□宋祥彬 刘莎莎 魏茂莲
陆庆泉 汤文利 李有志
奶牛乳房炎(BM)是一种复杂的多因素疾病,其中细菌性乳房炎占据主导地位。抗菌药因见效快、使用方便等成为防治奶牛乳房炎的主要方法,但由于缺少有效的乳房炎预警系统、高效对症的创新药物和科学精准的用药机制,造成乳汁中抗菌药物残留和细菌耐药性等问题,对生物安全、食品安全和人类健康造成极大威胁。本文简述了BM的主要致病菌及其耐药性现状,重点对BM的诊断、治疗及预防研究进展进行综述,然后提出绿色防控技术在其防控中的应用,旨在推动我国BM的绿色防治,提升乳制品质量安全,为守护人民群众“舌尖上的安全”提供支撑。
奶牛乳房炎病原及其耐药性现状
奶牛乳房炎是奶牛乳腺受到物理、化学、病原微生物等刺激,发生的以乳中白细胞数增多及乳腺组织病理变化为特征的炎症,其中细菌感染是最主要的原因。奶牛乳房炎可导致产奶量下降、牛奶品质变差,乳汁中病原体或抗菌药物残留还会危害人类的健康。根据临床表现,分为临床型乳房炎和亚临床型乳房炎,后者乳房及乳汁无肉眼可见变化,又称隐性乳房炎。
据文献报道,引起奶牛乳房炎的病原微生物多达150多种,涉及细菌、病毒、支原体等,其中以细菌最为常见,有20余种。致病菌可分为传染性病原菌和环境性病原菌,常见的传染性病原菌有金黄色葡萄球菌、无乳链球菌、停乳链球菌、牛支原体、牛棒状杆菌等;环境性病原菌有大肠杆菌、凝固酶阴性葡萄球菌、克雷伯菌、肠球菌、酵母菌等。国外相关报道指出,临床型乳房炎发病率为1%—2%,隐性乳房炎发病率为20%—40%。我国奶牛乳房炎发病率整体为20%—70%,近年来,隐性乳房炎发病率较高,为10%—60%,且大部分地区在40%以上,而临床型乳房炎发病率维持在较低水平,为8%左右。
不同地区流行的致病菌和对常用抗菌药的耐药率不同,如广东地区部分牧场主要病原菌为停乳链球菌,检出率达60.6%,且存在较高的混合感染情况。陕西省部分地区主要致病菌为凝固酶阴性葡萄球菌,对林可霉素100%耐药,对青霉素、克拉霉素等7种药物的耐药率在65.5%以上。长三角地区检出率较高的5种致病菌分别为金黄色葡萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、无乳链球菌、乳房链球菌和大肠杆菌,对链霉素、青霉素、四环素有较高的耐药性。新疆某地区牛场主要致病菌为葡萄球菌、链球菌,对头孢类、四环素类药物具有较高的敏感性。河北地区病原菌主要为凝固酶阴性葡萄球菌,检出率为36%,对青霉素高度耐药,对克林霉素、头孢噻呋和头孢氨苄也具有较高耐药性,其中部分菌株呈现万古霉素耐药性。各地区主要致病菌类型和对常用抗菌药的敏感性不同,牧场防控和用药需要有针对性,以减少耐药产生。
奶牛乳房炎的防控措施
1.奶牛乳房炎的诊断
及时、准确地检测出奶牛乳房炎对于疫病防控至关重要。临床型乳房炎症状较为明显,易于观察诊断。兽医可通过直接观察乳房外观(局部红肿)、触摸乳房(发热及疼痛)以及检查乳汁性状(稀薄,颜色发黄、发红,甚至出现絮状物或凝块)来判断。隐性乳房炎无临床症状,需借助特定检测方法才能发现。
体细胞检查法:目前养殖场常用的检测方法较多,乳汁体细胞检查是常用手段,包括直接计数法和间接计数法。直接计数法通过特定仪器直接对乳汁中的体细胞进行计数,体细胞数量异常增加常提示乳房存在炎症。研究表明,乳汁体细胞数低于2×105个/毫升为阴性,2×105—5×105个/毫升之间为可疑,大于或等于5×105个/毫升则判定为隐性乳房炎。间接计数法如加利福尼亚乳房炎检测法(CMT),利用特定试剂与乳汁中的体细胞发生反应,根据反应后的颜色变化和凝胶状态判断体细胞数量,进而推断是否患有隐性乳房炎。
