奥氏集团犊牛部刘通总监拟对其管辖牛场内的所有初生哺乳犊牛(包括肉用犊牛和奶用犊牛)采用鼻腔粘膜接种免疫来预防传染性牛鼻气管炎(InfectiousBovineRhinotracheitis;IBR),这极可能系国内首次采用这种崭新的方式对初生哺乳犊牛进行主动免疫。从颈部肌肉或皮下注射疫苗进行免疫接种到改换为在鼻腔粘膜免疫接种疫苗,两个不同免疫接种部位的距离大约1英尺(约30厘米)。所以,这种免疫接种位点的改变,西方牛类动物临床兽医也称为“1英尺移位”。然而,这简单的“1英尺移位”,却实实在在耗尽了西方众多杰出牛类动物临床兽医科学家20余载光阴!相信同道们在敬佩刘通总监紧追发达国家也搞“1英尺移位”的大胆举措之时,必定满腹狐疑,如:机理是什么?会否受母源性抗体干扰?能否奏效等等。故而,本文将对哺乳初生犊牛鼻腔粘膜免疫接种激活主动免疫功能这一发达国家新近开发成功的兽医实用新型免疫技术做一普及性简介。
初生哺乳犊牛抵御外界环境致病微生物侵害是否可以完全依赖被动免疫?我们需要重新温习和检讨对初生哺乳犊牛抵御外界环境致病微生物侵害的现行通用防控措施:
1.严格的初乳灌服流程;
2.苛刻地保持饲喂器具和憩息环境洁净的要求;
3.耐心等待母源性抗体消失后进行系统免疫接种(即肌肉或皮下注射相关疫苗,也称主动免疫、体液免疫、全身免疫、经典免疫或常规免疫等等,都是相同含义),一般在4月龄左右。
世界各国包括我国奶牛场的长期实践均证明以上防控措施是行之有效的,是极度重要的,亦是不可取代的。那么,始自上世纪80年代初就实施的上述防控措施难道就完美无缺而不存在任何漏洞吗?实则不然:
1.就初生哺乳犊牛被动免疫建立而言,及时足量灌服高质量和无污染初乳(含有母源性抗体)始终是奶牛场初生哺乳犊牛管理流程中的重中之重。即使如此,我们也难确保%初生哺乳犊牛被动免疫充分建立。肉用犊牛繁殖场(肉用母牛犊牛场)的情况就更差了,因为我们难以确定初生肉犊何时摄入母牛初乳?初乳质量(母源性抗体水平)究竟如何?以及摄入多少初乳?自然也就无法确定初生肉犊被动免疫是否充分建立。近来,各肉用犊牛繁殖场初生哺乳肉犊屡屡大批不断罹病死亡,无不与此有密切关系。
2.即使初乳灌服到位,也很难保证初乳中含有初生哺乳犊牛抵御外界环境某些致病微生物侵害的特异抗体,这与干奶期免疫接种流程内容(不接种相关疫苗,待分娩母牛就不会在其初乳生成过程中含有关联特异抗体;初乳中的母源性抗体并非万能抗体)和干奶牛憩息环境密切相关。就这方面整体而言,与发达国家相比,我们的确存在一定差距,应转变观念,急起直追。
3.最后,使各国临床兽医最头疼的是:我们并不能准确判断哺乳犊牛体内母源性抗体何时消失,自然也就无法确定:为避免母源性抗体干扰,何时进行主动接种免疫合适?一般而言,初生哺乳犊牛被动免疫充分建立后大约每过3周母源性抗体水平会减少50%,如此推算,初生哺乳犊牛大概会在3~4月龄时母源性抗体彻底消失。不过,实际上,由于摄入(灌服)的时间、初乳质量和初乳摄入量相异,往往导致某些初生哺乳犊牛在1月龄左右母源性抗体即已完全殆尽。这种情况虽然在奶牛场能好些,但在肉用犊牛繁殖场却普遍存在。
综上简言之,我们必须寻找其它补充手段来弥补既往初生哺乳犊牛抵御外界环境致病微生物侵害传统防控措施的不足,鼻腔粘膜免疫接种就是最有效的补充手段。那么,初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种又是怎么回事呢?
初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种是怎么回事?1.鼻腔粘膜免疫系统的基本概念是什么?
