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슬기로운 분만사 관리

[기고] 산화아연의 사용규제와 ‘이유 후 설사증’ 및 ‘부종병’에 대한 대처

슬기로운 분만사관리 19편/ 세바코리아 양돈기술지원팀 이현준 (cevakorea@ceva.com)

[이 글은 세바(CEVA)에서 운영하는 ‘Ceva Swine Health Portal’에 실린 글을 번역 및 편집하여 작성한 글입니다. - 필자 주]

 

 

대장균(Escherichia coli)에 의해 발생하는 ‘이유 후 설사증’(Post-weaning diarrhea; PWD)은 설사나 탈수 등을 일으켜 국소적이고 전신적으로 영향을 미치는 질병이다. 낮은 등급의 ‘이유 후 설사증’의 경우 모돈 두당 연간 약 40 유로(€)의 비용을 발생시킨다(Sjölund et al., 2014). 산화아연(Zinc oxide; ZnO)은 가장 실용적인 예방 및 컨트롤 수단이었지만, 2022년 6월부터 유럽의약품청(EMA)은 유럽연합(EU)에서의 사용을 금지하고 있다.

 

 

유럽연합(EU)은 아연이 환경에 축적될 경우 토양의 중금속 오염을 유발할 수 있다는 이유로 산화아연(ZnO)의 사용을 금지했다. ‘유럽동물약사용자문위원회(CVMP)’는 식품을 생산하는 종들의 경구 투여용 의약품에 함유된 아연의 안전성과 유효성을 검토한 결과, 전반적인 유익성 및 위험성의 균형이 부정적이라고 결론지었다. 두 가지 주요 이유는 다음과 같다.

 

① 산화아연(ZnO) 사용과 관련하여 여러 가지 항생제에 내성을 가진 유전자가 선택됨에 따른 위험성(현재로서는 정량화 할 수 없음)

 

② 아연의 환경 축적을 관리하는데 있어 효과적인 방법이라고 확인된 조치가 없음

 

 

이유자돈의 장내 미생물총에 대한 산화아연의 영향

한 연구에서는, 이유자돈에게 2,500ppm의 식이 산화아연(치료 용량)을 보충하면, 장내 미생물총의 안정성에 긍정적인 영향을 미치고 대장균의 높은 다양성이 유지된다고 결론지었다(Katouli et al., 2001). 그러나 많은 수의사들은 산화아연의 첨가를 이유 후 2주차까지로 제한해도 설사를 줄이는데 충분하므로, 이유 후 2주차까지만 사용하게끔 산화아연을 제한해야 한다고 경고한다.

 

 

 

산화아연은 이유 후 설사증을 예방하기 위해 자돈에 사용되어 왔다. 그러나 항생제 내성균의 증가, 자돈의 장내 미생물총 변화, 중요장기에의 아연 이온 축적 등 생산성에 미치는 부정적인 영향들이 많은 보고서에서 강조되고 있다. 한 연구에서 따르면 고농도의 식이 산화아연을 급여하면 특정 유산균(Lactobacillus) 종의 감소를 통해 장내 미생물총의 대사 활동과 구성에 영향을 미치는 것으로 나타났다(Starke et al., 2014). 

 

다제내성 대장균의 비율 증가

Bednorz 등은 연구에서는 산화아연 그룹이 대조군에 비해 다제내성 대장균의 비율이 유의미하게 증가(18.6% vs 0%)한다는 것을 관찰했다(Bednorz et al., 2013). 

 

 

 

‘시가톡신 생산 대장균(Shiga Toxin-Producing E. coli; STEC; 부종병 대장균)’은 부종병(급사, 신경증상, 안검 및 안면부 부종 등)을 일으킬 수 있다. ‘F18/Stx2e 양성 대장균(STEC)’의 부정적인 영향은 신경학적 증상이 특징이며, 자돈구간에서 최대 50~90%의 갑작스러운 폐사 발생으로 인해 경제적 손실이 상당할 수도 있다.

 

부종병은 주로 이유자돈 구간에서 발생하지만, 육성비육 구간에서도 관찰될 수 있다. 부종병은 산발적으로 발생하거나 전체 돈군에 영향을 미칠 수 있는데, 감염된 돼지는 식욕이 없고 눈꺼풀과 이마가 부어오르며, 특이한 울음소리를 내고 호흡곤란과 운동실조 증상을 보인다. 부종병은 일반적으로 설사나 발열을 동반하지는 않으나, 장독소형 대장균(ETEC)의 유전자를 보유한 일부 부종병 대장균은 설사를 유발할 수 있다.

