王振宇,王澤青,劉占宏,滿金龍,孫世峰,李紅魁,呂曉惠,王志學(xué)*
1 遼寧科技學(xué)院生物醫(yī)藥與化學(xué)工程學(xué)院遼寧省生物醫(yī)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧本溪 117004
2 遼寧省農(nóng)產(chǎn)品及獸藥飼料產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)院,遼寧沈陽(yáng) 110053
3 遼寧省無(wú)抗養(yǎng)殖科技院,遼寧沈陽(yáng) 110000
4 遼寧輝山乳業(yè)集團(tuán)孫家牧業(yè)有限公司,遼寧沈陽(yáng) 110164
5 遼寧省動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心,遼寧沈陽(yáng) 110161
奶牛乳房炎嚴(yán)重影響奶業(yè)生產(chǎn)[1],并造成巨大經(jīng)濟(jì)損失[2],一是導(dǎo)致奶牛淘汰而造成的奶牛育成成本損失;二是導(dǎo)致產(chǎn)奶期提早結(jié)束而帶來(lái)的飼養(yǎng)成本損失;三是導(dǎo)致乳區(qū)永久性失去功能而造成的產(chǎn)能減少損失。目前,奶牛乳房炎治療主要依靠抗生素加地塞米松等[1],但這會(huì)造成牛奶中抗生素殘留,并且間接危害人體健康。因此,奶業(yè)生產(chǎn)中亟需無(wú)抗治療奶牛乳房炎的藥物。中醫(yī)藥典籍中,如《太平惠民和劑局方》《外科正宗》和《中獸醫(yī)手冊(cè)》中有很多治療人類(lèi)通乳消癰和動(dòng)物乳房炎的理論[3~5]。本試驗(yàn)嘗試使用以青皮、柴胡和黃芪等為主要成分的中獸藥散劑,對(duì)奶牛場(chǎng)中患有乳房炎的產(chǎn)奶期奶牛進(jìn)行治療,并通過(guò)考察奶牛乳房炎病程情況、奶牛免疫情況和牛奶品質(zhì)等,綜合評(píng)估中獸藥散劑的治療效果。
1.1.1 試驗(yàn)動(dòng)物
遼寧省沈陽(yáng)市法庫(kù)縣某奶牛場(chǎng)的患臨床型乳房炎的荷斯坦牛,試驗(yàn)前未進(jìn)行過(guò)任何治療。
1.1.2 儀器和試劑
牛血細(xì)胞因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)酶聯(lián)免疫分析試劑盒,酶免公司;光學(xué)顯微鏡(CX33),奧林巴斯公司;酶標(biāo)儀(Thermofisher Multiskan FC),賽默飛世爾中國(guó);雙人單面垂直凈化工作臺(tái)(SW-CJ-2D),蘇州博萊爾凈化設(shè)備有限公司;冷藏柜(SC-320D),海爾集團(tuán)有限公司;電子天平(JA2003),上海浦春計(jì)量?jī)x器有限公司。
中獸藥散劑(300 g/份)包含柴胡40 g、黃芩 40 g、青皮 30 g、黃芪 40 g、生地40 g、丹參 40 g、枳實(shí)10 g和蒲黃5 g等,炮制方法參考專(zhuān)利[6]。
1.2.1 試驗(yàn)分組
從患臨床型乳房炎的奶牛中隨機(jī)選取20 頭(金黃色葡萄球菌感染所致),分為2 組(每組10頭),空白對(duì)照組和治療組。空白對(duì)照組:不進(jìn)行任何治療;治療組:使用中獸藥散劑治療,每頭奶牛灌服中獸藥散劑300 g/天。試驗(yàn)周期為12 天。試驗(yàn)期間,觀察奶牛狀態(tài)并記錄。
1.2.2 取樣檢測(cè)
(1)血液樣本
使用真空采血管采集奶牛尾靜脈血液樣本,進(jìn)行白細(xì)胞計(jì)數(shù)、粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞含量檢測(cè)和IL-1β、IL-6和TNF-α含量檢測(cè)。
