基于SCC 和DSCC 新定義的乳房健康分組方法在奶牛乳房健康管理中的應用研究

谷淑華，Daniel Schwarz，張 震，閆躍飛，任小麗，張淑君，陳美凱，白雪利，李靜茹，閆 磊*

（1.河南省奶牛生產性能測定中心，河南鄭州 450046；2.河南省奶牛生產性能測定有限公司，河南鄭州 450046；3.福斯分析儀器公司，丹麥希勒勒，3400；4.河南省種牛遺傳性能測定中心，河南鄭州 450046；5.華中農業大學動物遺傳育種與繁殖教育部實驗室，湖北武漢 430070）

奶牛乳腺炎（Bovine Mastitis）又名奶牛乳房炎，是奶牛中一種常見的多因素疾病，大約70%～80%的經濟損失是由亞臨床型乳房炎造成的[1-2]。乳房炎主要由乳房內感染（Intra-Mammary Infection，IMI）引起，是全世界牧場治療成本最高的疾病。它不僅降低了奶牛乳產量，還會引起奶牛泌乳功能喪失，導致奶牛被淘汰，給牧場造成重大經濟損失，同時還影響牛奶品質，危害人體健康。

目前，許多牧場使用體細胞計數（Somatic Cell Count，SCC）進行抗乳房炎監測和相應的治療[3-4]。SCC 是指每毫升牛奶中的體細胞（包括嗜中性粒細胞、淋巴細胞、巨噬細胞及乳腺組織脫落的上皮細胞）個數。由于SCC 的增加與炎癥反應有關[5]，因此盡管SCC 不如微生物檢測那般精確，不能明確是哪種病原菌，但它仍是評估乳房炎的簡單、實用方法之一[6-7]。通常SCC判斷乳房新感染的閾值為200 000 個/mL[8]，但受乳房炎病原種類、發病階段、免疫狀況等多種因素的影響，僅依賴SCC 評判奶牛健康可能出現較大誤差。

當前，FOSS 的FossmaticTM7DC 允許同時檢測SCC 和體細胞分型計數（Differential Somatic Cell Count，DSCC），這為奶牛的健康評估帶來極大便利。DSCC指的是中性粒細胞（Polymorphonuclear Neutrophils，PMN）與淋巴細胞占SCC 的百分比[9]。有實驗已證明牛奶中體細胞數目的增高與細胞群中炎性細胞比例的改變有關，嗜中性粒細胞（PMN）在評估乳房健康狀況時可能比SCC 更精確[10-14]。同時，研究顯示，DSCC和SCC 聯合檢測能揭示細胞群的變化，結合DSCC 和SCC 信息可以幫助確定乳房炎的分期。乳房炎早期可觀察到較高的DSCC 和SCC，而在治愈期SCC 仍然較高，但DSCC 明顯降低，說明兩者結合可用于乳房炎的早期檢測[15]。因此，將DSCC 與SCC 聯合使用對于提高監測奶牛乳房炎的精確性具有重要的意義。

目前，對于DSCC 與SCC 的聯合應用的研究仍然較少，其在牧場奶牛健康管理中的應用仍需更多數據進行驗證。本文首次利用DSCC 和SCC 將河南省牧場奶牛分成4 個不同乳房健康組，研究不同組中奶牛生產性能的變化，并初步探討河南省奶牛乳房健康狀況以及如何使用2 個指標對奶牛乳房健康進行管理。

1 材料和方法

1.1 數據來源及處理 本研究數據包括產奶量（kg/d）、乳脂量（g/d）、乳蛋白量（g/d）、SCC（個/mL）、DSCC（%）、泌乳天數（DIM，d）和胎次（胎次）。數據來源于2019 年4 月至2020 年3 月的河南省牧場300場次的151 925 個檢測結果，均按照行業標準由河南省奶牛生產性能測定中心檢測并記錄。為了保證結果的準確性，本研究對數據異常值進行過濾，最終對140 300 個檢測結果進行數據分析。數據按照以下條件進行過濾：1）泌乳天數≤3 d，>750 d；2）無產奶量記錄；3）產奶量<5 kg/d；4）乳脂率>8.0%，<1.5%；5）無牛奶成分記錄；6）無體細胞計數記錄。

1.2 分組依據[16-18]根據SCC 和DSCC 閾值將牧場奶牛分為：1）A 組（健康組/正常組）：SCC ≤200 000 個/mL，DSCC ≤65%；2）B 組（可疑/ 早期乳房炎）：SCC ≤200 000 個/mL，DSCC>65%；3）C 組（乳房炎組）：SCC>200 000 個/mL，DSCC>65%；4）D 組（慢性/持續性乳房炎組）：SCC>200 000 個/mL，DSCC ≤65%。

1.3 數據分析 使用R 軟件中的線性混合模型（LME4軟件包）分析奶牛生產性能數據與乳房健康分組之間的關系。其中，P<0.05 具有顯著差異，P<0.01 具有極顯著差異。

2 結果

2.1 DSCC 和SCC 的描述性統計 共統計140 300 個檢測結果，按方法1.2 中新定義分組后發現：A 組占比55.2%，B 組占比18.6%，C 組占比20.8%，D 組占比5.4%（圖1）。

圖1 河南省奶牛DSCC 和SCC 結果分布情況（n=140 300）

2.2 不同乳房健康分組中奶牛生產性能的變化 比較4種分組中奶牛的生產性能，結果顯示，A 組生產性能最好，與A 組相比，B 組產奶量下降1.6%（P<0.001），C 組下降5.7%（P<0.001），D 組下降16.7%（P<0.001）。另外，乳脂、乳蛋白量也呈現相似的趨勢，與A 組相比，B、C 和D 組的乳脂量分別下降1.0%、2.8%和12.5%（P<0.001），乳蛋白量分別下降0.4%、3.9%和12.5%（P<0.001）。

