与乳房内无乳链球菌(Streptococcus uberis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)及停乳链球菌(Streptococcus agalactiae)乳腺炎相关的牛群水平因素：基于2013年、2018年及2023年芬兰奶牛场数据

《Preventive Veterinary Medicine》：Herd-level factors associated with Streptococcus uberis, Staphylococcus aureus, and Streptococcus agalactiae mastitis: dairy herd data from 2013, 2018, and 2023.

　　

摘要：无乳链球菌(Streptococcus uberis)是牛乳腺炎的重要病原，主要通过环境途径传播，部分菌株显示潜在传染性传播特征。本回顾性观察研究旨在确定并评估与以下三项指标相关的牛群特征：1) 升高的S. uberis比例发病率(proportional morbidity, PM)；2) 升高的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) PM；3) 牛群中存在停乳链球菌(Streptococcus agalactiae)。数据来源于芬兰国家奶牛改良记录及2013、2018和2023年的乳区(level milk sample)乳汁标本qPCR分析。S. uberis和S. aureus的PM通过自举法(bootstrapping)估算，当95%置信区间下限分别超过19%(1754个牛群)和22%(1534个牛群)时，判定为高水平PM。任一标本检出S. agalactiae即判定为阳性牛群(2726个牛群)。高水平S. uberis乳腺内感染(intramammary infection, IMI) PM与牛群规模增大、牛群平均胎次较高及经产牛乳腺炎治疗比例升高相关。高水平S. aureus IMI PM与牛群规模减小、管道挤奶系统(pipeline milking system)、牛群平均胎次较低及乳腺炎列为常见淘汰原因相关。S. agalactiae阳性牛群状态与牛群规模增大、自动挤奶系统(automatic milking system, AMS)及牛群平均胎次较低相关。与两种更具传染性的病原S. aureus和S. agalactiae相比，高水平S. uberis PM与挤奶系统的关联较弱，而牛群规模增大会增加其发生比值(odds)，提示S. uberis的传播途径可能更偏环境性而非接触传染性。

论文解读：《Preventive Veterinary Medicine》——与S. uberis、S. aureus及S. agalactiae乳腺炎相关的牛群水平因素：基于2013、2018及2023年芬兰奶牛场数据

一、研究背景与目的

长期以来乳腺炎研究集中于传染性病原无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，随着防控程序实施其流行率下降，环境性病原无乳链球菌(Streptococcus uberis)重要性上升。S. uberis传统归类为环境病原，但分子证据显示部分菌株具群内优势及潜在传染性，其牛群水平疾病频率变异研究有限。本研究利用芬兰国家级奶牛群改良(dairy herd improvement, DHI)记录与乳区qPCR检测数据，采用回顾性重复横断面设计，探讨与S. uberis乳腺内感染(intramammary infection, IMI)高比例发病率(proportional morbidity, PM)、S. aureus高PM及S. agalactiae阳性牛群状态相关的牛群特征，并比较三种病原的流行病学谱，为针对性防控提供依据。

二、主要关键技术方法

研究人员使用芬兰2013、2018及2023年国家DHI数据库与自愿性 centralized cattle health care register中乳区qPCR（PathoProof Mastitis Complete-16 assay）检测结果。IMI阳性定义为乳区标本检出≤2种病原且至少一种达到2+循环阈值(cycle threshold, Ct)类别。PM＝特定病原IMI例数／全部IMI例数，S. uberis与S. aureus高PM通过10000次有放回自举法(bootstrapping)估算95% CI，分别以全国PM 19%和22%为界分类高低；S. agalactiae以任一样本阳性定义牛群阳性。纳入常规非有机、≥20头成母牛、每年≥10份非污染乳区标本且解释变量无缺失的牛群。分别拟合三个广义线性混合模型(generalized linear mixed model, GLMM)，以牛群为随机效应，校正年份并采用Bonferroni校正(P＜0.02)，评估牛群规模、体细胞数(somatic cell count, SCC)、305天产奶量、平均胎次、产犊间隔、挤奶系统（管道pipeline／自动挤奶系统automatic milking system, AMS／厅式parlor）、头胎及经产牛乳腺炎治疗%、乳腺炎列前5淘汰原因与三种结局的关联。

三、研究结果

3.1. National level descriptive statistics: herd data

全国数据显示2013–2023年间S. uberis PM由15.6%升至19.1%，S. aureus PM略降，S. agalactiae PM微升(0.9%→1.3%)；牛群总数减少逾半，平均规模中位数由27头升至47头，散栏(freestall)取代拴系(tie-stall)为主，AMS比例由9.6%升至35.5%。结论：芬兰奶牛业结构变迁伴随主要乳腺炎病原PM组成改变，环境性S. uberis相对负担上升。

3.2. National level descriptive statistics: milk sample data

IMI阳性标本数夏季增多，S. uberis与大肠埃希菌(Escherichia coli) PM夏季呈相似上升趋势，S. aureus PM夏季下降。高S. uberis PM牛群中S. uberis PM全年维持高位。结论：S. uberis存在季节性环境负荷升高特征，高PM牛群中该病原常年占主导IMI病因。

3.3. Mastitis pathogen status and herd characteristics

GLMM结果显示：①高水平S. uberis IMI PM与牛群规模增大(OR＝1.23/每10头)、牛群平均胎次升高(OR＝2.88)、经产牛乳腺炎治疗%＞20%(vs＜10%, OR＝2.69–3.91)及SCC升高正相关，与挤奶系统无显著关联。②高水平S. aureus IMI PM与牛群规模减小(OR＝0.88)、管道挤奶系统(vs AMS/厅式)、牛群平均胎次降低(OR＝0.33)、乳腺炎列前5淘汰原因正相关，305天产奶量高者风险高。③S. agalactiae阳性与牛群规模增大(OR＝1.13)、AMS挤奶系统(vs管道, OR＝4.48)及牛群平均胎次降低相关。各模型牛间随机效应方差大(ICC 0.71–0.83)，表明牛群间异质性强。结论：S. uberis高PM特征不同于典型传染性病原，不受挤奶系统显著影响而随规模增大升高，支持其主要环境传播途径；S. aureus与S. agalactiae模式符合接触传播特点（小群拴系/管道系统或引种扩群AMS系统）。

四、讨论与结论总结

讨论指出S. uberis高PM牛群不以挤奶系统界定，区别于S. aureus/S. agalactiae，增大规模伴动物流动增加环境菌负荷或热点（待挤区、通道），支持环境性起源；AMS中S. agalactiae阳性关联可能与扩群引牛相关。高胎次与S. uberis PM正向关联可能为后果（慢性亚临床感染推高均胎次与SCC），而S. aureus/S. agalactiae负向关联反映感染致早淘汰降低均胎次。研究局限含非随机采样偏倚（趋向保守）、DHI缺垫料/挤奶卫生细节。

结论（翻译）：

结果显示三种乳腺炎病原负荷具不同牛群特征谱：S. aureus IMI高PM与拴系牛舍及管道挤奶系统相关；S. agalactiae存在与牛群规模增大及AMS或厅式挤奶系统相关；与两种更具传染性病原S. aureus和S. agalactiae不同，高水平S. uberis PM与挤奶系统关联较弱，而牛群规模增大提高其发生比值(odds)，提示S. uberis传播方式可能较偏环境性而非接触传染性。