个体乳区干奶的病原体特异性结果：一项关于乳房健康、产奶量和淘汰风险的回顾性队列研究

《Journal of Dairy Science》：Pathogen-specific outcomes of individual quarter dry-off: A retrospective cohort study of udder health, milk production, and culling risk

　　

个体乳区干奶（QDO）用于管理反复临床乳腺炎或慢性亚临床乳腺炎的奶牛，但关于QDO前受影响乳区鉴定的病原体如何影响后续乳房健康、产奶量和淘汰风险，目前知之甚少。本回顾性匹配队列研究的目的是调查QDO与这些结果在术后100天内的关联。数据来自一个每天挤奶3次的4900头奶牛群。研究人员比较了由2967头检测为反复临床或慢性亚临床乳腺炎并接受QDO的奶牛组成的队列，与2967头随机选择的健康同群牛的结果。QDO队列中的奶牛根据QDO乳区在同一泌乳期获得的牛奶培养结果分为病原体组。在包含至少50头QDO奶牛的病原体组内，根据QDO指征（反复临床乳腺炎或慢性亚临床乳腺炎）分别分析奶牛。QDO前，接受该操作的奶牛与匹配的健康对照奶牛相比，具有较低的预测305天成熟当量产奶量，并经历了更多的既往临床乳腺炎事件。以下组别与其各自的健康对照奶牛一起分析：无培养、阴性、停乳链球菌（Streptococcus uberis）、链球菌属（Streptococcus spp.）和大肠杆菌（Escherichia coli）病原体组针对两种选择标准进行分析，而克雷伯氏菌属（Klebsiella spp.）、巴斯德氏菌属（Pasteurella spp.）和停乳链球菌（Streptococcus dysgalactiae）病原体组仅针对因反复临床乳腺炎接受QDO的奶牛进行分析。其他病原体组因样本量不足以进行有意义的统计分析而未评估。使用广义线性混合模型评估产奶量和SCC（体细胞计数），而使用Cox比例风险模型和逻辑回归模型评估临床乳腺炎和淘汰。与匹配的健康对照奶牛相比，QDO奶牛在QDO后产奶量较低，尽管这些差异的持续时间在不同病原体组间有所不同。在因慢性亚临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，QDO后SCC（体细胞计数）下降，但对于选定的病原体组，在早期随访期间仍高于匹配的健康对照奶牛。在因反复临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，在无培养、阴性、链球菌属（Streptococcus spp.）和停乳链球菌（Streptococcus dysgalactiae）病原体组中观察到后续临床乳腺炎的风险增加，而在因慢性亚临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，在无培养、阴性和链球菌属（Streptococcus spp.）病原体组中观察到风险增加。仅在无培养病原体组中观察到淘汰风险增加。研究人员的发现表明，QDO后的反应因QDO前鉴定的病原体以及操作是因反复临床乳腺炎还是慢性亚临床乳腺炎进行而异。

**论文解读**

**研究背景**
乳腺炎（mastitis）是奶牛最重要的疾病之一，临床乳腺炎表现为乳汁异常，亚临床乳腺炎需通过实验室检测发现。乳腺炎治疗长期依赖乳腺内抗菌药物输注，但抗菌药物耐药性日益引起关注，促使选择性治疗策略（如选择性干奶疗法）的发展。个体乳区干奶（QDO）作为一种替代管理策略，用于处理反复临床乳腺炎或持续高体细胞计数（SCC）的奶牛，但关于QDO前受影响乳区中鉴定的病原体如何影响后续乳房健康、产奶量和淘汰风险，尚缺乏系统研究。本研究旨在填补这一空白，评估QDO后结果是否因病原体而异。

