细菌性奶牛乳房炎发生、流行现状及防控研究进展

韩博，石玉祥， 高健，牛志勇，孔红君，侯新峰 ，钟翠红，刘钢，杨锴

（1.中国农业大学，北京 100000； 2.河北工程大学，河北 邯郸 056000； 3.河北科星制药有限公司，河北 石家庄 050000；4.保定阳光本草药业有限公司，河北 保定 071000；5.河北乐源牧业有限公司，河北 邢台 054000）

奶牛乳房炎是影响全世界奶牛产业持续健康发展的三大疾病之一， 是围产期奶牛的发病率高、发病范围广、复发率高的疾病，受到全世界的关注。 患牛一般无全身性临床症状，往往表现为整个乳房或部分乳房发病，产奶量下降，乳的成分不稳定，其乳糖、乳蛋白、非脂乳固体含量升高，乳脂含量降低，乳汁变得稀薄，最终奶牛乳腺组织形成不可逆的损伤， 导致泌乳功能降低甚至完全丧失。 根据奶牛有无临床症状，将奶牛乳房炎分为临床型乳房炎和亚临床型乳房炎（又称隐性乳房炎）二种。 在一定条件下，亚临床型乳房炎又可转变为临床型乳房炎。 奶牛乳房炎在全球不同国家和地区广泛流行。 全球约1/3 奶牛患有乳房炎，如巴西南部地区奶牛乳房炎发病率有的高达73% ， 芬兰地区发病率为68%，每年奶牛乳房炎给全球奶牛产业造成的经济损失达350 亿美元， 印度乳业每年损失6 亿欧元。 澳大利亚乳品行业每年因乳房炎影响乳品质量而产生的损失超过1.3 亿美元。

1 奶牛乳房炎源性细菌病原流行特点

奶牛乳房炎的发生因素复杂， 主要包括感染致病微生物、奶牛自身因素、营养因素、挤奶损伤、饲养管理、环境应激、其他疾病诱发等多种因素，其中感染致病微生物是主要因素。

1.1 奶牛乳房炎源性细菌病原种类

临床上致奶牛乳房炎病原微生物种类多，达到130 多种， 常见的细菌性病原微生物主要包括葡萄球菌、链球菌、大肠埃希菌等。 通常将乳房炎源性致病菌分为环境性致病菌 （如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、绿脓杆菌等）和传染性致病菌（如金黄色葡萄球菌、无乳链球菌、化脓性假单胞菌等）。 奶牛乳房炎往往是由多种致病菌感染共同作用的结果， 而不是由单一的某一种致病菌引起。

不同地区感染奶牛乳房炎源性细菌种类有差异。 不同地区的环境气候条件有差异，饲养管理和乳房炎防控措施也有不同， 可能导致不同地区引发奶牛乳房炎的致病微生物种类不同，甚至同一地区的不同奶牛养殖企业引发奶牛乳房炎源性致病微生物种类也不同。 张楠从河北邯郸地区31 份乳房炎患牛乳样分离出金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、链球菌。 对内蒙古、黑龙江、河北、山东、上海5 个地区患乳房炎病牛的乳样检测发现， 乳样的乳房炎源性致病菌检出比例为70.85%， 其中大肠埃希菌、 金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、肺炎克雷伯菌是乳房炎的主要致病菌。 从辽宁地区100 份患乳房炎病牛的乳样分离24 种病原菌，其中金黄色葡萄球菌、无乳链球菌、大肠杆菌是沈阳地区主要致病菌； 金黄色葡萄球菌为阜新地区主要致病菌；金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌为大连地区主要致病菌； 金黄色葡萄球菌、大肠杆菌为鞍山地区主要致病菌；大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、产酸克雷伯菌为丹东地区主要致病菌；金黄色葡萄球菌、大肠杆菌为本溪地区主要致病菌； 铁岭地区主要致病菌为金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、粪肠球菌；金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、粪肠球菌为抚顺地区主要致病菌。 从甘肃凉州地区乳房炎阳性奶样分离的主要病原菌为链球菌、 金黄色葡萄球菌和大肠杆菌， 致病菌在不同类型乳房炎样品中的分布不同， 其中临床型乳房炎样品中链球菌占比例最高（54.37%），亚临床型中乳房炎样品中金黄色葡萄球菌占比例最高（48.56%）。 从山东省35 个牧场的乳样分离422 株乳房炎源性致病菌，阳性率为33.25%，其中大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、乳房链球菌、无乳链球菌、停乳链球菌检出率分别为19.54% 、11.82% 、3.86% 、2.76%、1.42%， 其中青岛地区的金黄色葡萄球菌、东营地区的大肠杆菌、日照地区的乳房链球菌的检出率最高， 山东各地无乳链球菌和停乳链球菌的检出率无显著差异。 从河南地区分离的奶牛乳房炎源性病原菌主要是大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌、 支原体等环境性病原菌是主要致病菌，但这些细菌感染发病情况也有差异。 从兰州市及周边地区临床型乳房炎的主要病原菌为无乳链球菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌，其检出率均在21% 以上。