圖2 乳房健康分組對奶牛產奶量（A）、乳脂和乳蛋白量（B）的影響

2.3 胎次、泌乳天數對乳房健康分組的影響 由圖3可知，隨著胎次的增加，C 組（18.8%～27.9%）和D（3.5%～7.5%）組奶牛的比例逐漸增加，B 組在頭胎比例中占比最高（23.2%），在二胎中比例最小（14.7%）。在泌乳天數≤100 d 時，A 組（58.5%）和B 組（19.3%）奶牛比例最高，在泌乳過程中逐漸下降。相反，隨著泌乳天數增加，C 組（18.8%～24.1%）和D 組（3.4%～10.8%）奶牛比例逐漸增加。

圖3 胎次（A）、泌乳天數（B）對奶牛乳房健康的影響

2.4 河南省牧場奶牛乳房健康狀況 隨機統計了1 個月內參測牧場中新定義分組比例發現：各個牧場中A 組奶牛比例范圍為30%～73%，其中A 組占比大于60%的牧場比例為35.1%。B 組、C 組和D 組比例范圍分別為10%～24%、11%～40%和3%～20%。

2.5 不同單產水平牧場中分組的變化 根據牧場平均單產量對牧場進行分類：低產（<25 kg，L）、中低產（25～30 kg，ML）、中高產（30～35 kg，MH）、高產（≥35 kg，H）。統計不同單產牧場中的A、B、C、D組比例，結果發現，隨著牧場平均單產的增加，A 組占比逐漸增加（44.4%～66.1%），C 組（28.1%～15.4%）和D 組（11.2%～5.2%）逐漸降低。

3 討 論

乳房炎發生在泌乳奶牛的各個階段，如何實時監測奶牛乳腺健康對于牧場的經濟效益至關重要。新參數DSCC 與SCC 聯合使用有助于識別更多患有IMI 的奶牛[19-20]。然而，目前國內尚未報道2 個指標對奶牛生產性能的影響以及如何利用它們對奶牛乳房健康進行科學指導。本文首次利用DSCC 和SCC 指標對河南省奶牛乳房健康進行分組，并分析分組對奶牛生產性能的影響。數據分析結果顯示，不同組的奶牛其產奶量、乳脂和乳蛋白量存在差異，與健康組（A 組）相比，B 組奶牛可能處于乳房炎早期，合成牛奶的能量可能被炎癥反應消耗[12]，導致生產性能下降。C 組奶牛可能正在遭受乳房炎的困擾，積極對抗乳房炎病原體，消耗大部分用于合成牛奶的能量。D 組奶牛生產性能最低，有研究證明無論是病原體還是免疫反應都會損害乳房組織，而且隨著時間的延長損害程度會增加，這可能是持續性或慢性乳房炎奶牛（D 組）生產性能最低的原因。

圖4 河南省參測牧場中奶牛乳房健康情況

圖5 不同單產水平牧場中奶牛乳房健康情況

有研究表明，SCC 和DSCC 受胎次和泌乳天數影響[20-21]。本文對于奶牛乳房健康分組研究也發現，隨著胎次和泌乳天數的增加，SCC 和DSCC 逐漸增高，A組比例逐漸降低，C 組和D 組比例逐漸升高，這些結果進一步說明新定義分組能提示奶牛乳房健康情況。

此外，本研究隨機統計了一個月參測牧場中奶牛分組比例，以了解河南省牧場中奶牛乳房健康狀況，結果發現不同牧場之間分組比例存在差異，即不同牧場奶牛乳房健康狀況不同。河南省大部分牧場奶牛乳房處于健康狀態（A 組），但仍有不少奶牛處于B 組、C 組和D 組，且隨著牧場平均單產水平的提高，牧場牛群中A 組比例逐漸提高，提示高產牧場中乳房健康牛只比例較高，這可能由于高產牧場的乳房炎監測、擠奶程序、擠奶機維護等日常管理水平較高。然而，由于本研究數據量有限，該分組方法中DSCC 和SCC 閾值可能不適用于河南省所有牧場，下一步將對牧場分組方法進行優化研究，持續監測DSCC 和SCC，并結合實驗室乳房炎診斷結果優化DSCC和SCC 閾值，以便提高牧場乳房健康監測的準確性。

在牧場日常管理中，可結合牧場信息化管理系統，根據奶牛乳房健康分組對奶牛進行分組管理。根據DSCC 和SCC 結果，對于可能處于乳房炎早期（B 組）牛只，僅需要日常保健增強奶牛免疫能力以緩解乳房炎發病風險。有些奶牛可能已經患有乳房炎（C 組），這需要作進一步的乳房炎檢測以確定患病原因并進行相應治療，處于D 組的奶牛可能是持續性或慢性乳房炎的奶牛，這部分奶牛可結合具體情況進行主動淘汰。通過分組管理可為牧場及時發現乳房問題并針對乳房炎進展階段進行相應處理提供極大的便利。

4 結 論

本研究首次利用DSCC 和SCC 對河南省奶牛進行分組，該分組方法為解決牧場日常管理中奶牛乳房健康的監控問題（正常/健康、可疑/早期的乳房炎、乳房炎組和慢性持續性乳房炎組）提供可能。不同分組的產奶量、乳脂和乳蛋白量出現顯著差異，這可能由于4 組奶牛乳房健康情況不同，平均單產水平較高的牧場健康奶牛比例較高，牧場可對奶牛乳房健康進行持續監測，以改善奶牛乳房健康狀態，提高牧場經濟效益，但牧場在日常乳房健康管理措施方面仍需做進一步調查研究。