奶牛乳腺炎的影響因素及防治措施研究進展

盧智奇,侯麗娥,吳非凡,高鵬飛,劉余錢,孫尚元,張春剛,*

(1.光明牧業(yè)有限公司寧夏奶業(yè)科創(chuàng)中心,寧夏 中衛(wèi)755000; 2.寧夏畜牧工作站;3.揚州大學動物科學與技術學院)

乳腺炎是一種嚴重的乳房疾病,它可能由于理化或微生物因素引起,導致乳房體細胞增多、乳房間質水腫增生、腺泡腔萎縮變性等,這會嚴重影響奶牛的產奶量,降低乳品質,并且殘留病菌和毒素會對消費者的健康構成極大威脅。乳腺炎被認為是乳業(yè)發(fā)展過程中最具挑戰(zhàn)性的疾病,其價格也相對較高。根據有關數據,乳業(yè)綜合評估可能導致的經濟損失,其中乳汁產量和乳品質的下降比例高達49%。根據最新統(tǒng)計,我國每年有超過一千四百萬頭奶牛因乳腺炎而遭受超過六億元的經濟損失。因此,本文對奶牛乳腺炎類型、致病因素及防治措施,因此,本文對奶牛乳腺炎類型、致病因素及防治措施,以期進一步開展奶牛乳腺炎相關領域的研究提供參考。

1 奶牛乳腺炎的分類

1.1 隱性乳腺炎

由病原菌進入乳腺而產生的炎癥稱為隱性乳腺炎,是乳腺炎最主要表現(xiàn)方式,此類表現(xiàn)方式無明顯臨床癥狀。雖然此類乳腺炎臨床癥狀并不明顯,但牛乳中的體細胞計數(SCC)可以發(fā)現(xiàn)其是否具有癥狀,當其增多時,牛乳腺炎的發(fā)病率也越高;此外,可以檢測奶牛乳汁,若牛乳中的氯化鈉含量比較高,也可確診乳腺炎。

1.2 臨床型乳腺炎

臨床乳腺炎大多由隱性乳腺炎引起,患病奶牛通常體溫升高,食欲下降且拒絕進食,且乳腺也會出現(xiàn)多種臨床癥狀,例如乳腺會變紅腫、變熱、變硬,牛乳多含奶塊、絲狀、片狀物質,或牛乳如稀水一般。因此根據以上所出現(xiàn)的癥狀程度,臨床型乳腺炎有以下四種類型:最急性乳腺炎、急性乳腺炎、亞急性及慢性乳腺炎。由致病菌感染奶牛乳腺積累大量毒素所引起的炎癥稱為最急性乳腺炎。受感染奶牛的產奶量逐漸減少直至停止泌乳,如不及時治療會引起急性敗血癥或膿毒癥等,此類型發(fā)病過程迅速,病情較為嚴重。急性乳腺炎與最急性乳腺炎這兩者癥狀非常相似,牛乳呈漿液狀或纖維狀,受感染的奶牛乳房明顯腫脹,并伴有乳汁變質且會停止產奶。如若不及時診治,此癥狀會逐漸轉變成慢性乳腺炎。相比而言,亞急性乳腺炎癥狀較輕微,牛乳中僅有些許絮狀物或乳凝塊。慢性乳腺炎是因奶?；疾∥醇皶r治療,少數個體會表現(xiàn)臨床癥狀。慢性乳腺炎的癥狀表現(xiàn)為各種充血、腫脹、發(fā)燒、哺乳不良、產奶量不足或出皮疹,嚴重時還包括血液膿液,除這些病癥外,還有食欲不振,精力不振和發(fā)燒等。由于目前能夠引起慢性乳腺炎的病因有很多,因此為了更加準確的評判,我們可以通過奶牛乳房和乳汁的局部變化來判斷奶牛是否患乳腺炎。

2 奶牛乳腺炎的形成原因

研究表明,環(huán)境因素、奶牛個體遺傳因素、飼養(yǎng)管理因素和營養(yǎng)因素等均可影響奶牛乳腺健康,其中,牛舍的溫度、濕度等環(huán)境衛(wèi)生和奶牛的飼料營養(yǎng)成分會在一定程度上影響奶牛乳腺健康,不科學飼養(yǎng)會引發(fā)奶牛乳腺炎。

