Korean Journal of
Veterinary Service

설사병은 분변내 수분의 양이 비정상적으로 증가하는 소화기 질환의 임상증상으로서 소장의 흡수와 분비 기능의 불균형, 대장의 운동 능력 이상 등이 원인이 되어 발병한다(Heo 등, 2008). 송아지 설사병은 출생 직후 부터 2개월령 이하의 신생우에서 주로 다발한다(Kang 등, 2001; Hur 등, 2013; Kim 등, 2015; Lorenz 등, 2021). 발열, 식욕 저하 등의 가벼운 증상부터 기립불량, 탈수, 허탈, 또는 저체온증 같은 치명적인 증상까지 나타내며 장기간 지속되거나 적절한 치료가 이루어지지 않으면 폐사에 이르게 하기도 한다(Schroeder 등, 2012). 이처럼, 송아지 설사병은 폐사로 인한 직접적인 손실뿐만 아니라 회복 이후의 사료효율 저하로 인한 간접적인 손실을 초래하는 등 소 사육농가의 경영에 큰 위협을 주고 있다(Izzo 등, 2011).

축사 시설의 개선, 소 품종의 개량, 사료 및 영양제의 공급 차별화 등 사양관리 기법의 많은 발전에도 불구하고, 이유전에 폐사하는 송아지의 50% 이상이 소화기 질병이 원인일 정도로 설사로 인한 폐사율은 여전히 높다(Hur 등, 2013). 목장의 규모가 커질수록 밀집 사육으로 인한 질병의 확산이 빨라지며, 다른 가축과 함께 사육하는 것도 설사병의 발병 위험을 증가시킨다(Klein-Jöbstl 등, 2014). 송아지 설사병은 초유의 질과 섭취량, 송아지의 수유 능력 및 영양 상태 같은 송아지의 면역 상태(Kim 등, 1990), 축사의 규모나 위생 상태 같은 사양 환경 등 다양한 요인들에 복합적으로 영향을 받는다(Trotz-Williams 등, 2008).

송아지의 설사병을 유발하는 원인은 다양하지만, 병원성 미생물에 의한 감염이 설사병 발병의 주원인이다. 대표적인 병원체로는 bovine rotavirus (BRV), bovine coronavirus (BCoV), Cryptosporidium parvum, enterotoxigenic Escherichia coli (E. coli), Giardia, Salmonella spp. 등이 있다(Lee 등, 2007). 이러한 병원체들은 단독 또는 혼합 감염의 형태로 송아지를 감염시키며, 2종 이상의 병원체에 동시에 감염된 송아지는 단일 병원체에 감염된 송아지보다 설사병 발병 위험성이 6배 높다(Boileau와 Kapil, 2010).

송아지 설사병의 발병 원인은 매우 다양함에도 불구하고, 거의 비슷한 증상을 보이기 때문에 초기에 정확한 진단을 하는 것이 쉽지 않다. 본 연구의 목적은 신속진단 키트를 이용하여 젖소 송아지와 한우 송아지의 설사병 발병에 관여하는 병원체의 발생율 차이를 조사하는 것이다.

대상동물

2022년 7월부터 12월까지 전국의 소 사육농가 22개 목장에서 설사 증상을 보이는 100일령 이하의 송아지 354두(젖소 송아지 247두, 한우 송아지 107두)를 대상으로 일회용 장갑을 착용 후 직장에 자극을 주어 분변을 채취하였다. 분변 시료를 냉장 상태를 유지하며 실험실로 운반하여 송아지 설사병 항원 5종(BRV, BCoV, Cryptosporidium, Giardia, E. coli) 진단키트(Rapid BoviD-5 Ag®, Bionote, Korea)를 이용하여 제조사의 지시에 따라 검사하였다.

통계분석

통계분석은 SPSS 프로그램 version 26.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 이용하였다. 진단키트를 이용한 설사병 송아지의 분변 검사에서 양성인 군을 대상으로 나이, 계절, 출생시기별로 일반적 특성과 BRV, BCoV, Cryptosporidium, Giardia, E. coli의 발생율과의 연관성을 Chi-square test를 사용하여 분석하였다. P value가 0.05, 0.01 및 0.001보다 작을 때 유의성이 있는 것으로 판단하였다.

