《Journal of Dairy Science》：Longitudinal assessment of intensively reared dairy heifer claw growth and corkscrew shape development
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作为奶牛群的未来，育成牛代表着巨大的投资，然而受损的蹄爪健康对其生产力和寿命构成重大风险。移动性问题可受蹄爪生长与形状影响，目前已有报道称育成牛出现螺旋状蹄（corkscrew claw, CC）构型。本研究旨在评估产前育成牛的蹄爪生长，同时进行蹄爪形状观察。
作为奶牛群的未来，育成牛代表着巨大的投资，然而受损的蹄爪健康对其生产力和寿命构成重大风险。移动性问题可受蹄爪生长与形状影响，目前已有报道称育成牛出现螺旋状蹄（corkscrew claw, CC）构型。本研究旨在评估产前育成牛的蹄爪生长，同时进行蹄爪形状观察。研究人员从英国一个完全舍饲、挤奶2500头奶牛的单一大群奶牛场招募了20头产前育成牛作为便利样本，年龄在249至265天之间。研究人员将其固定在保定架中，测量其蹄部，并在蹄背侧壁和外侧蹄跟壁标记角层，以便每90天测量生长和磨损。另外招募了250头年龄在267至437天之间的育成牛进行蹄形视觉观察。在总共5次访问中，每90天对所有育成牛的8个蹄爪按照基于背侧壁和轴侧壁位置的视觉指南进行蹄形评分。在测量蹄部的育成牛队列中，背侧壁始终长于蹄跟壁（平均值分别为67.6mm，标准差9.9mm vs 43.7mm，标准差9.2mm）。当育成牛即将分娩或已分娩并进入泌乳牛群时，在第4次和第5次访问之间，背侧壁和蹄跟壁位置的蹄爪长度和生长率均降低，同时磨损增加（0.25mm/天）和生长减少（0.13mm/天）。形状评分1的蹄爪（剪刀状蹄）的背侧壁长度（68.9mm，95%置信区间64.2–73.6mm）长于其他蹄形。尽管只有10%（2/20）的育成牛发展为评分2的螺旋状蹄形，但与形状评分0和1相比，它们的生长率更高（每90天多2.1–2.2mm），磨损更少（每90天少2.2–10.1mm）。关于观察到的蹄形，在整个研究期间只有24.4%的育成牛保持评分0的蹄形，这表明在育成牛进入泌乳牛群前应更加关注维持最佳蹄形。育成牛的蹄形是动态的，单个蹄爪能够在不同访问之间从一种形状评分转变为另一种。主要转变是从评分0转变为评分1的剪刀状蹄，并且随着时间的推移，转变为评分2的螺旋状蹄的数量增加，表明蹄形呈累积性恶化。有21头育成牛从评分2的螺旋状蹄形转变回评分1或0，这表明一些轻度至中度的背侧壁偏差可以旋转回更接近解剖学正常的状态。总体而言，研究人员发现，蹄爪背侧壁对齐的微小变化（剪刀状蹄）不一定会导致育成牛出现螺旋状蹄形，但在产前进行早期妊娠阶段的蹄部检查，特别是关注育成牛的内侧蹄爪，可能有助于维持产前育成牛良好的蹄爪构型。解释性摘要：该项目为产前育成牛蹄爪生长和磨损模式，以及集约化饲养奶牛育成牛中剪刀状蹄和螺旋状蹄形的异常形状发展提供了早期见解。在15个月期间的重复测量和观察发现，育成牛蹄形是动态的，异常蹄形从9月龄开始出现。还发现蹄爪角层生长高于以往描述。这些发现支持更早的蹄形评估干预和修蹄以减少异常蹄形。总体而言，这项工作有助于优化集约化饲养系统中育成牛蹄爪管理的知识，并进一步加深了理解，即蹄爪背侧壁对齐的微小变化不一定会导致育成牛出现螺旋状蹄形。
**论文解读**
**研究背景与问题**
奶牛蹄爪健康是影响生产力和寿命的关键因素，尤其对于作为未来奶牛群核心的育成牛（heifer）。既往研究（如Hahn等，1986；Prentice，1973）报道了蹄爪生长率，但距今已有40–50年，现代奶牛遗传背景和集约化饲养管理（如全舍饲、混凝土地面）可能已改变生长模式。同时，针对异常蹄形（如剪刀状蹄（scissor claw）和螺旋状蹄（corkscrew claw, CC））的发生机制和动态演变尚不完全清楚。传统观点认为螺旋状蹄主要影响3.5–5岁成年牛的后外侧蹄爪，但近年有研究（Cook等，2019）提出一种新综合征，主要影响育成牛的前后肢内侧蹄爪，称为反向螺旋状蹄。然而，关于产前育成牛蹄爪生长与形状变化的前瞻性纵向数据匮乏。因此，本研究旨在评估集约化饲养条件下育成牛产前蹄爪生长和形状发展，并检验假设：产前育成牛蹄形呈渐进的线性变化，从剪刀状蹄向螺旋状蹄转变。
