Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) and Clostridium perfringens are key pathogens responsible for neonatal and post-weaning diarrhea, causing notable morbidity, mortality, and economic loss worldwide. However, nationwide data on bacterial pathogens causing piglet diarrhea in Korea remain limited. This study aimed to determine the prevalence and distribution of E. coli fimbrial and toxin genes, C. perfringens, and Clostridioides difficile in diarrheic piglets in Korea (2023-2024). Overall, 1,339 fecal samples were collected from diarrheic piglets across Korean pig farms. Species-specific virulence genes were detected using real-time polymerase chain reaction assay targeting major fimbrial and toxin factors of E. coli, C. perfringens (CPA), and C. difficile (TcdA/TcdB). Prevalence was compared across years and seasons. Among E. coli fimbrial factors, F18 (17.0%), F4 (7.4%), and F17 (4.7%) were common, whereas F5, F6, and F41 were rare (<3%). STb (30.1%) and STa (21.1%) were common, and Stx2e prevalence increased from 6.8% to 13.4% (p < 0.001). LT was detected in 9.0% of cases; C. perfringens in 22.3% of cases, increasing from 17.9% to 27.4% (p < 0.001); and C. difficile in 7.7% of cases. Several pathogens showed quarterly variations, with F4 and STa peaking in Q1 (January-March), STb in Q3 (July-September), and C. perfringens showing higher detection rates in Q1 and Q4 (October-December). ETEC-associated fimbrial and toxin genes, particularly F18/F4 and STa/STb, remained the most frequently detected among diarrheic piglets in Korea, with Stx2e and C. perfringens also playing important roles. These findings highlight the multifactorial nature of piglet diarrhea and the need for continuous nationwide surveillance and integrated prevention strategies.

본 연구는 기후변화 시나리오에 따른 미래 식중독 발생 을 예측하여 국민 인식 개선 및 관련 정책 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 수행되었다. 2003년부터 2022년까 지의 기상청 기후자료(평균기온, 강수량, 상대습도)와 식 품의약품안전처의 식중독 통계(5종 병원균 발생 건수)를 수집하였다. 기후 요인이 식중독 발생에 미치는 영향을 분 석하기 위해 로그-정규 회귀모형을 사용하였으며, 이를 바 탕으로 2023년부터 2100년까지의 공통사회 경제경로(SSP) 시나리오(SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP5-8.5)에 따른 미래 식중 독 발생을 예측하였다. 분석 결과, 평균기온이 1oC 상승할 경우 Pathogenic E. coli, Samonella spp., C. jejuni 발생 건 수는 각각 6%, 4%, 3% 증가하였으나, Norovirus는 3% 감 소하였다. SSP5-8.5 시나리오에 따르면, 2092년 Pathogenic E. coli 발생 건수는 현재보다 2배 이상 증가하고 살모넬 라 발생 건수도 증가할 것으로 예측되었다. 반면, Norovirus 발생 건수는 모든 시나리오에서 감소하였으며, 특히 SSP5- 8.5에서 가장 큰 감소 폭을 보였다. 이러한 결과는 기후변 화로 인한 기온 상승이 세균성 식중독의 위험을 크게 증 가시킬 수 있음을 시사한다. 따라서 공중 보건을 위해 기 후변화 완화 노력과 식품 위생 관리 강화가 필수적이다.

식중독균은 식품의 생산, 가공 및 유통 과정에서 확산 될 수 있으며, 이는 대규모 식중독 사고로 이어질 수 있 다. ‘Farm to table’ 전 과정에서의 식품 안전을 확보하기 위해서는 신속하고 정확한 검출 기술이 필수적이다. 그러 나 기존 PCR 시스템은 실험실 환경에 제한되어 있어 현 장 적용이 어렵다. 이를 해결하기 위해 현장형 PCR 기기 가 개발되었으며, 마이크로유체칩(microfluidic chip)은 고속 처리, 비용 효율성 및 다중 검출 기능을 갖춘 기술로 주목 받고 있다. 특히, 반응 구획이 분리된 다중 반응 챔버를 활용하면 여러 병원체를 동시에 검출할 수 있다. 본 연구에 서는 현장형 실시간 PCR 장비와 마이크로유체칩을 통합한 Lab-on-a-chip 시스템을 개발하고, 이를 이용한 식중독균의 신속한 현장 검출법을 검증하였다. 본 시스템은 swab 분석 을 이용한 DNA 추출법과 현장형 실시간 PCR을 결합하여 E. coli O157:H7, Salmonella spp., L. monocytogenes, S. aureus의 DNA를 식품 및 환경 시료에서 효과적으로 추출 하고 분석할 수 있었다. GENECHECKER® UF-300 실시간 PCR 시스템을 활용한 검출 결과, 30분 이내에 105-101 CFU/ mL (cm2) 수준의 검출 한계를 나타내며, 신속하고 민감한 다중 병원체 검출이 가능함을 확인하였다. 본 연구 결과 는 마이크로유체칩을 활용한 현장형 실시간 PCR 시스템 이 식품 안전 모니터링 및 현장 진단에 효과적으로 활용 될 가능성을 보여준다. 현장형 다중 검출 시스템을 통해 식중독균을 보다 신속하게 검출할 수 있어, 식중독 예방 및 감시 체계에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.