如何进行奶牛乳房炎金黄色葡萄球菌疫苗的合

作者：王旭荣，李建喜，王小辉，李宏胜，杨志强，孟嘉仁

摘要：奶牛乳房炎是造成全球奶业经济损失的主要原因，而金黄色葡萄球菌是最主要的病原菌。本文系统、直观地对研究奶牛乳房炎金黄色葡萄球菌疫苗的科研结论进行量化总结和评估，目的是为奶牛乳房炎疫苗的研发提供新思路，为设计合理的奶牛乳房炎疫苗给动物评估试验方案提供科学依据。

本文在Pubmed、Science数据库和CNKI数据库对“奶牛乳房炎疫苗”类的文章进行了合理的电子检索，然后对细菌疫苗、细菌类毒素疫苗、DNA-重组蛋白疫苗、单一的重组蛋白疫苗等方面的科研论文从试验设计、方法、疫苗类型和研究结果4个方面进行了全面的分析。

结果表明，采用DNA、重组蛋白新技术的疫苗和传统的细菌疫苗已取得良好效果，疫苗可以成为预防和控制金黄色葡萄球菌性奶牛乳房炎的最好或最有前景的一种途径。但是研究方法差异和双盲试验的缺乏阻碍对疫苗效果的合理评估。

关键词：奶牛乳房炎；金黄色葡萄球菌；疫苗；合理评估

牛乳房炎是造成全球牛奶行业经济损失的主要原因。引起该病的病原微生物有种，但金黄色葡萄球菌为引起乳房炎最常见的病原，而且通常与亚临床或慢性感染有关。抗生素治疗对本病的治愈率低，所以在很多牛场都无法有效控制和消除本病。可能是因为金黄色葡萄球菌可形成生物膜并在上皮细胞和巨噬细胞内生存，从而抵抗抗生素治疗。

由于治疗的局限性，开发疫苗保护免受金黄色葡萄球菌的新感染引起牛奶生产行业的极大兴趣。由于疫苗类型、佐剂不同和其他因素影响，金黄色葡萄球菌疫苗产生不同的结果。

最近的一项研究发现一种商业疫苗对金黄色葡萄球菌的感染没有产生有效的保护。最好的一项结果是将不同溶血性的3株细菌菌株获得的类毒素加到本细菌灭活苗中，获得了高于50%的有效保护。

除了传统的疫苗外，新的技术也被广泛应用到金黄色葡萄球菌疫苗的开发之中，研究人员已经试验了与致病机制有关的毒力因子的DNA和重组蛋白疫苗。一种含加强剂量重组蛋白的DNA疫苗已被证实可以显著增加体液免疫和细胞免疫反应，并取得了预期的保护效果。

由于不同金黄色葡萄球菌疫苗免疫保护的相互矛盾的结果，所以大家对免疫治疗的有效保护和前景没有达成共识。每种研究报告都进行了不同的严谨的科学实验，所以产生了不同的科学证据。金黄色葡萄球菌性牛乳房炎疫苗已被广泛研究了几十年，但对疫苗评估缺少一个系统的综述。

本文系统、直观地对研究奶牛乳房炎金黄色葡萄球菌疫苗的科研结论进行量化总结和评估，目的是为奶牛乳房炎疫苗的研发提供思路，为设计合理的奶牛乳房炎疫苗动物评估试验方案提供科学依据。

1材料与方法

1.1科研文献的收集

在Pubmed数据库和SCI数据库检索公式为：（“cow”or“bovine”）AND（“Mastitis”AND“Staphylococcusaureus”）AND“vaccine”。在CNKI数据库的检索词是“奶牛乳房炎”AND“疫苗”。

1.2科研文献选择与试验参数直观列表

只选择英文和中文撰写的在奶牛体内做疫苗效果试验的文献，排除涉及小鼠、大鼠、兔和豚鼠的文献。并且所有被选文献的试验目的都是检测疫苗的免疫反应和在攻毒感染或泌乳期自然感染的保护效果，不限制研究论文的发表日期和试验动物数量。对文献的主要试验参数进行直观的列表统计见表1～2。

表1科研论文的疫苗类型和实验动物试验方案列表

表2科研论文的疫苗效果试验方案列表

注：“-”表示没测定该指标。

1.3科研分析标准的制定

本文按文献所检测分析的科研参数赋分的方式来进行直观地分析（表3）。但并不是所有的参数都有得分标准，只考虑攻毒实验/自然感染、疫苗类型、佐剂类型、体液免疫、细胞免疫等与文献讨论部分相关的试验参数进行赋分。赋分的原则是：试验参数完整明确的为2分；试验参数不清楚或部分明确的为1分；不完整不明确的为0分。具体的赋分标准如下：

1.3.1每组样本数量：每组样本少于4头为0分；每组样本4～19头（1分）；每组样本≥20头（2分）。

1.3.2实验动物的随机选择：试验随机选择明确（2分）；试验随机不明确，考虑不清楚（1分）；未考虑随机性（0分）。

1.3.3试验前金黄色葡萄球菌阴性动物的选择：试验前血液ELISA检测证明以前没有接触到的细菌或抗原（2分）；只进行隐性乳房炎测试，没有证明此前接触过金黄色葡萄球菌（例如：每个乳区奶样的CMT检验和细菌培养）（2分）；只进行乳房炎的临床症状评估（0分）。

