奶牛乳腺炎的影响因素及防治措施研究进展

卢智奇,侯丽娥,吴非凡,高鹏飞,刘余钱,孙尚元,张春刚,*

(1.光明牧业有限公司宁夏奶业科创中心,宁夏 中卫755000; 2.宁夏畜牧工作站;3.扬州大学动物科学与技术学院)

乳腺炎是一种严重的乳房疾病,它可能由于理化或微生物因素引起,导致乳房体细胞增多、乳房间质水肿增生、腺泡腔萎缩变性等,这会严重影响奶牛的产奶量,降低乳品质,并且残留病菌和毒素会对消费者的健康构成极大威胁。乳腺炎被认为是乳业发展过程中最具挑战性的疾病,其价格也相对较高。根据有关数据,乳业综合评估可能导致的经济损失,其中乳汁产量和乳品质的下降比例高达49%。根据最新统计,我国每年有超过一千四百万头奶牛因乳腺炎而遭受超过六亿元的经济损失。因此,本文对奶牛乳腺炎类型、致病因素及防治措施,因此,本文对奶牛乳腺炎类型、致病因素及防治措施,以期进一步开展奶牛乳腺炎相关领域的研究提供参考。

1 奶牛乳腺炎的分类

1.1 隐性乳腺炎

由病原菌进入乳腺而产生的炎症称为隐性乳腺炎,是乳腺炎最主要表现方式,此类表现方式无明显临床症状。虽然此类乳腺炎临床症状并不明显,但牛乳中的体细胞计数(SCC)可以发现其是否具有症状,当其增多时,牛乳腺炎的发病率也越高;此外,可以检测奶牛乳汁,若牛乳中的氯化钠含量比较高,也可确诊乳腺炎。

1.2 临床型乳腺炎

临床乳腺炎大多由隐性乳腺炎引起,患病奶牛通常体温升高,食欲下降且拒绝进食,且乳腺也会出现多种临床症状,例如乳腺会变红肿、变热、变硬,牛乳多含奶块、丝状、片状物质,或牛乳如稀水一般。因此根据以上所出现的症状程度,临床型乳腺炎有以下四种类型:最急性乳腺炎、急性乳腺炎、亚急性及慢性乳腺炎。由致病菌感染奶牛乳腺积累大量毒素所引起的炎症称为最急性乳腺炎。受感染奶牛的产奶量逐渐减少直至停止泌乳,如不及时治疗会引起急性败血症或脓毒症等,此类型发病过程迅速,病情较为严重。急性乳腺炎与最急性乳腺炎这两者症状非常相似,牛乳呈浆液状或纤维状,受感染的奶牛乳房明显肿胀,并伴有乳汁变质且会停止产奶。如若不及时诊治,此症状会逐渐转变成慢性乳腺炎。相比而言,亚急性乳腺炎症状较轻微,牛乳中仅有些许絮状物或乳凝块。慢性乳腺炎是因奶牛患病未及时治疗,少数个体会表现临床症状。慢性乳腺炎的症状表现为各种充血、肿胀、发烧、哺乳不良、产奶量不足或出皮疹,严重时还包括血液脓液,除这些病症外,还有食欲不振,精力不振和发烧等。由于目前能够引起慢性乳腺炎的病因有很多,因此为了更加准确的评判,我们可以通过奶牛乳房和乳汁的局部变化来判断奶牛是否患乳腺炎。

2 奶牛乳腺炎的形成原因

研究表明,环境因素、奶牛个体遗传因素、饲养管理因素和营养因素等均可影响奶牛乳腺健康,其中,牛舍的温度、湿度等环境卫生和奶牛的饲料营养成分会在一定程度上影响奶牛乳腺健康,不科学饲养会引发奶牛乳腺炎。

2.1 病原微生物感染

奶牛乳腺炎一般通过接触性传染性病原菌和环境致病菌这两种病原微生物引起,一是接触性传染性病原菌主要通过人工或机器挤奶产生,包括无乳链球菌、金黄色葡萄糖球菌、无乳链球菌和支原体等;二是环境致病菌包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和沙门氏菌等。由接触性传染性病原菌中的金黄色葡萄球菌所引起的奶牛乳腺炎发病率在5%～50%之间不等,能快速导致感染乳区在2～6 h内发生急性坏疽,若不及时治疗,毒素扩散后,在1～2 d内奶牛将会死亡,且死亡率高达100%。目前,数据显示葡萄球菌和链球菌是占比最大的病原菌,中国约占90%～95%。

