AI 기반 돼지호흡기모니터링을 활용한 비육농장에서 로터레린의 PRRS 치료효과의 평가 = Evaluation of therapeutic effect of rottlerin against PRRS using AI-based swine cough monitoring device

국문 초록 (Abstract)

AI 기반 돼지호흡기모니터링을 활용한 비육농장에서 로터레린의 PRRS 치료효과의 평가 본 연구는 로터레린 기반 천연물 제형인 알리멘와우 (Investigational AlimenWOW)의 PRRSV(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus) 치료 효과를 실제 비육농장에서 평가하고, AI 기반 호흡기 모니터링 시스템 (SoundTalks®)을 활용하여 호흡기 건강 변화를 정량적으로 분석하 고자 수행되었다. PRRSV는 폐포 대식세포 감염과 면역 억제를 통해 성장 지 연·폐사·호흡기 질환을 유발하는 주요 병원체이며, 최근 국내에서 확산 중인 NADC34-like 변이주는 기존 백신의 방어력 한계로 인해 대체 치료제 개발의 필요성이 증가하고 있다. 시험은 PRRSV 안정화 농장 전출군 (알리멘 와우 G1), 불안정화 농장 전출군 (알리멘와우 G2), 대조군 1 (항생제), 대 조군 2 (해열제)로 총 4개 군을 구성하여 한 달간 SoundTalks® 기반 Respiratory Health Status (ReHS)를 측정하고, 구강액 및 혈청을 이용해 PRRSV 항원과 항체 변화를 분석하였다. 또한 폐사율·위축율·임상기침지수 (CCI), 생산성 (FCR·ADG), 경제성을 종합 평가하였다. 알리멘와우 G1은 전 기간 ReHS 70 이상을 유지하였고, 알리멘와우 G2는 초기 30 이하에서 투약 3–4주차에 60–80으로 상승하며 뚜렷한 개선을 보였다. 반면 대조군 1·2는 20–30 수준에 머물렀다. CCI 역시 G2에서 Day 14 이후 대조군 대비 유의하 게 낮아(p<0.0001) 임상적 호흡기 증상 완화가 확인되었다. 폐사율 (알리멘 와우 G1 0.4%, 알리멘와우 G2 1.2%)과 위축율 (알리멘와우 G2 0%, 알리멘와 우 G1 1.2%)은 대조군 (폐사율 2.6–6.6%, 위축율 1.8%)보다 낮게 나타났다. 바이러스 역가 분석에서 알리멘와우 G2는 Day 28에 전 개체가 0 Log10 TCID50/mL로 전환되었으며, 대조군은 Day 14에서 가장 높은 역가(2.8–3.0 Log10 TCID50/mL)를 보였다. 사육기간 전기간에 대한 사료요구율 (FCR)과 육성율은 비슷하고 일당증체량 (ADG)는 알리멘와우 G2 보다 대조군 1이 약 70g/day로 크게 차이가 났지만 알리멘와우 G2의 출하기간 191일전 약 14일 간 급격한 성장은 결국 대조군보다 2.8%의 사료비 감소를 일으켰다. 경제성 평가에서도 알리멘와우 G2의 사료비와 두당 총 비용이 가장 낮아 생산성· 비용 측면에서 우수하였다. 종합적으로 알리멘와우는 PRRSV 감염 환경에서 호흡기 건강 개선, 바이러스 억제, 임상 증상 완화, 폐사·위축 감소 및 경 제성 향상 효과를 보였으며, AI 기반 모니터링을 활용한 치료 반응 평가의 실효성을 입증하였다. 본 연구는 알리멘와우 항바이러스제가 기존 PRRS 관 리 전략을 보완할 수 있는 가능성을 제시한다. 주제어 : 돼지생식기・호흡기 증후군바이러스(PRRSV), 로터레린(Rottlerin), AI 기반 호흡 기 모니터링(SoundTalks®), 항바이러스제 음수투약

