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才灵杰:了解牧场乳房炎致病菌 优化乳房炎防治方案

发布时间:2021-12-28 15:49    作者:.    来源:荷斯坦杂志    查看:
   (本文根据“第八届勃林格国际奶牛健康论坛暨中国奶牛场乳房炎防控8点计划”专家讲课内容整理)
    乳房炎致病菌话题可能很有争议,很多一线技术人员和兽医觉得乳房炎致病菌真那么重要吗?需要花费很大精力和财力在牧场搭建实验室、送检,做病原菌检测、学习不同病原的解读吗?答案是它确实很重要,而且需要我们去重视。

    乳房炎是一种细菌性疾病

    从定义上看,奶牛乳房炎是一种主要由病原菌感染引发的乳腺组织内的炎症反应。一些文献研究显示导致乳房炎的病原菌大约有一多百种,常见的二十多种。乳房炎看似是很简单的一种疾病,但由于所涉及的病原菌非常复杂。所以,它又是一种非常复杂的疾病。
    上图是勃林格收集的2021年1-6月份乳房炎病原诊断数据,可以看到导致临床乳房炎的病原菌种类非常多,图中列出的就有十几种,其他病原是指其它不常见但是也能在临床乳房炎奶样中分离出来的一些病原菌。该数据来自国内77个牧场的1034份临床乳房炎奶样,共分离出1237株病原,占比较高的诊断结果包括有凝固酶阴性葡萄球菌、大肠杆菌、克雷伯氏菌和无生长,无生长是采集有临床症状牛的奶样送检到实验室没有培养出任何细菌,这样的病牛是否还需要使用抗生素进行治疗?这是需要大家思考的。支原体为单独检测项目,来自61个牧场的895份样品专门筛查支原体,其中只有77份样品检出阳性,占比8.6%。
    如果把乳房炎致病菌按照生化特点区分,可以大致分为革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌以及其他病原菌,比如金黄色葡萄球菌、无乳链球菌、凝固酶阳性葡萄球菌,这些都属于革兰氏阳性菌,而大肠杆菌、克雷伯氏菌属于革兰氏阴性菌。革兰氏阳性、阴性区分主要基于革兰氏染色决定。而支原体没有细胞壁,所以它既不属于阳性也不属于阴性。酵母菌是真菌类,不属于常规的细菌;原壁菌属于藻类,也不属于正常的革兰氏阳性菌和阴性菌。

    图中标红的是目前大家普遍认同的三种传染性致病菌,即金黄色葡萄球菌、无乳链球菌以及支原体,除了这三种致病菌,其它乳房炎致病菌目前都归类为环境性致病菌。

    为什么要了解乳房炎致病菌?

    乳房炎常见致病菌有20多种,只有真正了解常见病原菌的临床特点、传播模式,才能更精准地制定防控和治疗方案。由于不同病原菌感染位置不同,感染途径有所差别,导致的临床症状也会存在差异。所以,我们基于病原菌所设定的防治方案肯定要有所区别。同时,不同的病原菌对牧场的经济效益影响也有差异。
    上图“+”、“++”、“+++”代表细菌在此位点存在的倾向等级。如果在某个位点是+++,证明感染之后主要存在于这个位点。比如金黄色葡萄球菌感染乳腺之后主要存在于上皮细胞。所以,它的感染位点比较深,临床上也表现为治疗难度大。如果没有达到真正的细菌学治愈率,金葡菌感染的病例会不断地复发。无乳链球菌、停乳链球菌等环境性链球菌主要存在的位点是乳池、乳导管和腺泡。而大肠杆菌、克雷伯氏菌等革兰氏阴性菌由于有内毒素的影响,比较容易进入血液,所以临床上一些重度急性乳房炎大多数都是由革兰氏阴性菌导致的。凝固酶阴性菌、链球菌所导致的临床症状相对比较温和,但大肠杆菌、克雷伯氏菌感染过程中会释放内毒素,刺激机体产生严重的全身性炎症反应,易导致菌血症。所以,不同的病原菌在乳腺内感染的位置存在差别。

    感染途径不同

    虽然所有乳房炎都是病原菌通过乳头孔进入乳腺内造成感染的过程,但是环境性病原菌和传染性病原菌的传播方式有本质区别。环境性病原菌分布的范围非常广,会寄生在牛生活的所有场所。传染性病原菌比如金葡菌、无乳链球菌、支原体主要存在于被感染牛的乳腺和乳汁里,它们喜欢寄生的位置在牛身上。所以,如果对卧床垫料或者过道采样送检做病原检测,金葡菌、无乳链球菌、支原体的检出概率非常低。