鼻腔粘膜免疫系统属机体粘膜免疫系统一部分,粘膜免疫系统是机体整个免疫网络的重要组成部分,又是具有独特结构和功能的独立免疫体系,它在抵抗感染方面起着极其重要的作用,粘膜表面与外界环境致病微生物直接接触,是机体抵抗感染的第一道防线,其主要由粘膜结合淋巴组织构成。所谓粘膜结合淋巴组织,即沿着呼吸道、消化道、泌尿生殖道粘膜上皮及某些外分泌腺(哈德氏腺、胰腺、乳腺、泪道、唾液腺分泌管等)分布并广泛存在于上皮下的淋巴组织,是粘膜接触并摄取抗原和最初免疫应答产生的部位。通过粘膜免疫后,粘膜局部的抗体比血清抗体出现的早并且效价高。大部分致病微生物所致的感染发生在呼吸道、消化道和生殖道粘膜表面,免疫接种肌肉注射或皮下注射疫苗虽然能够产生较强的系统免疫,但对粘膜感染保护作用有限。所以,为了有效预防粘膜感染,疫苗需经粘膜途径激活该区域局部免疫系统才可奏效快和效果好。这是能够对初生哺乳犊牛进行鼻腔粘膜免疫接种的基本机理。
2.母源性抗体会否干扰初生犊牛鼻腔粘膜免疫接种效果?
众所周知,数十年来,我们总认为:对哺乳幼龄犊牛进行经典免疫注射往往几乎无任何收效,这是因为此阶段哺乳幼龄犊牛血液循环中的母源性抗体会中和藉注射疫苗而引入的任何外源性抗原,此过程常被称为母源性抗体干扰。通常,注射弱毒疫苗可使被注射牛只激活其本身的主动免疫功能,但这种经典接种免疫方法仅在较高月龄(4月龄,业已无母源性抗体干扰)和成年牛只有效,在哺乳幼龄犊牛并无效果,这种观念一直持续至今。逾20年来,经西方学者戮力探索,终于确定:
(1)大约妊娠后日左右,牛胎犊免疫网络既已基本完成发育并具备免疫应答功能,此时由于母体子宫内为无菌环境,我们自然容易理解牛胎犊免疫系统无法被致敏而产生免疫功能。出生后尽管突兀受到外界环境致病微生物的攻击,此时欲指望初生哺乳犊牛迅速产生免疫应答既匮乏物质基础(指初生哺乳犊牛可动用的蛋白质和可经代谢生成的蛋白质),时间亦来不及(产生特异性抗体最快也需要14日)。故而,初生哺乳犊牛必须依赖母体初乳中的免疫球蛋白被转移吸收进入其血液循环系统充分建立被动免疫后才能安全存活下去。如果初生哺乳犊牛被动免疫充分建立,那么此时再进行任何经典免疫接种均难奏效,这正是归咎于前述的受母源性抗体干扰的结果。故而,欲使初生哺乳犊牛免疫接种产生预期应答反应,避免母源性抗体干扰是最关键的一环。
(2)进入初生哺乳犊牛血液循环的母源性抗体成分主要为免疫球蛋白IgG,只有少量的IgA。研究发见,初生哺乳犊牛血液循环中的母源性抗体免疫球蛋白IgG无法穿透鼻腔粘膜上皮屏障而进入鼻腔,只有少量IgA可以通过该屏障进入鼻腔,但很快不足3日内即被初生哺乳犊牛鼻腔粘膜分泌的粘液清除干净。换句通俗易懂的话来解释:此时初生哺乳犊牛上呼吸道业已失去母源性抗体保护,这不见得是好事;但如果适时进行鼻腔粘膜免疫接种,却可以避免母源性抗体的干扰。
以上两条就构成了初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种的科学理论基础。
对初生哺乳犊牛适时进行鼻腔粘膜免疫接种究竟有哪些好处?1.鼻腔后部粘膜下分布丰富的毛细血管和大量粘膜相关淋巴组织,具有非常活跃的免疫应答能力;
2.抗原诱导免疫反应阀值低、抗原用量少,不受消化酶影响和不引起免疫耐受;
3.免疫应答快,一般在免疫接种10~12日左右就可产生IgA。
4.不仅在鼻腔粘膜局部组织产生免疫应答,还可引起全身性的体液免疫应答(经共同粘膜免疫网络);
5.方便、安全、几无应激、模拟自然感染途径和不受母源性抗体干扰。
初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种效果究竟如何?以硕腾公司生产的预防传染性牛鼻气管炎、感冒病毒3和牛呼吸系统合胞体病毒三联弱毒苗为例(英文名称为Inforce-3):以牛呼吸系统合胞体病毒分别攻击试验组(鼻腔粘膜免疫接种三联苗组)和对照组(未鼻腔粘膜免疫接种三联苗组),试验组的初生哺乳犊牛全部存活,而对照组的初生哺乳犊牛则全部死亡。此外,在同一研究中还证实:试验组初生哺乳犊牛的肺损伤明显减少,同时牛呼吸系统合胞体病毒排出量亦显著减少。还有,试验组初生哺乳犊牛也大大减少了因传染性牛气管炎病毒和感冒病毒3所致的呼吸系统疾病,这两类病毒的排出量亦大大降低。
进行初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种还会有哪些疑问?1.什么样的牛群需要进行初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种?
