Veterinary vaccines are important not only for animal health but also for animal welfare, food production for human consumption, and most importantly, public health. New vaccines and technologies are continuously being studied towards the achieving safer and more efficient food production, control of zoonotic diseases, preparation against emerging and re-emerging diseases, reduction of antibiotic dependence, reduction of food-borne diseases in humans, and better life with companion animals. In this study, two novel findings were made namely the development of a novel subunit vaccine against streptococcosis in olive flounder and development of a multi needle device for intradermal vaccination of FMD in pigs and cattle. In the first study, the complete genome of S. iniae YSFST01-82 was sequenced and analyzed together with the previously sequenced S. parauberis KCTC 11537BP. A total of 118 candidate genes were identified and tested for immunogenicity. Finally, eight genes namely α-enolase, bug4, cpsY, deoD, hk, telX, SP15, and SP36 were identified to immunogenic. Among these eight candidates, α-enolase was found to confer protection against both S. iniae and S. parauberis infection and tested in the laboratory animal, zebrafish, and target species, olive flounder. A novel subunit vaccine containing α-enolase and a w/o adjuvant showed significant protection of 79% RPS when compared to the formalin-killed bacterin and α-enolase only vaccine. In the second study, a novel multi needle (MN) device was designed and developed for intradermal vaccination in pigs and cattle. The MN device has 5 evenly spaced needles attached in a concave shaped cylinder for better precision in skin vaccination. Foot - and - mouth disease vaccine, which is a compulsory vaccine in the Republic of Korea, was chosen in pig vaccination experiments. The same vaccine, together with Akabane vaccine was utilized for cattle vaccinations. The MN device was compared with the traditional intramuscular vaccination and an existing needle less device (IDAL®) for intradermal administration of vaccines. Administration of the oil vaccine FMD was relatively easier with the MN device and IDAL® compared to the traditional vaccination. The advantages of the MN device over IDAL® were low maintenance and lack of requirement for license before using the MN device for vaccination. Serological studies were also conducted and the results revealed that PI value in MN vaccinated pigs (47+6) with just 0.3ml is comparable with intramuscularly vaccinated pigs (57+11) with the recommended dose of 2 ml. Furthermore, the PI value of MN vaccinated pigs was also significantly different with the PI value of IDAL® vaccinated pigs at only 14+4. In cattle, the animals have a history of FMD vaccination so virus neutralization titer test was utilized. Similar with the pig experiment, the cows vaccinated in the ear with the MN device showed superior VNT compared to other test groups. The MN device therefore can provide sufficient protection against FMD with a dose sparing of 6.6 fold.
동물용 백신은 동물 건강뿐만 아니라, 동물 복지, 인간이 섭취하는 식품생산에 있어서 중요하며, 특히, 공중보건에 있어서 중요하다. 새로운 백신과 과학기술은 더 안전하고 효율적인 식품생산의 달성, 그리고 인수공통 질병의 조절, 질병의 발병과 재발병에 대한 준비, 항생제 의존의 감소, 사람에서 음식매개 질병의 감소와 반려동물과의 더 나은 생활을 위해 지속적으로 연구되어왔다. 이 논문에서는 2개의 새로운 점이 개발되었는데, 이는 넙치에서 연쇄상구균증의 신규 서브유닛 백신의 개발과 돼지와 소에서의 구제역 피내 백신에 대한 멀티주사장치(MN)의 개발에 대한 것이다. 첫번째 연구에서는, S. iniae YSFST01-82의 완전한 게놈이 이전에 작성된 S. parauberis KCTC 11537BP와 함께 배열되고, 분석되었다. 전체 118개의 후보 유전자들이 면역원성에 대해 확인되고 시험되었다. 마지막으로α-enolase, bug4, cpsY, deoD, hk, telX, SP15, and SP36로 불리는 8개의 유전자들의 면역원성이 확인되었다. 이8개의 후보 유전자들 중에서, α-enolase는 S. iniae 와S. parauberis감염증에 예방하기 위해 발견되었으며, 실험동물, 제브라피쉬, 목적 동물, 넙치에서 시험이 실시 되었다. 포르말린-사독 세균백신과 α-enolase만을 함유한 백신과 비교하였을 때, α-enolase을 함유하고 부형제를 포함하지 않은 새로운 서브유닛 백신은 79% RPS의 중요한 예방능을 보였다. 두번째 연구에서는, 새로운 멀티주사장치가 돼지와 소에서 피내 주사에 대해 고안되고 개발되었다. 멀티주사장치는 피부에 접종시, 더 나은 정확성을 위해 오목한 모양의 실린더 안에 5개의 바늘이 균등하게 부착되어 있다. 대한민국의 필수예방 백신인 구제역 백신이 돼지백신 접종실험으로 선택되었다. 같은 백신으로, 아카바네 백신은 소백신 접종실험으로 이용되었다. 멀티주사장치는 이전부터 사용되던 근육 내 백신접종과, 피내 백신접종을 위한 기존의 비침장치(IDAL®)와 비교되었다. 구제역 오일백신의 주입은 이전의 백신접종장치였던 IDAL® 과 비교하였을 때, 멀티주사장치를 이용하면, 상대적으로 더 용이하였다. IDAL®을 넘어선 멀티주사장치의 장점은 낮은 유지비용과 백신접종을 위한 멀티주사장치 이용에 면허의 요구사항이 낮아진 점이다. 또한, 혈청학적인 연구가 실시되었으며, 그 결과는 다음과 같이 밝혀졌다. 멀티주사장치로 0.3ml 백신접종한 돼지(47+6)의 PI값은 권장량인 2ml로 근육접종한 돼지(57+11)와 비교할 만하다는 점이다. 뿐만 아니라, 멀티주사장치로 백신접종한 돼지의 PI값은 IDAL®으로 백신접종한 돼지의 PI값과 비교하였을 때, 14+4의 상당한 차이를 보였다. 소에서, 구제역 백신을 사용한 적이 있으며, 그래서 바이러스 중화 역가 시험이 이용되었다. 돼지에서 실험과 유사하게, 멀티주사장치를 이용한 소에서 귀내 백신접종은 다른 시험군과 비교하였을 때, 훨씬 더 높은 바이러스 중화 역가 값을 보였다. 그러므로 멀티주사장치는 6.6배를 절약하면서, 1두분의 구제역 백신으로 충분하게 예방할 수 있다.
