谷淑華，Daniel Schwarz，張 震，閆躍飛，任小麗，張淑君，陳美凱，白雪利，李靜茹，閆 磊*

（1.河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定中心，河南鄭州 450046；2.河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定有限公司，河南鄭州 450046；3.福斯分析儀器公司，丹麥希勒勒，3400；4.河南省種牛遺傳性能測(cè)定中心，河南鄭州 450046；5.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物遺傳育種與繁殖教育部實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430070）

奶牛乳腺炎（Bovine Mastitis）又名奶牛乳房炎，是奶牛中一種常見(jiàn)的多因素疾病，大約70%～80%的經(jīng)濟(jì)損失是由亞臨床型乳房炎造成的[1-2]。乳房炎主要由乳房?jī)?nèi)感染（Intra-Mammary Infection，IMI）引起，是全世界牧場(chǎng)治療成本最高的疾病。它不僅降低了奶牛乳產(chǎn)量，還會(huì)引起奶牛泌乳功能喪失，導(dǎo)致奶牛被淘汰，給牧場(chǎng)造成重大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還影響牛奶品質(zhì)，危害人體健康。

目前，許多牧場(chǎng)使用體細(xì)胞計(jì)數(shù)（Somatic Cell Count，SCC）進(jìn)行抗乳房炎監(jiān)測(cè)和相應(yīng)的治療[3-4]。SCC 是指每毫升牛奶中的體細(xì)胞（包括嗜中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及乳腺組織脫落的上皮細(xì)胞）個(gè)數(shù)。由于SCC 的增加與炎癥反應(yīng)有關(guān)[5]，因此盡管SCC 不如微生物檢測(cè)那般精確，不能明確是哪種病原菌，但它仍是評(píng)估乳房炎的簡(jiǎn)單、實(shí)用方法之一[6-7]。通常SCC判斷乳房新感染的閾值為200 000 個(gè)/mL[8]，但受乳房炎病原種類、發(fā)病階段、免疫狀況等多種因素的影響，僅依賴SCC 評(píng)判奶牛健康可能出現(xiàn)較大誤差。

當(dāng)前，F(xiàn)OSS 的FossmaticTM7DC 允許同時(shí)檢測(cè)SCC 和體細(xì)胞分型計(jì)數(shù)（Differential Somatic Cell Count，DSCC），這為奶牛的健康評(píng)估帶來(lái)極大便利。DSCC指的是中性粒細(xì)胞（Polymorphonuclear Neutrophils，PMN）與淋巴細(xì)胞占SCC 的百分比[9]。有實(shí)驗(yàn)已證明牛奶中體細(xì)胞數(shù)目的增高與細(xì)胞群中炎性細(xì)胞比例的改變有關(guān)，嗜中性粒細(xì)胞（PMN）在評(píng)估乳房健康狀況時(shí)可能比SCC 更精確[10-14]。同時(shí)，研究顯示，DSCC和SCC 聯(lián)合檢測(cè)能揭示細(xì)胞群的變化，結(jié)合DSCC 和SCC 信息可以幫助確定乳房炎的分期。乳房炎早期可觀察到較高的DSCC 和SCC，而在治愈期SCC 仍然較高，但DSCC 明顯降低，說(shuō)明兩者結(jié)合可用于乳房炎的早期檢測(cè)[15]。因此，將DSCC 與SCC 聯(lián)合使用對(duì)于提高監(jiān)測(cè)奶牛乳房炎的精確性具有重要的意義。

目前，對(duì)于DSCC 與SCC 的聯(lián)合應(yīng)用的研究仍然較少，其在牧場(chǎng)奶牛健康管理中的應(yīng)用仍需更多數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。本文首次利用DSCC 和SCC 將河南省牧場(chǎng)奶牛分成4 個(gè)不同乳房健康組，研究不同組中奶牛生產(chǎn)性能的變化，并初步探討河南省奶牛乳房健康狀況以及如何使用2 個(gè)指標(biāo)對(duì)奶牛乳房健康進(jìn)行管理。

1 材料和方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理 本研究數(shù)據(jù)包括產(chǎn)奶量（kg/d）、乳脂量（g/d）、乳蛋白量（g/d）、SCC（個(gè)/mL）、DSCC（%）、泌乳天數(shù)（DIM，d）和胎次（胎次）。數(shù)據(jù)來(lái)源于2019 年4 月至2020 年3 月的河南省牧場(chǎng)300場(chǎng)次的151 925 個(gè)檢測(cè)結(jié)果，均按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由河南省奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定中心檢測(cè)并記錄。為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，本研究對(duì)數(shù)據(jù)異常值進(jìn)行過(guò)濾，最終對(duì)140 300 個(gè)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)按照以下條件進(jìn)行過(guò)濾：1）泌乳天數(shù)≤3 d，>750 d；2）無(wú)產(chǎn)奶量記錄；3）產(chǎn)奶量<5 kg/d；4）乳脂率>8.0%，<1.5%；5）無(wú)牛奶成分記錄；6）無(wú)體細(xì)胞計(jì)數(shù)記錄。

