《Australian Veterinary Journal》：Prediction of pregnancy following transfer of in-vitro produced embryos using recipient health records, accelerometer sensors and meteorological data in Australian dairy cows
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胚胎移植（embryo transfer, ET）在奶牛中长期以来被用于传播优良遗传。然而，持续实现高妊娠率仍是主要挑战，尤其是在接受体外生产（in vitro produced, IVP）胚胎的高产泌乳奶牛中。研究人员假设，可利用奶牛场常规可获得的个体受体数
胚胎移植（embryo transfer, ET）在奶牛中长期以来被用于传播优良遗传。然而，持续实现高妊娠率仍是主要挑战，尤其是在接受体外生产（in vitro produced, IVP）胚胎的高产泌乳奶牛中。研究人员假设，可利用奶牛场常规可获得的个体受体数据和气象数据优化受体选择及ET程序时机。为验证该假设，研究人员开展了一项观察性研究，探讨受体特征、健康事件、传感器来源活动警报、气象变量之间的关联及其在农场IVP胚胎项目中预测ET后成功妊娠（pregnancy per embryo transfer, P/ET）的能力。使用澳大利亚南部一个商业奶牛群的奶牛健康数据和耳标健康传感器警报，构建了包含4681头受体、5770次ET的回顾性数据集。使用附近两个气象站的气象记录计算温度湿度指数（temperature humidity index, THI）。使用单变量广义线性模型检验预测因子与P/ET的关联。模型输出包括风险差（risk difference, RD）、P值、95%置信区间和曲线下面积（area under the curve, AUC）。群体RD采用表格法计算。受体胎次、泌乳天数（days in milk, DIM）、产犊间隔、子宫炎事件和“very sick”耳标传感器警报与P/ET相关，温度和THI变量亦相关。AUC值接近0.50（范围0.50–0.55），许多暴露变量的群体RD接近0，表明在本牛群条件下，如本研究使用个体变量优化ET程序可能对总体P/ET影响有限。因此，需要进一步研究评估其他方法预测P/ET。此外，未来研究应纳入非受体因素，如胚胎质量。尚不清楚本研究中观察到的关联是否由因果关系引起；因此，研究人员建议开展观察性和干预性研究以验证这一点。
论文解读
研究背景与目的：奶牛胚胎移植（embryo transfer, ET）长期用于通过快速扩散优良遗传提高生产力和盈利能力。采用体外生产（in vitro produced, IVP）胚胎的ET项目劳动密集，单次配种和妊娠成本高于人工授精（artificial insemination, AI），且妊娠率变异性常高于AI和自然交配。既有研究多关注供体准备、卵母细胞采集和体外胚胎生产对胚胎移植妊娠率（pregnancy per embryo transfer, P/ET）的影响，对受体因素了解较少。受体胎次、泌乳天数（days in milk, DIM）、产犊间隔、干奶期长度等与P/ET的关联证据不一致；子宫炎、乳房炎等健康事件及可穿戴精准奶牛监测传感器警报也可能与P/ET相关；热应激和温度湿度指数（temperature humidity index, THI）可能影响繁殖效率，但THI阈值及ET时机仍不明确。因此，研究人员假设利用奶牛场常规可得的个体受体数据和气象数据可优化受体选择与ET程序时机，并开展观察性研究。
研究开展与结论意义：研究人员在南澳大利亚一个商业全年产犊荷斯坦奶牛群中，利用2020年10月至2022年3月记录，构建包含5770次ET、4681头受体的回顾性数据集，整合受体人口学、健康事件、CowManager?耳标三轴加速度传感器警报及附近两个气象站数据。采用单变量广义线性模型评估各变量与P/ET关联，输出风险差（risk difference, RD）、P值、95%置信区间和曲线下面积（area under the curve, AUC），并计算群体RD。研究识别出胎次、DIM、产犊间隔、子宫炎、“very sick”警报以及温度和THI与P/ET相关，但AUC接近0.50、许多群体RD接近0，提示单变量优化在本牛群总体影响有限。意义在于为受体筛选和ET时机提供可解释线索，并强调需纳入胚胎质量等非受体因素及因果验证。
