非甾体类抗炎药在奶牛产后疾病中的应用

屈阳，崔璐莹，王亨，李俊，钱晨，李建基*

(1. 扬州大学兽医学院，江苏 扬州 225009；2. 江苏省动物重要疫病与人兽共患病防控协同创新中心，江苏 扬州 225009)

非甾体抗炎药(non-steroidal anti-inflammatory drugs, NSAID)是一类不含有甾体结构的药物，自阿司匹林于1898年首次被合成后，此类药物被广泛应用于治疗各类炎性疾病，具有良好的解热、镇痛和抗炎效果。在奶牛疾病治疗中，NSAID用于减轻奶牛难产引起的疼痛和缓解奶牛乳腺炎与子宫炎等炎性疾病的病理变化。为了更好地指导临床用药、促进奶牛产后机能恢复，本文对NSAID治疗奶牛产后疾病的研究进展与应用进行如下介绍。

1 非甾体类抗炎药的作用机制

早在1971年，John Vane通过试验证实阿司匹林是通过抑制环氧化酶(Cyclooxygenase, COX)、阻止花生四烯酸向前列腺素(Prostaglandin, PG)转化，进而发挥镇痛抗炎作用。花生四烯酸可经过2种酶代谢，一种为COX，另一种为脂氧化酶(Lipoxygenase, LOX)。其中LOX催化的代谢产物白三烯也是一类致炎物质，某些NSAID如替美加定可对LOX产生较强的抑制作用，呈现抑炎效果。

COX有2种同工酶，即环氧化酶-1(COX-1)和环氧化酶-2(COX-2)。正常情况下细胞内COX-2水平很低，当机体受到多种炎性因子，如肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-6、IL-8和血管内皮生长因子等刺激时，COX-2的表达上调、活性氧生成增加，继而激活NF-κB和MAPK信号通路，引起组织炎性反应。NSAID能够抑制COX-2表达，进而抑制NF-κB和MAPK信号通路以发挥抗炎作用[1]。

此外，NSAID是一种过氧化物酶体增殖物活化受体激动剂，可通过抑制WNT/β-catenin信号通路缓解炎性反应。有研究表明，阿司匹林和吲哚美辛可下调β-catenin/TCF-responsive基因的转录，影响β-catenin磷酸化和GSK-3β活化[2-3]；阿司匹林还可下调表皮生长因子受体，刺激Akt通路，从而抑制WNT/β-catenin通路活化[4]。

2 治疗奶牛疾病的常见非甾体类抗炎药

奶牛在围产期生理机能出现剧烈变化。分娩和泌乳应激、能量代谢负平衡、免疫机能下降和氧化损伤等使奶牛易发生感染性疾病。据统计，全世界有约1/3的奶牛患有乳腺炎，且子宫炎和子宫内膜炎的发病率也高达35%[5]，这导致奶牛的生产性能下降，给奶牛产业造成了巨大的经济损失。患病动物常表现为采食量减少、躺卧时间延长、行为改变等。常用疗法主要有抗生素疗法、中兽医疗法和物理疗法等。有研究表明NSAID在奶牛分娩时镇痛、卵巢功能恢复、子宫炎和乳腺炎的防治等多个方面有一定的效果。目前国内外批准用于治疗奶牛疾病的NSAID主要有氟尼新葡甲胺、美洛昔康、酮洛芬、卡洛芬、水杨酸钠和双氯芬酸钠等(表1)。

