张俊杰：乳房炎不仅影响产奶量还影响繁殖性能
勃林格殷格翰国际贸易（上海）有限公司 张俊杰整理
乳房炎一直是奶牛养殖业的一大威胁，会导致产奶量下降和动物福利问题造成巨大的损失，最近的研究显示乳房炎还会导致患牛后续的繁殖性能受到显著影响。虽然确切机制尚不完全清楚，但研究已经证实发育卵泡的颗粒细胞能表达类似于免疫细胞中表达的toll样受体（TLR）和CD14受体，从而对机体清除细菌感染过程所产生的细胞因子和炎症介质产生反应。使得颗粒细胞对雌激素的生成受到影响，进而影响卵泡的发育和成熟，并通过影响有效LH峰值的形成而影响动物排卵。
多年来，牧场主及其顾问已意识到乳房炎对动物性能产生的不利影响，主要集中在对动物福利和产奶量的影响。但现在越来越多的研究发现乳房炎的发生通过影响动物随后的繁殖性能和留群几率，会对动物产生更长期的影响。
乳房炎的长期影响
乳房炎的长期影响主要体现在对动物繁殖性能的影响上。据Madousse等人的调查，泌乳头2个月的体细胞数（SCC）与产后145天妊娠率呈负相关。在新西兰的季节性产犊牛群，牧场主通常会直接淘汰那些在配种季未能受孕的母牛，故而妊娠率和淘汰率之间关系显得更为密切。
在多数牧场，管理者关注乳房炎记录和繁殖记录时，就会发现乳房炎的发生会对繁殖表现产生显著影响。图1 为作者对来自44个牛群的30294次输精结果进行对比研究，所有牛群的大罐奶体细胞数均低于20万，临床乳房炎发病率低于50%。结果发现，那些发生过临床乳房炎或体细胞计数高的母牛，无论从整体受胎率还是首次输精受胎率上均低于健康动物（图1）。
过去20来年的研究表明发生临床乳房炎的病牛，受胎率更低，平均配准天数更高（140vs80，p<0.05），发情表现更低，首次配种时间推迟，早期流产几率升高等。其中，Barker在1998年的研究发现无论是革兰氏阴性菌还是阳性菌所导致的乳房炎均会对后续的繁殖性能产生显著影响，因此这种对繁殖性能的影响并不能仅仅归纳为内毒素的作用。
隐性乳房炎也会对繁殖造成显著影响。在对隐性乳房炎进行研究时，人们通常会将体细胞计数（SCC）转换为体细胞评分（SCS）以便于统计研究。从图2的结果，体细胞评分增加与相关的产奶量损失呈线性关系（图2）。但是乳区感染对生产的影响不止于此，来自44个牧场的数据还显示了，在配种前体细胞评分越高的母牛，受胎率越低。（图3）线性评分（SCS）4分相当于体细胞计数20万，即判断乳区内感染的阈值。
乳房感染时间与AI时间的关系 进一步的研究还发现，尽管乳房炎的存在会对配种受胎率产生显著影响，但在配种时动物不同的感染阶段对受胎率的影响程度并不一样。Lavon等在2011年的研究依据连续体细胞计数把动物分为未感染组（SCC持续低）、治愈组（SCC下降到阈值以下）、新发感染组（SCC升高到阈值以上）和持续感染组（SCC持续高），通过后续的受胎率表现进行分析（图4）。相比于健康牛，慢性感染牛的受胎率会下降约20%。
研究还发现，临床乳房炎发生在AI之间或之后对受胎率均会产生不同程度的影响。从配种前10天直到配种后30天，一旦发生一次体细胞数显著升高（相当于一次临床感染），会分别使受胎率下降23.6%和23%。
