《The Veterinary Journal》:Exploration of the prevalence and production impact of
Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) infection in the sheep populations of Great Britain and New Zealand.
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为解决羊副结核(MAP)感染流行率高却研究不足的问题,研究人员通过PCR检测评估了其在英国(GB)与新西兰(NZ)羊群的流行率,并探究其与繁殖失败和羊群寿命的关系。结果显示,MAP阳性羊群比例高(GB 60%-79%,NZ 88%),且MAP感染导致繁殖失败风险增加3倍,淘汰率显著升高。研究强调了MAP对羊群生产的重大潜在影响。
在世界许多牧场,有一种名为副结核病或约翰氏病(Johnes Disease)的慢性传染病正在悄然蔓延。其元凶是副结核分枝杆菌(Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis, MAP)。这种细菌狡猾而顽固,能在环境中长期存活,并悄悄侵入反刍动物体内,引发肠道病变。在牛群中,它常以腹泻和消瘦等典型症状引起注意。然而,在羊群中,MAP却更善于“潜伏”。它的症状更加隐晦和非特异,常常被归咎于其他原因,如生长不良、身体条件差或繁殖性能低下,导致养殖者和兽医对其认识不足,诊断率极低。这种“沉默的流行病”究竟有多普遍?它对羊群的健康和生产究竟有多大影响?这些问题,在牛身上已有较多研究,但在全球重要的绵羊生产国——英国和新西兰,却长期缺乏全面的数据。
为了揭开谜底,一个由来自英国利物浦大学感染、兽医与生态科学研究所(Institute of Infection, Veterinary and Ecological Sciences, University of Liverpool)的Laura Worsley、Anne Ridler、Amy Wedley、Joanna Urbaniec和Peers Davies组成的研究团队,开展了一项大规模的调查研究。他们的研究论文《Exploration of the prevalence and production impact of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) infection in the sheep populations of Great Britain and New Zealand》发表在了《The Veterinary Journal》上。
研究人员为了回答上述问题,采用了关键的技术方法:他们从英国(GB)和新西兰(NZ)总计238个农场(GB 162个,NZ 76个)收集了粪便样本。样本采集策略包括针对不同目的(如淘汰母羊、随机选择的繁殖母羊、体瘦母羊、非怀孕母羊)的个体和混合样本框架。使用粪便聚合酶链式反应(PCR)技术检测MAP的排出情况,并辅以血清学检测其他常见病原体(如流产衣原体、弓形虫、肝片吸虫)。数据分析则涉及多种统计模型,包括用于估算羊群内流行率的线性频率模型(如Method F),以及用于分析繁殖失败风险与寿命影响的逻辑回归模型和混合效应线性模型。
研究结果
羊群间流行率估算
结果显示,MAP在羊群中的流行率非常高。在英国(GB)的四个研究群体中,MAP PCR阳性羊场的比例在60%到79%之间;而在新西兰(NZ)的研究中,这一比例高达88%(73/83)。这意味着在这两个国家,大多数受检羊群都已感染MAP。在动物个体层面,总体流行率(考虑所有羊群的所有混合样本)在英国为5.0%至15.4%,在新西兰为12.4%。如果只考虑已被感染的羊群,动物个体流行率则更高,在英国为8.1%至23.2%,在新西兰为14.8%。
混合与个体采样的羊群内流行率比较
