德国汉诺威地区牛乳样本中乳腺炎病原体分布特征及 19 年监测趋势:基于常规实验室数据的重要洞察

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Veterinary Research Communications 1.8

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  为探究奶牛乳腺炎病原体分布及长期变化趋势,研究人员分析汉诺威大学 102,179 份牛乳样本(2005-2023)。发现约 48% 样本呈细菌学阳性,NASM、S. uberis、E. coli 为主要病原体,部分呈上升趋势,对乳业防控具重要参考价值。

  奶牛乳腺炎是全球乳业面临的重大挑战,它如同潜伏在牛群中的 “隐形杀手”,不仅严重威胁奶牛健康、降低牛奶产量与品质,还会给牧场带来巨大经济损失。据统计,仅在德国,乳腺炎每年造成的经济损失就高达数亿欧元。更棘手的是,乳腺炎的病原体种类繁多且复杂,包括细菌、病毒、真菌等近 200 种微生物,其中既有通过接触传播的传染性病原体(如金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus),也有源自环境的条件性致病菌(如乳房链球菌 Streptococcus uberis、大肠杆菌 Escherichia coli)。随着时间推移,病原体的种类和分布可能发生变化,而传统的防控策略若不能及时跟进,将导致防控效果大打折扣。因此,长期监测病原体的动态变化,对于优化乳腺炎防控措施至关重要。
为了系统揭示奶牛乳腺炎病原体的流行规律及演变趋势,德国汉诺威兽医大学食品质量与食品安全研究所的研究团队开展了一项为期 19 年(2005-2023 年)的回顾性研究。该研究成果发表在《Veterinary Research Communications》上,为全球乳业从业者深入了解乳腺炎病原体的变迁提供了珍贵的大数据支撑。

研究人员对汉诺威大学牛奶卫生系常规诊断的 102,179 份奶牛乳汁样本进行了分析,旨在明确主要乳腺炎病原体的种类、分布特征及其随时间的变化趋势。研究采用德国兽医协会(DVG)和美国国家乳腺炎委员会(NMC)推荐的微生物分离鉴定标准流程,通过细菌培养、革兰氏染色、生化试验(如凝固酶试验、氧化酶试验)以及基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS,用于约 0.5% 样本的种属鉴定)等技术,对样本中的病原体进行分离和鉴定,并运用统计学方法分析数据的时间、季节、样本来源等分布特征。

研究结果


阳性样本分布特征


在 102,179 份样本中,47.8%(48,818 份)呈细菌学阳性。从时间趋势看,阳性样本比例呈逐年下降趋势(图 1A),但季节性差异显著,春夏季阳性率略高于秋冬季(图 1B)。样本来源分析表明,来自执业兽医和大型动物门诊服务的样本阳性率较高,而牛群常规监测样本阳性率较低(图 1C),这与样本提交背景密切相关 —— 疑似患病动物的样本中病原体检出率显著高于健康牛群筛查样本(图 1D)。此外,后乳区样本的阳性率略高于前乳区(图 1E),可能与后乳区更易受粪便污染、乳头损伤概率更高有关。

主要病原体组成及变化趋势


研究共鉴定出 25 种主要病原体,其中前 13 种占所有阳性样本的 94%。非金黄色葡萄球菌和乳球菌(NASM)是最常见病原体,占比 23.6%,主要包括产色葡萄球菌(S. chromogenes,44%)、松鼠葡萄球菌(M. sciuri,20.6%)等;其次为乳房链球菌(S. uberis,14.8%)、大肠杆菌(E. coli,13.2%)、棒状杆菌属(Corynebacterium spp.,9.5%)和金黄色葡萄球菌(S. aureus,6.7%)。值得注意的是,尽管多数病原体呈下降趋势(如 NASM、S. aureus、肠球菌 Enterococcus spp.),但 S. uberis 和 E. coli 的检出率却呈现显著上升趋势(p=0.01904 和 p=0.03448)。此外,约 5% 的阳性样本存在三种以上菌落形态的污染,提示采样过程中的无菌操作问题仍需重视。

病原体种属鉴定与耐药性展望


通过 MALDI-TOF-MS 对随机选取的 300 株 NASM 进行种属鉴定,发现产色葡萄球菌为优势种(44%),这与文献报道一致。研究还指出,尽管 NASM 通常被视为条件致病菌,但其引发的亚临床乳腺炎可导致体细胞计数升高和持续性感染,需引起关注。此外,研究团队正在分析该数据集的抗菌耐药性趋势,结合病原体谱变化,为临床合理用药提供依据。

研究结论与讨论


本研究通过长期、大规模的临床样本分析,揭示了德国汉诺威地区奶牛乳腺炎病原体的动态变化规律。研究发现,环境性致病菌(如 S. uberis、E. coli)的崛起可能与养殖环境管理、气候变化等因素相关,而传染性病原体(如 S. aureus)的减少可能得益于乳房卫生措施的改进。值得注意的是,样本的地域和品种局限性(主要为荷斯坦奶牛)以及提交偏倚(疑似患病样本占比高)可能导致结果无法完全代表德国整体情况,但作为独立实验室的长期监测数据,其对于区域性病原体谱分析仍具有重要参考价值。

研究强调,持续监测病原体谱及其耐药性变化是优化乳腺炎防控策略的关键。这不仅需要加强养殖环节的卫生管理(如规范挤奶操作、改善牛舍环境),还需通过专业培训提升兽医和牧场主的无菌采样意识,减少样本污染对诊断的干扰。此外,针对 S. uberis 和 E. coli 等上升趋势明显的病原体,需进一步研究其致病机制和传播途径,开发针对性的防控措施,如疫苗研发或益生菌干预。本研究为全球乳业提供了一个基于常规诊疗数据的长期监测范例,其结果将助力于制定更精准、更有效的乳腺炎综合防控方案,对保障奶牛健康、提升乳制品质量安全具有重要意义。

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