2.2 个体因素

个体因素能够影响奶牛乳腺炎易感性和耐受性。奶牛年龄、体型、生育次数及生殖器官结构等都是奶牛乳腺炎发生的影响因素,其中最重要的一个因素就是奶牛的年龄问题,奶牛机体质量和免疫功能会随着年龄的增加而下降,因而更易感染乳腺炎。随着奶牛生产年限的增加,乳腺炎的感染率也随着常年人工或机械挤奶所造成的乳腺损伤而增加。乳腺位置较高且伴有紧密组织的奶牛被外界病原体感染的概率会大幅度降低,且抵抗病原体入侵的概率大幅度增加。乳腺炎是能够被遗传的,因此怀孕母牛的发病率高,那么其后代发病率也偏高,同样高产奶牛繁育的后代患病几率也会变大。

2.3 血液循环障碍

乳房血液循环障碍能够引起乳腺炎,乳汁通过血液循环形成。为了防止奶牛乳房血液出现循环障碍,需定期护理奶牛乳房。如若操作不当,奶牛乳房会出现炎性细胞,抵御病菌能力下降,病菌侵入乳腺组织,导致乳房充血出现炎症。在乳房血液中出现炎症的同时,乳腺血管会扩张,血乳屏障渗透性增加,产生的渗出液会凝固并堵住乳腺导管,从而出现泌乳障碍。另外,当物理和化学因素去刺激乳房,病菌会很容易进入乳腺,感染乳腺并定植,因为此时的乳房角蛋白和乳头窦已经损伤。病菌在乳腺中形成一片感染区后,其增殖能力与扩散速度增强,奶牛无法抵御病菌,免疫力下降,机体损伤后变成乳腺炎。

2.4 营养因素

科学营养供给是提高奶牛机体免疫力的重要因素,在养殖过程中饲料营养不均衡会增加乳腺炎的发病率。为了促进瘤胃内血氨转化为细菌蛋白,日粮中的粗纤维含量需与动物血液中的氨浓度相符合。另外,在饲料中科学补充微量元素也很有必要。铜的缺失会使动物体免疫功能受损,通常奶牛日粮中的铜含量可能会过量,会增强细胞氧化,增加乳腺炎的发病率,或加重乳腺炎症状。当奶牛发生乳腺炎时,可以在日粮中适量添加锌,这有助于乳腺炎的恢复。

2.5 应激因素

应激也是养殖过程中奶牛主要的致病因素。能够引起奶牛发生应激反应的因素有很多,如饲料品种、饲喂时间、温湿度变化及运输。这几类因素会影响牛群机体代谢和激素水平发生改变从而使奶牛免疫力下降,导致发病率增加。其中,温湿度变化是引起奶牛应激的一个重要原因。不同品种的奶牛均较耐热,多数品种群体的等热区为8～16℃。高温环境引起的热应激会降低奶牛食欲并导致奶牛免疫力下降。研究表明,热应激在一定程度上会降低荷斯坦牛血清-球蛋白水平,出现免疫抑制。如果在温度较低的环境下,奶牛能量消耗和热量损失会大大增加,从而免疫力也会降低。

3 奶牛乳腺炎的治疗措施

3.1 抗生素治疗

抗生素治疗是国内外治疗乳腺炎的常用手段,也是预防奶牛乳腺炎的一种措施,有良好的效果。临床上常用的抗生素有卡那霉素、链霉素、四环素、红霉素、青霉素等。舒相华等用芐青霉素治疗临床乳腺炎奶牛,治愈率为65%～72.7%,有效率为65%～86.3%。新型的广谱、有效、相对安全的治疗药物主要有复方阿莫西林纳米乳、氟喹诺酮类药物等,对治疗奶牛乳腺炎也有一定的效果。但是,单一药物的抗菌谱不够广泛,往往需要联合使用,而长期使用抗生素会引起抗药性和耐药性,而且容易引起不良反应。未代谢完的残留药物会在奶牛体内富集,对人类健康造成危害。目前我国随着“减抗替抗”等政策的出台,抗生素治疗在生产上正慢慢减少,逐渐被新型药物代替。因此,传统的抗生素治疗并不符合奶牛产业的发展规律。

