해독제 생산을 위한 Tityus serrulatus (브라질 황전갈)의 포로 유지 관리 및 독 추출

Summary

여기에서 우리는 브라질 보건 시스템의 수요를 충족시키기 위해 후속 전갈 해독제 생산을 위한 독을 제공하는 것을 목표로 대규모 Tityus serrulatus Lutz and Mello, 1922(브라질 황색 전갈) 사육을 위한 성공적인 유지 관리 및 독 추출 프로토콜을 제시합니다.

Abstract

전갈 독은 여러 열대 및 아열대 국가의 공중 보건 문제입니다. 티 티우스 세룰라투스 Lutz and Mello, 1922 (브라질 노란 전갈)는 브라질에서 연간 약 150,000 건의 독 발병 사례에 책임이 있으며, 그 중 10 %는 생명을 위협하는 독 효과를 되돌리기 위해 해독 치료가 필요합니다. 그러므로, 수천 마리의 T. serrulatus 개체는 독 추출을 위해 통제된 포로 조건에서 유지되며, 이후 전갈 해독제의 국가 공급 생산에 사용됩니다. Instituto Butantan은 브라질의 주요 해독제 제조 실험실로, 브라질 보건 시스템에 약 70,000 바이알의 전갈 해독제를 제공합니다. 따라서 사육 프로토콜과 독 추출 방법론은 표준화된 대규모 독 생산의 성공을 위한 핵심 포인트입니다. 이 기사의 목적은 사육 루틴과 독 추출 절차를 포함하고, 우수 제조 관행을 따르고, 동물 복지를 보장하는 T. serrulatus 사육의 포획 프로토콜을 설명하는 것입니다. 이러한 관행을 통해 최대 20,000마리의 동물을 사육할 수 있으며, 해독제 제조 수요에 따라 매월 3,000마리에서 5,000마리의 전갈을 착유하여 평균 90%의 양성 추출을 달성할 수 있습니다.

Introduction

전갈은 거미류에 속하는 절지동물로, 약 2,621 종의 전갈로 구성됩니다 ^1,2. 이 동물들은 지리적 범위가 넓으며 남극 대륙¹을 제외한 모든 대륙에 존재합니다. 전갈에 의한 독은 전 세계적으로 매년 수천 명의 이환율 또는 사망을 초래합니다³. 2019년에는 이 동물로 인해 120만 건 이상의 사고와 연간 3,500건의 사망이 발생한 것으로 추정됩니다. 브라질에서는 발병 건수가 기하급수적으로 증가하여 2017년 이후 연간 100,000건 이상에 도달했습니다 ^4,5,6. 환경 파괴 및 기후 변화와 관련된 적절한 하수 처리와 정기적인 쓰레기 수집 및 처리 없이 지난 수십 년 동안 브라질에서 관찰된 통제되지 않은 도시화는 T. serrulatus와 같은 침입성 전갈의 확산을 위한 조건을 제공하여 인간과의 접촉을 증가시켜 유해한 사고를 초래했습니다 ^4,7,8. 브라질에는 약 178 종의 전갈이 있지만 의학적으로 중요한 쏘임은 Tityus 속에 의해 발생하며 4 종 (T. serrulatus, T. bahiensis, T. stigmurus 및 T. obscurus)이 의학적으로 우려되며 Tityus serrulatus는 가장 심각한 사례와 사망에 책임이 있습니다 ^7,9.

Instituto Butantan은 브라질의 주요 해독제 제조 실험실로, 브라질 보건 시스템에 약 70,000 바이알의 전갈 해독제를 공급하고 있습니다. 간단히 말해서, 해독제 제조와 관련된 단계에는 말에 독 유래 항원을 접종하고, 풍부한 항체 혈장을 수집 및 정제하여 전갈 해독제 5mL 바이알을 만드는 것이 포함됩니다. 각 바이알은 해독제 mL당 최소 1mg의 전갈 독을 중화할 수 있습니다. 절지동물 생물체는 전갈 해독제의 원료를 공급하는 산업 센터의 필수적인 부분입니다.

Instituto Butantan의 절지동물 생물 서식지는 원래 절지동물 연구소로 명명되었으며 1967년에 설립되었습니다. 그러나 1995년이 되어서야 실험실은 독이 있는 절지동물^10,11을 수용하는 전용 시설로 이전했습니다. 그 당시, 전갈은 온도가 조절되지 않은 12m2의 방에 보관되어 약 13 개의 인클로저에 분포되어 있으며, 각 인클로저에는 최대 300 마리의 동물^{이 있습니다 10}. 수년에 걸쳐 독에 대한 수요가 증가하고 그에 따라 독 추출 공정의 개선과 함께 동물의 수를 늘려야 할 필요성으로 인해 2016년에 큰 변화가 발생했습니다. 연구소는 부탄탄 연구소의 산업 중심지에 통합되었으며 절지동물 생물체로 이름이 변경되었습니다. 또한 2016년에 Bioterium은 새로운 특수 목적 시설로 이전했습니다. 새로운 전갈 방은 24m2의 면적을 차지하며 그림 1과 같이 각각 최대 300마리의 동물을 수용하는 약 48개의 폴리프로필렌 인클로저를 포함합니다. 그 결과 총 10,000명에서 20,000명의 개체가 통제된 포로 조건 하에서 유지되고 있으며 연중 내내 변동이 있습니다. 전갈은 엄격한 사육 프로토콜에 따라 신중하게 관리되어 높은 생산 수요를 충족하고 동물 관리에 대한 모범 사례와 윤리 기준을 준수하면서 복지를 보장합니다. 독 추출을 위해 그림 2A와 같이 두 개의 공기 흐름 캐비닛을 수용하는 특정 공간이 설계 및 구성되었습니다. 이 캐비닛은 기술자가 추출 절차 중에 독 입자를 흡입하는 것을 방지하기 위한 안전 조치 역할을 합니다. 합성 앞치마와 FFP2 마스크를 포함한 개인 보호 장비(PPE)는 오염을 방지하고 안전을 보장하기 위해 기술자에게 필수입니다.

