| 專題報導 |  |
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乳牛乳房炎及其防治措施
| 加拿大 McGill 大學 | 李嘉偉博士演講 |
| 新竹分所 | 李國華摘錄 |
一、 牛乳房炎（Bovine Mastitis）
何謂牛乳房炎？泛指細菌經過泌乳孔道入侵到乳腺，所引起乳腺的炎症反應，稱之為乳房炎。乳房炎會引起乳牛的臨床症狀，包括：乳房的紅腫、熱痛，食慾不振、發燒、精神抑鬱，產乳量明顯下降，生乳中的體細胞數（Somatic Cell Count）升高，在嚴重的病例中甚至會造成乳牛死亡。
乳房炎的經濟損失
據估計全世界每年因乳房炎造成的經濟損失約在 360 億美元。在美國則約 20 億美元，加拿大約 2 億 5 仟萬美元。平均每一頭受感染母牛約損失 200 美元，其中最大的花費項目是牛乳的損失（128 美元），其次因淘汰而須更新牛群的費用（41 美元），其他如廢棄異常乳（12 美元）、醫藥費用（6 美元）、獸醫師費（3 美元）、勞力費（1 美元）。
二、 牛乳腺的免疫系統
| 牛乳腺的免疫系統，包括 | |
| (一) | 解剖學之物理性防禦系統（Anatomical Defenses） |
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1. |
乳頭括約肌：使乳孔緊閉，防止細菌入侵。 |
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2. |
角質素（keratin）：是一種像蠟狀的物質，覆蓋於泌乳細胞層，功能是粘著入侵的細菌，防止細菌直接鑽入泌乳細胞內。 |
| (二) | 液遞性防禦系統（Souble Defenses） |
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1. |
免疫球蛋白：IgG （IgG1, IgG2）、IgM、IgA。 |
| 2. | 非特異性殺菌成份：乳鐵蛋白，與需鐵離子之細菌競爭鐵離子。 |
| 3. | 細胞激素（Cytokines）：主要調節細胞間的激活作用，如間白素（Interleukinn）、干擾素（Interferon）及腫瘤壞死因子（Tumor necrosis factor）。 |
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(三) |
細胞性防禦系統（Cellular Defenses） |
| 1. | 白血球的增補與存量：白血球以嗜中性球（Neutrophils）為主，並包括巨噬細胞（Macrophages）、淋巴球，T 細胞與 B 細胞、自然殺手細胞（Natural killers）。 |
| 2. | 趨化作用（Chemotaxis）：利用高濃度的趨化物質吸引細菌前往作用。趨化物質包括：細菌因子－內毒素（LPS）及細菌細胞壁。 |
| 3. | 補體衍生因子－C3a、C5a；白血球衍生因子－IL-8。 |
三、 牛乳中體細胞意義、分類及其功能
牛乳中的體細胞數已普遍被世界先進國家認可為乳房炎的指標之ㄧ，正常健康個別牛的生乳體細胞數每毫升為低於 20 萬，總乳體細胞數可接受之上限，美國、加拿大、歐盟分別為 75 萬、50 萬、40 萬。
體細胞含有哪些細胞呢？其組成為巨噬細胞（35∼79%）、嗜中性球（3∼26%）、淋巴球（10∼24%）、上皮細胞（2∼15%）。
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(一) |
嗜中性球—細胞性防禦系統的第一線 |
| 嗜中性球源自於骨髓，再經由血液循環，穿越組織間隙到達乳腺進入生乳。在感染乳房炎之生乳，其體細胞數 95% 以上是嗜中性球。乳房炎的嚴重性決定於嗜中性球的增補機制。嗜中性球具有殺菌及吞噬細菌的功能。 | |
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(二) |
白血球與致病原細菌的首次交戰 |
| 白血球如果戰勝病原菌，將可引起炎症反應的刺激物（如細菌）會被清除，白血球增援的行動停止，受傷的乳腺康復。如果戰敗的話，細菌會持續增殖存在，那麼乳腺的炎症反應增強，更多的白血球增援加入戰場（乳腺組織），同時整個體細胞數增加，造成乳腺固有組織受到損傷，因此牛之泌乳量降低。 |
四、 最常見的乳房炎─大腸桿菌性乳房炎
全世界只要有養乳牛的地方，就有乳房炎。乳房炎可概分為非臨床性（潛在性）乳房炎與臨床性乳房炎，主要是以牛隻有無出現乳房炎之臨床症狀為分野。常見的臨床性乳房炎，如：大腸桿菌性乳房炎，它是由環境性大腸桿菌感染乳腺所引起的，佔臨床性乳房炎病例的 40∼50%，被大腸桿菌感染的牛隻，80% 會轉變成臨床性乳房炎，乳牛在乾乳期及泌乳初期最易被大腸桿菌感染（佔 60 %），少數牛隻嚴重感染大腸桿菌性乳房炎時，可能會造成全身性敗血症而死亡。在美國，每年就有 30 萬頭母牛因罹患大腸桿菌性乳房炎而淘汰離場。當乳牛感染大腸桿菌時，引發乳房炎之臨床症狀的強弱，端看乳牛本身對大腸桿菌之內毒素（LPS）的感受性。那什麼是內毒素（LPS）呢？它是細菌外膜上的脂多醣類聚合分子，會對感受性高的動物造成毒害性，引發敗血性休克。
