常见传染性疾病对奶牛繁殖性能的影响及其研究进展

胡智辉，谷栗琨，魏玉东，韩 燕，王 欢，朱 妮，郝海生，赵善江，朱化彬*

1 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193

2 河北省畜牧总站，河北石家庄 050035

0 引言

随着规模化、现代化奶牛场疫苗免疫的广泛应用，我国奶牛养殖业中主要传染病得到有效控制和净化。然而，部分传染病如布氏杆菌病、结核病和传染性牛鼻气管炎等在我国许多牛场仍持续发生[1～3]。牧场常见传染病包括口蹄疫和蓝舌病等我国规定的一类传染病，布氏杆菌病和结核病等二类传染病，以及病毒性腹泻病和流行热等三类传染病等；加之部分传染病如布氏杆菌病等为人畜共患病，因此，在奶牛养殖过程中须加强对传染性疾病的重点防控和净化。

传染性疾病不仅影响奶牛机体发育及泌乳表现，还影响奶牛繁殖性能，以至牛群治疗后仍较长时间繁殖力下降，给奶牛养殖业造成巨大经济损失。本文综述布氏杆菌病、传染性鼻气管炎等牧场常见传染性疾病对奶牛繁殖性能的影响及其最新研究进展，为提高我国奶牛繁殖效率和经济效益提供参考。

1 奶牛传染病的特点

实际生产中，奶牛传染性疾病种类较多，并呈现发病率高、接触度高、病毒抗原多样且容易变异等特点。当前牧场常见的传染性疾病主要有牛布氏杆菌病、病毒性腹泻病、传染性鼻气管炎和传染性乳房炎等，上述疾病在全球范围内广泛分布。尽管各国受疾病影响的程度不同，但由病毒引起的传染性疾病往往具有传播迅速、传播途径多样、流行面广泛、发病率和死亡率高等特点，对养殖业造成巨大威胁。因此，有必要加强对这些疾病的防控措施，以保护奶牛的健康和养殖业的发展。

2 奶牛常见传染病

2.1 布氏杆菌病

布氏杆菌病是一种由布氏杆菌（Brucella）引起的人畜共患传染病[4，5]。布鲁氏菌属革兰氏阴性、非孢子形成、非运动性的兼性厌氧菌，能够在宿主中建立长期感染[6]，主要影响生殖系统，导致自然宿主流产和不育[7]。根据病原性和生化特性，牛种布氏杆菌可分为9 个亚型，均可引起患病家畜出现菌血症和流产[8，9]。布氏杆菌病主要的临床症状包括流产、不育、死胎，以及公牛的附睾炎[10]。根据宿主特异性，布鲁氏菌又可分为10 种：羊布鲁氏菌（自然宿主：山羊和绵羊）、流产布鲁氏菌（自然宿主：牛）、猪布鲁氏菌（自然宿主：猪）、犬布鲁氏菌（自然宿主：狗）、绵羊布鲁氏菌（自然宿主：绵羊）、新托马斯布鲁氏菌（自然宿主：荒漠鼠）、鲸类布鲁氏菌（自然宿主：鲸类）、羽足类布鲁氏菌（自然宿主：海豹）、微小布鲁氏菌（自然宿主：田鼠）和伊诺皮纳塔布鲁氏菌（自然宿主：未知）。

2.2 牛病毒性腹泻病

牛病毒性腹泻病是由牛病毒性腹泻病毒（BVDV）引起的传染病，不同生理阶段的牛只均为易感群体，其中犊牛的感染几率最高[11]。牛病毒性腹泻病毒属于黄病毒科的瘟疫病毒，病毒基因组为单股正链RNA，极易发生突变，能够在牛身上引起严重的临床病症。根据抗原性和遗传差异，可将该病毒分为两种基因型（BVDV-1和BVDV-2）[12]；此外，根据细胞对病毒反应的差异，又可将其分为致细胞病变型（Cytopathic，CP）和非致细胞病变型（Noncytopathic，NCP）两种类型[13]。CP型和NCP型均可穿过胎盘，相较于CP型，NCP型具有更强的毒力，感染牛只会表现出持续性感染[14]，继而引发黏膜病（MD）和慢性牛病毒性腹泻等疾病，临床表现出包括发热、抑郁、厌食和腹泻等病症[15]。

