早期预警在奶牛疾病中的应用

杨玉琪，刘李萍，王文丹

（光明牧业有限公司，上海 200436）

奶业发展水平是衡量一个国家畜牧业现代化的重要标志之一[1]，自2018年5月23日国务院常务理事会做出加快推进奶业振兴指示以来，我国奶业迎来了新的快速发展时期。在国内奶牛养殖不断走向规模化和现代化的进程中，“防大于治”越来越成为了牧场管理的重要原则，疾病预警系统也愈发受到重视。

1 疾病预警系统的定义

疾病预警系统（Disease Alerting System，DAS）是一种在疾病可能发生之前发出警示性信息，并采取预防性措施，能够将疾病可能造成的损失降低到最低限度的综合体系[2]。早期预警系统在畜牧业中得到了广泛应用，且在奶牛疾病方面已经确定了相关的预警指标。

2 早期预警在奶牛围产期疾病中的应用

奶牛围产期是指产前21d至产后21d，这段时间奶牛极易发生酮病、产后低血钙等代谢性疾病和子宫内膜炎、乳房炎等炎性疾病，据报道，奶牛80%的疾病和死亡发生于这一时期[3]。以分娩为界，围产期奶牛绝大多数疾病发生于产后，且具有群发性和亚临床性的特点，为疾病的诊断和治疗带来了难度，因此在产前对易患牛只进行早期预警则尤为重要。早期预警其主要是通过对血液指标水平进行受试者工作曲线（Receiver operating characteristic curves，ROC曲线）分析来实现和建立的。血液指标水平能够灵敏和直观地反映奶牛体内相应的代谢和内分泌状况，并已被认为是监测围产期奶牛群体健康和预测奶牛群体患病风险的主要依据[4]，而ROC曲线主要用于判定任意界限值对疾病的识别能力、选择最佳的诊断界限值、对两种或两种以上不同诊断试验识别疾病能力的比较[5]。该预警系统为牧场管理群发性疾病的防控带来了新的手段。

近年来国内外学者高度重视围产期奶牛群体健康策略，基于ROC曲线，探究了不同地区不同疾病的预警方法。Ospina等[6]利用ROC曲线对美国东北部地区奶牛场确立了血液游离脂肪酸（NEFA）和β-羟基丁酸（BHBA）在奶牛产后临床型酮病、真胃移位、子宫内膜炎和胎衣不下4种多发疾病上的预测和风险评估作用，并界定了其相应预警值；Ardavan[7]等提出，伊朗西南地区奶牛血清NEFA和葡萄糖（Glu）可作为亚临床酮病的预警指标；肖鑫焕等[8]确立了我国黑龙江地区奶牛血浆天门冬氨酸氨基转移酶（AST）、Glu、NEFA和BHBA对酮病以及血钙和血磷对产后低血钙的早期预警值；肖劲邦等[9]研究发现产前不同时间点NEFA和BHBA对产后酮病的预警有不同意义；孙鹏等[10]确立了山东地区奶牛产后血磷和血镁预警生产瘫痪的指标；乔彦杰等[11]发现奶牛血清中孕酮（P4）、前列腺素（PGE2）和AST指标超过预警值可作为子宫炎早期风险预测的依据；白云龙等[12]分别建立了载脂蛋白A4（ApoA4）和inter-α-胰蛋白酶抑制剂重链H3（ITIH3）对卵巢静止单一和联合的预警体系；孙宏亮等[13]认为产前血清尿素（REA）和血清尿素氮（BUN）具有成为胎衣不下早期预警指标的潜力。众多研究结果均表明了应用血液指标和ROC曲线在围产期疾病早期预警的重要作用，但应注意的是，不同地区、不同品种和不同饲养条件下，奶牛的血液指标存在差异，应当针对牧场的实际情况，建立切实有效的预警指标和体系。此外，吴心华等[14]和曹斌斌等[15]也分别指出根据牛只体况评分、分娩评分、临床观察等和应用DHI数据管理同样对围产期疾病具有早期预警作用。

3 早期预警在奶牛传染性疾病中的应用

早在2006年，陈焕春等[16]即提出“我国亟待加强奶牛重大疫病预警体系建设”，旨在加强建设动物疫病监测和预警系统，通过有效运作，依靠健全的监测网络获取疫病信息，并及时传输疫病信息，通过对疫情的分析和处理技术形成科学的决策。与代谢性疾病相似，传染病易在牛群中传播，同样具有群发性的特点，若处置不当会对牧场造成毁灭性打击，此外有的传染病如布鲁氏杆菌病和结核分枝杆菌病等属人兽共患病，威胁着人类健康。抗体水平监测和危险因素分析是奶牛传染性疾病早期预警的主要方法，但目前其体系尚不完善，有待进一步发展。