1.2 奶牛乳房炎源性细菌病原的耐药性

应用抗生素防治奶牛乳房炎是常见的防控方法，不同地区、不同企业选用奶牛乳房炎的药物种类和用药方式不同， 致使乳房炎源性致病菌产生耐药性的程度存在差别。 从黑龙江、上海、河北、山东、内蒙古地区分离的致病菌对21种抗菌药物耐药性不同， 其中内蒙古分离菌株对11 种抗菌药物耐药，对四环素和氨曲南的耐药率最高，达到16.67%；黑龙江分离菌株对7 种抗菌药物耐药， 对头孢噻呋和氨曲南的耐药率高达27.78%； 上海和山东分离菌株均对6 种抗菌药物耐药，对氨曲南的耐药率均高达38.89%，此外上海分离菌株对克林霉素、 红霉素耐药相对较重，耐药率均为16.67%。而山东分离菌株均对阿莫西林、克林霉素、红霉素、达福普丁、利福平耐药相对较重，均是5.56%；河北分离菌株对4 种抗菌药物耐药，对环丙沙星、克林霉素、红霉素和氨曲南的耐药率均是5.56%。检测北疆地区15 株金黄色葡萄球菌对8 大类29 种药物敏感性， 发现检测菌株对29 种药物均表现多重耐药， 至少对5 种药物耐药， 耐药严重菌株对17种药物耐药，其中对苯唑西林、乙酰螺旋霉素、甲氧苄啶、磺胺异噁唑、林可霉素和克林霉素等7 种药物的耐药率超过50%， 对青霉素G 耐药率高达100%。 检测扬州、泰州地区11 株无乳链球菌、1 株乳房链球菌的药物敏感性， 发现检测菌株对10 类13 种药物的耐药率不同， 其中9株致病菌对氨苄西林、卡那霉素、庆大霉素和四环素药物具有多重耐药。 从河南省分离26 株致病菌耐药率为4.35%～100%，15 株具有多重耐药，其中1 株大肠杆菌对11 种抗生素耐药，2 株大肠杆菌对6 种抗生素耐药耐，5 株大肠杆菌对5 种抗生素耐药，5 株大肠杆菌对4 种抗生素耐药，2 株大肠杆菌对3 种抗生素耐药。 从陕西铜川、杨凌和宝鸡等地分离的54 株乳房炎源性病原菌对13 种常用抗菌素均具有耐药性，其中链球菌、大肠杆菌对13 种抗菌素均具有不同程度耐药性；绿脓杆菌仅对青霉素G、头孢噻肟高度敏感，对10 种抗菌素呈低度敏感或耐药；金黄色葡萄球菌对青霉素G、氨苄西林、头孢噻肟、克林霉素、万古霉素、复方新诺明有较强耐药性；志贺氏菌对青霉素G、氨苄西林、头孢噻肟、链霉素、卡那霉素、克林霉素、万古霉素、红霉素、复方新诺明呈低度敏感或耐药。从青海省分离的3株乳房炎源性病原菌对17 种药物的敏感性不同， 其中金黄色葡萄球菌对头孢氨苄、 呋喃妥因、 红霉素和青霉素G 耐药率分别为100%、90%、10%、10%； 表皮葡萄球菌对甲氧苄氨嘧啶、 复方新诺明和青霉素G 等3 种药物呈现耐药，而对14 种药物敏感；化脓隐秘杆菌对甲氧苄氨嘧啶、四环素2 种药物耐药。

2 细菌性奶牛乳房炎的发生机理

当养殖环境温度或饲料配方突变等环境应激或奶牛发生疾病时，奶牛机体免疫力下降，尤其是乳头管细胞的抑制病原菌侵袭功能下降或丧失时， 细菌等病原微生物趁机侵入奶牛乳导管和乳池的内皮组织， 其借助分泌毒素等等方式可造成乳腺组织损伤和死亡。 若大量多核嗜中性粒细胞进入乳房腺体， 奶牛的临床表现主要为乳房可能发红、肿胀或水肿；乳汁呈水样，伴有凝块或红细胞。 随着乳房炎病情发展，多核嗜中性粒细胞透过奶牛乳导管和乳池的内皮组织，移行到乳腺感染部位，其释放的酶可引起乳腺部分泌乳细胞的损伤， 有时腺泡呈永久性的纤维化，以限制细菌感染部位的扩大。 若多核嗜中性粒细胞控制腺体细菌感染作用较差时，奶牛机体释放的白细胞可将病灶包围，形成脓肿，导致感染病原菌的乳腺组织丧失产乳功能。 若病原菌从脓肿中逃逸出来， 又可能感染奶牛乳腺组织并诱发脓胀和不可逆的损伤。 随着奶牛乳腺组织形成的病灶不断增多， 大量正常乳腺组织被瘢痕组织所取代， 并永久地失去了正常的生理功能。 此时脓肿变大，甚至为组织肿块，触诊乳房侧壁可发现乳房临床变化。

