牛初乳中乳铁蛋白产后12小时内动态变化与现场质量指标的关系研究

《Veterinary Sciences》：Early Postpartum Change in Lactoferrin in Bovine Colostrum During the First 12 h Postpartum and Its Relationship with On-Farm Quality Indicators Elena Stancheva, Aneliya Milanova, Toncho Penev, Gergana Bachevska and Dimo Dimov

本研究关注现场快速检测牛初乳质量时，其常用指标（比重、% Brix）主要反映免疫球蛋白G（IgG）水平，而乳铁蛋白（Lf）等先天免疫组分则可能被忽略。为此，研究人员针对产后0至12小时内的牛初乳，研究了Lf浓度的动态变化及其与现场指标的关系。研究发现，Lf浓度在此期间显著下降，且与比重、% Brix值呈正相关但不显著，表明常规现场检测可能无法完全捕捉Lf所代表的初乳免疫质量。这提示需关注初乳中除IgG外的其他重要生物活性成分。

　　

牛初乳是小牛获得被动免疫和生物活性成分的首要来源，对新生犊牛的存活、健康和长期生产力至关重要。在奶牛养殖场实践中，快速评估初乳质量是确保犊牛获得充分免疫保护的关键环节。目前，农场广泛采用布里克斯折射仪（% Brix）和比重计来间接估测初乳中免疫球蛋白G（IgG）的浓度。这些方法快速、经济，并且与IgG浓度有良好的相关性，已成为许多农场进行初乳管理的标准工具。然而，初乳的成分远不止IgG，它还富含多种支持先天免疫、调节炎症的生物活性蛋白。其中，乳铁蛋白（Lactoferrin, Lf）是研究最为深入的功能蛋白之一，具有众所周知的抗菌、免疫调节和抗炎作用。一个重要的问题是，这些基于总可溶性固体的现场快速检测指标，是否也能有效反映Lf等重要生物活性蛋白的水平？换言之，一个拥有高% Brix值的“优质”初乳样本，其Lf浓度是否也必然高？目前，关于Lf与这些常用现场指标之间直接定量关系的研究还很有限。此外，初乳成分在产后初期会发生急剧变化，但Lf在此期间，特别是产后最初12小时内的动态变化模式，以及与现场质量指标变化的相关性，尚不明确。为了探究这些问题，研究人员开展了这项初步研究，以期更全面地理解牛初乳的免疫质量构成。

为开展本研究，研究者采用了几项关键技术方法。首先，研究人员于2025年12月，在保加利亚的一个商业化奶牛场，从6头经产荷斯坦-弗里斯兰奶牛获取了共12份初乳样本，采样时间点为产后立即（0小时）和12小时后。这构成了研究的核心样本队列。其次，在农场现场，他们使用比重计和手持式初乳折射仪分别测量了初乳的比重和% Brix值，这是评估初乳质量的快速现场方法。最为关键的分析技术是液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS），这是一种高特异性、高精度的定量分析技术，被用于测定初乳样本中Lf的绝对浓度，确保了数据的准确性。最后，在统计分析方面，针对数据的非正态分布和样本的配对特性，研究采用了非参数检验（威尔科克森符号秩检验）来评估时间效应，并使用线性回归和斯皮尔曼相关性分析来探究Lf浓度与现场指标之间的关系。

结果如下：

3.1. 数据分布（夏皮罗-威尔克检验）

对数据正态性的检验显示，产后12小时的Lf浓度分布显著偏离正态，而产后0小时的Lf浓度、特定时间点的比重和% Brix值则未显示出显著偏离（或仅部分指标在特定时间点偏离）。这证实了使用非参数统计方法的必要性。

3.2. 产后0至12小时乳铁蛋白和初乳质量指标的变化动态

研究发现，在产后0至12小时内，所有研究的指标均发生显著变化。乳铁蛋白浓度中位数从0小时的3.350 mg/mL显著下降至12小时的2.175 mg/mL。同时，初乳比重中位数从1.070降至1.056，% Brix值中位数从28.50%降至23.00%。这些变化通过威尔科克森符号秩检验均被证实具有统计学显著性（p = 0.031）。这表明，不仅在IgG相关的总可溶性固体含量上，Lf浓度在产后初期也经历了快速下降。

3.3. 产后0小时乳铁蛋白浓度与初乳比重的线性回归

在产后0小时，线性回归分析显示，乳铁蛋白浓度与初乳比重之间存在正斜率关系，但该关系未达到统计学显著性（p = 0.171）。回归模型解释了乳铁蛋白浓度40.9%的变异（R²= 0.409）。

3.4. 产后0小时乳铁蛋白浓度与% Brix的线性回归

在产后0小时，乳铁蛋白浓度与% Brix值之间也呈现正斜率，但同样不显著（p = 0.439）。模型解释的变异较低（R²= 0.156）。

3.5. 产后12小时乳铁蛋白浓度与% Brix的线性回归

在产后12小时，乳铁蛋白浓度与% Brix值之间的关系模型解释了40.5%的变异（R²= 0.405），显示出比0小时更强的正相关趋势，但依然未达到统计学显著性（p = 0.174）。

3.6. 相关性分析（斯皮尔曼）

斯皮尔曼相关性分析未发现乳铁蛋白浓度与任何研究的初乳质量指标（比重、% Brix）之间存在统计学显著的相关性。然而，所有相关系数均为正值，且为中等强度（r = 0.55–0.70），这提示了一种一致的正向关联趋势，但由于样本量小，未能达到统计显著性。

结论与讨论

本研究证实，牛初乳中乳铁蛋白的浓度在产后12小时内显著下降，这与比重和% Brix值的下降同步，反映了初乳成分向过渡乳快速转变的动态过程。虽然回归和相关分析未得出统计显著的关系，但所有分析结果均一致显示Lf浓度与现场质量指标（比重、% Brix）之间存在正向但非强关联的趋势。这一发现具有重要科学意义：它表明目前农场广泛使用的、主要针对IgG含量优化的快速检测方法（比重计和折射仪），可能无法灵敏地捕捉到乳铁蛋白这种代表先天免疫重要组分的浓度变化。换言之，高% Brix值或高比重并不自动等同于高乳铁蛋白浓度。因此，仅依赖这些常规现场指标评估初乳质量，可能会遗漏对犊牛先天免疫同样至关重要的成分信息。

从实践角度看，这项研究提醒生产者和兽医，在评估初乳质量时，需要认识到其成分的复杂性。虽然IgG是评估被动免疫转移成功与否的核心指标，但像乳铁蛋白这样的生物活性蛋白对犊牛的健康和发育也扮演着不可或缺的角色。本研究将精确的LC-MS/MS定量分析与现场快速评估相结合，为在产后初期更全面地监测初乳成分的动态变化提供了一种可行的方法框架。研究也指出了未来需要在大规模动物群中进行验证，并整合更多免疫学指标（如直接测量IgG），以更深入地理解初乳中适应性免疫与先天免疫组分之间的关系。这项发表在《Veterinary Sciences》上的工作，为优化犊牛初乳管理和深入理解初乳免疫组分提供了新的视角和数据基础。