五、 酪農防治乳房炎措施
『預防勝於治療』，如能實施有效的預防的措施，必能有效控制乳房炎，乳牛飼養的『環境』是關鍵點，環境愈乾淨，細菌源就愈少，且不容易孳生，除常清洗乾淨外，如牛床的墊料，無機的墊料比有機材質的墊料好，細菌較不易增殖。其次要有充足均衡的營養，才有好的免疫力。在牛群管理上，要降低新的病例產生，即降低新感染牛的發生率，如主動對乾乳牛的治療，施打長效型抗生素軟膏，或使用乳頭栓塞劑及疫苗的注射。
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(一) |
乳頭栓塞劑（Sealant）：以乳頭栓塞劑預防新的乳腺感染，其效果不錯。 |
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(二) |
牛乳房炎疫苗：目前商品化的疫苗種類有：大腸桿菌性疫苗及金黃色葡萄球菌性疫苗。 |
六、 大腸桿菌性乳房炎疫苗
商品化的大腸桿菌乳房炎疫苗，皆含有 J-5，但使用不同的佐劑，介紹如下：
| (一) | J-5 Bacterin （Upjohn 公司產品） |
| Master Guard J-5 （AgriLabs公司產品） | |
| 實施免疫注射步驟： | |
| 乾乳時施打第 1 劑，分娩前 2∼3 週施打第 2 劑，分娩後 2∼3 週施打第 3 劑。 | |
| (二) | J-Vac （Merial 公司產品） |
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1. |
實施免疫注射步驟：乾乳實施打第 1 劑，分娩前 1∼3 週施打第二劑。 |
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2. |
大腸桿菌性乳房炎疫苗 J-5 在田間試驗的效能 ： |
| Gonzales 等人 1989 年進行試驗，牛群分為有施打 J-5 乳房炎疫苗組與不施打疫苗組，結果臨床型大腸桿菌性乳房炎發生的百分比分別為 2.57﹪與 12.77﹪，有顯著的組間差異。Hogan 等人 1992 年進行試驗，牛群分為有施打 J-5 乳房炎疫苗組與不施打疫苗組，結果臨床型大腸桿菌性乳房炎發生的百分比分別為 0.14﹪與 0.57﹪，有顯著的組間差異；分娩時乳區的感染率分別為 1.5 與 1.7，無顯著的組間差異。 | |
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3. |
J-5會增加其它病原菌乳房炎的發生率嗎？ |
| Gonzales 等人 1991 年進行試驗，牛群分為有施打 J-5 乳房炎疫苗組與不施打疫苗組，結果如表 1，臨床型乳房炎發生的病例數分別為 47 與 65，有顯著的組間差異。大腸桿菌性乳房炎發生的病例數分別為 9 與27，有顯著的組間差異。 |
表 1. J-5 乳房炎疫苗試驗
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施打 J-5乳房炎疫苗疫苗組 |
不施打疫苗組 |
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臨床型乳房炎 |
47 |
65 |
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大腸桿菌性乳房炎 |
9 |
27 |
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無乳鏈球菌性乳房炎 |
2 |
1 |
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鏈球菌性乳房炎 |
10 |
14 |
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金黃色葡萄球菌乳房炎 |
1 |
2 |
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其它型乳房炎 |
6 |
6 |
4. J-5 的效能測試結果
以人為注射大腸桿菌於牛隻乳房內，被免疫接種的牛群，得到以下的效果：(1)在生乳中的細菌數較低，(2)得到較低的直腸溫度，(3)牛乳產量下跌減少，(4)有較高的 IgG 抗體力價，(5)但是相較於沒有施打疫苗的牛群，仍具有相同程度的乳房炎發生率和體細胞數。
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(三) |