 

농장에서 그동안 부종병 관련 임상증상을 잘 관찰하지 못했어도, 진단검사에 의해 농장이 ‘시가톡신 생산 대장균(STEC)’ 양성임이 확인될 수 있다. 이 경우엔 부종병이 준임상적으로 생산성적에 부정적인 영향(사료효율 감소, 증체감소, 출하일령 지연 등)을 줄 수 있다. 이러한 준임상형 부종병과 관련된 증거들은 계속 늘어나고 있다.

 

 

 

자돈 사료에서 산화아연을 제거했을 때 겪는 부정적인 영향을 없앨 수 있는 마법 같은 해결책은 없다. 따라서 총체적인 접근이 필요하다. 아래에 산화아연(ZnO)를 사용하지 않고 ‘이유 후 설사증(PWD)’ 및 부종병에 대처할 수 있는 몇 가지 옵션을 나열해보았다.

 

 

① 프로바이오틱스

프로바이오틱스는 살아있는 미생물로, 적절한 양을 투여할 경우 장내 미생물총을 개선하거나 복원한다. 양돈산업에 사용되는 가장 일반적인 프로바이오틱스는 바실러스(Bacillus), 비피도박테리움(Bifidobacterium), 클로스트리듐(Clostridium), 엔테로코커스(Enterococcus), 락토바실러스(Lactobacillus) 속에 속한다.

 

그러나 Canibe 등은 '이유 후 설사증(PWD)'에 대해 관찰된 프로바이오틱스의 효과는 종종 미미하였고, 자돈의 건강에 대한 효과를 모니터링 하기 위해 측정된 실험 조건, 검출 방법, 그리고 지표의 변화가 매우 다양하여 결과를 적절하게 비교하기가 어려워서, 산화아연의 적절한 대안으로써의 프로바이오틱스 사용에 대한 일반화된 결론을 도출하기 어렵다고 말했다(Canibe et al., 2022). 

 

② 식물 및 식물 추출물

식물성 화합물이라고도 불리는 이 물질은 자돈의 '이유 후 설사증(PWD)'과 관련하여 항생제와 산화아연의 대안으로 자주 연구되고 논의되는 물질 중 하나이다. 이 그룹에는 건조된 식물성 원료와 추출물(에션셜 오일 또는 탄닌)이 단독 또는 유기산과 같은 다른 물질과 결합된 것이 포함된다. 그러나 서로 다른 화합물 간의 다양한 상호작용이 작용방식에 영향을 미칠 수 있다는 점을 고려해야 한다. 예를 들어 에센셜 오일은 고유의 냄새와 향으로 인해 사료 기호성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

 

항생제 및 산화아연의 대안으로 유망한 항균 식물성 화합물 중 탄닌의 경우에는, '이유 후 설사증(PWD)'을 직접적으로 다룬 생체 내 연구(In vivo)는 소수에 불과하다.

 

③ 유기산

구연산, 푸마르산, 젖산, 프로피온산, 벤조산, 포름산과 같은 유기산을 이유자돈의 사료나 음수에 첨가하면 위장관에 유익한 효과가 있는 것으로 나타났다. 유기산은 이유자돈구간에서 단독으로 또는 젖산과 혼합되어 널리 첨가되고 있으며, '이유 후 설사증(PWD)'의 위험을 줄이는 도구로 여겨지고 있다. 그러나 이러한 화합물의 다양한 조합과 형태에 따른 그 효과를 평가하기 위해 추가적인 연구 조사가 필요하다.

 

④ 대용유와 유제품

이러한 제품들은 소화기관의 최적의 발달과 건강을 목표로 한다. Canibe 등이 발표한 연구에 따르면 대용유/유제품을 섭취하면 장 건강과 면역력을 정의하는 지표들에서 유익한 효과가 있는 것으로 나타났다(Canibe et al., 2022). 그러나 대부분의 연구에서는 이러한 효과가 '이유 후 설사증(PWD)' 예방에 미치는 영향에 대해서는 조사하지 않았으므로 이에 대한 추가 연구가 필요하다.