3.2 中药疗法

中草药是纯天然物质,具有毒性小、残留低等优势,在奶牛养殖业应用前景广阔,。目前很多中草药已经被证实具有抗菌消炎和调节机体免疫力的作用,能够提高奶牛机体免疫防御功能,增强其对病原菌的抵抗力。

中药配方通过破血、活血和补血来促进乳腺血液循环使其组织能够及时进行新陈代谢,同时提高其抗菌能力,从而达到治愈目的。研究表明,部分中草药治疗奶牛乳腺炎的效果可以与抗生素媲美,且在个别方面还优于抗生素,并应用到临床上具有很好的疗效。复方中药制剂在急慢性乳腺炎临床试验中均有显著的治疗效果,其应用前景非常广泛。但尽管中药防治乳腺炎确实有效,但可用的中草药品种较少,有效组分的分离、提取方法不全面,药效﹑作用机制、安全性和稳定性等方面需进一步研究,让中草药治疗在乳腺炎防治方面施展更大的能力。

3.3 疫苗免疫

疫苗免疫也可以预防奶牛乳腺炎,通过提高抵御病菌能力,降低乳腺感染程度来提早预防。虽然此类方法在价格和操作上都比较可取,但由于各牧场感染菌株类型不同,将疫苗大规模应用后其效果并不理想。因此在养殖过程中,一般是以预防为主,防治结合,但利用疫苗预防奶牛乳腺炎,保护率相当低,又由于病原复杂,仅使用疫苗往往难以发挥明显作用。

金黄色葡萄球菌、无乳链球菌和大肠杆菌是奶牛乳腺炎的主要病原体,可以研发针对这些病原微生物主要抗原蛋白的疫苗。研究表明,IgG2抗体在金黄色葡萄球菌性乳腺炎的预防中起着极其重要的作用,可以显著降低由不同金黄色葡萄球菌引起的乳腺炎发病率,但在临床试验中效果并不好。有报道称可能是由于荚膜多糖的存在,使之临床效果很差。大肠杆菌疫苗目前研究和使用最多的是E.coli.J5菌苗。E.coli.J5菌苗是采用革兰氏阴性菌共同核心抗原,暴露的核心抗原能刺激Ig产生抗G-菌核心抗原,从而提高血清和乳中抗E.coli.J5核心抗原的抗体效价,因此预防了多种革兰氏阴性菌的感染,奶牛乳腺炎的发病率也随之降低。目前有关于链球菌疫苗的相关研究较少,主要以无乳链球菌和乳房链球菌为主,但实施成果并不理想。乳腺炎多联苗是一种有效预防奶牛乳腺炎的措施,研究表明,研制的奶牛乳房炎多联灭活菌疫苗不仅安全,而且免疫后能够降低隐性乳房炎的感染程度,对临床型乳房炎的保护率达60%～80%。

3.4 免疫佐剂

免疫佐剂是一种增强或调节抗原体液的物质,良好的免疫佐剂可以使疫苗抗原的免疫原性增强,从而增强抗原与黏膜的传递性,使需求量和接种次数逐渐减少,使抗原构象维持。随着免疫学研究不断深入,各种新型基因工程疫苗都普遍分子较小、免疫原性弱,因此需要免疫佐剂来发挥协同作用。研究表明,利用链球菌、葡萄球菌和大肠杆菌预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剂主要有盐类佐剂、油乳佐剂、微生物成分佐剂、脂质体佐剂、天然免疫佐剂和细胞因子佐剂。铝盐佐剂是盐类佐剂中最常用的一种,为了时刻刺激机体发生免疫反应,常常通过抗原库慢慢释放抗原。但此类佐剂对细胞免疫应答作用不大且经常诱发炎症,其缺点是刺激部分部位产生红斑、皮下结节和肉芽肿等。油乳佐剂中含有油脂和乳化剂,抗原被包裹在油相形成的微观结构中,使其形成储层并缓慢释放,从而刺激抗体产生。油乳佐剂主要有弗氏佐剂、MF-59、白油Span佐剂等。微生物成分佐剂主要是细胞壁上的肽聚糖起作用,如胞壁酰二肽(MDP),胞壁酰三肽(MTP),海藻糖双霉菌酸脂(TDN)等。脂质体佐剂是载体性佐剂。由人工合成且结构为双分子层的磷脂微球体,抗原具有传递性和定向性,不仅可以减少佐剂用量,提高体液和细胞免疫及抗原的用量和毒性。天然免疫佐剂有人参提取物、蜂胶、多糖类等。对于奶牛乳腺炎的治疗,蜂胶疫苗效果最好,铝胶疫苗效果较差。