    环境性乳房炎主要是奶牛与环境中的病原接触造成感染。比如奶牛乳头孔张开了,挤奶之后没有给它足够时间闭合,这时如果在环境中接触到了感染源,它就会通过开放的乳头孔进入到乳腺内造成感染。传染性病原菌会造成牛与牛之间的传播,主要传播途径是通过挤奶传播,因为传染性病原菌喜欢生存的场所是奶牛乳腺和乳汁里,而挤奶是释放乳汁的过程。所以,如果病原污染了挤奶设备,下一头健康奶牛再使用挤奶设备进行挤奶时就有很大被感染的风险。

    不同致病菌导致的临床症状不同
    上图是2013年美国著名乳房炎专家Pamela进行的一项研究,他收集了5个牧场622例临床乳房炎病例进行病原检测,也做了临床症状的评分。绿色柱代表轻度1级乳房炎,黄色柱代表中度2级乳房炎,红色柱代表3级重度乳房炎。哪几种病原菌导致的2、3级乳房炎比例相对比较高?答案是大肠杆菌、克雷伯氏菌、肠杆菌属,这三种病原菌都属于革兰氏阴性杆菌。为什么革兰氏阴性杆菌所导致的临床症状更严重呢?因为革兰氏阴性菌产生的内毒素会刺激机体产生更严重的炎症反应。所以,针对革兰氏阴性菌感染病例治疗上一定要重视抗炎。国外有相关疫苗可减轻临床症状,国内现在还没有,唯一的替代方式就是使用抗炎类药物缓解它所产生的严重的炎症反应。
    临床性乳房炎临床症状有差别,隐性乳房炎也有阳性和阴性菌的差异。上图是来自威斯康辛大学的一项研究,收集了所有的隐性慢性感染高体牛奶样进行了病原检测分析,结果发现革兰氏阳性菌占比62%,革兰氏阴性菌仅占5%。所以,革兰氏阳性菌更容易导致隐性的慢性感染。如果牧场有大罐奶体细胞数较高的问题,你面临的最主要敌人是隐性感染牛。如果牧场设定有非常明确的临床乳房炎揭发SOP,临床乳房炎奶不会进入大罐,而肉眼看不到任何临床症状的隐性感染牛贡献的体细胞数占据主导,隐性感染牛对应的主要是革兰氏阳性菌。所以,如果大罐奶体细胞数高,绝对不是大肠杆菌或者克雷伯氏菌导致的,而是凝固酶阴性葡萄球菌、金黄色葡萄球菌以及链球菌,这类病原菌才是你真正要面对的敌人。

    不同致病菌防治方案不同

    由于不同的病原菌有不同的临床特点。所以,针对不同病原菌所采取的防治方案也存在不同。革兰氏阳性菌的特点是更容易导致轻度临床乳房炎和隐性、慢性感染。为什么导致慢性感染?因为我们只能通过个体牛体细胞数变化来揭发这类病例,一旦没有及时揭发,就会形成慢性的长期感染。国内外试验数据显示,革兰氏阳性菌抗生素治愈率较高,除了慢性金黄色葡萄球菌感染,它是一种很难处理的病原菌,临床治疗效果确实不佳。另外,乳房链球菌的高发阶段在干奶期。所以,如果你的牧场环境性链球菌检出率比较高,可能需要排查干奶期的乳房炎防控措施是否有效。

    革兰氏阴性菌更容易导致临床性乳房炎,症状的严重程度取决于内毒素的释放情况。另外,不同的革兰氏阴性菌抗生素治疗治愈率有明显差异。比如大肠杆菌使用抗生素治疗可能有明显改善,但克雷伯氏菌治愈率比较低,尤其细菌学治愈率相对较低。由于革兰氏阴性菌释放内毒素会导致更严重的炎症反应。所以,在治疗层面上要重视炎症的控制。如果牧场革兰氏阴性菌发病率高,防控重点主要在卧床粪污管理、挤奶前药浴、前擦拭,因为在卧床和粪便中存在的病原菌量非常大。