2.1 病原微生物感染

奶牛乳腺炎一般通過接觸性傳染性病原菌和環(huán)境致病菌這兩種病原微生物引起,一是接觸性傳染性病原菌主要通過人工或機器擠奶產生,包括無乳鏈球菌、金黃色葡萄糖球菌、無乳鏈球菌和支原體等;二是環(huán)境致病菌包括大腸桿菌、肺炎克雷伯菌和沙門氏菌等。由接觸性傳染性病原菌中的金黃色葡萄球菌所引起的奶牛乳腺炎發(fā)病率在5%～50%之間不等,能快速導致感染乳區(qū)在2～6 h內發(fā)生急性壞疽,若不及時治療,毒素擴散后,在1～2 d內奶牛將會死亡,且死亡率高達100%。目前,數據顯示葡萄球菌和鏈球菌是占比最大的病原菌,中國約占90%～95%。

2.2 個體因素

個體因素能夠影響奶牛乳腺炎易感性和耐受性。奶牛年齡、體型、生育次數及生殖器官結構等都是奶牛乳腺炎發(fā)生的影響因素,其中最重要的一個因素就是奶牛的年齡問題,奶牛機體質量和免疫功能會隨著年齡的增加而下降,因而更易感染乳腺炎。隨著奶牛生產年限的增加,乳腺炎的感染率也隨著常年人工或機械擠奶所造成的乳腺損傷而增加。乳腺位置較高且伴有緊密組織的奶牛被外界病原體感染的概率會大幅度降低,且抵抗病原體入侵的概率大幅度增加。乳腺炎是能夠被遺傳的,因此懷孕母牛的發(fā)病率高,那么其后代發(fā)病率也偏高,同樣高產奶牛繁育的后代患病幾率也會變大。

2.3 血液循環(huán)障礙

乳房血液循環(huán)障礙能夠引起乳腺炎,乳汁通過血液循環(huán)形成。為了防止奶牛乳房血液出現(xiàn)循環(huán)障礙,需定期護理奶牛乳房。如若操作不當,奶牛乳房會出現(xiàn)炎性細胞,抵御病菌能力下降,病菌侵入乳腺組織,導致乳房充血出現(xiàn)炎癥。在乳房血液中出現(xiàn)炎癥的同時,乳腺血管會擴張,血乳屏障滲透性增加,產生的滲出液會凝固并堵住乳腺導管,從而出現(xiàn)泌乳障礙。另外,當物理和化學因素去刺激乳房,病菌會很容易進入乳腺,感染乳腺并定植,因為此時的乳房角蛋白和乳頭竇已經損傷。病菌在乳腺中形成一片感染區(qū)后,其增殖能力與擴散速度增強,奶牛無法抵御病菌,免疫力下降,機體損傷后變成乳腺炎。

2.4 營養(yǎng)因素

科學營養(yǎng)供給是提高奶牛機體免疫力的重要因素,在養(yǎng)殖過程中飼料營養(yǎng)不均衡會增加乳腺炎的發(fā)病率。為了促進瘤胃內血氨轉化為細菌蛋白,日糧中的粗纖維含量需與動物血液中的氨濃度相符合。另外,在飼料中科學補充微量元素也很有必要。銅的缺失會使動物體免疫功能受損,通常奶牛日糧中的銅含量可能會過量,會增強細胞氧化,增加乳腺炎的發(fā)病率,或加重乳腺炎癥狀。當奶牛發(fā)生乳腺炎時,可以在日糧中適量添加鋅,這有助于乳腺炎的恢復。

2.5 應激因素

應激也是養(yǎng)殖過程中奶牛主要的致病因素。能夠引起奶牛發(fā)生應激反應的因素有很多,如飼料品種、飼喂時間、溫濕度變化及運輸。這幾類因素會影響牛群機體代謝和激素水平發(fā)生改變從而使奶牛免疫力下降,導致發(fā)病率增加。其中,溫濕度變化是引起奶牛應激的一個重要原因。不同品種的奶牛均較耐熱,多數品種群體的等熱區(qū)為8～16℃。高溫環(huán)境引起的熱應激會降低奶牛食欲并導致奶牛免疫力下降。研究表明,熱應激在一定程度上會降低荷斯坦牛血清-球蛋白水平,出現(xiàn)免疫抑制。如果在溫度較低的環(huán)境下,奶牛能量消耗和熱量損失會大大增加,從而免疫力也會降低。

3 奶牛乳腺炎的治療措施

3.1 抗生素治療

抗生素治療是國內外治療乳腺炎的常用手段,也是預防奶牛乳腺炎的一種措施,有良好的效果。臨床上常用的抗生素有卡那霉素、鏈霉素、四環(huán)素、紅霉素、青霉素等。舒相華等用芐青霉素治療臨床乳腺炎奶牛,治愈率為65%～72.7%,有效率為65%～86.3%。新型的廣譜、有效、相對安全的治療藥物主要有復方阿莫西林納米乳、氟喹諾酮類藥物等,對治療奶牛乳腺炎也有一定的效果。但是,單一藥物的抗菌譜不夠廣泛,往往需要聯(lián)合使用,而長期使用抗生素會引起抗藥性和耐藥性,而且容易引起不良反應。未代謝完的殘留藥物會在奶牛體內富集,對人類健康造成危害。目前我國隨著“減抗替抗”等政策的出臺,抗生素治療在生產上正慢慢減少,逐漸被新型藥物代替。因此,傳統(tǒng)的抗生素治療并不符合奶牛產業(yè)的發(fā)展規(guī)律。