主要技术方法与样本来源（≤250字）：样本来自南澳大利亚一家商业荷斯坦奶牛场2020年10月至2022年3月记录，平均40.5 L奶/牛，舍饲散栏隧道牛舍，配风扇、沙床和喷淋。回顾性纳入5770次ET、4681头受体。关键技术包括：超声引导经阴道卵母细胞拾取（ovum pick-up, OPU）获取卵丘-卵母细胞复合体（cumulus-oocyte complexes, COC）；现场体外成熟、受精和培养至囊胚/扩张囊胚，新鲜或冷冻保存后非手术ET；首次受体采用改良G6G Presynch+Ovsynch，二次受体采用Double PG Ovsynch同步；CowManager?三轴加速度耳标记录健康警报；两个气象站数据计算THI；单变量广义线性模型（二项分布、identity link）分析P/ET，并计算RD、95%CI、AUC和群体RD。
研究结果
描述性结果：研究期间共完成5770次ET，其中4696次在泌乳受体中，包括2837次初产、1694次二胎、165次三胎及以上，1074次在青年牛中。2105次（36.5%）在妊娠32–40 d诊断为妊娠。受体平均年龄28.6月，平均DIM 86.1 d，平均产犊间隔389.3 d，平均干奶期52.7 d。THI呈明显季节性，经季节调整后平均、最小和最大日THI标准差分别为2.5、3.0和3.2；温度与THI变量高度相关（Pearson相关系数>0.80），湿度与温度及THI负相关。
评价受体人口学、健康事件和健康警报作为P/ET潜在预测因子：单变量广义线性模型显示，胎次、DIM和产犊间隔与P/ET相关；较高胎次、较高DIM及产犊间隔>350 d的受体P/ET较低。有子宫炎史的奶牛P/ET为28.2%，无子宫炎史为36.6%，RD为?8.4%（95% CI：?15.2，?1.6%），但群体RD仅?0.3%。乳房炎、跛行、肺炎和真胃变位与P/ET关联弱或可忽略。‘Sick’警报RD为?5.4%（95% CI：?17.6，6.6%），‘Very Sick’警报RD为?4.5%（95% CI：?8.2，?0.7%），后者群体RD为?0.9%；其他警报关联不强。各模型AUC为0.50–0.55。
评价气象数据变量作为P/ET潜在预测因子：温度和THI预测因子与P/ET负相关。入组日平均温度每增加1°C，妊娠风险降低0.4%（RD 95% CI：?0.6，?0.1%）；平均THI和最小THI也呈相同RD。最大温度、平均湿度和最大THI与妊娠风险的关系由二次模型最佳解释。平均THI>60及最大THI>65时，P/ET趋于下降。湿度与P/ET正相关，可能因湿度与温度负相关。入组前3、5和10 d的THI变量均与P/ET负相关，其中10 d平均THI每增加1单位，RD为?0.5%。气象模型AUC仍较低。
讨论部分总结：原文认为农场记录可用于识别ET项目中的较优受体。有子宫炎史的奶牛不宜作为ET受体，因其P/ET较无子宫炎史低8.4%，该结果与Estrada-Cortés等和Ribeiro等的发现一致。人口学因素应纳入受体选择：本研究中P/ET最高的受体为DIM 60–100、胎次<3、产犊间隔<350 d；高胎次与繁殖力下降相关，但DIM关联在既往研究中存在矛盾。研究人员提示这些关联可能反映未测量的繁殖力驱动因素，不宜直接推断因果，但可作为既往繁殖力指标。传感器疾病警报方面，CowManager?三轴加速度耳标中仅‘very sick’警报与P/ET相关，相关受体妊娠风险降低4.5%；传感器数据用于决策的挑战包括疾病患病率低和阳性预测值低，Brassel等发现仅9.7%健康警报被确认为真实健康障碍。预测性能和群体影响有限：AUC为0.50–0.55，许多暴露因素不常见，群体RD接近0，例如子宫炎群体RD为?0.3%，在子宫炎高发牛群中影响可能更大。温度和THI负相关：入组日及前3、5、10 d的THI均与P/ET负相关，热季减少ET可能提高总体P/ET，但在全年产犊系统中不一定实用；THI日间非季节性波动可能为根据近期天气调整入组提供机会，但需模拟、经济分析和临床试验验证。原文还提出，既往THI阈值在某些情境下可能高估，P/ET在平均THI>60、最大THI>65时趋于下降；但研究未进行经验性THI阈值分析，且不同研究THI测量时段和参数不一致，直接比较阈值需谨慎。热负荷可能负面影响P/ET；尽管IVP和ET被提出可绕过部分热负荷影响，本研究仍观察到气象变量与P/ET负相关，且因缺乏新鲜与冷冻ET数据，无法完全辨别热负荷最有害的阶段。研究局限包括未评估技术员、胚胎冷冻/新鲜状态和胚胎等级等因素，健康事件和传感器警报采用简单二分类编码，气象数据来自距农场约40 km的两个政府气象站，湿度仅9 am和3 pm两个时点，未控制混杂、选择偏倚或聚类，且数据来自单一舍饲高产牛群，仅涵盖两个夏季和冬季。未来研究需组合预测、评估卵母细胞和胚胎质量、技术员效应、实验室方案，并训练和评估机器学习算法。
研究结论翻译：在一项回顾性观察研究中，研究人员确定了若干可预测单次ET事件成功的受体和气象变量。研究结果表明，具有以下特征的受体可能具有最高P/ET：DIM在60至100 d之间、胎次<3、产犊间隔<350 d、无子宫炎史或无疾病警报史。此外，研究人员发现，在较低温度和THI期间进行的ET具有较高P/ET。研究人员假设这些发现可用于指导受体选择标准和ET程序时机安排。需要进一步研究评估这些关联是否由因果效应引起。应进一步开展研究以确定机器学习方法是否能提高利用这些数据预测ET程序成功的价值。