    如果从传染性致病菌和环境性致病菌层面分析,传染性致病菌会造成牛与牛之间的传播,针对这种病原菌一定要及时揭发、隔离,然后做出明确的淘汰决策。另外,传染性病原菌主要通过挤奶过程传播,需要加强奶厅管理。此外,一定要重视牧场的生物安全。总体来讲,三种传染性致病菌治疗希望比较大的是无乳链球菌。如果牧场揭发到无乳链球菌病例一定要及时使用抗生素进行治疗,临床数据显示它的治愈率相对非常高。目前市面上没有一款针对支原体有治疗效果的抗生素。所以,很多牧场对于支原体都是零容忍管理措施。针对金葡菌的治疗,可以结合个体牛信息,如果它的胎次相对较低,体细胞数也不高,揭发时间点处在泌乳期,可以先尝试用泌乳期抗生素进行治疗。如果泌乳期抗生素治疗失败了,还可以使用干奶药在干奶期再尝试治疗一次。如果还是不行,可能需要考虑将牛淘汰。如果持续把它留群,又不做隔离措施,肯定会增加其它健康牛群患乳房炎的风险。

    环境性致病菌在牛与牛之间不传播,主要是乳区接触到环境中的感染源造成的一种感染。所以,感染发生在挤奶时或挤奶间隔。环境性病原菌种类很多,不同的病原有不同的特点,因此不同病原从防控方向上会有所差别。举例来说,如果牧场检出牛棒状杆菌比较多,证明药浴操作可能不到位或者选择的药浴产品有问题,因为牛棒状杆菌是所有乳房炎致病菌种最容易被药浴液杀死的。所以,牛棒状杆菌检出率比较高就排查药浴操作。如果牧场揭发到绿脓杆菌(铜绿假单胞菌)比较多,那就去排查水源,饲喂牛的水以及冲刷奶厅地板的水都要排查,因为绿脓杆菌比较喜欢在水源繁殖。乳房链球菌高发感染阶段在干奶期。所以,如果牧场检出乳房链球菌比较多,主要看干奶期的防控。大肠杆菌与有机垫料、粪便的清理、前药浴或者前擦拭操作的相关性更高一些。

    传染性致病菌的防控重点是找出这些感染牛,切断感染源。所以,传染性病原菌防控要点是通过科学方式准确、及时地揭发出阳性感染牛。而环境性致病菌防控关键在于找出感染源,你需要分析牧场整体临床乳房炎累计的数据,评估主势菌所在场所并加强管理。

    不同致病菌对牧场经济效益影响不同

    如果把一例乳房炎所造成的经济损失按照病原菌进行区分,革兰氏阳性菌感染导致的损失大概是133.73美元。但革兰氏阴性菌感染造成的经济损失是211美元,明显高于革兰氏阳性菌。如果是其他病原菌导致的感染,造成的经济损失是95美元。
    上图比较了大肠杆菌和克雷伯氏菌感染的牛对奶产量的影响,蓝色是大肠杆菌的泌乳曲线,红色是克雷伯氏菌的泌乳曲线,可以看到克雷伯氏菌对奶产量的影响最严重。
    另外,上图是不同的革兰氏阳性菌对于体细胞的影响,包括金葡菌、无乳链球菌、凝固酶性葡萄球菌和棒状杆菌。总体来讲,无乳链球菌对于牧场的体细胞影响最严重。所以,无乳链球菌爆发的牧场会表现非常明显的大罐奶体细胞数升高的问题。
    另外,不同病原菌所导致的淘汰风险也有差异,如果某一种病原菌更容易导致三级重度乳房炎,淘汰的风险肯定会更高。所以,革兰氏阴性菌导致的淘汰风险比革兰氏阳性菌更高一些。

    如何有效利用乳房炎病原诊断数据?
    
    基于不同病原有不同的特点,如果想要优化管理措施,真正科学地做到节本增效,一定要利用好病原诊断的数据做到精准防治。另外,可以通过病原诊断体系建立一个预警系统,预警系统不仅能帮助牧场揭发传染性致病菌,还能监控牧场有没有新病原的流行。同时,细菌会随着气候环境、管理措施的变化而变化,一旦出现了某一种特殊病原菌高发的情况,需要引起重视并且及时采取措施。此外,病原诊断结果可以帮助优化牧场的淘汰决策。最后,如果能够用好病原诊断数据,再结合牧场管理方案,这样会使防控措施和治疗方案更精准,抗生素的用量减少,成本降低,而且牛奶质量也提高了,因为没有了抗生素残留的风险,体细胞数也控制在理想的范围内。