2.3 传染性鼻气管炎

牛传染性鼻气管炎也称为“红鼻病”或“坏死性鼻炎”，该病由牛疱疹病毒Ⅰ型（BHV-1）或牛传染性鼻气管炎病毒（IBRV）感染引起[16，17]。病毒感染牛只后引起流产、不孕症、结膜炎、脑炎、乳腺炎、肠炎和皮炎等临床症状[18]。牛传染性鼻气管炎潜伏期具有传染性，病毒一般潜伏在三叉神经中，当奶牛抵抗力下降时容易发病，发病率较高且传染性强。据报道，2019年4月，青海一存栏量约500 头的牦牛养殖场突发传染性鼻气管炎，共计317头牦牛发病，造成22 头死亡，发病率高达63.4%，死亡率7%[19]。牛传染性鼻气管炎临床表现多样，主要分为呼吸道型、结膜角膜型和流产不孕型三类[20]：（1）呼吸道型：牛只表现为呼吸困难、发烧和鼻腔充血等症状，可持续10 d左右，有些犊牛甚至会窒息死亡。（2）结膜角膜型：该病型一般是由呼吸道炎症继发引发，表现为眼结膜表面出现灰色假膜、眼睑外翻或眼角有大量脓液流出等症状。（3）流产不孕型：妊娠前感染牛传染性鼻气管炎会影响母牛发情表现，导致受胎率下降；妊娠后感染牛传染性鼻气管炎，病毒可通过胎盘传播给胎牛，导致胎牛发育受阻，导致流产。

2.4 传染性乳房炎

奶牛乳房炎又称奶牛乳腺炎，是奶牛场最常见传染性疾病，有高发、难治愈特点。当奶牛患乳房炎时，牛奶中体细胞数和微生物数明显增多，随病情加重，体细胞数持续增加。奶牛生产性能测定中一般将体细胞数和菌落数作为评判奶牛乳房炎的关键性指标，原料奶出售时亦如此[21]。病菌入侵乳腺后，乳腺泡功能受损，乳汁由于病原菌被浓缩，呈现絮状、片状或颗粒状，患乳房炎的奶牛出现乳房发红、发涨并伴有痛感，泌乳量下降甚至停止泌乳。目前，人们已从奶牛乳腺组织中分离出约150 种病原微生物，其中致病率最高的是金黄色葡萄球菌和无乳链球菌[22]。田晓英等[23]报报道天津地区生鲜乳中金黄色葡萄球菌检出率为58%，田会丽等[24]报道石河子地区零售鲜奶中金黄色葡萄球菌污染情况调查，阳性检出率70.83%（17/24），同时分离出55 株疑似乳源性金黄色葡萄球菌。

2.5 衣原体病

衣原体性流产病也是影响奶牛繁殖性能的传染性疾病之一，该病是由于奶牛被鹦鹉热衣原体（Chlamydophila Psittaci）感染所至，主要特征是流产[25]、阴道炎[26]、子宫内膜炎[27]、产死胎[28]等。1988年，中国农业科学院兰州兽医研究所首次在国内发现牦牛衣原体性流产病，补体结合试验（CFT）检测结果显示抗体阳性率为29.03%[29]。1997—1998年，兰州兽医研究所再次用间接血凝试验对山东、河北等8 地区的肉用牛、肉役兼用牛和牦牛进行衣原体抗体检测，结果显示肉用牛阳性检出率为32.6%，肉役兼用牛15.2%，牦牛为18.7%[30]。2002—2004年，中国农业科学院兰州兽医研究所发现陕西、宁夏地区奶牛流产严重，最后鉴定结果也是由衣原体感染所致[28]。牛群中，妊娠母牛和哺乳犊牛易被感染，病牛和隐性带菌牛是主要传染源。患病奶牛流产或产犊后，大量衣原体会随羊水排到体外污染环境，通过消化道和呼吸道感染其他健康牛只。

2.6 蓝舌病

蓝舌病（Bluetonge，BT）是一种由呼肠孤病毒科的蓝舌病病毒（Orbivirus）引起的传染性疾病[31]。病毒可通过库蠓和伊蚊传播，奶牛感染后会出现精神沉郁，口水黏稠多泡沫，鼻腔、口腔充血，以及咽喉部出现水肿难以吞咽等症状。牛蓝舌病毒侵袭宿主后会经历两个不同的病毒流行期：（1）短暂的低水平病毒血症（病毒在区域淋巴结复制之后，扩散到二次复制部位）；（2）长期的高浓血毒症，这可能与病毒通过吸血昆虫为媒介导致的快速传播有关[32，33]。