2.1 氟尼新葡甲胺

氟尼新葡甲胺最早是由 Doran和Henry等于1996年研制的，由美国先灵葆雅公司将其做成注射液用于动物疾病的治疗，于2004年被美国 FDA 批准唯一可用于家畜的NSAID，其中包括泌乳奶牛。在一项对309名加拿大兽医的调查中，93%的兽医将氟尼新葡甲胺用于临床上急性感染性乳腺炎的辅助治疗，均获得良好效果[6]。Shwartz等[8]证明了氟尼新葡甲胺可减轻正常分娩引起的子宫组织损伤，缓解炎症反应。2019年新研制出的氟尼新葡甲胺透皮剂，是第一个注册的可用于治疗奶牛疾病的NSAID外用药，并已在欧盟和加拿大被批准用于牛病治疗，但目前尚未批准用于泌乳奶牛[17]。与氟尼新葡甲胺注射溶液相比，泌乳中期使用透皮剂的奶牛其药物休药期延长[18]。但氟尼新葡甲胺透皮剂可降低炎性渗出液中前列腺素E2的浓度，有效改善牛急性乳腺炎的临床症状，药效持续48 h[7]。

2.2 美洛昔康

美洛昔康最早由德国勃林格殷格翰公司研制，具有抗炎镇痛作用，在加拿大和许多欧洲国家已被批准用于牛病治疗。该药已被证实在大多数动物中优先抑制COX-2，但这种亲和性尚未在奶牛上得到验证。2015年Stock等[10]通过临床试验比较发现，美洛昔康比其他NSAID能提供更久的抗炎效果，在对难产奶牛进行镇痛治疗时，美洛昔康不易引起胎衣滞留。此外，Kleinhenz等[19]发现，奶牛产后26 h口服美洛昔康(1 mg/kg)可有效缓解产后疼痛，药物利用率提高至100%；泌乳期口服美洛昔康可缓解乳腺炎患牛的局部炎症反应，增加产奶量，降低隐性乳腺炎的发病率[11]。2019年Caldeira等[12]通过体外试验首次证实美洛昔康是通过抑制奶牛乳腺上皮细胞的COX-2、TNF、IL-8、前列腺素合成酶、血清淀粉样蛋白A和一氧化氮合酶等免疫相关因子的表达从而影响炎症过程。

2.3 酮洛芬和卡洛芬

酮洛芬是由法国罗纳普朗克公司化学家Farge、Messer和Moutounier于1967年研制开发的NSAID。卡洛芬最早在1996年由辉瑞公司开发、用于动物疾病治疗的抗炎药。在欧盟，酮洛芬和卡洛芬都被批准用于泌乳奶牛。2009年Richards等[14]将酮洛芬用于奶牛难产镇痛的临床治疗，并且认为产后立即使用酮洛芬可有效降低胎衣滞留几率。在以色列的一项研究中，连续肌内注射酮洛芬5 d，感染乳腺炎的奶牛可以恢复到感染前每日产奶量的75%[15]。Kovacevic等[20]发现酮洛芬在分娩后第一天应用可有效增加奶牛的产奶量，其机制与酮洛芬降低早期泌乳期间脂质的动员和酮体生成有关。在临床乳腺炎的治疗中，抗生素联合酮洛芬可达到良好的治疗效果。酮洛芬可通过促进不饱和脂肪酸的生成、抑制Toll样受体和NF-κB通路，进而抑制下游炎性因子的产生。也有研究报道，酮洛芬对TNF-α、IL-8和COX-2的mRNA表达具有抑制作用[21]。

2.4 水杨酸钠和双氯芬酸钠

双氯芬酸钠已被欧洲药物管理局批准用于牛病的治疗。在中国，双氯芬酸钠于2016年被农业部授权为兽用NSAID。在临床上双氯芬酸钠注射液已被批准用于奶牛乳腺炎的辅助治疗。双氯氛酸钠口服制剂对胃肠道的副作用大，严重时可导致胃肠出血甚至穿孔，生物利用度只有50%，血浆半衰期较短，这些不良反应促使开发出双氯氛酸钠的其他制剂。