송아지 설사병의 일반적 특성

젖소와 한우 설사병 송아지를 대상으로 주요 설사병 병원체인 BRV, BCoV, Cryptosporidium, Giardia 및 E. coli의 발생율을 조사하였다(Table 1). 설사병 병원체에 대한 젖소 송아지의 발생율은 71.7% (177두/247두), 한우 송아지의 발생율은 66.4% (71두/107두)로 두 품종 사이에 발생율의 차이는 없었다(P=0.317). 또한, 병원체에 감염된 설사병 송아지 중 2종 이상의 병원체에 복합 감염된 젖소 송아지는 54.8% (97두/177두), 한우 송아지는 14.0%로(10두/71두) 젖소 송아지의 복합 발생율이 한우 송아지보다 높았다(P<0.001). 또한, 두 품종 사이의 병원체별 발생율을 비교했을 때 젖소 송아지에서 BCoV (P<0.001), Cryptosporidium (P<0.001), Giardia (P<0.01)의 발생율이 유의적으로 높았다(Fig. 1). BRV는 젖소 송아지와(P<0.05) 한우 송아지(P<0.01) 모두에서 발생율이 가장 높은 병원체였다(Fig. S1).

Table 1 . The incidence rate of enteric pathogens in calves with diarrhea using the rapid diagnostic kit.

		BRV*	BcoV†	Crypto‡	Giardia	E. coli§	Dairy cow (%)	KNC** (%)
Positive	Simple incidence	+	−	−	−	−	38 (15.4)	49 (45.8)
		−	+	−	−	−	4 (1.6)	0 (0)
		−	−	+	−	−	17 (6.9)	7 (6.5)
		−	−	−	+	−	21 (8.5)	5 (4.7)
	Complex incidence	+	+	−	−	−	12 (4.9)	0 (0)
		+	−	+	−	−	25 (10.1)	1 (0.9)
		+	−	−	+	−	22 (8.9)	7 (6.5)
		+	−	−	−	+	1 (0.4)	0 (0)
		−	+	+	−	−	3 (1.2)	0 (0)
		−	+	−	+	−	1 (0.4)	0 (0)
		−	−	+	+	−	6 (2.4)	1 (0.9)
		+	+	+	−	−	1 (0.4)	0 (0)
		+	+	+	−	−	9 (3.6)	1 (0.9)
		+	−	+	+	−	10 (4.0)	0 (0)
		−	+	+	+	−	3 (1.2)	0 (0)
		+	+	+	+	−	4 (1.6)	0 (0)
Negative		−	−	−	−	−	70 (28.3)	36 (33.6)

*BRV, bovine rotavirus; ^†BCoV, bovine coronavirus; ^‡Crypto, Cryptosporidium; ^§E. coli, Escherichia coli; **KNC, Korean native cow..

Figure 1. Comparison of enteric pathogens incidence rates in diarrheic dairy calves and Korean native calves. *** and ** indicate P<0.001 and P<0.01 with the chi-square test.

주령별 병원체 발생율

5종의 병원체 모두 4주령 이하의 송아지에서 발생율이 최고로 높았다가, 성장할수록 병원체의 발생율이 점차 낮아지는 경향을 두 품종에서 공통적으로 보여주었으며, 본 연구의 유일한 E. coli 발병도 4주령 이하의 젖소 송아지에서 나타났다(Fig. 2). 특히, Cryptosporidium은 4주령 이하의 젖소 송아지에서 발생율이 가장 높았다가 이후에 급격하게 감소함으로써 나이와 발생율 사이에 유의적인 연관성이 있음을 보여주었다(P<0.001).

Figure 2. The incidence rates of enteric pathogens in diarrheic calves by age. *** indicates P<0.001 with the chi-square test, respectively.
^†BRV, bovine rotavirus; ^‡BCoV, bovine coronavirus; ^§E. coli, Escherichia coli.

월별 병원체 발생율

계절에 따라서도 송아지 설사병 병원체의 발생율이 달라졌는데, BRV는 젖소 송아지에서는 여름인 8월에(P<0.001), 한우 송아지에서는 가을인 9월에 발생율이 유의적으로 높았다(P< 0.001) (Fig. 3). 또한, Cryptosporidium도 계절적 차이를 보여주었으며, 젖소 송아지는 8월(P<0.01), 한우 송아지는 10월에 발생율이 높아 각각 여름과 가을이라는 계절적 연관성을 보여주었다(P<0.01). 특이하게도, Giardia는 젖소 송아지에서는 8월에 발생율이 높아 계절적인 차이를 보여 주었지만(P<0.001), 한우 송아지에서는 계절적 연관성을 나타내지는 않았다.

