奶牛乳汁中抗金黄色葡萄球菌抗体与体细胞数及产奶量的关联性研究

《New Zealand Veterinary Journal》:Association between milk anti-Staphylococcus aureus antibody, somatic cell count, and milk yield in lactating dairy cows

【字体: 时间:2026年02月08日 来源:New Zealand Veterinary Journal 1.1

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  本综述系统评估了乳汁中抗金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)IgG ELISA的样本/阳性(S/P)比值与奶牛复合乳汁样本中体细胞数(SCC)及乳固体(MS)产量的关联。研究通过对新西兰季节性放牧奶牛群进行回顾性分析,发现S/P比值与SCC呈中度正相关(Gwet's AC=0.59),且高S/P比值与高龄奶牛产奶量下降显著相关。该研究为通过抗体检测(如StaphGold ELISA)辅助乳腺炎(mastitis)诊断和奶业生产管理提供了重要依据。

ABSTRACT
Aims
本研究旨在评估乳汁中针对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的特异性IgG ELISA的样本/阳性(S/P)比值与奶牛复合乳汁样本中体细胞数(SCC)的关联,以及S/P比值与乳固体(MS,即脂肪+蛋白质公斤/天/头)产量之间的关系。研究对象为新西兰一处以牧草为主、季节性产犊的奶牛群。
Methods
回顾性分析奶牛复合乳汁样本数据,评估在两次泌乳期内四个时间点采集的样本中,金黄色葡萄球菌特异性IgG ELISA的S/P比值、SCC(转换为线性评分LS进行分析)及MS产量之间的关联。采用广义线性混合模型评估年龄、品种、泌乳月份及其交互作用对S/P比值的影响。为评估基于S/P和SCC定义的感染状态的一致性,以S/P比值≥0.38和SCC≥150,000 cells/mL作为感染判定阈值,通过Gwet's一致性系数(AC)比较两类结果的一致性。另采用广义线性混合模型分析S/P与MS产量的关系,以年龄、品种、测定日期及其交互作用为解释变量,奶牛作为随机效应。
Results
S/P比值随泌乳月份变化,且年龄与品种存在交互作用。二分类S/P比值与二分类SCC呈中度一致性(Gwet's AC=0.59,SE=0.02;p<0.001)。按S/P阴性、可疑或阳性分组分析MS产量时,发现年龄与S/P存在交互作用:2岁奶牛中S/P类别与MS无显著关联,而高龄奶牛中S/P阳性组MS产量显著低于阴性组。
Conclusions
本观察性研究显示S/P比值与SCC呈中度一致,且高龄奶牛和泌乳后期S/P比值与MS产量呈负相关。表明金黄色葡萄球菌特异性IgG ELISA的S/P比值与明确的乳腺炎标志物(SCC)及产奶量下降相关。未来结合微生物学验证该关联,并探究抗体结果与奶牛长期存活率的关系,将进一步提升该检测的实用价值。
Introduction
乳腺炎是奶牛最常见疾病之一,对奶业经济影响显著。金黄色葡萄球菌是乳腺炎的常见病原,多数感染呈亚临床状态,表现为SCC升高而无明显炎症症状。因金黄色葡萄球菌在乳汁中间歇性排菌,其诊断难度较大。细菌培养的敏感性约90%,但成本较高。SCC作为间接检测指标广泛用于监测乳腺感染,但其敏感性和特异性因非特异性炎症而受限。针对金黄色葡萄球菌的特异性抗体检测(如ELISA)为诊断提供了新思路。宿主感染后产生的特异性IgG是重要免疫应答指标,既往研究显示乳汁中IgG在感染后2周可被检出,适用于持续性感染诊断。商业化的StaphGold ELISA检测敏感性达90%,特异性达95%。本研究旨在评估牧场条件下S/P比值、SCC与产奶量的关联。
Materials and methods
研究于2023年4月至2024年4月在新西兰Manawatū地区一约1100头奶牛的牧场进行。奶牛春季产犊,秋季干奶,首胎与二胎牛以荷斯坦-娟姗杂交为主,三胎及以上以纯种荷斯坦牛为主。牧场以牧草为主,辅以棕榈粕补充饲料。挤奶方式为每日两次 rotary 挤奶厅操作,干奶时每乳区灌注头孢匹林与铋硝酸盐内封剂,临床乳腺炎病例采用青霉素乳区灌注治疗。
在2023年4月、9月、12月及2024年4月的群体测定中,采集奶牛复合乳汁样本进行StaphGold ELISA检测,同时记录SCC和MS数据。S/P比值按制造商建议分为阴性(<0.22)、可疑(0.22–0.37)或阳性(≥0.38)。SCC以150,000 cells/mL为阈值判定感染状态。数据分析采用STATA v18.1,通过广义线性混合模型评估变量关联,一致性分析采用Gwet's AC。
Results
S/P比值随泌乳月份变化(p<0.001),泌乳初期最高,第二个月最低,之后逐渐上升。年龄(p=0.007)和品种(p=0.001)对S/P比值有显著影响,且存在交互作用:荷斯坦牛中年轻牛S/P较高,而杂交牛中高龄牛S/P较高。
S/P定义的新感染发生率在高龄牛(≥4岁)中较高(25%),且泌乳后期(2024年4月)显著高于早中期(p<0.001)。前一测定日MS产量与新感染发生率呈负相关(OR=0.61;p<0.001)。
S/P比值与LS(SCC线性评分)在各测定日均呈正相关(图2)。S/P与SCC二分类结果的一致性为72.5%,Gwet's AC=0.59(p<0.001);按感染状态变化分类的一致性为56.5%,Gwet's AC=0.46(p<0.001)。
MS产量受年龄、测定日期和S/P状态影响(p<0.001)。2岁牛中S/P状态与MS无关联;3岁及以上牛中,S/P阳性组MS显著低于阴性组(图3a)。泌乳末期(2023年4月与2024年4月)S/P阳性牛MS显著较低(图3b)。荷斯坦牛MS高于杂交牛(1.71 vs. 1.52 kg/天;p<0.001)。
按S/P状态变化分析MS显示,2岁牛中无显著差异;3岁牛中“治愈”组MS高于新感染或持续感染组;≥4岁牛中新感染组MS下降约0.2 kg/天,治愈组MS上升约0.12 kg/天(图4)。
Discussion
本研究首次在放牧型新西兰奶牛群中揭示S/P比值与SCC、MS产量的关联。S/P比值在泌乳初期较高,可能与干奶期感染持续或非特异性抗体升高有关。S/P与SCC的正相关性符合二者均反映炎症反应的预期,但中度一致性提示SCC的非特异性局限。
S/P阳性与MS产量下降的关联在高龄牛和泌乳后期尤为明显,与金黄色葡萄球菌感染导致产奶量损失的既往研究一致。2岁牛中无显著关联可能因产奶量较低、样本量较少或感染发生时间较晚所致。
研究局限性包括单一牧场样本、未覆盖全部测定日、缺乏微生物学验证及使用复合样本(非分乳区样本)。未来需结合微生物学与长期存活率数据进一步验证抗体检测的临床应用价值。
Conclusions
本研究证实StaphGold ELISA的S/P比值与SCC呈中度相关,且与高龄奶牛泌乳后期产奶量下降显著关联。抗体检测可作为乳腺炎管理的辅助工具,其与奶牛生产性能的深入关联值得进一步探索。

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