乳汁理化检查:当奶牛患隐性乳房炎时,乳腺组织代谢异常,牛奶pH值及电导率也随之发生变化。这些变化与体细胞之间存在相关性,通过测定电导率、pH值的变化来估测体细胞数的方法称为电导率法和pH值法。
分子生物学诊断:近年来,随着生物、信息等新兴技术持续迭代,国内外学者利用分子生物学技术开发出多种检测方法,包括LAMP(环介导等温扩增技术)、多重PCR(聚合酶链式反应)等技术。罗阳等利用LAMP技术针对nuc基因(耐热核酸酶基因)建立了金黄色葡萄球菌的快速鉴定方法,最低检测浓度为50fg/μL,检测灵敏度是传统PCR的104倍。王雪容等通过优化PCR反应体系及程序,建立了可同时扩增5种致病菌特异性条带的多重PCR检测方法,灵敏度可达到5copies/μL。朱安基等选择大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌以及奇异变形杆菌设计合成特异性引物与探针,建立了三重TaqMan荧光定量PCR检测方法,最低检测限可达1×101copies/μL,且特异性和重复性良好。分子生物学检测技术作为病原菌检测的辅助方法,对于奶牛乳房炎的准确诊断和及时治疗十分重要。
其他诊断方法:当前,以生物技术和信息技术为特征的新一轮农业科技革命正在孕育大的突破,学科交叉融合不断发展,科研工作者对奶牛乳腺炎的诊断也进行了大量尝试。如多位点序列分型(MLST)、脉冲场凝胶电泳(PFGE)、扩增片段长度多态性(AFLP)、随机扩增多态DNA(RAPD)等可用于致病菌株的基因分型鉴定。王晗晟等利用多位点序列分型(MLST)对55株乳源金黄色葡萄球菌进行检测,发现17株金黄色葡萄球菌存在9个ST型(序列型),均属于已发现的ST型,其中ST97和ST398为优势株。Abdelmegid等基于蛋白质组学分析技术,利用二维液相色谱-串联质谱法(2D-LCMS)发现一种仅存在于金黄色葡萄球菌隐性乳房炎牛奶中的抗菌肽4,可作为一种特异性乳腺炎标记物。利用牛乳淀粉样蛋白A作为检测隐性乳房炎的生物标志物,通过酶联免疫吸附试验(ELISA)进行检测,也可作为隐性乳房炎的有效诊断方法。近红外光谱技术具有快速、低成本的优点,目前已成为农业、医疗等领域物质快速检测的主要技术手段。基于近红外光谱检测体细胞数进而对乳房炎进行分级诊疗,再通过构建检测模型来实现隐性乳房炎的快速识别及患病等级的精准诊断,有望解决乳房炎早期诊断难的瓶颈问题。
2.奶牛乳房炎的治疗
抗菌药治疗:抗菌药仍然是目前治疗奶牛乳房炎的常用手段,近5年来,多以头孢类、青霉素类及利福昔明为主用药物。具体介绍如下:
头孢洛宁对金黄色葡萄球菌、链球菌等乳房炎常见致病菌效果显著,用于干奶期的乳房炎防治时,具有低残留的特点,产后24小时即低于检测限值,安全性高,在防治乳房炎和预防新感染方面,临床治愈率高,减少了干奶期奶牛的感染。
头孢喹肟能够对抗大肠埃希菌、葡萄球菌、链球菌等引起的乳房炎,具有对β-内酰胺酶稳定性高、毒副作用低的优点,临床使用表明能快速缓解乳房炎症状,且对干奶期隐性乳房炎有显著预防效果。
青霉素类药物有复方阿莫西林乳房注入剂和复方普鲁卡因青霉素乳房注入剂。复方阿莫西林联合用药策略能够针对不同类型的感染,具有较高的细菌清除率和治疗效果。复方普鲁卡因青霉素乳房注入剂结合了普鲁卡因青霉素和其他抗菌药物,能够有效对抗葡萄球菌、链球菌和大肠杆菌等乳房炎致病菌,临床研究表明,该药物对干奶期的隐性乳房炎有较好的治疗效果,并能显著预防新发感染。
利福昔明是安莎类抗菌药,对青霉素耐药的金黄色葡萄球菌有特效。其乳房注入剂在干奶期对奶牛安全性高,对体细胞数、产奶量无负面影响,能够显著减少乳房炎的病原菌感染,并减少抗菌药的用量。
