文│伍佰鑫 何芳 浣成 段洪峰(湖南省畜牧獸醫(yī)研究所)
朱彥群 張永紅(湖南金健乳業(yè)有限責(zé)任公司)
乳房炎是由幾種細(xì)菌及其毒素引起的乳腺炎癥,是奶牛最常見(jiàn)的疾病之一。患畜產(chǎn)奶量減少、牛奶質(zhì)量改變,未到使用年限就不得不被淘汰,給奶牛養(yǎng)殖者造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失。隱性乳房炎會(huì)負(fù)面影響到牛奶質(zhì)量(牛奶中含有炎癥要素和細(xì)菌);減少的奶量會(huì)占到總損失奶量的2/3;患畜會(huì)成為其他奶牛感染隱性乳房炎的傳染源。目前,主要通過(guò)體細(xì)胞數(shù)(SCC)分析的方式篩查乳房?jī)?nèi)感染,健康奶牛乳中SCC較少;如果SCC(大量)增加,就暗示有隱性乳房炎。但是,SCC受很多因素影響,如年齡、泌乳天數(shù)、季節(jié)、應(yīng)激、飼養(yǎng)管理和日復(fù)一日的變化。因此,SCC并不總是與乳房感染有關(guān)。
病原微生物進(jìn)入乳池就開始增殖,誘導(dǎo)先天性免疫系統(tǒng)抵抗入侵者,伴隨牛奶中的SCC和乳頭管上皮細(xì)胞數(shù)增加,接著是細(xì)胞因子(小分子多肽)的合成上調(diào)。這些細(xì)胞因子誘導(dǎo)血管內(nèi)皮黏附分子表達(dá),促進(jìn)中性粒細(xì)胞(體細(xì)胞)跨內(nèi)皮細(xì)胞向感染部位遷移。其中一些細(xì)胞因子誘導(dǎo)急性期反應(yīng),表現(xiàn)為發(fā)燒、白細(xì)胞動(dòng)員、促進(jìn)急性期蛋白質(zhì)(APP)的產(chǎn)生。
反芻動(dòng)物主要的APPs是血清淀粉樣蛋白A(SAA)和結(jié)合珠蛋白(Hp)。機(jī)體組織損傷后(24小時(shí)),血漿和(或)其他體液中的SAA濃度迅速而強(qiáng)烈地增加(1000倍),使得這種蛋白作為非特異性的炎癥標(biāo)記物具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。牛奶中的這種蛋白水平是奶牛乳房炎感染的敏感指標(biāo)。
埃及的哈尼·艾哈邁德·侯賽因(Hany Ahmed Hussein)等學(xué)者,通過(guò)對(duì)68頭(每頭4個(gè)乳區(qū))處于泌乳中期的奶牛采集272份奶樣、檢測(cè)奶樣中的SCC和MAA(乳淀粉樣蛋白A)濃度、分離培養(yǎng)出344個(gè)細(xì)菌菌株,發(fā)現(xiàn)了引起乳房炎的主要病原體,即鏈球菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和凝固酶陰性葡萄球菌。同時(shí),比較了SCC與MAA檢測(cè)結(jié)果的相關(guān)性。
對(duì)68頭(每頭4個(gè)乳區(qū))處于泌乳中期的黑白花奶牛,采集272份奶樣,每份奶樣15毫升。采樣前,用濃度為70%的酒精消毒乳頭,前3次擠出的奶不采集。采樣后,將樣本裝入消毒管,置于冰塊上,轉(zhuǎn)移至實(shí)驗(yàn)室,24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行SCC和細(xì)菌檢測(cè)。奶樣在-18℃條件下保存,直至MAA分析結(jié)束。272份奶樣中,220份(80.88%)來(lái)自臨床診斷為健康的奶牛;52份(19.12%)來(lái)自臨床診斷為有乳房炎癥狀的奶牛:擠奶有痛感、乳房腫脹、產(chǎn)奶量減少、牛奶質(zhì)量明顯改變(微黃色、有塊狀物)。
運(yùn)用基于熒光圖像分析技術(shù)的NucleoCounter體細(xì)胞檢測(cè)儀檢測(cè)奶樣中的SCC,測(cè)定范圍為1萬(wàn)~200萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升。所有奶樣都取10微升樣品,37℃培養(yǎng)于血瓊脂基質(zhì)、麥康基瓊脂、馬-欣二氏瓊脂(波蘭)和愛(ài)德華茲培養(yǎng)基(英國(guó)),分別培養(yǎng)24小時(shí)和48小時(shí)。通過(guò)革蘭氏染色記錄菌落形態(tài),運(yùn)用API檢驗(yàn)(波蘭)對(duì)分離的細(xì)菌進(jìn)行詳細(xì)鑒定。
