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學術園地

乳房炎防治的新方向

國立屏東科技大學   李嘉偉、新竹分所   李國華

  乳房炎是酪農的頭號敵人,因為它所造成的經濟損失非常的大,初步估計美國每年因乳房炎所造成的損失有20億美元,台灣每年則有10億新台幣的損失,全球推估則有360億美元的巨額損失。

  乳房炎,顧名思義就是乳房發炎,而且大部分是由細菌經由乳頭開口入侵到乳房組織而發生炎症反應所致。當炎症反應嚴重時會出現臨床症狀,包括乳房局部出現紅、腫、熱、痛的現象,牛隻個體表現厭食、發燒、乳量下跌、乳質異常及體細胞數升高,嚴重時會導致牛隻死亡。可見乳房炎的防治工作不得不去重視它。

  最常見的乳房炎病原菌分為兩大類:第一類為傳染性細菌:金黃色葡萄球菌及無乳鏈球菌,第二大類為環境性細菌:大腸桿菌、異乳鏈球菌、乳房鏈球菌等。這些細菌廣佈在牛床、墊料、土壤和水、牛體身上、擠乳者的手、受細菌汙染的器具(藥浴杯、擠乳器具)以及蒼蠅媒介等。所以牛隻免疫下跌及接觸到細菌時,就有可能發生乳房炎了。將乳房炎寫成方程式來表示,

  乳房炎=病原菌的接觸+入侵乳頭的契機+牛免疫力低下。

  那麼要如何預防乳房炎呢?一般防治方法大多針對「飼養管理」及「擠乳衛生」兩範疇來闡述得較多,酪農亦普遍知道在此兩範疇之因應方法,今日想提出新的思維與方向來強化全面性之乳房炎防治工作,供酪農朋友參考。

一、 從「乾乳到分娩時期」的乳房炎防治措施
  因為根據文獻的研究報告顯示,60%以上的新乳房炎感染牛隻,都在乾乳至分娩這個時間所造成感染的。要如何避開此階段乳房炎新感染的高峰率,有兩大要訣(除舊患,杜新患):

(一)

 將乾乳時暨有的乳房炎根除(主要為傳染性)

(二)

防止新發生的乳房炎發生(>95%為環境性)

(三)

探究「乾乳到分娩時期」易發生乳房感染的原因有:

1.

因為乾乳,所以擠乳的沖洗效應和藥浴動作停止。

2.

乾乳初期,仍常有殘留乳汁滲出,讓細菌容易孳生與增殖。

3.

母牛分娩時免疫力會低下。

4.

角蛋白栓塞乳頭開口不完全(50%出現於乾乳的第一週)。

(四)

因此,可使用「乳頭封膠(teat sealant)」作用於乾乳期之牛隻乳頭,乳頭封膠為一種化合物,浸潤於乳牛乳區時,會在乳頭通道口形成一種栓塞物,可以阻斷外界之細菌入侵到鬆弛不密合之乳頭開口。

       「乳頭封膠(teat sealant)」可分為乳頭外部和內部兩種型式:

  從表1之結果顯示,有使用乳頭封膠的牛隻在所有種類細菌的乳房感染數為63(實驗1)及77(實驗2)比未使用乳頭封膠的乳房感染數99(實驗1)及111(實驗2),明顯降低很多(P<0.05)。可見乳頭封膠確實有降低乳房新感染的效益。

  Bhutto et al.(2011)進一步將乳頭封膠與抗生素進行比較效益試驗,結果顯示,如果單獨使用乳頭封膠於乾乳牛群時比未使用封膠之對照組,有較低的乳房炎發生率,約降低50%。而與使用抗生素組牛群比較,封膠與抗生素兩組的乳房炎發生率統計上之無差異。另一方面,Berry和Eillerton(2007)將封膠與抗生素合併使用進行試驗,結果顯示單獨使用抗生素之乳房感染率為7.3%(39/531),而與封膠合併使用之乳房感染率為3.7%(22/596),明顯達到降低乳房炎感染之效果。

表1. 乳頭封膠預防牛隻新感染乳房炎之作用

實驗#1

乳頭蜂膠

NG

CNS

SA

ES

G

All

頭數=190

使 用

 315

41*

 2  

12*

8

63*

492分房

未使用

279    

57

2

32

8

99

實驗#2

 

 

 

 

 

 

 

頭數=221

使 用

362    

66*

2*

6*

3

77*

884分房    

未使用

 329

84

7

13

7

111

NG = Uninfected; CNS = coagulase negative staphylococci; SA = Staphylococcus aureus; ES = environmental strep.G- = Gram negative (Godden et al., 2004)

乳牛乳房炎疫苗

一、

乳房炎疫苗的發展與使用概況

 

專用於乳牛乳房炎疫苗的研究至少有60年以上的歷史,主要的研究主角聚焦在革蘭氏陰性菌(例如大腸桿菌)和金黃色葡萄球(Staphylococcus aureus)的疫苗,至於其他種類的細菌疫苗之研究並不多見。大多數的研究報告指出,乳房炎疫苗的使用只能減低乳房炎的嚴重程度,包括降低的牛乳中的生菌數和牛隻直腸溫度(減輕發燒)、些微降低乳量的損失以及得到較高的抗體力價。目前市面上可購得的乳房炎疫苗有大腸桿菌群(J-5) 疫苗、金黃色葡萄球菌疫苗、黴漿菌(Mycoplasma bovis) 疫苗。