 

 

⑤ 단백질 수준

식이 조단백질 수준이 낮으면, 결장에서의 미생물 단백질 발효가 감소하고 이유 후 소장의 상태가 개선되어, 자돈의 설사 발생빈도가 감소한다는 것이 여러 연구에서 입증되었다(Batson et al., 2021, Larsen et al., 2021, Lynegaard et al., 2021).

 

그래서 부종병이 발생했을 때 바로 취할 수 있는 조치들 중 하나로 이유자돈에 제한급이를 시행 할 수 있는데, 이 방법은 이 구간에서 제공되는 특수 에너지 및 단백질 섭취의 영향(대장균의 성장에 유리한 장내 pH 상승)을 최소화하기 위해 노력하는 것이다.

 

⑥ 입질사료

포유자돈 시기에 사료를 섭취하는 자돈은 이유 후 더 많이 먹게 된다. 입질 사료를 주는 목적 중 하나는 자돈이 이유 후의 상황에 대처할 수 있는 소화효소를 생산할 수 있도록 소화관을 '훈련'시키는 것이다. 그러나 Canibe 등의 조사에 따르면 입질사료가 ‘이유 후 설사증(PWD)’ 위험에 미치는 영향에 대한 연구가 소수에 불과하고 그 결과들이 일관적이지 않으며, 긍정적인 효과가 발견되더라도 최적의 입질사료 섭취량이 명확하지 않았다(Canibe et al., 2022).

 

 

⑦ 백신

장독소형 대장균(ETEC) 감염은 비침습적이며, 점막 면역을 적극적으로 유도하는 것이 '이유 후 설사증(PWD)'에 대한 보호를 달성하는 데 중요하다. 자돈용 경구 생백신과 같은 다양한 옵션이 있다.

 

STEC(시가톡신 생산 대장균)에 의한 부종병의 경우엔 항생제가 세균에 작용하여 독소를 대량으로 방출시키고 상태를 더 악화시킬 수도 있다는 점을 기억해야 한다. 따라서 이러한 독소를 중화시킬 수 있도록 특별히 설계된 톡소이드 백신은 부종병 컨트롤을 위한 항생제 사용을 대체할 수 있는 효과적인 대안이 될 수 있다. 그 중 하나가 ‘시가톡신 톡소이드 백신’이다.

 

 

생후 4일령부터 자돈에 단 1회 접종만으로 부종병 발현의 원인인 시가톡신(Stx2e)에 대한 면역을 형성시킴으로써 이유부터 출하 때까지 돼지를 보호하고, 사료전환기 및 자돈비육기에 발생하는 부종병에 의한 폐사와 임상 증상을 감소시키는 백신이다. 특별한 증상을 확인하기 어려운 준임상형 부종병의 경우에도 백신 접종에 의한 긍정적인 효과가 설명되었다.

 

 

⑧ 사양관리

돈군수준에서의 기본관리 개념을 검토하는 것은, 특히 이유 및 이유 이후 구간에서 자돈의 스트레스 수준을 줄이기 위한 주요 요소 중 하나이다. 마덱의 20가지 관리지침은 이를 위한 좋은 출발점이 된다. 위생도, 환경조건 및 시설은 생산성에 있어 중요한 순간에, 자돈의 복지를 위해서 고려해야 할 또 다른 중요한 요소이다.

 

 

산화아연이 주던 막대한 긍정적 효과를 완벽하게 대체하기는 어렵기 때문에 다각적인 관점에서 산화아연 사용 금지조치에 대처할 필요가 있다. 따라서 ‘이유 후 설사증’ 컨트롤을 위해서는 사료나 음수로 일부 제품을 첨가하고 사양관리에 집중하는 것이 가장 중요하게 고려해야 할 사항이며, 병원성 대장균에 의한 부종병을 컨트롤하기 위해서는 이러한 관리들과는 별도로 백신을 꼭 사용하여, 임상적 준임상적 증상을 유발하는 시가톡신에 대한 대처를 하는 것이 중요하다.

 

다음 편에서 계속…

 

 

※ 위 기고 내용과 관련하여 궁금하신 사항은 세바코리아 (070. 8277. 4747 / 카카오톡채널: 세바코리아 / cevakorea@ceva.com)로 문의주시기 바랍니다.

 

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