水杨酸钠也是一种被批准用于治疗奶牛疾病的NSAID，Carpenter等[22]研究发现，泌乳期奶牛连续使用水杨酸钠3 d，产奶量增加7%～ 9%。从哺乳期第10周开始，直接给奶牛口服水杨酸钠，可以增加采食量。但是长期或高剂量应用水杨酸类药物可引起胃肠道反应、水杨酸反应、过敏反应、凝血障碍和耳毒性等诸多副作用，并且药物易在体内残留，这些使得水杨酸钠逐渐被同类NSAID所取代。

3 非甾体类抗炎药在奶牛产后疾病的应用

3.1 缓解难产奶牛的疼痛

随着近年来动物福利的逐渐普及，疼痛管理越来越受到关注，缓解疼痛成为动物福利研究与应用的重要领域，因此在奶牛生产过程中的疼痛管理应受到重视。NSAID具有减轻疼痛和抗炎的作用，临床上用于缓解难产奶牛的疼痛反应。有报道表明，在英国和新西兰，分别有66%和72%的兽医将NSAID用于奶牛难产镇痛，68%和83%的兽医将其用于奶牛剖腹产术[23]。Richards等[14]将酮洛芬投入奶牛难产镇痛的临床治疗，发现产后立即使用酮洛芬可降低胎衣不下的发生率，但对子宫内膜炎的发生率和奶牛繁殖能力没有影响。Newby等[24]应用美洛昔康治疗奶牛难产，发现这些奶牛的采食量有所增加，对奶牛产后恢复有积极影响，但是对其产乳量和代谢指标等方面无影响。Barrier等[9]报道美洛昔康用于奶牛剖腹产的疼痛管理，有利于奶牛产后恢复。

3.2 奶牛乳腺炎的治疗

NSAID治疗奶牛乳腺炎的临床效果报道略有不同。有体内试验研究利用脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)处理来模拟临床上乳腺炎的症状，将几种NSAID的治疗效果进行了对比。与未治疗的对照组相比，氟尼新葡甲胺可有效缓解炎症反应，治疗后的奶牛直肠温度降低，瘤胃运动和反刍增强，采食时间增加，心率降低，临床症状得到明显改善[25]。酮洛芬治疗组奶牛的瘤胃收缩增强，采食量增加，呼吸速率减慢，直肠温度降低，乳房水肿程度得到缓解[26]。LPS刺激后用美洛昔康，可显著降低疼痛敏感性，增加采食量，缓解乳房水肿[27]。当利用大肠杆菌感染模拟临床型乳腺炎的发生时，氟尼新葡甲胺治疗组奶牛干物质的摄入量增加，同时产奶量增加[28]。与未治疗的对照组相比，卡洛芬治疗可降低直肠温度，减慢心率，使得奶牛能够更快的恢复到感染前水平[29]。

对临床上自然发病的奶牛进行调查发现，在应用抗生素的基础上，氟尼新葡甲胺可降低轻度乳腺炎患牛的疼痛敏感性。然而，对患有中度乳腺炎的奶牛，氟尼新葡甲胺治疗效果不显著，因此奶牛患有更严重的乳腺炎时需要进一步加大氟尼新葡甲胺的剂量。同样，在临床自然发生的轻度乳腺炎病例中，与单纯抗生素治疗相比，美洛昔康联合抗生素治疗可降低奶牛淘汰风险，降低鳞状上皮细胞癌的发生率，提高细菌病治愈率，同时提高生育能力[30]。

3.3 奶牛子宫炎及子宫内膜炎的治疗

奶牛子宫内膜炎的常规治疗方法是加强环境消毒、子宫腔冲洗和子宫腔灌注大量抗生素。随着动物福利的普及和抗生素耐药性的加剧，使用NSAID配合抗生素在治疗子宫炎和子宫内膜炎的过程中发挥着越来越重要的作用。不同NSAID的作用效果和药效持续时间不同。研究表明，氟尼新葡甲胺可以减轻正常分娩引起的子宫组织损伤和随后的炎症，并且经过治疗的分娩后奶牛体况与体重等均有良好的改善。建议分娩后24 h后进行给药，能够减少胎衣滞留，达到良好治疗效果[31]。美洛昔康配合抗生素治疗奶牛子宫炎，治疗后的疼痛缓解、采食量增加等行为变化只出现于给药的24 h内，建议分娩前或者分娩后立刻注射，以期达到很好的治疗和预防效果[13]。酮洛芬与盐酸头孢替福配合治疗产褥期子宫炎，可有效缓解炎症反应，对产奶量和繁殖能力无影响[32]。