(一)

大腸桿菌性乳房炎疫苗之原理介紹

 

大腸桿菌群(Coliform)包括有:E. coli.、Klebsiella、Enterobbacter等細菌,其中這一群細菌的細胞壁含內毒素(Lipopolysaccharide, LPS),LPS是造成乳牛發病的主要因子之一,因為所有革蘭氏陰性菌的內毒素都含有同源性很高的核心抗原(Core antigen),科學家利用突變種的大腸桿菌J5進行疫苗的研發,因為J5它有著完全暴露於外層的"核心抗原",這種抗原很容易和體內的免疫細胞直接接觸,免疫細胞再被誘發引起一連串的免疫反應,讓身體產生僅針對"核心抗原"的抗體,此產生出來的特定抗體,在理論上對所有格蘭氏陰性菌都能作用進而達到疫苗保護之效果。

(二)

商品化的J-5疫苗

 

目前有兩種商品化之J-5 Bacterin (Pfizer廠牌)以及 J-Vac (Merial廠牌),兩者皆含有J-5的核心抗原,只是疫苗的佐劑配方不同。Gonxales et al. (1989)及Hogan et al. (1992)進行J-5疫苗的田間試驗及結果如表2,兩個田間試驗的結果皆顯示使用J-5疫苗的牛群,其臨床性乳房炎的百分比,明顯比未施打疫苗的對照組低很多,如Gonxales et al.之免疫組為2.55%,對照組為12.77%;Hogan et al. 之免疫組為0.14%,對照組則為0.57%。

 

表2. J-5田間試驗的效果

 

免疫組

對照組

%臨床性乳房炎

 2.55**

12.77

 

 

(Gonzales et al., 1989)

%臨床性乳房炎 

0.14**

0.57

%分娩時感染率 

1.5

1.7

 

 

(Hogan et al., 1992)

 

金黃色葡萄球菌性乳房炎疫苗

 

依據文獻報告指出約94到100%分離出的金黃色葡萄球菌都具有醣類莢膜(Norcross and Opdebeeck, 1983),所以,Relyveld(1984)指出要研發金黃色葡萄球菌疫苗,此莢膜為必要之抗原。Hensen et al. (2000)報告指出金黃色葡萄球菌共有11種血清型,其中以Typ 5、Typ 8及T336為最常見之血清型(Guidry et al., 1998),因此,美國農部之Guidry博士研發出一種三價(T5, T8, T336)全細胞型疫苗,此三合一疫苗使用於女牛群的效果如表3所示,使用疫苗組的女牛群,其感染乳房炎頭數與比例明顯比未使用疫苗的對照低,而且進入泌乳期需使用抗生素治療的牛隻比例亦比對照組低(15 v.s. 71%)。

表3. 三合一疫苗在女牛使用的效果

 指 標

免疫組

對照組

 頭數

14

14

 未感染比例(%)

79

50

 感染頭數

3

7

 需要抗生素治療頭數

1

7

 分娩後8個月未感染比例(%)

92

25

 金黃色葡萄球菌

0

3

 環境性鏈球菌

0

1

 其他葡萄球菌

0

5

 酵母菌

1

 0

 泌乳期需要抗生素治療比例(%)

15

 71

 

三、

乳房炎疫苗研發之瓶頸

 

依據文獻報告指出約94到100%分離出的金黃色葡萄球菌都具有醣類莢膜(Norcross and Opdebeeck, 1983),所以,Relyveld(1984)指出要研發金黃色葡萄球菌疫苗,此莢膜為必要之抗原。Hensen et al. (2000)報告指出金黃色葡萄球菌共有11種血清型,其中以Typ 5、Typ 8及T336為最常見之血清型(Guidry et al., 1998),因此,美國農部之Guidry博士研發出一種三價(T5, T8, T336)全細胞型疫苗,此三合一疫苗使用於女牛群的效果如表3所示,使用疫苗組的女牛群,其感染乳房炎頭數與比例明顯比未使用疫苗的對照低,而且進入泌乳期需使用抗生素治療的牛隻比例亦比對照組低(15 v.s. 71%)。

(一)

乳房炎並非由單一種病菌引起

 

至少有137種以上的病原菌能引起乳房炎,且各有不同的致病因子。因環境、地理位置、飼養管理的差異,而有不同。因此不容易發展出單一疫苗能涵蓋所有病原菌且適用於各不同地區。

(二)

抗體進入牛乳中的比例太低

 

大多數的疫苗實驗中,具專一性抗體的濃度都在血液中顯著升高,但是牛乳中的濃度仍然偏低。血液中IgG1及IgG2的濃度分號是14和11 mg/ml,但牛奶中卻只有0.16和0.12 mg/ml。因此要在牛奶中達到具保護作用的抗體濃度有著天然的障礙。

(三)

不易產生適合的抗體類型

 

由於乳房炎絕大部分是細菌性的,所以吞噬細胞扮演重要的殺菌功能。對牛嗜中性球的吞噬作用有最強的"調理作用"是IgG2。IgG2的產生受疫苗佐劑的影響很大。一般認可的動物疫苗用佐劑多偏向IgG1的產生。



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