白細(xì)胞計(jì)數(shù)。取20 μL血液樣品放入0.38 mL白細(xì)胞計(jì)數(shù)稀釋液[2%冰乙酸(冰乙酸2 mL、蒸餾水98 mL、10 g/L亞甲藍(lán)溶液3 滴],滴入血細(xì)胞計(jì)數(shù)板中,在顯微鏡下計(jì)算白細(xì)胞總數(shù)。
粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞含量檢測(cè)。制備血涂片后,經(jīng)滴加瑞士染液染色、磷酸緩沖液沖洗和干燥后,鏡檢并記錄粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞比例情況。
IL-1β、IL-6和TNF-α含量檢測(cè)。按照牛血細(xì)胞因子酶聯(lián)免疫分析試劑盒說(shuō)明書(shū),分別檢測(cè)奶牛血液中IL-1β、IL-6和TNF-α的含量。
(2)牛奶樣品
體細(xì)胞數(shù)測(cè)定。試驗(yàn)中采用加利福尼亞測(cè)試(CMT)判斷奶牛乳房炎病程情況[7]。按照CMT法的判定標(biāo)準(zhǔn),用陰性(t)、可疑(n)、弱陽(yáng)性(1)、陽(yáng)性(2)和強(qiáng)陽(yáng)性(3)表示奶牛乳房炎病程情況。
治愈奶牛的判定:奶牛行為正常,乳區(qū)通暢且無(wú)紅、腫、熱、痛等炎癥反應(yīng),且無(wú)復(fù)發(fā)現(xiàn)象。同時(shí),牛奶中的凝塊、絮狀物消失,牛奶色澤和產(chǎn)量恢復(fù)正常。
治愈率(%)=(治愈奶牛數(shù)/治療的奶??倲?shù))×100%。
數(shù)據(jù)處理:應(yīng)用SPSS18.0軟件中的T檢驗(yàn)功能,分別分析兩個(gè)試驗(yàn)組間白細(xì)胞總數(shù)、粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞比例、細(xì)胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的含量之間的差異性,P<0.05為差異顯著。
如表1所示,試驗(yàn)初始時(shí),治療組和空白對(duì)照組中奶牛所產(chǎn)牛奶經(jīng)CMT方法判斷體細(xì)胞數(shù)高于正常水平,表明奶?;加胁煌潭鹊娜榉垦祝⑶绎@示部分奶區(qū)堵塞的奶牛乳房炎病情較重。經(jīng)過(guò)中藥散劑治療7 d時(shí),治療組中所有奶牛的乳區(qū)全部恢復(fù)通暢,顯示中藥散劑具有較好的通乳作用。治療12 d時(shí),治療組中,9 頭奶牛牛奶的CMT檢測(cè)呈陰性,顯示牛奶中體細(xì)胞數(shù)恢復(fù)至正常水平,即這9頭奶牛乳房炎被治愈,1 頭為CMT檢測(cè)弱陽(yáng)性,顯示奶牛乳房炎病情較初始時(shí)得到緩解,治愈率達(dá)90%??瞻讓?duì)照組中,經(jīng)過(guò)12 d喂養(yǎng)后,除1 頭奶牛乳房炎自愈外,其余奶牛乳房炎未見(jiàn)好轉(zhuǎn),2 頭奶牛新增乳區(qū)堵塞情況即乳房炎病情加重。以上結(jié)果顯示,中藥散劑可使奶牛被堵塞奶區(qū)恢復(fù)通暢,并減少牛奶體細(xì)胞數(shù),緩解奶牛乳房炎。
表1 奶牛乳區(qū)通暢情況和乳房炎病程情況
由圖1A可知,治療組中,在治療的3 d至5 d,奶牛白細(xì)胞總數(shù)逐漸增加至1 d時(shí)的約145%,而后逐漸降低(12 d時(shí)降低至1 d的53%);對(duì)照組中,未進(jìn)行任何治療和處理,奶牛白細(xì)胞總數(shù)波動(dòng)很小。以上結(jié)果顯示,中獸藥散劑可對(duì)奶牛白細(xì)胞數(shù)量產(chǎn)生影響。