3 传染病对奶牛繁殖性能的影响

3.1 布氏杆菌病对繁殖性能的影响

感染布氏杆菌病的奶牛最明显特征是早产，早产后还会出现卵巢炎症、输卵管增大、变厚等病症，可能进一步诱发卵巢囊肿等繁殖障碍性疾病。布氏杆菌感染致病过程可分为三步：第1步，病原菌在感染2 d后侵入宿主；第2步，病原菌在网状内皮系统和生殖系统不同器官内复制2 d到3 周，这一过程称为感染急性期；第3步，病原菌在不同组织的病理学上表现出差异，持续时间6 个月到1 年或更长时间，称为慢性期，病毒通过抑制宿主单核细胞凋亡和树突状细胞成熟，减少抗原呈递和T细胞激活，建立和维持慢性感染[34，35]。布氏杆菌一旦适应巨噬细胞内环境，在细胞内存续期会无限延长，导致全身转移并优先感染例如胎盘滋养层细胞、胎牛肺部、雄性生殖器、以及骨骼组织等靶细胞或组织[10]。

关于布氏杆菌病的潜伏期，从2 周到6 个月不等，可发生于妊娠任何时期，常在妊娠后6～8 个月内出现病症[36]。妊娠期奶牛感染布氏杆菌病会出现绒毛膜炎症、渗出物增多、胎盘增厚并伴有脓液，严重影响母牛妊娠。患病奶牛最明显症状是头胎流产，大多数流产胎儿出生已死亡，即使部分早产胎儿可存活，但也体质较弱。其次是2或3 胎虽然流产和早产率降低，但活犊带菌。感染布氏杆菌病的奶牛在流产或早产后容易导致胎衣不下，流产分泌物（胎水）呈灰色或棕红色，可造成继发性子宫炎和子宫内膜炎，甚至可能导致长期不孕[37]。

3.2 牛病毒性腹泻病对繁殖性能的影响

牛病毒性腹泻病可引起卵巢炎、子宫内膜炎、胎盘炎、血管炎、动脉内膜炎，以及输卵管病变，感染的妊娠母牛常出现流产、产畸形胎儿或产下持续性感染犊牛[38]。急性牛病毒性腹泻病毒（BVDV）感染会导致母牛受胎率降低[39]、早期胚胎死亡[40]、流产和先天缺陷[41]等病症。而公牛急性感染会导致精子密度和活力降低，精子畸形率增加[42]。在感染病毒60 d左右的BVDV持续感染牛（Persistently Infected，PI）的卵母细胞、卵泡颗粒细胞中均可检测到BVDV抗原[43，44]，研究表明BVDV抗原会影响卵巢类固醇激素的合成以及排卵[45，46]。

目前已知的两种生物型牛病毒性腹泻病为CP型和NCP型，其主要区别是在感染后引起的疾病严重程度不同。尽管两种生物型均能引起牛的疾病，但对患病个体中分离出的病毒进行研究时发现所有PI牛和更加严重的临床症状均由NCP型引起[47～49]，而CP型仅在与黏膜疾病（MD）暴发有关的情况下被分离出来[50，51]。CP型BVDV属于NCP型毒株的罕见突变。因此，NCP型BVDV是影响牛繁殖性能的主要原因。