Figure 3. The incidence rates of enteric pathogens in diarrheic calves by month. *** and ** indicate P<0.001 and P<0.01 with the chi-square test, respectively.
^†BRV, bovine rotavirus; ^‡BCoV, bovine coronavirus; ^§E. coli, Escherichia coli.

출생시기별 병원체 발생율

설사병을 유발하는 병원체의 발생율이 송아지의 출생시기에 따라서도 다르게 나타났다(Fig. 4). 5월생 젖소 송아지의 경우, BRV와(P<0.001) Giardia의(P<0.01) 발생율이 다른 시기에 태어난 송아지보다 높았다. 또한, 7월생 한우 송아지는 다른 시기에 태어난 송아지보다 BRV의 발생율이 높았고(P<0.05), 9월생 한우 송아지는 Cryptosporidium의 발생율이 유의적으로 높았다(P<0.001).

Figure 4. The incidence rates of enteric pathogens in diarrheic calves by birth month. ***, **, and * indicate P<0.001, P<0.01, and P<0.05 with the chi-square test, respectively.
^†BRV, bovine rotavirus; ^‡BCoV, bovine coronavirus; ^§E. coli, Escherichia coli.

송아지 설사병은 높은 폐사율과 회복 후의 성장 지연 및 다른 질병의 발병 위험성 증가로 인해 축산 농가 경영의 큰 위협 요인이다(Kang 등, 2001; Kim 등, 2015; Lorenz 등, 2021). 설사병은 송아지의 면역상태나 태어난 계절, 우사의 청결상태 같은 비감염성 요인과 바이러스나 세균 및 원충 같은 다양한 감염성 요인이 복합적으로 작용하여 발병한다(Gulliksen 등, 2009; Boileau와 Kapil, 2010).

전국의 37개 소 사육농가부터 설사병 송아지 354두를 대상으로 젖소 송아지와 한우 송아지의 소화기 병원체 발생율을 비교하였다. 젖소 설사병 송아지 247두 중 177두(71.7%), 한우 설사병 송아지는 107두 중 71두(88.4%)가 BRV, BCoV, Cryptosporidium, E. coli, Giardia의 항원 검사에 양성이었다. 이 결과는 젖소 송아지는 83.4%, 한우 송아지 61.1%의 발생율을 보였던 이전의 선행연구와 비슷한 결과이다(Park 등, 2023a, b).

이전의 선행 연구에서 젖소 송아지와 한우 송아지의 복합 발생율을 비슷하였는데(Park 등, 2023a, b), 젖소 송아지와 한우 송아지의 감염 형태를 직접 비교한 본 연구에서는 젖소 송아지의 복합 발생율(54.8%) 한우 송아지(14.0%)보다 유의적으로 높았다(P<0.05). 복합 감염의 경우는 세균성 병원체에 의한 감염이 가장 높다고 알려져 있지만(Jeong 등, 2012), 본 연구에서 가장 높은 발생율을 보인 병원체는 BRV였으며, 복합 감염의 경우도 BRV와 Cryptosporidium의 발생율이 높아, 이전의 선행 연구와 일치하는 결과를 보여주었다(Park 등, 2023a, b). 2종 이상의 병원체에 동시에 감염된 송아지는 단일 병원체에 감염된 송아지 보다 설사병 발병 위험성이 높은 것으로 보고되어 있으나(Boileau와 Kapil, 2010), 본 연구에서는 젖소 송아지의 복합 발생율이 한우 송아지보다 높았음에도 불구하고 두 품종 사이의 설사병 유병율에는 유의적 차이가 없었다.

BRV는 대부분의 송아지에서 검출되며 송아지 설사병에 가장 중요한 병원체로 알려져 있다(Lee 등, 2007). 본 연구에서는 젖소 송아지는 단순 감염보다 복합 발생율이 높고, 한우 송아지는 단순 발생율이 더 높은 서로 다른 결과를 보였는데, 이는 단일 병원체에 의한 감염보다 2가지 이상의 병원체에 복합 감염된 비율이 높았던 연구와 이전의 연구와 젖소 송아지는 일치하는 결과였지만, 한우 송아지는 다른 결과를 보여준 것이다(Park 등, 2023a, b).