圖1奶牛血液中白細(xì)胞含量及粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞占比
由圖1B和圖1C可知,中藥散劑治療對(duì)奶牛粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞比例影響較大。在治療組中,1 d至5 d,中藥散劑將奶牛血液中粒細(xì)胞比例由2%以下,提升至33.6%;7 d至12 d,粒細(xì)胞比例先增至46.3%,后降低到32.7%。在對(duì)照組中,奶牛白細(xì)胞、粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞比例波動(dòng)較小。其中,淋巴細(xì)胞比例為64.6%~80.4%,粒細(xì)胞比例為小于18.3%。以上結(jié)果顯示,中獸藥散劑可對(duì)奶牛血液中粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞比例產(chǎn)生影響。
由圖2可知,對(duì)照組奶牛血液中IL-6和TNF-α含量在試驗(yàn)期間波動(dòng)較小,IL-1β含量逐步增加(12 d時(shí),較初始值增加51.8%);而治療組奶牛血液中,IL-1β、IL-6和TNF-α含量變化均呈現(xiàn)出,先降低,后逐步增加的現(xiàn)象,即炎癥因子水平先降低,后逐步恢復(fù)。在治療組中,在3 d時(shí),奶牛血液中TNF-α達(dá)到最低水平,較未治療前降低了69.2%;在5 d時(shí),奶牛血液中IL-1β含量下降到最低,較未治療前降低了71.0%;在7 d時(shí),奶牛血液中IL-6含量下降到最低,較未治療前降低了66.3%。以上結(jié)果顯示,中獸藥散劑可對(duì)奶牛血液中炎癥因子(IL-1β、IL-6和TNF-α)水平產(chǎn)生影響。
圖2 奶牛血液中IL-1β、IL-6和TNF-α含量
乳房炎,又名乳癰,是母畜乳房出現(xiàn)臃腫,腫痛,乳汁不暢,乳汁變性的疾病[5]。乳癰多因肝氣郁結(jié),乳汁淤積不通,邪氣化熱,進(jìn)而邪毒與積乳互結(jié),阻于乳絡(luò),也可發(fā)為癰腫[8,9]。朱震亨[10]認(rèn)為可用青皮治療乳癰。陳修園[11]認(rèn)為柴胡等可疏肝理氣,治療乳癰。依據(jù)前人理論和實(shí)踐,本試驗(yàn)中乳房炎奶牛的通乳治療效果(表1),顯示中藥散劑中青皮和柴胡對(duì)奶牛乳房炎治療產(chǎn)生了積極效果。
經(jīng)過(guò)為期12 d試驗(yàn),治療組中9 頭奶牛乳房炎痊愈,1 頭奶牛的乳房炎癥狀得到緩解,治愈率達(dá)到95%,這顯示中藥散劑對(duì)奶牛乳房炎具有很好療效;對(duì)照組奶牛,除1頭在3 d時(shí)自愈外,其余奶牛乳房炎癥狀不同程度惡化,但沒(méi)有威脅奶牛生命。推測(cè),中藥散的療效應(yīng)來(lái)自于其中青皮、柴胡和茯苓等藥材的治療作用。
由表1可知,中藥散劑可以在7 d內(nèi)通乳消癰,這顯示其具有疏通奶牛堵塞奶區(qū)的功能。奶區(qū)堵塞的原因可能是,乳腺細(xì)胞纖維化和乳腺細(xì)胞發(fā)炎腫脹導(dǎo)致的乳汁分泌功能障礙,以及細(xì)菌產(chǎn)生的菌膜堵塞乳腺。推測(cè)中藥中所含生物活性成分可以起到通乳消癰的作用。首先,柴胡所含山柰酚可以有效抑制機(jī)體細(xì)胞的纖維化[12],推測(cè)可以幫助乳腺細(xì)胞恢復(fù)分泌功能,并對(duì)通乳起到了一定作用。其次,青皮、柴胡和黃芩中含有較多的多烯類(lèi)物質(zhì)、黃酮類(lèi)物質(zhì)和部分醇類(lèi)物質(zhì)[13~15],這些生物活性成分具有較好的抗炎和抗菌活性。例如,青皮中含有的D-檸檬烯,可調(diào)節(jié)iNOS、COX-2、PGE2、TGF-β和ERK1/2信號(hào)通路降低炎癥因子的表達(dá)水平,產(chǎn)生抗炎作用[14]。