美国野牛群中牛支原体暴发的流行病学特征与风险因素:一项病例对照研究

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Preventive Veterinary Medicine 2.2

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  本研究针对美国野牛(Bison bison)群中牛支原体(Mycoplasma bovis)暴发的流行病学特征展开调查,通过1:3病例对照设计分析81个牛群的规模、生物安全措施及风险暴露等因素。研究发现,牛群规模(OR:1.02)与共享围栏线(OR:5.12)是主要风险因素,为制定防控策略提供关键依据,对保护这一濒危物种及畜牧业经济具有重要意义。

  

在北美广袤的草原上,美洲野牛(Bison bison)不仅是生态系统的基石物种,更是原住民文化与现代畜牧业的重要资源。然而,自20世纪90年代末起,一种原本主要感染牛群的病原体——牛支原体(Mycoplasma bovis)开始在这群庞然大物中引发灾难性暴发。与牛群中常见的慢性感染不同,M. bovis在野牛中表现为高致死性原发病原体,可导致32%的群体死亡率,并伴随肺炎、多发性关节炎等严重症状。更令人担忧的是,57%的暴发牛群会反复感染,暗示该病原体已形成地方性流行。这一现象不仅威胁濒危物种的恢复,更造成每年数百万美元的经济损失。

为揭示M. bovis在野牛中的传播规律,美国农业部联合多所研究机构开展了首项全国性病例对照研究。通过对21个暴发牛群和60个对照牛群的系统分析,研究人员发现两个关键风险因素:每增加100头野牛,暴发风险翻倍(OR:1.02);而与肉牛犊牛场共享围栏线的牛群,感染风险激增5倍(OR:5.12)。这项发表于《Preventive Veterinary Medicine》的研究,首次证实了牛群向野牛的跨物种传播链,为制定针对性防控措施提供了科学依据。

关键技术方法
研究采用1:3病例对照设计,通过微软Forms平台对81个美国野牛牧场进行问卷调查,涵盖种群统计学、生物安全实践等45个变量。使用R 4.3.1进行广义线性混合效应模型(GLMM)分析,以AIC准则筛选变量,并通过随机森林算法验证。死亡率计算采用经性别比校正的"修正公牛死亡率"指标(假设公牛占比10%)。

研究结果
3.1 响应率与研究群体
83份问卷中81份符合标准(21例病例/60对照),响应率11.6%。90%病例经实验室确诊,暴发间隔中位数6年。

3.2 群体 demographics与管理
病例牛群规模中位数达980头(对照仅98头),67%实施新动物隔离(中位数25天)。地理分布显示南达科他州(7例)、堪萨斯州(4例)为高发区。

3.3 暴发特征
主要临床症状为咳嗽(90%)、消瘦(90%)和鼻分泌物(86%)。5-6月及10月为暴发高峰,与牛群产犊/断奶期重合。群体死亡率1-32%(中位数6%),经校正的公牛死亡率峰值达33%。

3.4 M. bovis风险因素
GLMM模型显示,群体规模(p=0.005)和共享围栏线(p=0.009)是独立风险因素。每增加1头动物,感染风险升高2%;与牛群接触使风险增加6.33倍。疫苗接种等预防措施因共线性被排除。

结论与意义
这项研究揭示了M. bovis在野牛中的独特传播模式:不同于加拿大研究强调的"新动物引入"风险,美国数据突出显示了"生产集约化"(大群体规模)和"牛-野牛界面传播"的核心作用。特别值得注意的是,共享围栏线的OR值(5.12)远超预期,暗示气溶胶或直接接触可能为主要传播途径。

从实践角度看,研究建议采取"空间隔离"策略:建立至少100米的缓冲区可降低跨种传播风险;同时应避免超过500头的群体规模。这些发现不仅指导牧场主优化管理,更警示野生动物保护需考虑家畜-野生动物疾病生态学。未来研究应聚焦于M. bovis的种间传播机制及野牛特异性毒力因子,为开发种属特异性疫苗奠定基础。

该研究也存在响应率低(11.6%)等局限,可能低估了小规模牧场的风险。但作为首个全国性流行病学调查,其建立的风险预测模型为这个濒危物种的可持续发展提供了关键决策工具。随着气候变化加剧人兽共患病威胁,这类跨界疾病研究将成为One Health(全健康)框架下的重要范式。

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