본 연구에서 두 품종의 설사병 송아지는 모든 병원체에 대한 발생율이 4주령 이하의 송아지에서 가장 높고, 이후 송아지가 성장하면서 감소하는 경향을 보여, 2주령 이하의 설사병 송아지에 감염율이 가장 높았다가 점차 감소하는 나이에 따른 발생율의 차이를 나타낸 이전의 선행 연구와 일치하였다(Park 등, 2023a, b). 특히, 젖소 송아지는 Cryptosporidium에 대하여 나이의 증가와 발생율의 감소가 유의적인 연관성이 있음을 보여주었다(P<0.001). 이는 나이가 증가하면서 송아지의 면역력이 증가하는 것과(Chase 등, 2008), 출생 직후에 송아지가 우유를 섭취하기 시작하면서 장내의 pH가 병원체가 서식하기 좋은 장 상태로 바뀌기 것과 연관이 있다(Barrington과 Parish, 2001).

이전의 선행 연구에서는 젖소 송아지와 한우 송아지 모두 발생율과 계절 변화와의 연관성에 대하여 보고하였다(Park 등, 2023a, b). 경남지역의 송아지는 봄, 여름, 가을, 겨울 순으로 소화기 질환이 많이 발병하였고(Jeong 등, 2012), 한우 송아지는 여름에 소화기 질환으로 인한 폐사율이 높게 보고되어 있다(Kang 등, 2001). 본 연구에서도 젖소 송아지와 한우 송아지 모두 계절에 따른 병원체의 발생율의 차이를 보였으며, 젖소 송아지는 BRV (P<0.001), Cryptosporidium (P<0.01), Giardia의(P<0.001), 발생율이 여름인 8월에 가장 높았고, 한우 송아지는 9월에 BRV의 발생율이 높았고(P<0.001), Cryptosporidium의 발생율은 10월에 높았다(P<0.01).

이전의 선행 연구에서는 출생시기도 5종 병원체에 발생율과 연관이 있음을 확인하였다(Park 등, 2023a, b). 1∼3월생 설사병 젖소 송아지와(Park 등, 2023b), 3∼4월생 설사병 한우 송아지는 장내 병원체에 대한 발생율이 다른 시기에 태어난 송아지 보다 높았는데(Park 등, 2023a), 이는 상대적으로 추운 계절에 분만한 어미소의 초유의 질이 낮고, 추위에 의한 신생 송아지의 면역력이 낮기 때문이다(Çolakoğlu 등, 2021). 본 연구에서도 출생시기에 따라 병원체 발생율의 차이가 났는데, 5월생 젖소 송아지는 BRV와(P<0.001), Giardia의(P=0.002) 발생율이 높았고, 7월생 한우 송아지는 BRV 발생율이(P<0.05), 9월생 한우 송아지는 Cryptosporidium 발생율이 유의적으로 높았다(P<0.001).

본 연구는 2023년부터 7월부터 12월까지 6개월간의 짧은 기간 동안 이루어졌기 때문에 이전의 선행 연구들과 직접 비교하는 데에는 한계가 있다. 또한 병원체에 대한 발생율의 차이는 송아지의 면역 상태, 사육 환경, 병원체의 전파력 등 다양한 요인에 영향을 받지만 본 연구는 송아지의 나이, 계절, 출생시기에 대해서만 연구를 시행하였다는 한계도 있다. 송아지에서 설사병 병원체의 발생율에 영향을 주는 요인들에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

송아지 설사병을 유발하는 대표적인 5종의 병원체는 나이, 출생시기, 계절 따라 발생율의 차이를 보였으며, 품종에 따라서도 다른 영향을 주었다. 젖소 송아지는 BRV가 계절과 출생시기, Cryptosporidium은 나이와 계절, Giardia는 계절과 출생시기에 따라 발생율이 달라졌으며, 한우 송아지는 BRV가 계절과 출생시기, Cryptosporidium이 출생시기의 영향을 받아 발생율이 달라졌다.

The online version contains supplementary material available at https://doi.org/10.7853/kjvs.2024.47.2.81.

The authors would like to express their gratitude to all the staff members who participated in this study.

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.