1.2 分組依據(jù)[16-18]根據(jù)SCC 和DSCC 閾值將牧場(chǎng)奶牛分為：1）A 組（健康組/正常組）：SCC ≤200 000 個(gè)/mL，DSCC ≤65%；2）B 組（可疑/ 早期乳房炎）：SCC ≤200 000 個(gè)/mL，DSCC>65%；3）C 組（乳房炎組）：SCC>200 000 個(gè)/mL，DSCC>65%；4）D 組（慢性/持續(xù)性乳房炎組）：SCC>200 000 個(gè)/mL，DSCC ≤65%。

1.3 數(shù)據(jù)分析 使用R 軟件中的線性混合模型（LME4軟件包）分析奶牛生產(chǎn)性能數(shù)據(jù)與乳房健康分組之間的關(guān)系。其中，P<0.05 具有顯著差異，P<0.01 具有極顯著差異。

2 結(jié)果

2.1 DSCC 和SCC 的描述性統(tǒng)計(jì) 共統(tǒng)計(jì)140 300 個(gè)檢測(cè)結(jié)果，按方法1.2 中新定義分組后發(fā)現(xiàn)：A 組占比55.2%，B 組占比18.6%，C 組占比20.8%，D 組占比5.4%（圖1）。

圖1 河南省奶牛DSCC 和SCC 結(jié)果分布情況（n=140 300）

2.2 不同乳房健康分組中奶牛生產(chǎn)性能的變化 比較4種分組中奶牛的生產(chǎn)性能，結(jié)果顯示，A 組生產(chǎn)性能最好，與A 組相比，B 組產(chǎn)奶量下降1.6%（P<0.001），C 組下降5.7%（P<0.001），D 組下降16.7%（P<0.001）。另外，乳脂、乳蛋白量也呈現(xiàn)相似的趨勢(shì)，與A 組相比，B、C 和D 組的乳脂量分別下降1.0%、2.8%和12.5%（P<0.001），乳蛋白量分別下降0.4%、3.9%和12.5%（P<0.001）。

圖2 乳房健康分組對(duì)奶牛產(chǎn)奶量（A）、乳脂和乳蛋白量（B）的影響

2.3 胎次、泌乳天數(shù)對(duì)乳房健康分組的影響 由圖3可知，隨著胎次的增加，C 組（18.8%～27.9%）和D（3.5%～7.5%）組奶牛的比例逐漸增加，B 組在頭胎比例中占比最高（23.2%），在二胎中比例最?。?4.7%）。在泌乳天數(shù)≤100 d 時(shí)，A 組（58.5%）和B 組（19.3%）奶牛比例最高，在泌乳過(guò)程中逐漸下降。相反，隨著泌乳天數(shù)增加，C 組（18.8%～24.1%）和D 組（3.4%～10.8%）奶牛比例逐漸增加。

圖3 胎次（A）、泌乳天數(shù)（B）對(duì)奶牛乳房健康的影響

2.4 河南省牧場(chǎng)奶牛乳房健康狀況 隨機(jī)統(tǒng)計(jì)了1 個(gè)月內(nèi)參測(cè)牧場(chǎng)中新定義分組比例發(fā)現(xiàn)：各個(gè)牧場(chǎng)中A 組奶牛比例范圍為30%～73%，其中A 組占比大于60%的牧場(chǎng)比例為35.1%。B 組、C 組和D 組比例范圍分別為10%～24%、11%～40%和3%～20%。

2.5 不同單產(chǎn)水平牧場(chǎng)中分組的變化 根據(jù)牧場(chǎng)平均單產(chǎn)量對(duì)牧場(chǎng)進(jìn)行分類：低產(chǎn)（<25 kg，L）、中低產(chǎn)（25～30 kg，ML）、中高產(chǎn)（30～35 kg，MH）、高產(chǎn)（≥35 kg，H）。統(tǒng)計(jì)不同單產(chǎn)牧場(chǎng)中的A、B、C、D組比例，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著牧場(chǎng)平均單產(chǎn)的增加，A 組占比逐漸增加（44.4%～66.1%），C 組（28.1%～15.4%）和D 組（11.2%～5.2%）逐漸降低。