卵泡内分泌功能的破坏 乳房内感染引起繁殖力下降的具体作用机制尚未完全阐明。一种可能的机制是，细菌感染诱导的细胞因子和炎症介质释放，会影响颗粒细胞的正常内分泌功能。颗粒细胞主要通过产生类固醇类激素，如雌二醇（即雌激素），在卵泡形成过程中扮演重要角色。雌激素在促进卵母细胞发育和成熟中发挥了关键作用，卵母细胞细胞核和细胞质的成熟是成功受精的基本条件。研究发现，当卵母细胞暴露于炎症介质（如LPS）时，受精过程会受到破坏。雌激素还可诱导促黄体激素（LH）峰值出现，促进卵母细胞排卵，并使受精可能发生。排卵期间，雌激素水平下降可引起约30%受感染奶牛的LH 峰和排卵水平降低、延迟或完全不出现，最终导致受胎率降低15-20%。也有研究认为体细胞的升高预示着炎症反应，所产生的炎症介质和细胞因子会通过影响黄体的形成和消退，干扰孕酮的分泌，从而影响子宫内膜的功能以及胚胎的形成和着床，导致胚胎早期死亡或流产。
Cook在2010年的研究中发现乳区感染的存在会显著影响同期发情处理母牛的正常排卵，导致排卵延迟或不排卵。所研究的73头母牛中，有51头发生了临床或亚临床乳房炎，结果这组牛有26% 发生了排卵延迟，甚至有些牛不排卵。而在22头未发生乳区感染的对照组，仅有一头发生了排卵延迟。
先天免疫系统的作用 细菌感染介导的炎症反应对内分泌功能产生影响的生理机制，可以通过对先天性免疫系统的研究结果来解释。绝大多数的乳房炎均是乳房内的细菌感染所导致的炎症反应过程，这一过程可以通过嗜中性粒细胞的趋化作用检测到，有些过程仅仅表现为体细胞升高，即隐性乳房炎；当趋化的嗜中性粒细胞进一步升高，还可能导致乳汁或乳区出现异常，即临床乳房炎。嗜中性粒细胞是机体非特异性免疫系统的重要组成部分，它通过识别细菌感染所产生的某些细胞因子以一种非特异性的方式进行应答，例如脂多糖（LPS）就是这样一种细胞因子，见于多数G-菌相关的感染。而与G+相关的细胞因子肽聚糖和脂膜酸，常见于葡萄球菌和链球菌属，也会激活嗜中性粒细胞的应答反应。机体免疫细胞主要通过自身的toll 样受体对这些细胞因子的出现进行检测、识别和结合。而且这一过程会被免疫细胞表面的其他调节因子进一步放大，如CD14。
发育卵泡中不存在免疫细胞，但发育卵泡中的颗粒细胞可表达TLR 和CD14，从而可对细菌感染导致的细胞因子产生响应，这种反应与感染来源或感染部位无关。
美达佳治疗乳房炎改善繁殖性能 McDougal在2009年研究显示在治疗临床乳房炎时配合使用非甾体类抗炎药-美达佳可以有效减少这种淘汰，试验证实了通过使用美达佳来控制乳房炎过程中的炎症反应，可使奶牛后续繁殖性能得到改善，因此留群几率大大提升。进一步的对比研究发现，配合美达佳控制炎症组的细菌学治愈率显著高于对照组，66%vs50%。而繁殖表现方面的差异更令人震惊，美达佳组和对照组的首次配种受胎率分别为31%和21%，DIM120天的妊娠率分别为40%和31%，平均每次妊娠输精次数的分别为2.43次和2.92次，DIM300天时的留群率分别为83%和79%。
总之，泌乳奶牛的繁殖性能会受到发生在机体卵巢以外部位的疾病和炎症双方面的影响，即便是在一些轻度的亚临床乳房炎时，这种影响也是可衡量且显著的。这就提示我们在临床疾病管理中，应重视对亚临床性乳房炎的控制。同时在治疗临床乳房炎时，不仅要考虑消除致病原，还应考虑控制感染所致炎症反应对后续繁殖性能产生的影响。
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