**研究内容与结论**
本研究在一家大型商业化荷斯坦奶牛场（位于美国纽约州伊萨卡附近）进行，牛群约4900头，每天挤奶3次，使用厌氧消化分离粪肥固体垫料，每月进行DHIA（奶牛群改良协会）检测。研究人员从2022年1月6日至2024年6月5日期间，回顾性提取了QDO数据，共纳入2967头因反复临床乳腺炎或慢性亚临床乳腺炎接受QDO的奶牛，并以1:1比例匹配同群健康对照奶牛。QDO奶牛根据QDO前受影响乳区牛奶培养结果分为病原体组，仅分析样本量≥50头的组别。使用广义线性混合模型（PROC MIXED）评估产奶量和SCC（log10转换，logSCC），使用Cox比例风险模型（PROC PHREG）或逻辑回归模型（PROC LOGISTIC）评估临床乳腺炎和淘汰风险。结果显示：QDO后产奶量低于对照，但差异持续时间因病原体组而异；对于因慢性亚临床乳腺炎接受QDO的奶牛，QDO后SCC下降但仍高于部分病原体组的对照；在无培养、阴性、链球菌属（Streptococcus spp.）和停乳链球菌（Streptococcus dysgalactiae）病原体组中，后续临床乳腺炎风险增加；仅无培养组淘汰风险增加。结论：QDO后结果因QDO前鉴定的病原体及QDO选择标准（反复临床乳腺炎或慢性亚临床乳腺炎）而异。

**重要意义**
该研究首次系统揭示了病原体特异性对QDO结局的影响，为制定更精准的QDO选择标准提供了依据，有助于减少不必要的抗菌药物使用，同时优化奶牛健康和生产性能。论文发表于《Journal of Dairy Science》。

**关键技术方法**
1. **回顾性匹配队列设计**：从单一商业奶牛场（美国纽约州）提取数据，QDO牛与健康对照牛按胎次（1:1匹配，允许±2胎次）和分娩日期（±30天）匹配。
2. **病原体分组**：基于QDO前受影响乳区牛奶培养结果（标准需氧培养+MALDI-TOF质谱鉴定，排除支原体属），将QDO牛分为不同病原体组，仅分析样本量≥50头的组别。
3. **统计分析**：使用广义线性混合模型（PROC MIXED）分析产奶量和logSCC，包括重复测量和时间×病原体组交互作用；使用Cox比例风险模型（PROC PHREG）分析临床乳腺炎和淘汰时间，在比例风险假设违反时改用逻辑回归模型（PROC LOGISTIC）。所有模型校正胎次、QDO时泌乳天数（DIM_QDO）、QDO前临床乳腺炎次数和预测305天成熟当量产奶量。

**研究结果**
**Study Population（研究人群）**
- 研究期间牛群平均测试日SCC为179,000 cells/mL，月临床乳腺炎发病率5.3%。反复临床乳腺炎占所有病例的45.4%。
- 最初提取3283头QDO牛，因样本量不足排除部分病原体组，最终纳入2967头QDO牛和2967头匹配健康对照牛。QDO牛平均胎次2.3，平均DIM_QDO 124天，预测305天成熟当量产奶量12,965 kg，显著低于对照（14,440 kg，P<0.001）。QDO牛QDO前临床乳腺炎次数（1.5次）高于对照（0.3次，P<0.001）。

**Milk Yield and Somatic Cell Count（产奶量与体细胞数）**
- **产奶量**：因反复临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，除停乳链球菌（Streptococcus dysgalactiae）组外，所有病原体组QDO牛产奶量均低于对照（P≤0.04），且时间×病原体组交互作用显著（P<0.001），表明差异随时间变化。差异持续时间：无培养组持续至第4次测试日，阴性、链球菌属（Streptococcus spp.）、大肠杆菌（Escherichia coli）和克雷伯氏菌属（Klebsiella spp.）组持续至第3次，停乳链球菌（Streptococcus uberis）和巴斯德氏菌属（Pasteurella spp.）组持续至第2次，停乳链球菌（Streptococcus dysgalactiae）组仅持续至第1次。
- 因慢性亚临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，所有病原体组QDO牛产奶量均低于对照（P≤0.009），时间×病原体组交互作用显著（除大肠杆菌组外，P<0.001）。差异持续时间：无培养组持续至第4次，阴性和停乳链球菌（Streptococcus uberis）组持续至第3次，大肠杆菌组持续至第2次，链球菌属（Streptococcus spp.）组仅持续至第1次。
- **SCC（体细胞计数）**：因反复临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，logSCC仅在克雷伯氏菌属（Klebsiella spp.）组与病原体组相关（P=0.008），在阴性、停乳链球菌（Streptococcus uberis）、大肠杆菌、克雷伯氏菌属和停乳链球菌（Streptococcus dysgalactiae）组中观察到时间×病原体组交互作用（P≤0.01）。QDO后第1次测试日，阴性、大肠杆菌和克雷伯氏菌属组QDO牛logSCC高于对照。
- 因慢性亚临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，所有病原体组QDO牛logSCC均高于对照（P<0.001），QDO后logSCC下降，但差异持续：无培养和阴性组至第3次测试日，停乳链球菌（Streptococcus uberis）组至第2次，大肠杆菌组至第1次。