根據(jù)SCC和細(xì)菌檢測(cè),將奶樣分為7個(gè)組:G1-菌檢(-)、SCC≤50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升;G2-菌檢(-)、SCC>50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升;G3-菌檢(+)、SCC≤20萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升;G4-菌檢(+)、20萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升<SCC<50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升;G5-菌檢(+)、50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升<SCC≤100萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升;G6-菌檢(+)、100萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升<SCC≤200萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升;G7-菌檢(+)、SCC>200萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升。運(yùn)用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定套件(ELISA,愛(ài)爾蘭)并根據(jù)說(shuō)明書,測(cè)定上述5個(gè)陽(yáng)性組奶樣的MAA濃度。主要測(cè)定過(guò)程是將牛奶和生物素化單克隆SAA抗體培養(yǎng)在微滴板孔內(nèi),牛奶中的MAA被黏結(jié)成像三明治的標(biāo)記物;沖洗移除未黏結(jié)物之后,在酶底物(四甲基聯(lián)苯胺)加入之前,將剩余物和鏈霉親和素-過(guò)氧化物酶一起培養(yǎng)在微滴板孔內(nèi);加入酶底物之后停止反應(yīng)。運(yùn)用自動(dòng)平板閱讀器(美國(guó)),在450納米處測(cè)定微滴板孔內(nèi)的光密度;通過(guò)繪制MAA濃度與光密度的關(guān)系曲線,確定樣品中未知的MAA濃度。樣品先按1∶50稀釋,然后一式兩份載入。
272份奶樣中,68份(25%)菌檢為陰性、204份(75%)菌檢為陽(yáng)性。204份中,96份只受單一病原體感染,占總奶樣數(shù)(272份)的35.3%;108份受多種病原體感染,占總奶樣數(shù)(272份)的39.7%。從272份奶樣中分離出344個(gè)細(xì)菌菌株,其中,鏈球菌132個(gè)(占總奶樣數(shù)的48.53%)、大腸桿菌100個(gè)(占總奶樣數(shù)的36.76%)、金黃色葡萄球菌80個(gè)(占總奶樣數(shù)的29.41%)、凝固酶陰性葡萄球菌32個(gè)(占總奶樣數(shù)的11.76%)。
有乳房炎臨床癥狀奶牛的52份奶樣中,40份(76.92%)菌檢為陽(yáng)性、12份(23.08%)菌檢為陰性。沒(méi)有乳房炎臨床癥狀奶牛的220份奶樣中,148份(67.27%)的SCC≤50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升,但其中100份菌檢為陽(yáng)性,可能是感染初期,中性粒細(xì)胞還沒(méi)有完全在感染部位云集;其余的72份(占32.73%)SCC>50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升,但其中8份菌檢為陰性,可能有其他病原體(霉菌或支原體)感染而沒(méi)有被檢測(cè)出來(lái)。
