돼지 유행성 설사 바이러스 (PEDV)는 Coronaviridae 과, Coronavirinae 아과, Alphacoronavirus 속에 속하며, 돼지 새끼에서 급성 설사를 유발하여 치명적인 결과를 초래한다. PEDV는 주로 유럽과 아시아의 돼지 산업에 문제를 유발했지만, 2012년 중국에서 80-100%의 유병율과 50-90%의 폐사율을 보이는 고병원성 변종이 등장했다. 이어서 2013년 미국에 대규모 발병이 발생하여 미국 돼지 산업의 10% 이상을 황폐화시켰다.
2014년 겨울에 한국 전역에서도 PEDV로 인한 큰 피해가 발생했다. 본 연구에서는 이 PEDV 변종의 전장 유전체를 분석하고 비교하였으며, 그 결과 이 바이러스는 2013년 미국에서 확산된 바이러스와 밀접한 관련성을 가진 것으로 나타났다. 미국계 변종을 기반으로 하는 백신을 신규로 도입했음에도 PEDV로 인한 상당한 피해가 2018년과 2019년에도 계속되었다. 한 번 바이러스가 유입된 농장은 매 1~2년마다 반복적으로 PEDV 발생 사례 또한 관찰되었다. 이 연구는 동일한 농장에서 다시 PEDV를 검출하고 Spike 유전자의 염기서열을 분석하여, 2014년 이후 지속적으로 재발하는 PEDV 변종들은 2014년 말과 2015년 초 사이에 새롭게 나타난 변종들과 더 밀접한 관련성을 가지고 있음을 밝혔다. 이는 미국계 PEDV가 적어도 두 번 해외에서 한국으로 유입되었음을 시사한다.
PEDV 감염을 통제할 목적으로 방역 체계를 강화하는 한편, 모돈에게 백신을 접종하여 초유를 통한 수동 면역을 자돈에게 형성한다. 하지만 연속적으로 출산하는 돼지 산업의 사육 특징과 부실한 백신 효능 때문에 PEDV 감염을 통제하는 것은 여전히 어려운 상황이다. 이 연구에서 천연 추출물인 로트렐린의 항바이러스 가능성을 탐색했다. 로트렐린은 세포 수준에서 PEDV 복제를 효과적으로 억제했다. 로트렐린의 PEDV에 대한 억제 효과는 주로 내부화 및 후기 단계에서 관찰되었다. 내부화의 억제는 cathepsin L 의존적 경로를 통해 유도되었다. 관찰 결과 로트렐린은 PEDV가 유발하는 합포체 형성을 효과적으로 억제했고, 이는 아마도 바이러스 후기 단계의 억제와 관련된 것으로 예상된다.
로트렐린의 유망한 효과를 농장 환경에 적용하기 위해, 낮은 용해도와 불안정성 문제를 해결하면서 그 항바이러스 활성을 강화하는 리포좀으로 봉입한 로트렐린을 준비했다. 로트렐린-리포좀은 PED가 발생한 농장에 두 번 투여되었다. 첫 번째 실험에서 포유 자돈에게 로트렐린-리포좀을 구강 투여했고, 13일 동안 46.7%의 사망률이 기록했다. 두 번째 실험에서 모돈과 포유 자돈 모두에게 로트렐린-리포좀을 구강 투여했고, 16일 동안 16.0%의 사망률을 기록했다. 이는 대개 포유 자돈에서 33일 동안 100%의 사망률을 초래하는 고병원성 PEDV에 의한 피해를 상당히 줄였다. 따라서, 로트렐린을 리포좀으로 봉입하는 것은 농장 환경에서의 약물 사용에 여러 가지 이점을 제공하고, 농장에서 로트렐린의 PEDV 억제 효과가 검증되었다.
본 연구는 반복적인 돼지 유행성 설사 바이러스 유행의 원인을 밝혔으며, 로트렐린이 이러한 긴급 상황을 해결할 수 있는 후보약물이라는 점을 제시했다. 더욱이, 리포좀 제형으로 제작한 로트렐린은 농장 환경에서 PEDV를 효과적으로 제어하는 것으로 나타났다. 따라서 이 결과들은 로트렐린이 돼지 농장에서 PEDV 감염을 제어하는 항바이러스 약물로서 개발 할 가치가 있다는 것을 시사한다.