구에서 일어나는 일에 대한 표본으로 테스트) 이 때에 항상 병원체는 존재하고 테스트에서 그것을 놓칠 가능성(위장 음성)이 있다. 현장에서 동물의 기능을 체크해야만 집단에 대한 PCR 결과가 일관되게 유효하다는 것을 확신할 수 있다. 또한 동물이 테스트되는 방식이 잠재적인 관심 병원체의 알려진 행동과 일치하는지 확인하지 않으면 위장 음성이 발생한다. 아마도 가장 좋은 예는 흰 반점을 일으키는 바이러스인 WSSV일 것이다. 이 바이러스는 따뜻한 수온에서 잘 자라지 않는다. 서늘한 온도에서 잘 자란다. 더 낮은 온도에서 보관된 동물을 테스트하지 않으면 항상 위장 음성 결과가 나온다. 또 다른 예시는 V. parahaemolyticus 균주로 이느 PIRa 및 PIRb 독소를 포함하며 V. parahaemolyticus 균주는 농축 없이는 표준 PCR로 검출되지 않을 수 있다는 것이다. 독소의 존재는 민감한 조직에 대한 손상으로 입증 가능하지만 PCR 검사 결과는 음성이다. 의심되는 박테리아 기원의 샘플은 PCR 테스트를 수행하기 전에 12~24시간 동안 영양액에서 배양해야 한다. 많은 경우에 초기에 PCR 테스트에서 음성으로 밝혀진 샘플이 양성일 수 있다.
결론:
새우 양식에 지속적으로 성공하는 것은 어려운 일이다. 엄청난 양의 잘못된 정보가 사실로 널리 유포되는 경우에는 더욱 그러하다. 성공적이고 지속 가능한 생산의 핵심은 이러한 문제 현상을 있는 그대로 보고 잘못된 정보가 현실에 간섭하지 않도록 하는 것이다.
비브리오가 양식 새우에서 세균성 질병 발병의 주요 원인이라는 데는 의심의 여지가 없지만 스트레스 요인의 역할도 무시할 수 없다. 어부들은 일상적으로 스트레스 요인을 무시하면서 비브리오를 통제하기 위해 많은 돈과 시간을 소비한다. 모든 양식 패러다임에는 항상 약간의 스트레스가 내재되어 있다. 유전 선택은 야생형보다 내성이 강한 동물 계통을 생성하는 데 매우 유용할 수 있다. 실제로 이것이 가축화의 기초이다. 어부들이 예방 가능한 스트레스가 기회주의적 박테리아가 새우들에게 영향을 미치는 것을 허용한다는 현실을 받아들일 때까지는 이 박테리아는 계속해서 세계 양식업 산업에 막대한 피해를 줄 것이다. 그것들을 아예 없애거나 아예 없애려고 하는 것은 다른 문제로 이어질 가능성이 더 높다.