当母牛被NCP型BVDV急性感染后，卵巢上卵泡发育会受较长时间影响，研究表明感染后母牛两个发情周期的优势卵泡发育和排卵都会受到抑制[44]。进一步研究发现NCP型BVDV主要通过影响生殖激素的合成和分泌来影响奶牛繁殖性能。同期发情前感染NCP型BVDV的奶牛，其黄体生成素（LH）合成与分泌受阻，导致排卵异常；同期发情过程中感染NCP型BVDV的奶牛，其促性腺激素（Gonadotropins，Gn）和类固醇激素（Steroidhormone）的分泌，特别是孕酮（Progestagen）的合成与分泌会受到影响，导致受胎率下降[52]。研究发现奶牛在感染病毒3～11 d后，其血浆中孕酮水平出现明显下降，感染5～9 d后白细胞数量减少、雌二醇水平升高[53]。孕酮水平的变化会直接影响黄体质量以及胚胎附植和发育，这表明NCP型BVDV可能是通过调控孕酮水平来影响胚胎附植和发育的[54]。除影响卵巢功能外，BVDV还会影响子宫内膜前列腺激素（Prostaglandin，PG）的合成与分泌，研究发现NCP型BVDV感染后能将子宫内膜产生的前列腺素由PGF2α转化为PGE2[55]，PFG2α是促进黄体溶解，诱发新一轮卵泡发育波的激素，而PGE2则是维持妊娠黄体的重要激素，两者不合理的转变势必会影响卵泡发育波，也会增加母牛发生黄体囊肿可能性[56]，最终影响奶牛的受胎率和繁殖力[57～59]。值得关注的是，BVDV具有广泛的组织嗜性，可以短暂或持久地感染宿主，如果牛群中存在持续性感染牛，就会源源不断向牛群散毒，造成牛群繁殖性能明显降低，这也间接增加了牛群对于其他病原的易感性，降低产奶量。BVDV极易穿过胎盘，因而表现出母牛到犊牛的垂直传播[60]。但B V D V 不能穿过透明带，因而在受精后的前18 d，胚胎处于未附植状态不会受到感染[61]，但胚胎一旦孵化，BVDV就会感染胚胎直接导致胚胎死亡[41，62]，降低妊娠率[63]。

3.3 传染性鼻气管炎对奶牛繁殖性能的影响

牛传染性鼻气管炎（Infectious Bovine Rhinotracheitis，IBR）会引发脓疱性外阴阴道炎、胚胎死亡、流产和不孕[64]。通常情况下，IBR的传染源为病牛或带毒牛，通过接触眼睛、鼻腔和生殖道分泌物以及精液等媒介传播[65，66]，此外IBR还可以通过胎盘和脐带浸润胎牛。牛疱疹病毒1型（BHV-1）是引起牛传染性鼻气管炎的病原。研究发现，体外胚胎培养时，若卵母细胞成熟液或受精液中存在这种疱疹病毒，会影响卵母细胞的体外受精以及随后的胚胎发育[67]。当卵母细胞外围包裹有卵丘细胞时，BHV-1可以感染卵母细胞，而在裸卵状态下，卵母细胞则不受感染，这表明卵丘细胞可能是BHV-1侵袭和附植的靶细胞[68，69]。Queiroz等[64]的研究发现，感染IBR的牛只后即使没有表现出临床症状，在其卵丘-卵母细胞复合体（Cumulus-Oocyte Complex，COCs）中也发现了BHV-1病毒，这充分说明BHV-1是一类可直接影响卵巢卵泡发育的病毒，应足够重视。

3.4 传染性乳房炎对奶牛繁殖性能的影响

乳房炎是牧场高发疾病。研究发现，乳房炎不但直接导致奶产量下降，而且还影响奶牛繁殖性能，导致奶牛人工输精后受胎率显著下降，平均配次增加，产犊间隔明显延长[70]。PG是一类重要的生殖激素，其中PGF2a和PGE是最重要的两类前列腺素。奶牛乳腺可合成PGF2a[71]，然而乳房炎会导致PGF2a合成量增加[72]。正常发情周期中，PGF2a主要功能是溶解黄体，诱发新一轮卵泡发育波，因此过量PGF2a会诱发黄体不正常溶解，导致孕酮合成量无法维持妊娠，最终造成胚胎无法正常附植或发育。