1.3.4攻毒菌株：多株同源和异源菌株被认为足够（2分）；只选一种同源或异源菌株被认为部分足够（1分）；只进行哺乳期乳房炎临床发病评估被认为不够（0分）。

1.3.5诱导的体液免疫和细胞免疫在体外疫苗组的体液免疫和细胞免疫显着高于对照组高，列为足够（2分）；疫苗组只有体液免疫反应显着高于对照组被列为部分足够（1分）；其中没有免疫反应参数测量或各组之间差异不明显列为不足（0分）。

1.3.6攻毒试验或自然感染的保护程度：能保护50％以上的乳腺区域的疫苗列为提供良好的保护（2分）；30%～50％被列为提供中间保护（1分）；低于30％的保护被列为提供低保护（0分）。

1.3.7疫苗的副反应：形成肉芽肿、脓肿，触诊时疼痛和其他被认为有严重的副作用（0分）；没有副作用（1分）。

1.3.8体细胞数（SCC）：攻毒试验中疫苗组比对照组SCC显著减少（1分）；SCC没有减少或此计数不能确定（0分）。

1.3.9总分满分为14分。

1.3.10所分析文献的得分具体见表3。

表3所选文献的科研参数标准评分表

2结果与讨论

本文用全面、明确、清晰、可视的方法来分析关于奶牛乳房炎疫苗的科研结果，目的是为奶牛乳房炎疫苗的研发提供新思路，为设计合理的奶牛乳房炎疫苗本动物评估试验方案提供科学依据。

本文通过科学数据赋分的方法直观地展示了哪种方法和哪类疫苗取得了最好的或最有前景的试验结果。本文排除了关于小鼠、大鼠、豚鼠、兔等实验动物乳房炎疫苗的文献，所以本文的分析结果不能类推到这些文献上面。据报道从奶牛乳房炎样品中分离的金黄色葡萄球菌对小鼠和牛的致病力不同。

虽然几十年来科研工作者一直致力于金黄色葡萄球菌性乳腺炎疫苗的研究，而且也取得了较好的成果。但几十年前，研究疫苗的目的是减少由金黄色葡萄球菌性乳房炎的严重程度，而不能使奶牛免遭新的感染。目前新技术的研究目的是提高奶牛免遭新感染的保护率。根据本文的分析，对奶牛乳房炎疫苗的有效评估要考虑以下几个方面：

2.1实验动物的数量

大多数的科研文献中攻毒试验只选择了很少数量的奶牛，这不利于对疫苗效果的有效评估。正是因为这种原因，疫苗对新感染的保护率评估没有达到好的效果。金黄色葡萄球菌性奶牛乳房炎很难治疗和控制，所以本文中如果能达到至少50％的保护就定为获得良好保护。

2.2佐剂

除了抗原的免疫原性，乳房炎疫苗的效果还与佐剂有很大关系。用于奶牛乳房炎疫苗的佐剂主要是弗氏不完全佐剂和氢氧化铝，但死菌苗无佐剂也能产生特定的抗体反应。有报道称，用poly（DLlactide-co-glycolide）微球作佐剂，可以产生比弗氏不完全佐剂组滴度更高的抗体和更好、持续时间更长的吞噬细胞活性，所以选择合适的佐剂对疫苗的效果影响较大。

2.3自然感染

自然感染试验在奶牛乳房炎疫苗评估方面极为重要。因为该试验可以反映所研制的疫苗在不同饲养管理条件、不同患病率和不同血清型菌株感染的奶牛群体中的效果。

2.4实验动物的随机选择

自愈可能会干扰在评估疫苗的保护作用。因为影响自愈能力的因素包括动物的年龄、机体的免疫状态和遗传性。因此，随机试验是必要的，可减少个人误差，结果更可靠。双盲的研究方案可以避免人工感染和自然感染的临床评估偏差。

2.5攻毒菌株和攻毒剂量的选择

本文将保护率超过50%定义为获得良好保护，将30%~50%的保护认为是中度保护。但保护率的高低与攻毒试验所选用的菌株和攻毒剂量有很大的关系。如果试验中选用很大剂量的攻毒菌数，或许就不能模拟实际生产中的感染情况，同时也就可能低估了疫苗的实际防护能力。

2.6菌株的血清型/基因型

在一些国家，比如德国没有注册生产的奶牛乳房炎金黄色葡萄球菌疫苗，因此就使用本场分离菌株研制的疫苗。但此疫苗只能用于大群奶牛乳房炎疾病高发的时候，而不能预防免遭新的感染。这可能就是因为在同一牛场由多种不同血清型/基因型的菌株。除了免疫保护结果不能令人满意外，这些疫苗在临床仍然充当测试不同表型/基因型的角色。

2.7新技术的应用

众所周知，金黄色葡萄球菌有多种毒力因子，而不同菌株之间的毒力因子也有差异。所以根据这种机制研发能刺激产生对细菌的粘附蛋白或侵入蛋白有效免疫的疫苗理论上是对不同细菌菌株均有效，这是目前DNA疫苗和重组蛋白疫苗的目标。

DNA和重组蛋白疫苗的研发目的是寻找一种能刺激机体产生对细菌有效的疫苗。由于不同菌株的毒力因子有差异，所以死菌苗一般都用多种菌株混制而成。目前新技术还没有进行多毒力因子疫苗是否更有效的测试，这方面需要更进一步的研究。

采用新技术（DNA和/或重组蛋白疫苗）的疫苗和一些存在已久的细菌苗已取得良好效果，疫苗可以成为预防和控制金黄色葡萄球菌性奶牛乳房炎的最好的或/和最有前景的一种途径。但是方法差异和如双盲试验的缺乏阻碍对疫苗效果的合理评估。

责任编辑：小镖

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