研究还对混合样本PCR与个体样本PCR的检测效果进行了对比。在其中一项研究中(研究4),他们发现,基于混合样本的统计估算方法(如方法A-F)系统地、显著地低估了通过个体样本PCR测得的实际MAP流行率。例如,在一个羊群中,个体样本PCR显示流行率为73.1%,但基于混合样本的估算均值仅为32.2%至68.1%。这表明,尽管混合样本PCR是一种经济实用的筛查工具,但其敏感性有限,可能会低估羊群内MAP的真实感染程度。
牛羊混合饲养与仅饲养羊只的农场流行率比较
研究发现在混合饲养牛和羊的农场,羊群MAP阳性率(79%)显著高于仅饲养羊只的农场(50%)。这表明在同一农场内,牛和羊之间可能存在交叉传播,或者管理因素导致了更高的感染风险。
MAP感染与繁殖失败的关系
研究人员重点分析了MAP感染对羊繁殖性能的影响。结果显示,无论是英国还是新西兰的羊群,非怀孕母羊组的MAP PCR阳性样本比例均高于怀孕母羊组。在英国的6个阳性羊群中,有5个羊群的非怀孕母羊个体MAP流行率(平均58%)高于怀孕母羊(平均39%)。此外,非怀孕母羊样本的PCR循环阈值(Ct值)中位数更低,表明其粪便中MAP的载量更高。
更为关键的是,二元逻辑回归模型分析发现,在控制了年龄、体况评分(BCS)以及其他可能导致繁殖失败的病原体(流产衣原体、弓形虫、肝片吸虫)感染状态后,MAP排出状态与母羊被诊断为非怀孕的风险增加显著相关,其比值比(OR)为3.346。这意味着,排出MAP的母羊繁殖失败(即未能怀孕)的风险是未排出母羊的3倍多。
羊群寿命
研究进一步评估了MAP感染对羊群年龄结构和淘汰率的影响。对来自59个羊群(研究1、3、4)的年龄结构数据分析发现,感染MAP的羊群,其年龄结构呈现更陡峭的下降趋势。与未感染的羊群相比,MAP阳性羊群的淘汰率(主要是一岁龄后备母羊的比例)中位数显著更高(29% vs 23%),相当于增加了26%。同时,MAP阳性羊群中4岁及以上老年母羊的比例显著更低(23% vs 32%)。这表明MAP感染导致了羊群的平均生产寿命缩短,迫使养殖者需要更高频率地更换母羊。
研究结论与讨论
这项研究清晰地描绘了一幅令人警醒的图景:副结核分枝杆菌(MAP)在作为重要绵羊生产国的英国和新西兰广泛流行,感染了绝大多数羊群。更重要的是,研究发现MAP感染与繁殖失败风险增加3倍以上以及羊群淘汰率显著升高(增加26%)存在明确关联。
研究人员在讨论中提出了一个解释这一关联的假设性模型。他们认为,一部分感染MAP的母羊可能处于一种“亚临床表型”(文中称之为表型A)。这些母羊虽然未表现出典型的腹泻或快速消瘦,但慢性的肠道炎症和营养吸收不良会导致其长期处于负能量和蛋白质平衡状态。在这种营养和代谢压力下,母羊会优先将资源分配给维持生命的基本系统,而“下调”繁殖系统,从而表现为不孕或早期胚胎丢失。由于这些母羊在常规的妊娠中期超声波检查中会被诊断为“空怀”,且出于经济考虑,养殖者通常不会对这些空怀母羊进行病因学调查就将其淘汰。这就使得MAP感染的早期繁殖损失被掩盖,表现为更高的、非自愿的母羊淘汰率,以及羊群中老年高产母羊比例的下降。
这项研究的意义重大。首先,它量化了MAP在重要商业羊群中的高流行率和严重的生产影响,打破了以往认为羊群MAP感染症状轻微、危害不大的传统认知。其次,它揭示了MAP通过影响繁殖性能这一核心生产指标,以“隐性”方式造成的经济损失可能远大于因典型临床症状导致的死亡损失。高淘汰率意味着更高的后备母羊投入成本,这是养羊业继饲料和人工之后的第三大可变成本。因此,控制MAP感染对于提高羊群生产力、盈利能力和可持续性(降低碳足迹)具有巨大潜力。最后,研究结果呼吁养殖者、兽医和行业顾问提高对羊副结核病的认识,建议通过筛查了解羊群感染状况,并采取适当的生物安全和疫苗接种等控制措施。
该研究的发现不仅限于英国和新西兰。考虑到MAP的全球分布以及绵羊在许多中低收入国家农村经济中的基石作用,MAP对全球绵羊生产的潜在影响可能被严重低估。这项研究为在全球范围内开展更深入的流行病学调查和评估MAP的经济影响敲响了警钟。