3 奶牛乳房炎源性细菌病原微生物的防控方法及发展趋势

3.1 抗菌素疗法

国内外防控奶牛乳房炎最常见的方法是抗菌药物疗法， 特别是奶牛乳房炎发病初期或急性发作时， 奶牛乳房炎的抗菌药物疗法的效果极为明显，可有效控制乳房炎致病微生物，并消除致病微生物引发的一系列炎症反应。 但抗菌药物疗法导致细菌产生耐药性或形成药物残留，对人类健康和生态平衡形成潜在的危害。 研发高效低毒低残抗菌药物和基于高效生态新型抗菌药物疗法是全世界奶牛乳房炎抗菌药物疗法的发展趋势。

3.2 中药疗法

我国中药资源丰富， 中药有效活性包括复杂的成分如生物碱、挥发油、苷类、黄酮类、蛋白质、氨基酸、维生素以及无机物等，不同种类中药含有有效成分的种类和含量也有差异， 其在提高免疫力、抗菌消炎、改善肠道菌群等方面作用已被广泛认可。 中药具有标本兼治、低残和毒副作用小、不易产生耐药性的优势，其作用的多靶性和功效多样性也有利于诱发病因复杂的奶牛乳房炎的防控。 按照中兽医学理论，乳房炎是气血凝滞不散或气血瘀滞而成， 通常将清热解毒、疏肝行气、消肿散瘀作为筛选防治奶牛乳房炎中药组方的原则， 中药防控奶牛乳房炎的临床应用已得到证实。

随着我国“禁抗限抗”政策在畜牧生产中全面实施， 全社会对中兽药及饲料添加剂研发极为关注， 中药防治奶牛乳房炎研究也成为研究焦点。 尽管中药在畜牧业的开发利用已取得快速发展， 但中药成分作用机制和乳房炎发生因素复杂， 中药防控奶牛乳房炎作用机理及量效关系尚不明确， 致使兽医临床应用中药防控奶牛乳房炎技术的实施效果差异较大， 尚未形成奶牛乳房炎防控效果比较理想、 规范性的技术规程。

3.3 中西药联合疗法

抗菌素具有快速抑制或消除诱发乳房炎的病原微生物和消除致病微生物引起的奶牛乳房炎症的作用， 中药能促进奶牛乳房肿胀等临床症状消失和对乳房具有调理作用的特点， 中西药联合治疗法不仅提高临床防控效果， 还可减少抗生素使用量和缓解细菌耐药性产生。 中西药联合治疗法尽管提高了奶牛乳房炎临床治疗效果，但仍未脱离抗生素和化学药物，对牛奶质量安全和控制细菌耐药性的潜在威胁还未消除。

3.4 物理治疗法

应用光热等不同物理因素治疗奶牛乳房炎也是常见的辅助方法， 目前常用的物理治疗法有冷敷或热敷、乳房按摩、激光、高频电磁波疗法等。 按摩物理治疗方法对卡他性乳房炎和浆液性乳房炎的效果比较理想， 但不适用于乳房坏死、化脓性乳房炎；氦氖激光照射乳区的方法对隐性乳房炎的效果较好， 有效物理治疗方式可促进不同类型或发病不同阶段的乳房炎病情的恢复。 物理治疗法在控制侵入乳房内病原微生物方面没有作用， 这也是物理治疗法仅能作为辅助治疗奶牛乳房炎方法的主要原因。

3.5 生物制剂治疗法

目前应用于乳房炎防控的生物制剂包括微生态制剂、抗菌肽、溶菌酶、细菌素、酶制剂、细胞因子等。 不同生物制剂的作用机制不同，其作用主要是参与免疫应答与免疫调节、 直接消除病原微生物或抑制病原微生物繁殖等， 预防和治疗乳房炎表现作用多靶性、 不产生副作用和二次污染。 生物制剂受活性物质提取纯化成本高、奶牛乳腺炎致病机制复杂等因素的限制，生物制剂的精准防控奶牛乳房炎技术相对滞后，未真正在现代化牧场中应用。

3.6 微生态制剂疗法

益生菌通过参与增强奶牛机体上皮屏障、与病原微生物竞争定植和黏附位点、 抑制病原体生长繁殖、修饰毒素或毒素受体等功能，达到保护宿主免受感染的作用。 益生菌具有防控疾病的功效， 但由于益生菌在作用稳定性和防控疾病的针对性方面具有一定局限性， 仅作为传统疗法的辅助手段。

3.7 接种疫苗

利用疫苗预防乳房炎致病微生物感染时，乳房炎疫苗阻止葡萄球菌乳腺炎等病原菌损伤乳腺组织、 促进乳房健康和改善乳制品生产参数等方面的作用效果差异较大， 但可缓解或消除牛奶中抗菌药物残留、 病原菌耐药性增强等问题。 由于奶牛乳房炎致病菌复杂，奶牛乳房的免疫保护机制复杂，疫苗质量还存在许多缺陷。故筛选免疫原性及毒力强的菌株， 提取和纯化共同细菌抗原， 寻找优良的免疫佐剂来是增加疫苗免疫效力的研究方向； 针对乳房炎致病微生物毒力相关因子的分布进行研究， 筛选出具有保护性的抗原， 研制出不同种类的预防奶牛乳房炎的疫苗。