7個(gè)組奶樣(G1~G7)的MAA濃度分別是3.58毫克/升、35.20毫克/升、13.01毫克/升、28.07毫克/升、31.23毫克/升、39.35毫克/升、37.22毫克/升,MAA與SCC有很強(qiáng)的相關(guān)性。特別是G3組(SCC≤20萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升、菌檢為陽(yáng)性)的MAA約是G1組(SCC≤50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升、菌檢為陰性)MAA的4倍,表明受細(xì)菌感染后,MAA有顯著變化。相對(duì)于隱性乳房炎的其他診斷指標(biāo)來(lái)說(shuō),MAA的優(yōu)勢(shì)是:健康動(dòng)物乳中MAA的含量極少,無(wú)法被檢測(cè)到;除乳房炎外,MAA不受其他因素影響,能在保存的樣品中被檢測(cè)到。因此,牛奶中的MAA濃度是比檢測(cè)SCC更有用的診斷指標(biāo),可監(jiān)控奶牛的乳房健康。
有乳房炎臨床癥狀奶牛的52份奶樣中,40份(76.92%)菌檢為陽(yáng)性、12份(23.08%)菌檢為陰性;說(shuō)明臨床診斷有乳房炎的多數(shù)(76.92%)確實(shí)有乳房炎,少數(shù)(23.08%)實(shí)際上沒(méi)有乳房炎,也就是說(shuō),根據(jù)表面現(xiàn)象診斷并不是100%準(zhǔn)確。這52份奶樣占總奶樣數(shù)(272份)的19.12%,再根據(jù)總奶樣數(shù)中有204份(75%)菌檢為陽(yáng)性,可判斷出臨床診斷不出的隱性乳房炎占55.88%(=75%-19.12%);也就是說(shuō),半數(shù)以上的乳區(qū)看起來(lái)健康,實(shí)際上是亞健康。
沒(méi)有乳房炎臨床癥狀奶牛的220份奶樣中,148份(67.27%)的SCC≤50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升,據(jù)此判斷無(wú)隱性乳房炎;實(shí)際上只有54.55%{=(220-100)÷220}的奶樣菌檢為陰性(的確無(wú)隱性乳房炎),說(shuō)明單純依靠SCC判斷無(wú)隱性乳房炎的誤差是12.72%(=67.27%-54.55%)。其余72份(32.73%)的SCC>50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升,據(jù)此判斷有隱性乳房炎;實(shí)際上只有29.09%{=(72-8)÷220}的奶樣有隱性乳房炎,說(shuō)明單純依靠SCC判斷有隱性乳房炎的誤差是3.64%(=32.73%-29.09%)。由此看來(lái),根據(jù)SCC>50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升判斷有隱性乳房炎的準(zhǔn)確度(誤差?。?,高于根據(jù)SCC≤50萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/毫升判斷無(wú)隱性乳房炎的準(zhǔn)確度(誤差大)。
用MAA檢測(cè)隱性乳房炎奶樣很可能更加準(zhǔn)確,但檢測(cè)過(guò)程復(fù)雜,亮點(diǎn)是展示了在奶樣上做文章的創(chuàng)新思維。目前,國(guó)內(nèi)主要根據(jù)SCC預(yù)警隱性乳房炎奶樣(奶牛),多數(shù)運(yùn)用丹麥福斯集團(tuán)公司FossomaticTM FC體細(xì)胞儀,檢測(cè)過(guò)程方便快捷。但一般情況下,如果沒(méi)有額外進(jìn)行菌檢和細(xì)菌培養(yǎng),則不能肯定地說(shuō)SCC為多少時(shí)就一定(沒(méi))有隱性乳房炎。
總而言之,在生鮮牛奶的生產(chǎn)上,需要快速而準(zhǔn)確地識(shí)別出有隱性乳房炎的奶牛并及早防治,減少經(jīng)濟(jì)損失,保證牛奶質(zhì)量。因此,國(guó)內(nèi)儀器設(shè)備生產(chǎn)廠家應(yīng)結(jié)合MAA、SCC和菌檢研制出“中國(guó)制造”的隱性乳房炎檢測(cè)儀器,在21世紀(jì)人工智能時(shí)代,助力中國(guó)科技走在世界前列。