Endovac-Bovi （Immvac公司產品） ：包含 Re-17 突變株 Salmonella typhimurium。 |
| 實施免疫注射步驟：包括 2 次的基礎注射疫苗。第 1 劑施打後，間隔２∼３週再施打第 2 劑，以後每年再補強一次。能夠提供交叉保護作用對抗大腸桿菌的感染。會降低大腸桿菌性乳房炎的發生率及臨床症狀的嚴重程度。 |
表 2. Endovac-Bovi 乳房炎田間試驗
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施打疫苗組 |
不施打疫苗組 |
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每日臨床型乳房炎發生率 ( % ) |
0.054 |
0.093 |
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臨床型乳房炎致死率 ( % ) |
2.0 |
5.1 |
七、 金黃色葡萄菌疫苗
引起乳房炎之金黃色葡萄球菌的種類有很多種，全世界常見的有五種金黃色葡萄球菌，Guidry 等人於 1986 年分別在美國、歐洲及南韓等地試驗，發現 T5, T8 及 T336 為最共通的金黃色葡萄球菌。
表 3. Guidry et al., 1998 年的試驗結果
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樣品數 |
Type5 |
Type8 |
Type336 |
NT |
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美 國 |
273 |
18 |
23 |
59 |
0 |
|
歐 洲 |
94 |
34 |
32 |
30 |
2 |
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南 韓 |
108 |
29 |
20 |
48 |
3 |
NT 為無法分類。
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(一) |
金黃色葡萄球菌疫苗：產品名為 Lysigin （Boehringer Ingelheim 公司產品） |
| 由 5 種金黃色葡萄球菌噬菌體所製成的疫苗，內含有 T5, T8, T336 三種最常見的血清型金黃色葡萄菌。 | |
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(二) |
免疫注射：初始劑 5 mL，間隔兩週再注射第 2 劑，後每 5∼6 個月加強一次。 Lysigin 的免疫注射效果雖然不能降低乳房被感染率，但是自癒率高達 62%。 |
表 4. Lysigin 之效能試驗結果
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施打Lysigin乳房炎疫苗疫苗組 |
不施打疫苗組 |
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牛頭數 |
215 |
179 |
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乳房數 |
830 |
696 |
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乳房被感染數及感染率 ( n ; % ) |
52 ; 6% |
34 ; 5% |
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乳房感染自癒數及自愈率 ( n ; % ) |
32 ; 62% |
7 ; 21% |
八、 更有效的疫苗期望具備有以下功能
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(一) |
抑制吸附到乳腺上皮細胞的能力。 |
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(二) |
抑制抗吞噬的能力。 |
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(三) |
降低毒素對組織的傷害。 |
九、 結 論
目前防治牛乳房炎，最普遍的方法就是使用抗生素來治療臨床性乳房炎，由於大量使用抗生素容易產生副作用，如藥物殘留、抗藥性細菌的產生等，因此可朝乳房炎疫苗的方向來控制乳房炎，雖然當前所研發出來的乳房炎疫苗只能降低臨床性乳房炎的數目及嚴重性，但不能降低新病原之感染率，但是乳房炎疫苗的應用能夠改變牛乳房炎所造成的損失達到最小。未來研究的方向，朝向選擇多價性之抗原組合，將更有助於提升乳房炎疫苗之效能。
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李嘉偉博士（右 2）參訪新竹分所，與張教授 |