柴胡中黃酮類(lèi)物質(zhì),如柴胡皂苷A和D等具有抗炎作用,可通過(guò)抑制炎癥介質(zhì)的作用以及刺激內(nèi)源性糖皮質(zhì)激素的釋放,起到抗炎作用[13]。同時(shí),柴胡中所含有的法尼醇,可以對(duì)抗金黃色葡萄球菌、杜布蘭念珠菌和白色念珠菌引起的感染,并可以阻止病原菌形成菌膜[16,17]。因此,推測(cè)中藥散劑可能通過(guò)抑制奶牛乳腺細(xì)胞纖維化、抗炎和拮抗病原菌,達(dá)到治療奶牛乳房炎的效果。
本試驗(yàn)中,奶牛血液中白細(xì)胞總數(shù)(圖1A)、粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞比例(圖1B和C),以及細(xì)胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α含量(圖2)的變化情況,表明中藥散劑可以調(diào)節(jié)奶牛免疫功能。
第一,中藥散劑中含有黃芪,可以增加T和B淋巴細(xì)胞的增殖和抗體的產(chǎn)生,同時(shí)還可以抑制腹腔巨噬細(xì)胞IL-1和TNF-α的產(chǎn)生[18]。本試驗(yàn)治療中前期(3~7 d)觀察到的結(jié)果與該報(bào)道一致。而散劑中柴胡所含有的多糖成分,可以增強(qiáng)細(xì)胞吞噬活性和抑制炎癥的作用[19]。推測(cè),中藥散劑可以提高奶牛免疫功能。
第二,白細(xì)胞中粒細(xì)胞對(duì)抗病原菌能力較強(qiáng),而淋巴細(xì)胞拮抗病毒能力較強(qiáng)。圖1顯示,中藥散劑可顯著增加粒細(xì)胞占比,進(jìn)而增強(qiáng)奶牛對(duì)抗病原菌感染的能力。同時(shí),淋巴細(xì)胞占比相對(duì)減少,因此滲入到牛奶中的數(shù)量也會(huì)減少。推測(cè),表1中治療組的牛奶所含體細(xì)胞數(shù)量減少可能與此有關(guān)。
第三,IL-1β、IL-6和TNF-α是導(dǎo)致乳房炎發(fā)病及病程進(jìn)展的主要炎癥因子[20,21]。在治療的3~7 d,奶牛血液中IL-1β、IL-6和TNF-α含量分別降低至1 d值的64.8%~71.0%(圖2),顯示中藥散劑有效降低了炎癥因子IL-1β、IL-6和TNF-α的含量,即有效抑制了以上細(xì)胞因子介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),從而有效治療奶牛乳房炎。
第四,《局方》“神效托里散”和《外科正宗》“透膿散”,認(rèn)為黃芪可作為主藥治療“乳癰”或“癰疽諸毒內(nèi)膿已成,不穿破者”[3,4]。依據(jù)前人理論和實(shí)踐,黃芪能夠治療“癰疽諸毒內(nèi)膿”等癥狀,可能是治療藥物中含黃芪,可以降低細(xì)胞炎癥因子水平,起到消炎作用(圖2)。
另外,奶牛血液中白細(xì)胞總數(shù)先增加后降低至略低于初始值的現(xiàn)象,以及IL-1β、IL-6和TNF-α的含量在達(dá)到最低后逐步升高的情況(圖2),可能表明奶牛機(jī)體在經(jīng)過(guò)初期中藥散劑治療后,逐步適應(yīng)了其作用,而后逐步形成新的免疫穩(wěn)態(tài),這也顯示中藥散劑治療具有安全性。
綜上所述,試驗(yàn)表明中藥散劑可以通乳消癰,使其產(chǎn)奶恢復(fù)正常。同時(shí),中藥散劑可有效減少牛奶中體細(xì)胞數(shù)量;可增加奶牛白細(xì)胞中粒細(xì)胞在白細(xì)胞中的比例,提升奶牛抵抗病原菌感染的能力;可以降低IL-1β、IL-6和TNF-α含量,抑制奶牛炎癥反應(yīng)。因此,可推測(cè)中藥散劑可以通過(guò)調(diào)節(jié)奶牛免疫功能,通乳消癰,并達(dá)到治療奶牛乳房炎的目的。