Salmonella enterica subspecies serovar Enteritidis(살모넬라 엔테리티디스)는 일반적인 식중독 원인균으로 가금류 제품이 주요 매개체이다. 세계적으로 살모넬라균으로 인한 식중독은 매년 9,380만 건이며, 이들 중 8,030만 건의 사례가 오염된 식품을 통해 전파되었다. 유럽 연합 회원국을 대상으로 실시한 연구에 따르면 살모넬라 감염증 연간 발병률은 인구 10만 명당 16에서 11,800명 정도로 다양했으며 산란계에서의 살모넬라 엔테리티디스 유병률과 큰 관련이 있었다. 가금류 생산에서 살모넬라 엔테리티디스 감염을 통제하기 위해서는 새로운 백신 개발이 필요한 상황이다. 계군의 살모넬라 감염을 통제하기 위한 이상적인 백신은 안전하고 효율적일 뿐만 아니라 체액성 면역과 세포성 면역 모두를 유도해야 한다. 살모넬라 엔테리티디스에 대한 약독화 생백신은 가금류 산업에서 살모넬라 감염의 잠재적인 통제 방법으로 사용되어 왔다. 그러나 현재 사용되고 있는 약독화 생백신은 장기간 살아남아 가금류를 지속적으로 감염시킬 수 있으며 치명적인 복귀 돌연변이체가 될 위험성이 있다. 따라서 본 연구는 그러한 위험성이 적은 온도감수성 변이주를 백신 후보로 개발하고자 하였으며, 백신으로서의 효능성을 평가하였다.
제 1장에서는 살모넬라 엔테리티디스의 온도감수성 변이주를 제작하고 그의 약독화와 관련된 특성을 평가하였다. NTG 처리를 통해 1S-C11, 1S-G11, 2S-G10 및 3-F11의 4가지 백신 후보가 구축되었다. 먼저, 안전성 측정을 위해 1일령 병아리에 후보 균주와 부모 균주를 접종하였다. 1S-C11, 1S-G11, 2S-G10 균주를 각각 경구 접종한 그룹의 간, 맹장과 맹장 편도 조직에서는 살모넬라 균주가 검출되지 않았다. 따라서 3-F11을 제외한 모든 돌연변이 균주는 부모 균주에 비해 약독화 정도가 높은 것으로 간주되었다. 시험관 내 실험에서는 2S-G10 균주가 33 ℃ 보다 닭의 체온인 42 ℃에서 감소된 성장을 나타내었으며, 닭의 간세포주를 침윤하는 능력이 저하되었음을 보여주었다. 또한 2S-G10과 그 부모 균주의 전체 게놈 서열 사이에 단일 염기 변이 분석을 수행한 결과, bscE, recG, rfaF 및 pepD_1 유전자에서 SNP를 발견했다. 이들은 각각 상피세포 침윤과 숙주 시스템에서의 지속성, 성장, 지질다당체 생합성 및 열 스트레스 하에서의 세포 생존에 기여한다. 이러한 2S-G10의 잠재적 특성은 시험관 내 실험의 결과와 일치한다. 결론적으로, 본 챕터는 화학적 처리에 의한 무작위 유전자 돌연변이 유도가 2S-G10을 고도로 약독화 시켰으며, 이 균주는 살모넬라 엔테리티디스에 대한 새로운 약독화 생백신으로 개발될 가능성이 있음을 시사한다.
제 2장에서는 4주령의 닭을 대상으로 백신 후보주인 2S-G10에 의해 유도된 면역 반응과 방어 효능을 평가하였다. 또한 백신 후보주에 의해 유도된 닭의 체액성 및 세포성 면역 반응을 모두 극대화할 수 있도록 복합된 백신 투여 방법을 평가하였다. 면역반응과 방어 효능은 4주령에 1회 경구 투여를 사용하고 7주령에 1회 근육 접종을 사용하여 접종한 Oral/IM 그룹과 4주령에 1회 근육 접종을 사용하고 7주령에 1회 경구 투여를 사용하여 접종한 IM/Oral 그룹 간에 비교되었다. Oral/IM 그룹은 IM/Oral 그룹에 비해 더 강한 체액성 및 세포성 면역 반응을 보였다. Oral/IM 그룹의 비장은 다른 그룹의 비장보다 공격접종된 살모넬라 감소의 유망한 경향을 보였다. 또한, 살모넬라 갈리나룸에 대한 교차방어 효능을 평가하기 위해 3주령의 닭을 사용하였다. 실험은 3주령과 6주령에 2S-G10을 경구 투여한 그룹, 2S-G10을 근육 접종한 그룹, 상업용 백신인 SG9R을 근육 접종한 그룹과 양성과 음성 대조군 그룹으로 구성되었다. 살모넬라 갈리나룸 공격접종 후 2S-G10 접종군 닭의 비장 및 간에서의 살모넬라 재분리율은 상업용 백신인 SG9R과 유사하였다. 본 연구는 2S-G10 균주가 경구-근육 내 접종 경로를 통한 최적화된 면역 전략으로 살모넬라 엔테리티디스 혹은 살모넬라 갈리나룸에 대한 백신으로서의 가능성을 보여준다.
이러한 연구를 종합하면, 선정된 백신 후보주인 2S-G10은 높은 안전성과 우수한 효능을 가지고 있으며 이러한 특성을 뒷받침하는 유전자형 증거를 가지고 있다. 따라서, 이러한 연구 결과는 2S-G10 균주가 닭에서 살모넬라 엔테리티디스에 대한 유망한 약독화 생백신 후보임을 시사한다.