13. Lymphoid Leukosis (LL)

Ⅰ. Introduction

• Leukosis를 일으키는 바이러스의 종류는 너무 다양해서, L/S group (Leukosis/Sarcoma group)이라고 함.
• Lymphoid leukosis(LL) : avian leukosis virus(ALV)에 의해 발생. “big liver disease” or “visceral lymphomatosis”라고 불림.
• 유전의 영향을 많이 받음(가족력 존재). 백신보다는 저항성 품종을 만드는 것으로 대처.
• 종양 발생뿐만 아니라 산란율 감소, 체중 감소, 면역력 저하(immunosuppression).
• LL은 모든 닭이 걸림. / 새로 발견된 subgroup J ALV는 육용 종계의 myelocyte만 target. LL은 B cell, MDV는 T cell target
• LL은 전세계에서 발견됨. 수직/수평 전파 발생. MDV는 수평 전파만 가능
• 스트레스와 면역 억제를 일으킴 → ALV에 더 취약, 다른 질병에도 취약해짐.
• 감염되어도 항체가 생기지 않는 경우가 흔함. & 항체가 있다고 반드시 LL이 발현하지는 않음. (진단의 어려움)
• 사람에 감염되지는 않음.

Ⅱ. History

1) Historical information

• 마렉병과 오래 혼동됨
• 1868 : “lymphosarcomatosis”
• 1896 : “fowl leukemia”
• 1921 : 3 pathological forms의 avian leukosis로 학계에 보고됨
  • lymphatic leukosis
  • myeloic leukosis
  • intravascular lymphoid leukosis
• 1962 : 마렉이 발견되면서 LL이 본격적으로 구분됨

2) 발생과 분포

• LL-associated mortality는 16주령 이상에서 흔함. MD보다 늦게 발현
• 육계에서는 해당이 없음(16주령까지 가지 않음). 산란종계에서 발생.
• 전세계적 분포
• L/S virus는 광범위한 neoplastic condition을 유발.
  • 바이러스에 따라 타겟하는 세포가 다름. target cell에 따라 다양한 위치에서 tumor 발생.
  • lymphoid leukosis가 압도적으로 많지만, osteopetrosis, hemangiomas, erythroblastosis, nephroblastomas, myeloblastosis, and myelocytomatosis 등 아주 다양함.
• LL 저항성 품종에 대한 연구가 활발함.
  • 바이러스 인자의 제거하거나
  • 바이러스에 걸리지 않게끔 품종을 개량하거나 (knock-in, knock-out)

Ⅲ. Etiology

1) Classification

• Family Retroviridae
  • Genus Alpharetrovirus

• Retroviridae → 면역결핍을 일으킴.
• exogenous, endogenous 형태로 존재.

Exogenous virus : 완전한 형태

• non-defective (complete set of gene)
• target cell을 감염시킴, complete & fully infectious한 바이러스 입자를 생산.
• 수평적, 수직적 전파 가능
• provirus 형태도 존재 가능, 독립적인 입자로 존재 가능.
  • provirus : 바이러스가 genome에 일부처럼 박혀있음. 박멸이 불가.
  • 이 provirus도 exogenous이므로 complete viral capsid를 형성함

Endogenous virus : 스스로 particle 만들 수 없음

• defective (incomplete set of gene)
• 스스로 particle을 만들지 못한 상태. 바이러스가 완전한 형태로 나오지 못하고 일부분만 존재.
• 숙주세포의 genome에 forever하게 파고들어감.
• 복제하지 않거나 매우 느린 속도로 복제됨. non-oncogenic하여 tumor를 일으키지 못함.
• 사실상 수직감염만 가능함. ⇒ endogenous, provirus 때문에 항원이 검출되었더라도 LL이라고 할 수 없음.