    利用乳房炎病原诊断数据主要从四个方面:一是监控病原的流行状况,积累临床乳房炎病例数据,帮助牧场建立乳房炎病原菌数据库,及时揭发传染性病原的感染牛,清晰了解牧场乳房炎主要是由哪种病原菌导致的。新的病原也可以做到实时监控。二是优化治疗方案,基于对不同病原的清楚了解,针对某种病原的治愈预期会有判断。还有无生长病例要不要使用抗生素?知道革兰氏阳性菌和阴性菌的区别,能够帮助牧场明确治疗的侧重点,比如阴性菌要更重视抗炎。三是利用病原诊断数据优化防控方案。最后是明确淘汰的决策。

    总之,如果你希望能够更科学地管理牧场乳房炎问题,一定要引入因菌防治的理念,因菌防治就是因菌治疗+因菌防控。

    因菌防治如何落地实施?

    了解病原菌对于乳房炎的管理确实有用,但因菌防治的方案如何在牧场落地实施?方案的实施需要依赖兽医部门和品控部门的密切配合。兽医负责两个层面的工作,一是严格执行无菌采样流程、对样品进行登记并及时送检实验室。二是解读检测结果,优化治疗和防控方案。品控人员需要记录样品信息、对样品进行合理保存和处理、执行准确的鉴定流程并及时上传检测结果。

    另外,不同样品作用不同,采样时需要区分个体牛奶样、多头牛的混合样以及大罐奶样。个体牛的乳区样品主要用于日常乳房炎流行趋势的监控。大罐奶奶样主要用于监测传染性致病菌,而不需要了解大罐奶里所有病原类型。多头牛和个体牛的混合样一般用于筛查某一种特殊传染性病原菌,为了节省检测的成本,可以使用多头牛混合样进行初期筛查,然后再具体到个体牛的样品。

    搭建乳房炎病原诊断检测系统

    实验室出具检测报告需要搭建诊断检测系统。目前乳房炎可选择的诊断体系有很多,比如传统生化实验、便携式快捷培养基、PCR检测体系。不同牧场由于检测目的、硬件设施,包括人员配备或者预算都会有差别,大家会选择不同的诊断体系。但是,无论选择哪一种诊断体系,都必须要清晰地了解它的优缺点。

    传统的生化培养缺点是流程比较复杂,需要配备固定的人员,优点是成本比较低,检出病原菌的种类非常多。快捷培养基优点是对人员、牧场实验室环境没有太多限制,缺点是成本比较高,而且可检出的病原类型较少。所以,牧场需要评估你选择的这款培养基能否满足你的目的和需求。PCR诊断体系缺点是对样品质量要求高,对于人员操作的水平要求也很高,而且非常容易出现假阳性结果,它的优点是出结果非常快,精准度很高。所以,如果想要筛查大罐奶或者混合奶样里的传染性致病菌,PCR确实是非常不错的选择。

    如果牧场没有条件搭建实验室诊断体系,可以就近选择离牧场比较近的高校实验室或者专业实验室进行合作。如果你希望在牧场搭建一套诊断体系,勃林格也有专门的人员提供相应的培训服务。

    结合病原诊断结果进行数据分析

    首先,要想分析病原诊断数据,必须得了解不同致病菌的临床特点。其次,定期对病原诊断数据进行整理,只有累计的数据才能看到趋势的变化,间断的、零散的数据是没有任何趋势可言的。第三,乳房炎致病菌数据绝对不能单独分析,一定要结合其他发病信息如发病率、复发率、发病阶段、严重程度、平均治疗天数等进行综合分析,包括分析主要流行病原类型、高发阶段,这样才能有整体的宏观思路。另外,病原诊断的结果可以帮助评估当前治疗方案的治疗效果以及评估当前防控措施的有效性。

    总结

    乳房炎是一种非常复杂的细菌性疾病,涉及细菌种类繁多。如果想要科学管理乳房炎,科学使用抗生素,需要了解各个牧场病原的流行状况。

    一菌一世界,不同的乳房炎致病菌有不同的临床感染特点,主要表现在感染位置不同、感染途径不同、临床症状不同、对牧场经济效益影响不同,防治方案不同。

    我们一定要利用好病原诊断的数据,真正优化乳房炎综合防治方案。因菌防治的落地实施就是每个兽医、品控实验室的配合、体系的搭建、病原诊断数据的解读和分析,这些完整地闭合成一个相对成套的因菌防治的理念。

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