3.5 生物疗法

3.5.1 细胞因子疗法 细胞因子是一类具备生物学活性的调节因子,由免疫或非免疫细胞产生,可显著增强特异性抗原的免疫原性或增强机体在体内对抗原的反应性,抵御细菌病毒,激发并提高免疫反应。目前白细胞介素(IL),干扰素(IFN),集落刺激因子(CSF)和肿瘤坏死因子(TNF)主要用于乳腺的免疫调节,也是一种临床理想药物。白细胞介素(IL)是一种由免疫系统分泌的蛋白质,在白细胞之间起免疫调节作用。IL-2可以通过对T细胞进行增殖分化,生成细胞因子,来增强TC、LAK和NK细胞的活性,促进B细胞的增殖和抗体的产生。由抗原刺激T细胞而产生的γ-干扰素(IFN-γ)可以增强NK细胞活性和T细胞细胞毒性,提高巨噬细胞和中性粒细胞的吞噬能力和细胞毒性,调节内毒素脂多糖诱导的炎症反应。因此研究表明,IFN-γ在抗生素治疗上具有增强和改善效果。CSF治疗乳腺炎可通过增殖、分化和成熟造血细胞,将骨髓多能干细胞分化为免疫细胞分化、趋化中性粒细胞和提高吞噬作用。重组牛巨噬细胞集落刺激因子(rboGM-CSF)的杀伤活性能在血液和乳腺中性粒细胞内显著提高。且rboGM-CSF可以预防金黄色葡萄球菌感染来保护乳腺。

3.5.2 溶菌酶疗法 溶菌酶属于碱性水解酶,可以抗菌、抗病毒、增强免疫力、促成组织修复等。溶菌酶疗法具有安全、有效、无残留药物和无明显副作用的优点。孙怀昌研制的人溶菌酶重组质粒用于治疗奶牛乳腺炎,结果表明牛乳中细菌数量显著减少,产奶量也随之提高,且难发生耐药性。

3.5.3 抗菌肽疗法 抗菌肽是一种由动物诱导产生的具有生物活性的小分子多肽,会对对细菌、真菌、原虫等产生不同等级的损伤。王思贤利用抗菌肽基因ABPS1构建了乳腺抗菌肽特异性表达载体,在治疗奶牛乳腺炎方面有显著疗效。马晓艳将新疆家蚕抗菌肽用于隐性乳腺炎治疗,结果表明其对革兰氏阴性杆菌的抗菌作用比革兰氏阳性球菌和革兰氏阳性杆菌弱,能够抑制粪肠球菌、葡萄球菌和链球菌,但不能抑制大肠杆菌。同样研究表明,在奶牛饲粮中添加抗菌肽制剂,结果显示高剂量组隐性乳腺炎康复率为65%,体细胞数下降67.74%,低剂量组康复率为77.5%,体细胞数下降69.53%。然而,目前对奶牛体内外毒性研究和数据记录还是很少,体内的稳定性还有待研究,应用于大规模生产还不够科学。

4 未来预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、营养因素、个体因素、应激因素等。对于奶牛乳腺炎,现如今并没有效果很好的预防及治疗方法,虽然应用抗生素治疗是目前最常用的手段,但可以尝试将其他几种防治方法联系起来,科学防治,降低乳腺炎在奶牛中的患病率,提高治愈率、缩短治疗时间。对于奶牛乳腺炎的防治措施还需要进一步的开展试验研究,并通过验证应用到实际生产中,从而减少奶牛乳腺炎的发生。