阿根廷奶牛场利用现场细菌培养进行临床乳房炎治疗决策及抗菌药物使用研究

《Revista Argentina de Microbiología》：Use of on-farm culturing for clinical mastitis treatment decisions and antimicrobial use in Argentina

　　

临床乳房炎（Clinical Mastitis, CM）是奶牛抗菌药物使用（Antimicrobial Use, AMU）的主要原因之一，而支持选择性治疗的策略对于促进负责任的抗菌药物管理至关重要。本研究评估了由人工智能（Artificial Intelligence, AI）移动应用程序辅助的商业化现场细菌培养（On-Farm Culturing, OFC）系统在阿根廷奶牛场的应用，旨在描述病原菌流行率、评估AMU并表征治疗实践。研究人员使用2022年4月至2025年6月期间在实施OFC系统的奶牛场中产生的数据，开展了一项回顾性纵向研究。仅纳入新发轻度和中度CM病例进行分析。研究人员对微生物学诊断以及通过乳房内和/或肠外途径给药的抗菌药物治疗进行了描述性分析。研究共评估了26,546例CM病例。无菌生长是最常见的诊断结果，其次为非金黄色葡萄球菌（Non-Aureus Staphylococci, NAS）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、环境链球菌和革兰氏阴性菌。总体而言，约半数病例未接受抗菌药物治疗。当使用抗菌药物时，乳房内给药是最常见的途径，尽管仍有相当比例的轻度和中度病例采用了肠外治疗。 Critically Important Antimicrobials（CIA，关键重要抗菌药物）组（大环内酯类和氨基糖苷类）频繁用于乳房内治疗，且联合抗菌药物制剂占主导地位。OFC的实施提供了相关的微生物学信息以支持治疗决策，并促成了AMU的大幅减少。加强牧场主与兽医之间的协作对于改善抗菌药物管理、使乳房炎治疗实践与微生物学证据及国际建议保持一致至关重要。

本研究发表于《Revista Argentina de Microbiología》，聚焦于阿根廷奶牛场临床乳房炎（CM）管理中抗菌药物（AM）的合理化使用问题。研究背景源于乳房炎作为全球奶牛养殖业最重大的疾病之一，其高发病率与巨大经济损失使其成为抗菌药物使用的主要驱动因素。近年来，国际卫生与农业组织——包括世界卫生组织（World Health Organization, WHO）、联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization, the United Nations, FAO）、联合国环境规划署（United Nations Environment Programme, UNEP）及世界动物卫生组织（World Organisation for Animal Health, WOAH）——均倡导减少抗菌药物使用以维持其疗效。在此背景下，选择性乳房炎治疗策略应运而生：该策略基于准确的病原学诊断，对高自然治愈率病例（如无细菌生长或革兰氏阴性菌感染，克雷伯氏菌属Klebsiella spp.除外）及低细菌学治愈率的慢性病例免除抗菌药物治疗，从而实现抗菌药物的精准投放。现场细菌培养（OFC）作为一种可在24小时内直接于牧场获得微生物学诊断的实用工具，据文献报道可减少AMU高达50%，成为支持选择性治疗的关键技术。然而，尽管阿根廷现已存在多种商业化OFC系统，但尚无关于其实施后AMU减少幅度及基于该系统数据的病原菌流行率分析报道。

本研究采用回顾性纵向研究设计，数据来源于2022年4月至2025年6月期间阿根廷使用PROAL公司开发的OFC系统（阿根廷境内商品名为On Farm?）的奶牛场。该系统核心组件包括：三格室琼脂平皿（含显色培养基，可分离鉴定非金黄色葡萄球菌、金黄色葡萄球菌、无乳链球菌/停乳链球菌、乳房链球菌、大肠杆菌、克雷伯氏菌/肠杆菌属、肠球菌属、原壁菌、酵母菌、乳球菌属、假单胞菌属、沙雷氏菌属等病原菌）、内置接种区的恒温培养箱，以及基于AI的自动化平板读数移动应用程序（Rumi；OnFarm公司，巴西皮拉西卡巴）。用户上传培养平皿照片后，应用程序自动分析菌落图像并提供诊断结果及治疗建议；治疗方案由牧场兽医预先设定并上传，可针对不同诊断结果分别建立多个方案。所有数据存储于用户专用数据库，用户及公司均可在线访问。

研究样本涵盖2022年17家牧场、2023年54家、2024年89家及2025年104家牧场的CM诊断记录。泌乳牛规模188至1,600头不等，主要生产系统为干栏式（43.5%），其次为自由散栏式、放牧式及混合系统。研究仅纳入新发轻度和中度乳房内感染（Intramammary Infection, IMI）病例进行分析，因这两类病例占CM总数的90%以上，且可能无需抗菌治疗；20天内同一乳区复发者及重度病例被排除。复发定义为既往CM诊断后20天内同一乳区再次出现CM。微生物学诊断中，若同一样本检出三种及以上不同微生物且不含金黄色葡萄球菌或无乳链球菌/停乳链球菌，则判定为污染样本。数据分析采用Excel?、R Studio软件构建数据集，InfoStat软件进行统计检验（χ²检验）。