3 討 論

乳房炎發(fā)生在泌乳奶牛的各個(gè)階段，如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)奶牛乳腺健康對(duì)于牧場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。新參數(shù)DSCC 與SCC 聯(lián)合使用有助于識(shí)別更多患有IMI 的奶牛[19-20]。然而，目前國(guó)內(nèi)尚未報(bào)道2 個(gè)指標(biāo)對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響以及如何利用它們對(duì)奶牛乳房健康進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。本文首次利用DSCC 和SCC 指標(biāo)對(duì)河南省奶牛乳房健康進(jìn)行分組，并分析分組對(duì)奶牛生產(chǎn)性能的影響。數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，不同組的奶牛其產(chǎn)奶量、乳脂和乳蛋白量存在差異，與健康組（A 組）相比，B 組奶牛可能處于乳房炎早期，合成牛奶的能量可能被炎癥反應(yīng)消耗[12]，導(dǎo)致生產(chǎn)性能下降。C 組奶?？赡苷谠馐苋榉垦椎睦_，積極對(duì)抗乳房炎病原體，消耗大部分用于合成牛奶的能量。D 組奶牛生產(chǎn)性能最低，有研究證明無(wú)論是病原體還是免疫反應(yīng)都會(huì)損害乳房組織，而且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)損害程度會(huì)增加，這可能是持續(xù)性或慢性乳房炎奶牛（D 組）生產(chǎn)性能最低的原因。

圖4 河南省參測(cè)牧場(chǎng)中奶牛乳房健康情況

圖5 不同單產(chǎn)水平牧場(chǎng)中奶牛乳房健康情況

有研究表明，SCC 和DSCC 受胎次和泌乳天數(shù)影響[20-21]。本文對(duì)于奶牛乳房健康分組研究也發(fā)現(xiàn)，隨著胎次和泌乳天數(shù)的增加，SCC 和DSCC 逐漸增高，A組比例逐漸降低，C 組和D 組比例逐漸升高，這些結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明新定義分組能提示奶牛乳房健康情況。

此外，本研究隨機(jī)統(tǒng)計(jì)了一個(gè)月參測(cè)牧場(chǎng)中奶牛分組比例，以了解河南省牧場(chǎng)中奶牛乳房健康狀況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同牧場(chǎng)之間分組比例存在差異，即不同牧場(chǎng)奶牛乳房健康狀況不同。河南省大部分牧場(chǎng)奶牛乳房處于健康狀態(tài)（A 組），但仍有不少奶牛處于B 組、C 組和D 組，且隨著牧場(chǎng)平均單產(chǎn)水平的提高，牧場(chǎng)牛群中A 組比例逐漸提高，提示高產(chǎn)牧場(chǎng)中乳房健康牛只比例較高，這可能由于高產(chǎn)牧場(chǎng)的乳房炎監(jiān)測(cè)、擠奶程序、擠奶機(jī)維護(hù)等日常管理水平較高。然而，由于本研究數(shù)據(jù)量有限，該分組方法中DSCC 和SCC 閾值可能不適用于河南省所有牧場(chǎng)，下一步將對(duì)牧場(chǎng)分組方法進(jìn)行優(yōu)化研究，持續(xù)監(jiān)測(cè)DSCC 和SCC，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室乳房炎診斷結(jié)果優(yōu)化DSCC和SCC 閾值，以便提高牧場(chǎng)乳房健康監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

在牧場(chǎng)日常管理中，可結(jié)合牧場(chǎng)信息化管理系統(tǒng)，根據(jù)奶牛乳房健康分組對(duì)奶牛進(jìn)行分組管理。根據(jù)DSCC 和SCC 結(jié)果，對(duì)于可能處于乳房炎早期（B 組）牛只，僅需要日常保健增強(qiáng)奶牛免疫能力以緩解乳房炎發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。有些奶?？赡芤呀?jīng)患有乳房炎（C 組），這需要作進(jìn)一步的乳房炎檢測(cè)以確定患病原因并進(jìn)行相應(yīng)治療，處于D 組的奶?？赡苁浅掷m(xù)性或慢性乳房炎的奶牛，這部分奶牛可結(jié)合具體情況進(jìn)行主動(dòng)淘汰。通過(guò)分組管理可為牧場(chǎng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)乳房問(wèn)題并針對(duì)乳房炎進(jìn)展階段進(jìn)行相應(yīng)處理提供極大的便利。

4 結(jié) 論

本研究首次利用DSCC 和SCC 對(duì)河南省奶牛進(jìn)行分組，該分組方法為解決牧場(chǎng)日常管理中奶牛乳房健康的監(jiān)控問(wèn)題（正常/健康、可疑/早期的乳房炎、乳房炎組和慢性持續(xù)性乳房炎組）提供可能。不同分組的產(chǎn)奶量、乳脂和乳蛋白量出現(xiàn)顯著差異，這可能由于4 組奶牛乳房健康情況不同，平均單產(chǎn)水平較高的牧場(chǎng)健康奶牛比例較高，牧場(chǎng)可對(duì)奶牛乳房健康進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，以改善奶牛乳房健康狀態(tài)，提高牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益，但牧場(chǎng)在日常乳房健康管理措施方面仍需做進(jìn)一步調(diào)查研究。