**Clinical Mastitis and Culling（临床乳腺炎与淘汰）**
- **临床乳腺炎**：100天随访期内，QDO牛临床乳腺炎发生率29.1%，对照16.5%（P<0.001）。因反复临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，无培养组（HR=1.30，P=0.02）、阴性组（OR=2.04，P<0.001）、链球菌属（Streptococcus spp.）组（HR=2.81，P=0.004）和停乳链球菌（Streptococcus dysgalactiae）组（HR=5.43，P=0.02）的临床乳腺炎风险高于对照；停乳链球菌（Streptococcus uberis）、大肠杆菌、克雷伯氏菌属和巴斯德氏菌属组无显著关联。
- 因慢性亚临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，无培养组（HR=1.60，P=0.02）、阴性组（HR=2.25，P=0.002）和链球菌属（Streptococcus spp.）组（HR=2.27，P=0.04）的临床乳腺炎风险高于对照；停乳链球菌（Streptococcus uberis）和大肠杆菌组无显著关联。
- **淘汰**：100天随访期内，QDO牛淘汰率20.0%，对照10.8%（P<0.001）。因反复临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，仅无培养组淘汰风险高于对照（HR=1.84，P<0.001）；其他病原体组无显著差异。
- 因慢性亚临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，仅无培养组淘汰风险高于对照（HR=3.42，P<0.001）；其他病原体组无显著差异。

**讨论与结论**
**讨论总结**
本研究在单一大型商业化荷斯坦奶牛场进行，QDO使用方案独特，结果外推需谨慎。QDO奶牛并非随机选择，而是基于牧场既定的管理协议（反复临床乳腺炎、慢性亚临床乳腺炎或金黄色葡萄球菌IMI），因此QDO前存在显著偏倚（产奶量更低、临床乳腺炎史更多），尽管模型中校正了这些因素，残余混杂仍不能排除。QDO后产奶量差异部分源于QDO前疾病和基线生产潜力，而非单纯QDO操作。SCC变化在因反复临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，QDO后SCC升高可能源于其他乳区已有的感染或新发IMI，或全身性炎症反应（如克雷伯氏菌属IMI）导致其余乳区SCC升高。在慢性亚临床乳腺炎组，QDO后SCC下降符合预期，但高SCC阈值（≥750,000 cells/mL）限制了结果外推至低阈值牧场。临床乳腺炎和淘汰风险增加主要反映QDO前疾病史，而非QDO本身。局限性包括：牛水平分析而非乳区水平；部分牛在不同泌乳期先后作为对照和QDO病例；未校正QDO年份和既往QDO史；随访中因淘汰或干奶导致的生存偏倚。

**结论翻译**
在本回顾性匹配队列研究中，QDO后的结果因QDO前鉴定的病原体以及QDO的选择标准（反复临床乳腺炎或慢性亚临床乳腺炎）而异。在因反复临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，与匹配的健康对照相比，产奶量、logSCC、临床乳腺炎和淘汰的差异在不同病原体组间存在差异。同样，在因慢性亚临床乳腺炎接受QDO的奶牛中，这些差异的幅度和持续时间在不同病原体组间也不同。观察性研究设计、与匹配健康对照的比较以及牧场特有的QDO使用方案排除了这些结果的因果解释。需要进一步研究比较具有相似乳腺炎史但接受或不接受QDO的奶牛，以识别最可能从该管理策略中获益的奶牛，并更好地理解其对产奶量、乳房健康、动物福利和寿命的影响。