3.2 中藥療法

中草藥是純天然物質,具有毒性小、殘留低等優(yōu)勢,在奶牛養(yǎng)殖業(yè)應用前景廣闊,。目前很多中草藥已經被證實具有抗菌消炎和調節(jié)機體免疫力的作用,能夠提高奶牛機體免疫防御功能,增強其對病原菌的抵抗力。

中藥配方通過破血、活血和補血來促進乳腺血液循環(huán)使其組織能夠及時進行新陳代謝,同時提高其抗菌能力,從而達到治愈目的。研究表明,部分中草藥治療奶牛乳腺炎的效果可以與抗生素媲美,且在個別方面還優(yōu)于抗生素,并應用到臨床上具有很好的療效。復方中藥制劑在急慢性乳腺炎臨床試驗中均有顯著的治療效果,其應用前景非常廣泛。但盡管中藥防治乳腺炎確實有效,但可用的中草藥品種較少,有效組分的分離、提取方法不全面,藥效﹑作用機制、安全性和穩(wěn)定性等方面需進一步研究,讓中草藥治療在乳腺炎防治方面施展更大的能力。

3.3 疫苗免疫

疫苗免疫也可以預防奶牛乳腺炎,通過提高抵御病菌能力,降低乳腺感染程度來提早預防。雖然此類方法在價格和操作上都比較可取,但由于各牧場感染菌株類型不同,將疫苗大規(guī)模應用后其效果并不理想。因此在養(yǎng)殖過程中,一般是以預防為主,防治結合,但利用疫苗預防奶牛乳腺炎,保護率相當低,又由于病原復雜,僅使用疫苗往往難以發(fā)揮明顯作用。

金黃色葡萄球菌、無乳鏈球菌和大腸桿菌是奶牛乳腺炎的主要病原體,可以研發(fā)針對這些病原微生物主要抗原蛋白的疫苗。研究表明,IgG2抗體在金黃色葡萄球菌性乳腺炎的預防中起著極其重要的作用,可以顯著降低由不同金黃色葡萄球菌引起的乳腺炎發(fā)病率,但在臨床試驗中效果并不好。有報道稱可能是由于莢膜多糖的存在,使之臨床效果很差。大腸桿菌疫苗目前研究和使用最多的是E.coli.J5菌苗。E.coli.J5菌苗是采用革蘭氏陰性菌共同核心抗原,暴露的核心抗原能刺激Ig產生抗G-菌核心抗原,從而提高血清和乳中抗E.coli.J5核心抗原的抗體效價,因此預防了多種革蘭氏陰性菌的感染,奶牛乳腺炎的發(fā)病率也隨之降低。目前有關于鏈球菌疫苗的相關研究較少,主要以無乳鏈球菌和乳房鏈球菌為主,但實施成果并不理想。乳腺炎多聯(lián)苗是一種有效預防奶牛乳腺炎的措施,研究表明,研制的奶牛乳房炎多聯(lián)滅活菌疫苗不僅安全,而且免疫后能夠降低隱性乳房炎的感染程度,對臨床型乳房炎的保護率達60%～80%。

3.4 免疫佐劑

免疫佐劑是一種增強或調節(jié)抗原體液的物質,良好的免疫佐劑可以使疫苗抗原的免疫原性增強,從而增強抗原與黏膜的傳遞性,使需求量和接種次數逐漸減少,使抗原構象維持。隨著免疫學研究不斷深入,各種新型基因工程疫苗都普遍分子較小、免疫原性弱,因此需要免疫佐劑來發(fā)揮協(xié)同作用。研究表明,利用鏈球菌、葡萄球菌和大腸桿菌預防奶牛乳腺炎是非常有必要的。