中兽药治疗:长期和过度使用抗菌药会导致细菌产生耐药性,降低治疗效果。耐药性细菌的出现不仅增加了疾病治疗的难度,还可能通过乳制品进入食物链,威胁人类健康。近年来,中药复方治疗奶牛乳房炎的研究不断增多。例如“乳黄消散”,其具有抗菌、抗炎、免疫调节,促进乳房血液循环,改善乳汁质量的作用。白头翁皂苷具有抗菌和抗炎作用,能有效抑制乳房炎细菌的生长,并减轻局部炎症。地肤通乳散通过清热解毒、利尿排毒,改善乳房的炎症反应,有助于缓解症状。公英翘芦散主要成分具有抗炎、消肿作用,促进乳房的恢复。黄芪多糖乳黄消口服液可以增强免疫力,抗炎,促进组织修复,对乳房炎的恢复有积极作用。乳痈康复膏为外用制剂,具有消肿止痛、促进血液循环的效果,可减轻局部炎症。中药乳炎康结合多种中药的抗菌、抗炎、免疫调节作用,全面改善奶牛乳房健康。同时有学者发现了15味中药制剂,可根据各中药的性味与功能,整体发挥清热解毒、祛湿散结、促进乳房血液循环等作用,增强疗效。这些中药制剂通过抗菌、抗炎、调节免疫等多重机制,综合改善奶牛乳房炎的症状和恢复效果,不仅有效防治奶牛乳房炎,还符合国家兽用抗菌药使用减量化战略要求,为奶牛乳房炎提供了安全、有效的解决方案。
抗菌药替代治疗:引起奶牛乳房炎的致病菌多为细菌,长期使用抗菌药易导致耐药菌株的出现和乳制品药物残留等问题,亟须寻找奶牛乳房炎的替抗疗法。噬菌体作为一种天然裂解细菌的病毒,具有靶向性和指数增长能力,可特异且高效地裂解细菌,有望成为抗菌药的替代品之一。陈鑫茹等筛选出2种噬菌体,对小鼠乳房炎有明显改善作用,为奶牛乳房炎防治提供了参考。许多研究表明,饲喂或乳房灌注乳酸菌和酵母菌等微生态活菌制剂对奶牛乳房炎有很好的防治效果,是替代抗菌药防治奶牛乳房炎的另一种有效选择。此外,还有免疫疗法、干细胞疗法等新型手段正在研究中。
3.奶牛乳房炎的预防
奶牛乳房炎防控工作要坚持“防大于治,关口前移”的方针。首先,在监测阶段,通过智能化设备实时跟踪奶牛的健康状况,预防疾病发生。建立奶牛乳房炎风险评估模型,通过“互联网+”奶业大数据平台,及时准确地观测与记录奶牛的健康状况、饲喂情况以及每日的奶量产出等多方面信息;同时,引入奶牛生产性能测定(DHI)体细胞数预警系统和RFID(射频识别)技术,更有效地监控奶牛健康,使提前发现存在乳房炎高发风险的奶牛成为现实。其次,重视干奶期的乳房炎预防工作。奶牛一个产奶周期包括10个月泌乳期和2个月干奶期,其中干奶期是防治奶牛乳房炎最关键的时期。配合干奶药和乳头封闭剂,可有效降低乳房炎及新发感染风险。最后,可通过疫苗免疫降低奶牛乳房炎的感染程度和控制其发生率。目前,国内外学者已研制出金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等传统乳房炎疫苗,可有效提高奶牛乳房炎治愈率。
奶牛乳房炎防控的相关思考
奶牛乳房炎危害大,因素多,涉及病原广,抗菌药作为传统治疗手段发挥了不可磨灭的作用,但诸如细菌耐药性和药物残留等问题也接踵而至。随着国家对食品安全、生物安全等问题愈发重视,饲料禁抗、养殖减抗等政策落地落实,针对奶牛乳房炎亟须寻求绿色防治技术。在诊断方面,早期快速准确地诊断是做好防治工作的重要前提。目前诊断方法较多,但都存在不同角度的缺点,例如低成本快速的方法存在准确率低的不足,而精度较高的方法存在成本高、操作复杂的缺点。在治疗方面,探究中西药复方配伍制剂或寻求更加高效、安全的替抗产品将是未来研究的热点。
绿色防治技术在奶牛养殖中具有重要的潜力和价值,推动绿色防治技术的广泛应用与发展,不仅有助于提高奶牛的健康水平和生产性能,也为实现养殖业的可持续发展提供了保障。
(作者单位:山东省饲料兽药质量检验中心/山东省畜产品质量安全监控与新兽药创制重点实验室)