그림 1: 절지동물 생물체(Arthropods Bioterium)의 전갈이 있는 방의 일반적인 모습. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: 작업 영역 (A) 절지동물 생물체의 독 추출실의 일반적인 모습. (B) 공기 흐름 캐비닛 작업 표면. 모든 재료와 장비는 공기 흐름 캐비닛 작업 표면 상단에 준비 및 배치됩니다. 검은색 화살표는 전기 자극기 장치를 나타내고 빨간색 화살표는 겸자를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

절지동물 생물 서식지에 있는 T. serrulatus 전갈의 약 90%는 이 동물에 대한 감시 및 통제 프로그램의 일환으로 시 보건 요원이 수집한 다양한 장소에서 유래합니다. 전갈은 도시 지역에서 포획된 다음 협력 프로그램의 일환으로 Instituto Butantan으로 보내집니다. T. serrulatus 전갈은 단유전학(parthenogenetic)으로, 이성의 존재 없이 수정되지 않은 난자에서 자손을 낳은 결과로 출생이 일어난다는 것을 의미한다¹². 이러한 유형의 번식으로 인해 일부 동물은 우리 시설에서 사육 상태로 태어나 아래에 설명된 것과 유사한 사육 프로토콜에 따라 성체 단계에 도달할 때까지 유지됩니다. 성체 단계에 도달하면 독 추출 루틴에 추가됩니다. 도착하자마자 전갈은 초기 검사를 받고 건강 상태가 양호한 전갈은 최대 350 마리의 개체가 포함 된 집단 인클로저에 보관됩니다. 각 인클로저에 대해 매일 통제 양식이 작성되어 먹이를 주는 날짜와 제공되는 먹이의 유형(귀뚜라미 또는 바퀴벌레), 물 공급, 청소 절차, 죽은 동물의 수 및 인클로저 내부에 남아 있는 살아있는 동물의 수에 대한 데이터를 제공합니다.

미리 계획된 일정에 따라 동물에게 전기 자극을 가하고 그 결과 수백 마리의 독을 동결 건조하여 동결 건조된 독을 생산합니다. 이 공정에서 얻은 표준화된 독은 제조 공정의 일부로 말 면역에 사용될 뿐만 아니라 활성 물질 및 최종 제품의 품질 관리를 위한 참조 물질을 제공합니다.

Instituto Butantan의 절지동물 생물 서식지에서와 같이 우수한 제조 관행과 동물의 윤리적 사용에 따라 그렇게 많은 수의 전갈을 보관하고 독을 추출할 수 있는 시설은 전 세계에 거의 없습니다. 따라서 우리의 목표는 전갈 해독제 생산에 필요한 양의 독을 성공적으로 제공하는 T. serrulatus 사육에 사용되는 전갈 유지 관리 프로토콜 및 독 추출 절차를 설명하는 것입니다.

Protocol

무척추동물과 관련된 의정서는 부탄탄연구소의 동물의 사용 및 관리 위원회의 승인에서 면제된다. 그러나 여기에 설명된 전갈의 유지는 윤리적 기준을 따르며 종의 필요에 따라 동물 복지가 존중됩니다. 1. 주거 전갈을 공동 폴리프로필렌 용기에 넣어 최대 350마리의 동물을 담을 수 있는 인클로저(높이 35cm, 너비 35.5cm, 길이 72cm)로 보관합니다. 조명…

Representative Results

각 절차에 대해 30개의 표준 운영 절차(SOP)가 개발되어 기술자 간의 절차 반복성과 품질 매개변수 준수를 보장합니다. 추출 시술 후 평균 사망률은 약 12%로, 전기자극 루틴과 시술을 적용하여 스트레스 요인을 성공적으로 감소시키는 포로 환경을 고려할 때 낮은 것으로 간주될 수 있습니다. 동물의 건강을 유지하기 위해 상자의 한쪽 끝에는 솜과 물로 덮인 트레이를 배치하고 ?…

Discussion

설명된 방법을 적용하면 많은 수의 T. serrulatus 개체를 유지할 수 있으며 연간 독 생산에 필요한 전갈 수를 일관되게 예측할 수 있습니다. 이런 식으로, 우리는 해독제 제조 공정을 공급하기 위해 사전에 충분한 독 배치를 제공할 수 있습니다. 동시에 유지 관리, 공급 및 독 추출을 위해 미리 설정된 일정을 개발하는 것은 활동의 필수적인 부분이며 설명된 프로토콜을 준수하는 데 도움이 됩니…

Materials

Carboard sheet	NA	NA
Egg tray	NA	NA	cardboard 36 places egg trays
Electro stimulator device	Instituto Butantan	ART-FV-01	Internally designed for the venom extraction
Kraft paper	NA	NA	regular kraft paper
Making tape	NA	NA	White masking tape (24 mm x 50 m)
Polyproplene container	NA	NA	70 L Polypropylene box (H – 35 cm, W – 35.5 cm, L – 72 cm)
Polyproplene tray	NA	NA	Polypropylene tray (H – 3.0 cm, W – 18.5 cm, L – 30 cm)
Self-adhesive plastic	NA	NA