接种疫苗作为预防疾病的重要手段之一，除制定并严格遵守科学的免疫程序外，仍须注意定期对抗体水平进行有效的群体监控，包括滴度和阳性率，同时要求对不同疫苗所产生抗体的消长规律、自然感染干扰的排除、最佳检测时间的选择和不同检测方法的灵敏度与特异性等有清晰认识，以期实时掌握本牧场传染病的流行状况，制定早期预警方案。Stockmarr等[17]基于单独的抗体光密度校准（ODC%）警报群的概念，确立了其可以作为都柏林沙门氏菌群状态分类的预测指标，提高了该疾病早期预警的监测水平。另一方面，一种传染性疾病的发生由传染源、传播途径和易感动物三部分构成，且疾病之间也具有相互作用，因此在分析某一传染病的危险因素时，将早期预警的确立与环境和其他病原体共同考虑则更具有实际意义。Pardon等[18]分析了包括牛冠状病毒（BCV）、牛呼吸合胞体病毒（bRSV）、副流感病毒3型（PI-3）和牛支原体在内的7种可引起牛群急性呼吸道疾病爆发的特异性危险因素，发现几种病原体之间可相互增强感染危险性，以及与季节、患病天数和垫料种类之间的关系，为疾病的预警和防控提供了参考。然而实际生产中情况复杂，奶牛传染病早期预警体系的建立比较困难且花费较高，结果常不尽人意，据Pardon[19]分析，以前学者对牛呼吸道疾病预警体系的建立，仅停留在针对沙门氏菌或新出现的病原以及人兽共患病上；Tim[20]则报道了丹麦地区减少了对可引起流产传染病如布鲁氏菌病、牛病毒性腹泻（BVD）和牛传染性鼻气管炎（IBR）预警系统的应用，其原因是该预警体系无法预测绝大多数流产，更无法起到预防作用。

4 早期预警在奶牛其他疾病中的应用

早期预警的概念几乎深入到奶牛疾病防控中的各个方面，且随着牧场中新型设备如电子项圈、二代计步器和挤奶监控系统等的广泛应用，为一些信息的监控和收集提供了新的方法和手段，也为某些疾病的早期预警建立提供了便利和可能。在乳房炎的防控中，除了可通过挤奶时对产奶量、电导率、体细胞数和乳成分进行实时监控，预警疑似发病牛只，以及对大缸奶样致病菌PCR定期监测外，近年来报道可通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOFMS）技术来从致病菌的角度预测奶牛临床型乳房炎危险性和牛群传染性[21]；郑家三等[22]确立并评估了奶牛血浆钠、钾、维生素E和谷胱甘肽过氧化物酶等奶牛腐蹄病的早期预警指标，而Alsaaod等[23]通过传感技术结合奶牛运动评分和损伤评分建立了牛跛行自动监测系统；有趣的是，Ferrari[24]等通过监测和自动分析咳嗽声来对奶牛呼吸道疾病的感染爆发进行早期预警，结果发现其可以作为一种青年牛群呼吸道疾病的非侵入性诊断工具；Barraclough等[25]尝试通过监控奶牛产前行为来预测难产，但可能由于受到胎次和不同难产种类的影响，未鉴定出难产指示因子。目前研究者也致力于通过借助各方面技术手段，对牧场疾病早期预警进行全方位的评估，以建立和完善奶牛的疾病预警体系。

5 早期预警在奶牛疾病中应用的展望

早期预警在奶牛生产中的疾病管理上应用广泛，并取得了良好效果，但目前仍存在诸如以下几方面困难和不足：①预警指标存在地区差异。不同饲养条件下奶牛各方面指标存在较大差异，在某处确立的预警指标，其他地区可能并非行之有效，因此在推行时，应注重结合实际情况，制定基于本地的预警体系，而非单纯套用预警指标或Cut-off值；②部分研究样本量较小且缺少验证。预警指标的确立需要借助大量的样本支撑，较小的样本量可能无法得出准确的信息，此外，验证预警指标是否切实有效也尤为重要，因此需通过实践取得大量数据给予准立；③统计分析存在难度。早期预警应服务于实际生产，但其模型的建立需涉及数学知识和专业分析软件，牧场实际操作者难以自行建立。尽管有这些困难和不足，相信伴随着我国奶业的振兴和科技的发展，这些技术瓶颈终将会被攻克，使早期预警在奶牛生产中发挥出越来越大的作用。