4 非甾体类抗炎药的不良反应

NSAID应用广泛，并存在一些不良反应。已知NSAID在抑制致炎PG合成的同时也抑制了保护胃肠和肾脏的生理性PG，使胃黏膜和肾脏失去了保护屏障，造成胃肠道刺激和肾脏损伤。COX-1属于正常生理成分，主要存在于胃、肾和血管等组织中，其作用是调节组织器官中PG的合成。COX-2属于病理性诱导成分，催化合成参与炎症反应的PG，主要存在于炎症部位的巨噬细胞、内皮细胞和滑膜细胞等细胞内。因此，目前多数学者认为对COX-1和COX-2的亲和力不同是NSAID药理作用以及不良反应的主要原因。在实际生产中，水杨酸钠和双氯氛酸钠对胃肠道有严重的不良反应，影响奶牛采食量，延缓机体恢复，因此逐渐被同类NSAID所替代。目前市场上应用广泛的美洛昔康，其胃肠道以及肾耐受性优于其他NSAID，有效减少了不良反应的发生，是治疗奶牛疾病的首选药物。

NSAID治疗奶牛产后疾病中的其他潜在影响值得进一步关注。Drillich等[33]使用2.2 mg/kg氟尼新葡甲胺对子宫炎进行治疗，奶牛临床症状并没有改善，并且对其后的产奶量和繁殖能力无积极影响；在分娩后立即使用氟尼新葡甲胺，奶牛胎衣滞留的几率增加，产奶量减少，同时增加了患子宫炎的风险，因此不建议在奶牛分娩后24 h内使用氟尼新葡甲胺，否则会增加死产和胎衣滞留风险[31]。奶牛产犊前饲喂美洛昔康对全身性炎症无积极影响，且分娩后美洛昔康的非肠道给药并不能提高产奶量[34]。研究还发现美洛昔康治疗乳腺炎的同时，降低乳腺细胞的生存能力，这表明美洛昔康的治疗可能会引起乳腺组织的潜在损伤[12]。本实验室研究发现，NSAID对奶牛子宫内膜上皮细胞的增殖机制有一定影响。这些报道说明NSAID虽然具有良好的镇痛抗炎作用，但是其不良反应也不容忽视。Abdelazeem等[35]研制出一种新型NSAID，在镇痛的同时可以降低其对胃肠道的损伤。COX-2/15-LOX双选择性抑制剂的合成为新型NSAID的研制提供方向[36]。在今后的奶牛疾病治疗中，制定合理的治疗方案，联合应用抗生素和其他辅助药物以及应用新型NSAID，将有效降低其不良反应。奶牛应用新型NSAID进行治疗的成本偏高，影响了奶牛业的经济效益，使一些奶牛养殖场针对新型NSAID治疗奶牛产后疾病仍持谨慎态度。

5 展望

随着非甾体类抗炎药的不断普及，为使药物作用不断完善和改进，一些新型制剂应运而生。例如，与静脉注射制剂相比，氟尼新葡甲胺透皮制剂吸收迅速，药效持久，操作简便、安全可控，在临床效果更佳。此外，在临床实践中优化药物剂量与给药方式、明确最佳给药时机、合理控制休药期等是需要不断探索和完善的过程。在今后，围绕着进一步降低NSAID不良反应的研究需要继续开展深入的研究。对于奶牛产后炎性疾病和疼痛的治疗，联合用药、减少毒副作用、降低成本和研发新型NSAID，将是今后NSAID应用开发的主攻方向。