일본뇌염(JE)은 일본뇌염바이러스(JEV)에 의해 발생하는 중증 모기 매개 질환으로, 아시아 지역에 풍토병처럼 존재한다. 현재 연구에서는 돼지와 새가 주요 JEV “증폭숙주”로 널리 인정되고 있으며, 모기가 감염된 동물을 흡혈한 뒤 사람을 물어 바이러스를 전파하는 자연 전파 주기를 유지한다. 그러나 양과 같은 다른 포유류가 JEV 전파에서 어떤 역할을 하는지에 대해서는 오랫동안 명확하지 않았다. 최근 중국의 일부 양 떼에서 신경계 증상을 동반한 의심 JEV 감염 사례가 산발적으로 보고되었지만, 직접적인 증거는 부족했다.
 

중국농업과학원 상하이수의연구소 연구팀은 양이 잠재적인 JEV 증폭숙주로 작용할 수 있으며, 양식 농가가 없는 농촌 지역에서 새로운 전파 주기를 형성할 가능성이 있음을 밝혔다. 이번 연구 결과는 Sheep serve as amplifying hosts of Japanese encephalitis virus, increasing the risk of human infection이라는 제목으로 Science Advances에 발표되었으며, 양에서 JEV 균주가 처음으로 분리되었고, 양이 JEV 전파에서 중요한 역할을 한다는 사실을 실험적으로 입증한 것이다.

하이라이트

글로벌 첫 사례: 양에서 JEV 균주가 분리되며, 양이 자연 숙주임이 확인됨.
주요 데이터: 양의 최고 바이러미아는 10⁴ TCID50/ml에 도달했고, 모기 감염률은 40% 이상으로 돼지와 유사한 수준을 보임.
실질적 의미: JEV 방제 전략의 재정립이 필요하며, “양-모기-인간” 전파 고리를 차단하기 위해 감시 체계에 양을 포함해야 함.
 

양에서 신경 증상을 보인 JEV 균주 분리

2022년 중국 상하이의 한 양 농장에서 질병이 발생해 11마리 어린 양이 배회(circling), 운동실조(ataxia) 등 신경계 증상을 보였다. 뇌 조직의 조직병리학적 분석에서는 림프-조직구성 혈관주위 침윤(화살표로 표시)이 관찰되었으며, RT-qPCR 분석 결과 브루셀라나 위수(가성광견병) 바이러스 등 다른 병원체는 배제되고 JEV만이 유일한 감염원으로 확인되었다.

또한 뇌 조직 균질액을 BHK-21 세포에 접종한 결과 JEV 균주 SH2201이 분리되었고, 이 균주는 감염 후 48시간에 1.4×10⁶ TCID50/ml까지 증식해 높은 증식 능력을 보였다.

 

Fig. 1. Isolation of JEV from sheep

SH2201의 유전적 특징과 높은 독성

전장 유전체 분석 결과 SH2201은 I형(GI)으로 분류되었으며, 중국에서 돼지 유래로 분리된 SD12 균주와 99.8%의 염기서열 동일성을 보였다. E 단백질에서 병원성과 관련된 주요 아미노산 잔기(E107, E138, E176 등)는 기존에 알려진 고독성 JEV 균주와 동일했다.

 

Fig. 2. Phylogenetic analysis of JEV strains

생쥐 실험에서는 SH2201을 뇌내(intracerebral) 최저 농도(10⁰ PFU)로 접종했을 때 25%의 치사율이 나타났으며, 복강(intraperitoneal) LD₅₀는 10¹.³⁵ PFU로 고독성 기준 균주와 유사한 수준이었다. 조직병리학적으로는 혈관주위 염증과 수막염 등 뇌염 병변이 확인되었다.

 

Fig. 3. Virulence of the SH2201 strain in mice
 

감염된 양에서의 바이러미아 및 바이러스 배출

50일령 흑산(후)양(Hu sheep)에 SH2201을 10⁶ PFU 용량으로 피하 또는 정맥 접종한 결과, 바이러미아는 피하 접종에서 최대 3.2×10⁴ TCID50/ml, 정맥 접종에서 4.2×10⁴ TCID50/ml까지 증가했으며 3~6일간 지속되었다. 비강 스왑에서는 1.1×10⁴ RNA copies/ml, 항문 스왑에서는 3.8×10³ RNA copies/ml 수준의 바이러스 RNA가 검출되었고, 6~11일 동안 지속적으로 배출되었다. 편도에서도 3.2×10³ TCID50/ml의 높은 바이러스량이 확인되어, 돼지에서 관찰되는 JEV 지속성과 유사한 양상을 보였다.

 

Fig. 4. Pathogenicity of the SH2201 strain in sheep

감염된 양의 뇌 조직에서는 2.0×10⁴ RNA copies/ml의 높은 농도의 바이러스가 검출되었다. 또한 병리 슬라이드에서는 인간 환자에서 관찰되는 것과 유사한 전형적인 뇌염 병변이 확인되었다.
 

Fig. 5. Detection of viral shedding in JEV-infected sheep

모기 전파 실험

Culex pipiens pallens, Cx. pipiens quinquefasciatus, Aedes albopictus가 바이러미아 상태의 양의 혈액을 흡혈한 후, 감염 14일(dpi)에 각각 48.6%, 57.1%, 40.6%의 감염률을 보였다. 모기의 침샘에서도 39.3%~60% 비율로 바이러스가 확인되어, JEV의 효율적인 전파 능력이 실험적으로 입증되었다.

 

Fig. 6. Viremia levels in sheep infected with the SH2201 strain

중국 양 개체군에서의 JEV 역학 조사

중국 31개 성(省)에서 수집된 혈청 3,349건 중 19개 성에서 JEV RNA 양성률이 0.7%~4.6%로 나타났고, 20개 성에서는 항체 양성률이 2.0%~26.7%였다. 특히 돼지 사육이 이루어지지 않는 신장(Xinjiang) 지역에서는 양에서 분리된 JEV 균주가 현지 모기 유래 균주와 유전적으로 밀접한 관련성을 보여, 종간 전파가 실제로 발생하고 있음을 확인했다.

 

Fig. 7. Prevalence of JEV in field sheep

결론

양의 새로운 증폭숙주 역할: 양은 돼지와 동등한 수준의 바이러미아를 보이며, 모기를 통한 전파를 가능하게 하고 돼지가 없는 지역에서도 독립적인 전파 주기를 유지할 수 있다.

공중보건 위험 증가: 기존에 돼지와 새에 집중되었던 방제 전략은 양까지 포함하여 확대되어야 하며, 특히 중국 북서부·몽골 초원 등 목축 지역에서 중요하다.

가축 건강에 대한 위협: JEV 감염은 양에서 신경 증상이나 폐사를 유발할 수 있어, 진단 기술 개선과 경제적 손실 예방이 필요하다.

이번 연구는 JEV 전파 모델을 재정의하며, 감시 체계의 업데이트, 양을 대상으로 한 백신 개발, 강화된 모기 방제의 필요성을 강조한다. 일반 시민에게는 모기 회피와 예방접종이 여전히 JE(일본뇌염) 예방의 핵심 수단이다.

 

JEV related product list:

Recombinant Protein

Antibody