泌乳早期奶羊乳腺炎病原特异性体细胞模式探索:NASM物种对SCC与DICC的差异化影响
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时间:2025年10月12日
来源:Journal of Dairy Science 4.4
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本研究针对奶羊产后易发乳腺炎但病原特异性炎症反应机制不明的问题,通过纵向设计结合MALDI-TOF MS精准鉴定与DNA特异性细胞计数技术,揭示了非金黄色葡萄球菌(NASM)中不同物种(如Staphylococcus simulans和Staphylococcus xylosus)对体细胞计数(SCC)和差异炎症细胞计数(DICC)的差异化影响,为奶羊乳腺炎精准防控和靶向治疗提供了重要依据。
乳腺炎一直是困扰奶羊养殖业的重要疾病,不仅导致产奶量和质量下降,还增加治疗成本、引发动物福利问题。尤其是在产后早期,奶羊对乳腺炎的易感性显著增加,但不同病原体如何影响乳腺的炎症反应,特别是体细胞计数(Somatic Cell Count, SCC)和差异炎症细胞计数(Differential Inflammatory Cell Count, DICC)的变化,仍然缺乏系统研究。非金黄色葡萄球菌和哺乳动物球菌(Non-aureus Staphylococci and Mammaliicocci, NASM)是奶羊乳腺内感染(Intramammary Infection, IMI)中最常见的病原群,但以往研究多将NASM视为一个整体,忽略了物种间的异质性,也未能结合高精度物种鉴定技术与细胞分型方法深入探索其致病机制。
为此,来自巴西Universidade Federal Fronteira Sul的研究团队开展了一项针对Lacaune奶羊的纵向观察性研究,旨在揭示不同NASM物种在泌乳早期对SCC和DICC的特异性影响。该研究论文已发表于《Journal of Dairy Science》。
研究团队选取50头奶羊共100个乳区,在分娩当日及产后第1、3、7、15和30天共6个时间点无菌采集初乳和奶样,最终获得586份有效样本。他们采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)对病原体进行精确物种鉴定,并通过DNA特异性细胞计数流程完成显微镜SCC和DICC测定,后者包括中性粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞等比例分析。统计建模方面,研究使用线性混合模型控制胎次、泌乳天数(Days in Milk, DIM)、乳区位置等混淆因素,重点评估不同IMI状态对lnSCC(SCC的自然对数)、中性粒细胞百分比、淋巴细胞百分比和lnMAC(巨噬细胞比例的自然对数)的影响。
研究首先通过描述性统计展示了样本中IMI的分布:66.6%的乳区未感染,主要NASM菌种包括Staphylococcus xylosus(7.0%)、Staphylococcus simulans(5.1%)和Staphylococcus chromogenes(4.1%)等。表型结果显示,不同病原感染下的lnSCC和各类炎症细胞比例存在显著差异。
在“Association of DIM, Udder Half Position, and Parity with lnSCC”部分,多胎次母羊的lnSCC显著高于初产母羊,而随着DIM增加,lnSCC呈下降趋势,例如产后30天lnSCC显著低于产后1–3天。乳区位置对lnSCC无显著影响。
随后的“Associations Between DIM, Udder Half Position, and Parity with Neutrophils”表明,胎次对中性粒细胞比例有边缘显著影响,多胎次母羊中性粒细胞比例较高,而DIM和乳区位置无显著效应。
在“Associations Between IMI and lnSCC”中,研究发现不同病原感染导致lnSCC存在显著差异。例如,与未感染乳区相比,Staphylococcus simulans感染使lnSCC增加1.16个单位,而Staphylococcus xylosus感染未引起显著变化。这说明Staphylococcus simulans应被认定为主要乳腺炎病原体,而Staphylococcus xylosus和Staphylococcus chromogenes引起的炎症反应较轻,属于次要病原体。
“Association Between IMI and Neutrophils”进一步揭示,Staphylococcus simulans感染使中性粒细胞百分比增加约19.2%,再次支持其强炎症诱导能力。相反,其他NASM物种如Staphylococcus xylosus对中性粒细胞比例无显著影响。
“Association Between IMI and Lymphocytes”显示,IMI状态与淋巴细胞比例的关联处于边界显著水平,但经Bonferroni校正后无统计学意义。DIM是主要混杂因素,产后早期淋巴细胞比例较高。
最后,“Association Between IMI and lnMAC”中,IMI状态对巨噬细胞比例(lnMAC)的影响同样边界显著,Staphylococcus simulans感染与较低的lnMAC相关,其他病原体无一致趋势。
研究的讨论部分强调,这是首次在奶羊泌乳早期结合高精度病原鉴定与DICC分析,系统揭示NASM物种特异性炎症反应模式。Staphylococcus simulans引起显著的SCC和中性粒细胞升高,应归类为主要病原体,而传统基于诺伏生物素抗性的分类方法并不完全适用,例如Staphylococcus chromogenes在本研究中表现温和。此外,多胎次母羊因感染持续更易出现高SCC,初乳中高淋巴细胞比例则可能与免疫球蛋白分泌和肠道-乳腺免疫轴细胞迁移有关。
该研究的局限性包括仅涉及单一羊群,外推需谨慎,但优势在于采用纵向设计、精准病原鉴定与细胞分型技术。研究成果为奶羊乳腺炎的精准诊断、靶向治疗和预防管理提供了重要理论依据,对降低抗生素滥用、提升动物福利和乳品安全生产具有积极意义。
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