2) Properties

• linear ssRNA virus
• 약 100nm의 중소형 바이러스
• oncogene 함유한 retrovirus에 감염 → 급속도로 transfer이 일어남.
• Reverse transcriptase(RT) : viral RNA를 viral DNA로 → 따라서 자유롭게 provirus를 활성화시킴.
• 구조 단백질 : exogenous는 3개 전부, endogenous는 일부만 발현
  • Gag/pro gene
    • MA(p19) : envelope/capsid의 matrix protein
    • CA(p27) : capsid protein을 구성, CA의 유무로 백혈병을 진단함.
    • NC : RNA processing & packaging
    • PR(protease) : cleavage of protein precursors
  • ==Pol gene== (polymerase gene)
    • p68 : RNA-/DNA-dependnet polymerase & RNase H
    • p32(IN, integrase) : viral DNA to host genome의 integration에 중요
  • Env gene (envelope gene)
    • SU (surface protein, gp85를 coding) : 감별 진단에 중요한 부분, 매우 연약(fragile)^[gene 가공 시 SU gene이 쉽게 파괴되어 LL의 killed vaccine을 만들기가 어렵다]
    • TM (transmembrane protein, gp37)
  • 바이러스 구조 합성에 필요한 세 유전자는 genome에 끼어서 provirus의 형태로 존재

3) Virus replication

• 다른 바이러스와 매우 유사.
• attachment(수용체에) - penetration(세포질에) - denudation - transcription(vRNA→vDNA) - integration(vDNA→cDNA)

4) Strain

• L/S group의 분류는 숙주 범위, 바이러스 중화 패턴, target cell infectivity에 따라 달라짐.
• 닭에서 6종류의 subgroup 존재 : A, B, C, D, E, J
  • A, B : 자주 발생
  • C, D : 거의 발생하지 않음
  • E : 유일하게 endogenous
  • J : 최근 발견된 subgroup
  • >> A, B&J의 target cell
• 그 외의 가금류에서 F, G, H, I 발견됨.

5) Laboratory Host System

• chick inoculation
• chicken embryos : 저항성 있는 닭 품종에 접종하면 바이러스가 자라지 않으므로, 품종 주의.
• CAM : 11일령
• Tumor pocks developed
• Cell cultures : CEF(chicken embryo fibroblast) cells
  • C/O : 모든 subgroup의 ALV
  • C/A, E : A, E를 제외한 모든 ALV에서 자람
  • C/A, B, D, E : subgroup C, J에서만 자람
  • C/E : E 제외, exogenous ALV에서만 자람
  • C/E, J : E, J를 제외한 모든 ALV에서 자람
  • C/E + C/O : commercial SPF chick, 연구용, vaccine&diagnostics 생산

6) Pathogenicity

1. Pluripotential nature of ALV

• 종양의 type과 발생률에 영향을 주는 다양한 요인들이 있음.
  • 바이러스의 종류, dose, 감염 경로, 감염 나이, transmission form, 숙주의 면역 상태, 감염된 닭의 품종(genetic makeup), 닭의 성별
• ALV infection에 의해 발생하는 대표적인 tumor
  • Lymphoid leukosis, Erythroblastosis가 1, 2번째로 흔함. (림프구, 적혈구)
  • 그 외 myeloblastosis, myelocytomatosis, nephroblastoma, connective tissue tumor, epithelial tumor, osteropetrosis, endotheliomas(hemangioma: 혈관 내피가 터져 출혈)

2. Virus-Host interaction

• oncogene이 많이 존재함.
• 닭의 품종에서 c-myc, c-erb가 있으면 도태. 이 gene이 있으면 백혈병 급사를 의미하기 때문에, 품종 개량 시 없애버림.
  • 일단 promoter-insertion 기전에 의해 활성화되고 나면, neoplastic cell transformation 유도됨.
• 닭은 경제동물이라 이러한 유전자를 제거하려고 노력함. (반려동물, 사람에서는 유전자 변형보다는 항암제 등)