目前用于奶牛乳腺炎的疫苗佐劑主要有鹽類佐劑、油乳佐劑、微生物成分佐劑、脂質體佐劑、天然免疫佐劑和細胞因子佐劑。鋁鹽佐劑是鹽類佐劑中最常用的一種,為了時刻刺激機體發(fā)生免疫反應,常常通過抗原庫慢慢釋放抗原。但此類佐劑對細胞免疫應答作用不大且經常誘發(fā)炎癥,其缺點是刺激部分部位產生紅斑、皮下結節(jié)和肉芽腫等。油乳佐劑中含有油脂和乳化劑,抗原被包裹在油相形成的微觀結構中,使其形成儲層并緩慢釋放,從而刺激抗體產生。油乳佐劑主要有弗氏佐劑、MF-59、白油Span佐劑等。微生物成分佐劑主要是細胞壁上的肽聚糖起作用,如胞壁酰二肽(MDP),胞壁酰三肽(MTP),海藻糖雙霉菌酸脂(TDN)等。脂質體佐劑是載體性佐劑。由人工合成且結構為雙分子層的磷脂微球體,抗原具有傳遞性和定向性,不僅可以減少佐劑用量,提高體液和細胞免疫及抗原的用量和毒性。天然免疫佐劑有人參提取物、蜂膠、多糖類等。對于奶牛乳腺炎的治療,蜂膠疫苗效果最好,鋁膠疫苗效果較差。

3.5 生物療法

3.5.1 細胞因子療法 細胞因子是一類具備生物學活性的調節(jié)因子,由免疫或非免疫細胞產生,可顯著增強特異性抗原的免疫原性或增強機體在體內對抗原的反應性,抵御細菌病毒,激發(fā)并提高免疫反應。目前白細胞介素(IL),干擾素(IFN),集落刺激因子(CSF)和腫瘤壞死因子(TNF)主要用于乳腺的免疫調節(jié),也是一種臨床理想藥物。白細胞介素(IL)是一種由免疫系統(tǒng)分泌的蛋白質,在白細胞之間起免疫調節(jié)作用。IL-2可以通過對T細胞進行增殖分化,生成細胞因子,來增強TC、LAK和NK細胞的活性,促進B細胞的增殖和抗體的產生。由抗原刺激T細胞而產生的γ-干擾素(IFN-γ)可以增強NK細胞活性和T細胞細胞毒性,提高巨噬細胞和中性粒細胞的吞噬能力和細胞毒性,調節(jié)內毒素脂多糖誘導的炎癥反應。因此研究表明,IFN-γ在抗生素治療上具有增強和改善效果。CSF治療乳腺炎可通過增殖、分化和成熟造血細胞,將骨髓多能干細胞分化為免疫細胞分化、趨化中性粒細胞和提高吞噬作用。重組牛巨噬細胞集落刺激因子(rboGM-CSF)的殺傷活性能在血液和乳腺中性粒細胞內顯著提高。且rboGM-CSF可以預防金黃色葡萄球菌感染來保護乳腺。

3.5.2 溶菌酶療法 溶菌酶屬于堿性水解酶,可以抗菌、抗病毒、增強免疫力、促成組織修復等。溶菌酶療法具有安全、有效、無殘留藥物和無明顯副作用的優(yōu)點。孫懷昌研制的人溶菌酶重組質粒用于治療奶牛乳腺炎,結果表明牛乳中細菌數量顯著減少,產奶量也隨之提高,且難發(fā)生耐藥性。

3.5.3 抗菌肽療法 抗菌肽是一種由動物誘導產生的具有生物活性的小分子多肽,會對對細菌、真菌、原蟲等產生不同等級的損傷。王思賢利用抗菌肽基因ABPS1構建了乳腺抗菌肽特異性表達載體,在治療奶牛乳腺炎方面有顯著療效。馬曉艷將新疆家蠶抗菌肽用于隱性乳腺炎治療,結果表明其對革蘭氏陰性桿菌的抗菌作用比革蘭氏陽性球菌和革蘭氏陽性桿菌弱,能夠抑制糞腸球菌、葡萄球菌和鏈球菌,但不能抑制大腸桿菌。同樣研究表明,在奶牛飼糧中添加抗菌肽制劑,結果顯示高劑量組隱性乳腺炎康復率為65%,體細胞數下降67.74%,低劑量組康復率為77.5%,體細胞數下降69.53%。然而,目前對奶牛體內外毒性研究和數據記錄還是很少,體內的穩(wěn)定性還有待研究,應用于大規(guī)模生產還不夠科學。

4 未來預防奶牛乳腺炎提升治愈率的前景展望

引起奶牛乳腺炎的因素繁多,如病原微生物感染、營養(yǎng)因素、個體因素、應激因素等。對于奶牛乳腺炎,現(xiàn)如今并沒有效果很好的預防及治療方法,雖然應用抗生素治療是目前最常用的手段,但可以嘗試將其他幾種防治方法聯(lián)系起來,科學防治,降低乳腺炎在奶牛中的患病率,提高治愈率、縮短治療時間。對于奶牛乳腺炎的防治措施還需要進一步的開展試驗研究,并通過驗證應用到實際生產中,從而減少奶牛乳腺炎的發(fā)生。