研究结果显示，四年间共分析38,465例CM诊断，其中新感染占74.87%（n=28,802），复发占25.13%（n=9,663）。轻度新感染占新感染总数的61.4%，其最常见诊断为无菌生长（36.3%）、非金黄色葡萄球菌（18.8%）、金黄色葡萄球菌（11.3%）、大肠杆菌（7.1%）、污染样本（6.8%）、乳房链球菌（6.0%）及无乳链球菌/停乳链球菌（6.0%）。中度新感染占30.8%，以无菌生长（31.5%）、非金黄色葡萄球菌（19.0%）、大肠杆菌（13.3%）最为常见。综合轻中度新感染病例，无菌生长占34.7%，非金黄色葡萄球菌18.9%，金黄色葡萄球菌10.3%，大肠杆菌9.1%，乳房链球菌6.3%，无乳链球菌/停乳链球菌6.0%，污染样本7.2%。

治疗方面，49%的新发IMI病例未接受任何AM治疗。各诊断对应的AM使用频率差异显著：非金黄色葡萄球菌（83.3%接受AM）、金黄色葡萄球菌（87.3%）、乳房链球菌（89.4%）、无乳链球菌/停乳链球菌（90.9%）的治疗率较高；而大肠杆菌仅32.8%、其他革兰氏阴性菌47.1%、原壁菌/酵母27.7%接受了AM治疗。值得注意的是，26.8%的污染样本、10.6%的乳房链球菌及9.1%的无乳链球菌/停乳链球菌未接受AM治疗。轻中度病例的AM使用与严重程度无显著关联（p=0.468）。轻度病例中49.02%未接受乳房内AM，中度为48.7%；单纯乳房内AM使用在轻度更多见（27.4% vs 23.1%，p<0.001）；两种途径联合用药在中度更常见（28.1% vs 23.3%，p<0.001）。总计24.9%的CM病例接受了肠外AM，包括单独或联合用药。非甾体抗炎药（Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs, NSAIDs；主要为氟尼辛或美洛昔康）使用率为轻度46.44%、中度48.99%。乳房内用药以联合制剂为主：轻度病例常用螺旋霉素-新霉素（25.68%）、头孢氨苄-卡那霉素（23.32%）、新霉素（12.71%）、螺旋霉素-庆大霉素（12.49%）、利福昔明-头孢乙氰（9.0%）；中度病例依次为头孢氨苄-卡那霉素（27.3%）、螺旋霉素-新霉素（15.2%）等。肠外AM最常用的是培南霉素、泰乐菌素及林可霉素。

讨论部分，研究人员指出这是首次对阿根廷五省OFC应用进行的大规模分析，且整合了AI支持的自动化读板技术。研究结果与国际文献一致，证实了OFC在病原菌特征描述及减少AMU方面的有效性——约50%的AMU降幅与既往报道相当。无菌生长样本和革兰氏阳性菌的高比例与既往研究相符，无菌生长可能源于感染自发性清除、采样时无细菌存在、采样/处理误差或培养基无法培养的非细菌性病原体。轻中度病例的病原构成差异亦具临床意义：轻度病例以非金黄色葡萄球菌和无菌生长为主，而中度病例大肠杆菌占比更高，与其致病机制及诱导更强炎症反应的能力一致。

然而，治疗实践仍存在改进空间。诊断与治疗决策之间存在明显差距：部分无需AM治疗的病例（如其他革兰氏阴性菌、大肠杆菌、原壁菌/酵母感染）仍接受了抗菌药物，而部分需要治疗的病例（如乳房链球菌、无乳链球菌/停乳链球菌）却未予治疗。这种偏差可能与牧场人员对牛只自身免疫功能及OFC系统的信任度有关，尤其在新采纳OFC的牧场。在AM选择方面，氨基糖苷类（卡那霉素、新霉素、庆大霉素）联合大环内酯类（螺旋霉素）或头孢菌素成为最常用的乳房内制剂，这与WHO的关键重要抗菌药物分类相悖——大环内酯类和氨基糖苷类均属应谨慎使用的关键重要类别。加之联合用药为主的模式，与国际推荐的单药治疗、窄谱靶向、低耐药性风险原则形成鲜明对比。肠外AM使用方面，虽低于区域文献报道水平（65%），但泰乐菌素（关键重要）等药物在轻中度病例中的应用仍不合理。此外，NSAIDs使用率不足一半，抗炎治疗策略有待加强。

研究的局限性包括：数据来源仅限于On Farm?系统用户，存在选择偏倚（技术先进、重视乳房炎控制的牧场）；缺乏采样及储存条件信息，可能影响污染/无菌生长比例判读；OFC的敏感性和特异性虽低于传统培养，但仍在可接受范围内且经大样本验证。

研究结论指出，阿根廷OFC技术的推广应用是改善治疗决策、大幅减少CM抗菌药物使用的有效工具。高比例无菌生长病例及抗菌药物的免用凸显了选择性治疗的潜力。然而，关键重要抗菌药物组的持续使用、联合制剂的主导地位以及轻中度病例中的肠外治疗应用，均表明抗菌药物管理仍有进一步提升空间。扩大OFC实施规模、开展针对性培训、标准化治疗方案并加强兽医-牧场主协作，将促进抗菌药物管理优化、使治疗实践与国际指南接轨，并在同一健康（One Health）框架内推动奶牛养殖业的可持续发展。