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to evaluate the therapeutic efficacy of the natural compound-based antiviral agent AlimenWOW under field conditions of Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus (PRRSV) infection, and to verify the improvement of respiratory health using an artificial intelligence (AI)-based acoustic monitoring system (SoundTalks®). The trial was performed at a commercial grower– finisher pig farm in Korea, involving 2,000 three-way crossbred pigs (YLD, 12 weeks old). The animals were divided into four groups: Group 1 (G1, pigs transferred from a PRRSV-stable farm), Group 2 (G2, pigs transferred from an unstable farm), and two control groups—Control 1 (antibiotic-treated) and Control 2 (antipyretic-treated). AlimenWOW was administered once daily at a dose of 10 mg/kg for three consecutive days, followed by an additional administration upon SoundTalks® alarm detection. Respiratory health status (ReHS), quantified by the AI cough monitoring system, showed a marked improvement in AlimenWOW-treated groups. In particular, G2—which initially exhibited poor respiratory conditions with ReHS ≤ 30—showed a steady increase to 60–80 during weeks 3–4 after administration. The Clinical Cough Index (CCI = 100 – ReHS), representing the inverse relationship between cough intensity and health status, remained significantly lower in AlimenWOW-treated pigs compared to controls after day 14 (p ≤ 0.0001). Although data from two monitoring devices reflected slight differences due to pen structure and body weight distribution, no statistical difference was found, and their mean values were used as representative data, confirming the consistency and reliability of the AI-based monitoring system. These findings indicate that AlimenWOW effectively alleviated coughing and respiratory distress caused by PRRSV infection. In productivity indicators, AlimenWOW administration also produced favorable outcomes. Mortality rates were 0.4 % in G1 and 1.2 % in G2, notably lower than those in Control 1 (2.6 %) and Control 2 (6.6 %), with no wasting cases observed in G2. Quantitative RT-PCR analysis revealed a significant increase in cycle threshold (Ct) values in G2 at day 14 (p < 0.01), indicating viral load reduction, and all pigs tested negative by day 28. Serological analysis further demonstrated that the mean antibody S/P ratio in G2 decreased from 3.7 at day 14 to 3.3 at day 28, suggesting modulation of antibody response associated with infection control and recovery. Collectively, these results demonstrate that AlimenWOW effectively mitigates PRRSV-induced respiratory impairment, mortality, and growth retardation, with its improvement objectively validated through SoundTalks®-derived ReHS indices. Therefore, AlimenWOW presents a promising antiviral strategy that could complement or replace conventional antibiotic and antipyretic management systems, contributing to the reduction of PRRSV-associated productivity losses and the enhancement of biosecurity management at the farm level.

목차 (Table of Contents)

• 표 목차 ⅲ
• 그림목차 ⅳ
• 국문초록 v
• 제1장 서론 1
• 제2장 재료 및 방법 6
• 제1절 로터레린(Rottlerin)–지질(AlimenWOW) 혼합물의 제조 6
• 제2절 임상설계 및 수행 6
• 제3절 호흡기 건강상태 측정 7
• 제4절 시료 채취 8
• 제5절 항원 측정 9
• 제6절 항체가 측정 10
• 제7절 알리멘와우 투약에 따른 육성돈의 임상 지표 평가 10
• 제8절 통계 분석 11
• 제9절 경제성 분석 11
• 제3장 결과 13
• 제1절 알리멘와우가 호흡기 건강에 미치는 영향 13
• 제2절 알리멘와우의 폐사율 및 위축율에 미치는 효과 14
• 제3절 알리멘와우가 임상(cough) 모니터링에 미치는 영향 15
• 제4절 알리멘와우의 구강타액(Oral Fluid)에서의 PRRS 바이러스 저감효과 16
• 제5절 알리멘와우의 PRRS 바이러스 항체 저감효과 17
• 제6절 경제성 분석 18
• 제4장 고찰 31
• 참고문헌 39
• ABSTRACT 55