Ⅳ. Pathogenesis

1) Classical disease

• LL(B-cell lymphoma of chickens) : B림프구를 target. follicles of the bursa에 종양 유발.
• 일반적인 cancer랑 구별이 잘 안됨 (not specific)
• 심해지면 bursa와 liver의 enlargement를 촉진으로 알 수 있다.
• bursa의 거대화된 nodule도 진단에 도움.
• subgroup J는 myelocytic myeloid leukosis a& renal adenomas, 그 외 마이너한 종양 유발 (A~E와는 조금 다름) (같은 liver tumor지만, tumor가 일어난 cell의 종류에 따라 3가지로 구분됨(lymphoid, erythrocyte, myelocyte) (왼쪽이 liver. 간에서 diffuse tumor가 나타남. 오른쪽은 spleen-focal tumor) (총배설강의 tumor에서는 거대한 nodule이 관찰됨)

2) Target cells

• subgroup A, B → B림프구
• subgroup J → 골수의 myelocyte

Ⅴ. Epizootiology

• Natural & Experimental Hosts
  • Chicken
    • Subgroup A, B, C, D : white leghorns > brown leghorns
    • Subgroup J : meat type breeders (육계)
• Transmission
  • Horizontal : 분변, 깃털이 주 매개체
  • Vertical transmission : 3가지 방식
    • genetic : endogenous가 수직적으로 전달 (germline에 들어가는 endogenous ALV에서 나타남)
    • congenital : non-defective exogenous가 egg albumin을 통해 전달
    • Horizontal transmission of exogenous ALV’s : 밀접한 접촉에 의해
• 잠복기는 14-30주

Ⅵ. Diagnosis

• History
• 임상 증상, 병변
• 분리와 동정
• Blood, serum에서 다양한 cell 관찰.

Isolation

Antigen detection

• ==RIF== : Resistance-inducing factor test
  • 특정 CEF에서 자라지 않는 것을 이용하여 subgrouping한다.
• COFAL : Complement fixation(CF) for avain leukosis
• NP : Nonproducer cell activation
• PM : Phenotypic mixing test
• 위 4개가 ALV detection에서 특히 중요함. (그 외에도 ALV p27의 ELISA, PCR, IP, …)

Ⅶ. Prevention & Control

[국시에 그대로 나오는 표니까, 그냥 외우기⭐⭐]

Criteria	Marek’s disease	Lymphoid leukosis
Age	수일 ~ 수주 마렉이 훨씬 빠름	16주 이상
Signs	마비 증상이 특징적	마비 X
Incidence (발생률)	5% 이상	일반적으로 5% 정도 (subgroup J 제외)
Gross lesions (병변)
Neural enlargement	Frequent 신경 문제가 두드러지면 무조건 MDV	X
bursa of Fabricius	diffuse enlargement / atrophy F낭이 diffuse하게 커져 있으면 마렉	nodular tumors nodular한 종양이 보이면 LL
Proventriculus, skin, muscle tumor	선위, 피부, 근육 종양 O	X
Microscopic lesions (조직학적 병변)
Neural involvement	신경침해 O	X
Liver tumor	perivascular	focal, diffuse
Spleen tumor	diffuse 비장이 크게 확 퍼져나오는 것 같으면 마렉	focal 정상 조직이랑 비슷하면 LL
bursa of Fabricious	bursa sector가 안쪽 (interfollicular tumor)	바깥쪽 (intrafollicular tumor)
Skin/feather follicle	피부/깃털 림프조직의 과형성 O 피부 질환이 있는 쪽은 거의 마렉병	X
CNS	CNS 병변 존재	X
Cytology of tumor	pleomorphic lymphoid cell 많음, 여러 크기의 cell이 섞여있음 tumor 사이즈가 다양하면 마렉	morphology가 uniform 단일하면 LL
neoplastic lymphoid cell	T-lymphocytes를 target (CD4+ T cell)	B-lymphocytes를 target
MATSA-bearing cells	O MATSA는 마렉에서만 관찰됨	X
distribution	gonad을 가장 많이 공격함 + liver, spleen	bursa를 가장 많이 공격함 + liver, spleen

• LL에 대한 control, reduction, eradication이 잘 되고 있음 (대부분 육종 단계에서 control)
• Subgroup J는 수평 전파를 하기 때문에 조금 골치아픈 케이스