除此之外，PGF2a还与胚胎发育质量相关。Saldarriaga等[73]研究发现，配种后7 d左右回收胚胎质量与胚胎回收液中PGF2a含量相关，表现出随PGF2a浓度升高，胚胎质量下降趋势。这与PGF2a生理功能相符，说明奶牛配后如PGF2a不正常上升，会因为影响黄体功能最终影响胚胎质量。综上，乳房炎奶牛配后返情率高可能是由于乳腺过量合成的PGF2a影响胚胎发育而导致，乳房炎是造成早期胚胎死亡的原因之一[74]。除影响黄体发育外，Lavon等[75]研究发现，乳房炎还可能影响卵泡发育和排卵。牛群数据显示，约1/3患乳房炎奶牛表现出明显排卵延迟，这可能是因为乳房炎奶牛卵泡发育受影响，导致颗粒细胞雌激素合成受阻，血液中雌激素无法达到足够量诱发LH峰，最终导致排卵延迟[76]。如奶牛在泌乳初期感染乳房炎，还会进一步加剧泌乳初期能量负平衡程度，使体况下降，并影响产后卵泡发育和卵母细胞成熟，使奶牛发情表现弱，受胎率低[77]。与上述研究相一致的是，Moore等[78]的研究发现感染乳房炎奶牛的发情周期异常；Ribeiro等[79]的研究也发现，怀孕前45 d左右感染乳房炎的奶牛在接下来的90 d内，流产的可能性比健康母牛高出3 倍。

3.5 衣原体病对奶牛繁殖性能的影响

衣原体感染宿主后主要寄生于生殖道黏膜的上皮细胞，可直接诱发宿主流产和其他生殖器官感染。该病广泛分布世界各地，危害极大[80]。衣原体感染奶牛具有潜伏期，感染初期会在妊娠某一阶段侵染胎盘组织，导致胎盘炎症甚至坏死[81]。早期胚胎孵化出透明带后会被流产衣原体感染，继而导致胚胎发育停滞。除影响早期胚胎发育外，衣原体也可直接改变子宫内膜环境导致胚胎无法附植，影响母牛繁殖力[82]。静脉注射衣原体的妊娠奶牛在注射后5～38 d内会流产，而通过肌肉、皮下或皮内途径接种的妊娠奶牛则会在33～126 d后流产或早产[83]。解剖结果发现，衣原体感染妊娠奶牛后，其胎盘连接处被破坏，早产胎牛则表现出腹胀、肝脏肿大（呈红色-黄色斑点）及弥漫性淋巴结肿大等病症[84]。感染衣原体的奶牛流产后还会继发胎盘炎，表现为子叶间胎盘过度增厚坏死，子叶绒毛坏死[85]。

3.6 蓝舌病对奶牛繁殖性能的影响

生产中，蓝舌病也是影响奶牛繁殖性能的一种传染性疾病。蓝舌病毒可通过胎盘感染胎牛，导致胎牛发育异常、流产等病症。蓝舌病毒感染胎牛后，会直接影响胎牛神经系统发育中的未分化细胞，特别是怀孕130 d左右的胎儿。胎牛免疫系统激活前，蓝舌病毒会导致胎儿死亡或致畸[86]，对新生犊牛或死胎牛进行解剖发现，感染蓝舌病毒的胎牛中枢神经系统存在先天性畸形（如脑积水）[87]。在2006年北欧出现蓝舌病前，经胎盘感染蓝舌病的唯一病例是由改良活病毒疫苗株引起，这些病毒株在牛和羊怀孕期间感染胎盘并导致流产[88]。在病毒流行期间，蓝舌病先天性感染可能通过滋养层细胞的病毒转移而发生[89]。蓝舌病也可在患病牛只间进行传播，妊娠母牛在感染病原菌后，病原会传播给胎儿，导致流产或产畸形胎牛，而公牛带毒时，会导致精液含有病原菌，通过人工授精传染给母牛[90]。因此牧场应加强对进口遗传物质的监管，在遗传改良的同时切断病毒的传播。

4 小结

综上，常见传染性疾病会导致奶牛子宫、卵巢等生殖器官病变，增加流产、不孕几率，并产出带病或畸形犊牛。这说明，在当前规模化养殖和群体免疫环境下，繁殖率下降与常见传染性疾病关系密切。相对公牛而言，母牛更易受传染性疾病攻击并且造成更严重后果。母牛感染传染性疾病不但影响产奶量，还直接感染卵巢、子宫、阴道等生殖器官，引起生殖器官炎症、病变或坏死，影响卵泡发育、发情表现、配种、妊娠等，造成母牛不孕和繁殖力下降，影响牧场经济效益。为防止传染性疾病发生与传播，牧场要对常见传染性疾病进行长期、连续疫情监测，早发现早处理，采取严格综合性防治措施，迅速扑灭疫情，防止疫情扩散，同时需按照免疫程序对相关传染性疾病进行免疫接种预防，确保奶牛保持正常受胎率和繁殖效率。