**研究内容与结论**
研究人员从英国西南部一个集约化舍饲奶牛场（约2500头荷斯坦奶牛，平均305天产奶量12,800L）招募了20头产前育成牛进行蹄爪测量（年龄249–265天），另招募250头育成牛（年龄267–437天）进行蹄形观察，每90天评估一次，共5次访问。研究发现：蹄爪平均生长率为0.20 mm/天，高于以往报道的0.17 mm/天；背侧壁平均长度（67.6mm）长于蹄跟壁（43.7mm）；在分娩前后（第4–5次访问间），蹄爪长度和生长率降低，磨损增加（从9.8 mm/90天增至19.8 mm/90天）；仅24.4%的育成牛保持正常蹄形（评分0），异常蹄形（如剪刀状蹄）从9月龄起出现，且随时间推移蹄形呈累积性恶化；但21头育成牛从评分2的螺旋状蹄形逆转回评分1或0，表明轻度背侧壁偏差可自我纠正。结论：集约化饲养育成牛的蹄形动态变化，剪刀状蹄不必然发展为螺旋状蹄；早期妊娠阶段（约孕后）进行蹄部检查和修蹄，特别是关注内侧蹄爪，可能有助于维持良好蹄形。该研究发表在《Journal of Dairy Science》，为优化集约化饲养育成牛蹄爪管理提供了重要依据。
**主要关键技术方法**
本研究采用纵向队列设计，样本来自单个集约化舍饲奶牛场（英国西南部，约2500头荷斯坦奶牛）。主要方法包括：①使用液压修蹄保定架（Warthog Machinery, UK）对20头育成牛进行蹄爪测量，用电烙铁在背侧壁和蹄跟壁标记角层，每90天用游标卡尺测量生长与磨损；②对250头育成牛进行视觉蹄形观察，使用修改自Capion等（2024c）的评分系统（图1）评估蹄形（评分0–3）；③统计分析采用线性混合模型（测量数据）和广义估计方程（GEE）序数逻辑模型（形状评分数据），以育成牛编号和饲养地点为随机效应，访问次数、蹄爪、形状评分、距分娩天数等为固定效应。
**研究结果**
**Measurements of horn growth and wear**
通过对20头育成牛（共1,568次测量）的分析，发现：背侧壁始终长于蹄跟壁（平均值67.6mm vs 43.7mm）；访问次数与背侧壁长度（P<0.001）和蹄跟壁长度（P=0.004）均呈非线性关联，在第4次访问后长度下降；形状评分1的蹄爪背侧壁长度（68.9mm，95% CI 64.2–73.6mm）显著长于评分0和2；平均生长率为0.20 mm/天，第4–5次访问间生长率降至8.8 mm/90天，磨损率升至19.8 mm/90天；评分2的螺旋状蹄爪生长率略低（每90天少2.1–2.2mm），磨损率更高（每90天多2.2–10.1mm）。
**Foot observations for claw shape**
对246头育成牛（共1,223次观察）的分析显示：各次访问中评分1（剪刀状蹄）的流行率介于12.7%–39.6%，评分2（螺旋状蹄）介于0–13.9%，未观察到评分3；内侧蹄爪最常受影响（各肢内侧蹄爪比例约14%）；仅24.4%的育成牛全程保持评分0；GEE模型表明，访问次数增加与更高形状评分的几率显著相关（第4次访问OR=4.74，95% CI 1.93–11.62；第5次访问OR=5.97，95% CI 2.54–14.06）；有一条从评分0到评分1再到评分2的转换趋势，但也有21头育成牛从评分2逆转回评分1或0，表明蹄形变化并非单向线性。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究观察到的高生长率（0.20 mm/天）可能源于现代荷斯坦奶牛快速生长和混凝土地面暴露增加。分娩前后生长减慢、磨损增加可能与代谢应激和进入泌乳群后的活动增加有关。虽然评分2的螺旋状蹄出现率较低（2/20），但其生长与磨损模式的改变可能促发或继发于蹄形异常。值得注意的是，仅24.4%的育成牛保持正常蹄形，提示产前蹄形管理（如修蹄）和遗传选择的重要性。研究假设（线性进展）被拒绝，因为部分轻微偏差可自然逆转。结论翻译如下：集约化饲养育成牛的蹄爪在产前表现出动态形状变化，背侧壁和蹄跟壁的生长率均为0.20 mm/天，高于以往报告。育成牛从幼龄开始出现剪刀状蹄构型（评分1），多达13.9%在分娩前或分娩时出现螺旋状蹄轴侧壁偏差（评分2），常见于所有肢体的内侧蹄爪。然而，在分娩前后及育成牛进入泌乳牛群时，生长率降低、磨损率增加，这似乎改善了蹄形。研究人员发现，蹄爪背侧壁对齐的微小变化（剪刀状蹄）不一定会导致育成牛出现螺旋状蹄形，但在产前进行早期妊娠阶段的蹄部检查并根据需要修蹄，特别是关注育成牛的内侧蹄爪，可能有助于维持产前育成牛良好的蹄爪构型。