(1)未对干奶牛做针对本群哺乳犊牛常见疾病的相关疫苗免疫接种;
(2)1~2月龄哺乳犊牛罹患呼吸系统疾病较多者;
(3)哺乳犊牛腹泻发病较多者。
2.进行初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种产生什么抗体?其主要作用是什么?能够持续多久?
(1)生成的抗体是IgA;
(2)IgA的主要作用是阻止致病微生物粘附在鼻腔粘膜上皮细胞表面;
(3)与系统接种免疫不同,经鼻腔粘膜免疫接种产生IgA的持续时间大约在63~天之间。因此,我们绝不可一针永逸!
3.如做加强免疫,可否使用不同疫苗?
与经典免疫接种原则完全相同,不可使用不同类型疫苗或经不同免疫接种途径进行加强免疫(激活免疫记忆系统功能)!如首次使用鼻腔粘膜免疫接种,那么加强免疫时也必须使用同类疫苗做鼻腔粘膜免疫接种。
4.目前美国保护初生哺乳犊牛免遭外界环境致病微生物侵害的标准免疫接种流程(也称新黄金标准免疫接种流程)是什么?
(1)初生哺乳犊牛在落地后3日内立即进行鼻腔粘膜免疫接种;
(2)在42日龄前后,用相同疫苗再次进行鼻腔粘膜免疫接种(加强免疫);
(3)4月龄前后进行常规系统免疫接种(肌肉或皮下注射相关疫苗)。
如此,被动免疫充分建立+2次适时鼻腔粘膜免疫接种+4月龄前后常规系统免疫接种,以及其它相应到位措施,我们就能基本有效捍卫脆弱哺乳犊牛这一重要发育成长阶段的健康!
进行初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种的具体操作细节有哪些(参见图1)?因为鼻腔上皮纤毛的摆动和上皮粘液均可影响抗原的滞留和吸收,致使抗原进入鼻腔后只能在粘膜表面短暂停留,因此需要专用的粘膜免疫佐剂增加抗原与粘膜上皮细胞接触时间并避免受溶解酶的影响。此外,假复层纤毛柱状上皮细胞间的紧密连接产生物理屏障也会阻止疫苗抗原有效呈递。理解以上,我们在具体操作时务必确保注入初生哺乳犊牛鼻孔内的疫苗液体需有足够时间与鼻腔粘膜充分接触。
一般在初生哺乳犊牛落地当时就可以进行鼻腔粘膜免疫接种,但必须将鼻孔内的鼻液清除干净;落地2~5日后进行也可以。初生哺乳犊牛鼻腔接种疫苗通常为冻干粉状,需要保存在2~7摄氏度,不可低温冷冻保存,较高温度和阳光直射均可降低其免疫效能。该类疫苗需用制造厂商提供的稀释液稀释并充分混匀后在1小时内必须使用完毕。故而,实践中常常在对初生哺乳犊牛鼻腔免疫接种前1小时内进行稀释和充分混匀。为使免疫接种产生预期预防效果,稀释混匀的疫苗溶液必须与初生哺乳犊牛鼻腔粘膜有效接触。具体操作时应设法固定初生哺乳犊牛头部并保持鼻部微微朝上斜仰状态,用无针头可调剂量注射器吸足疫苗溶液,在其端头套上约5厘米长的专制鼻腔粘膜免疫接种套管(每免疫接种1头后,需要更换新套管,藉以避免交叉感染),然后向每个鼻孔深部各缓缓滴入1毫升疫苗液体,停留数秒后再缓缓退出,此时仍需保持头部微微朝上斜仰状态,藉以让疫苗液体有足够时间与鼻腔粘膜充分接触和吸收。如果疫苗液体很快被喷出,那表明接种免疫失败,需要改进操作流程,再重复接种免疫1次。此外,也要避免疫苗液体被吸入肺脏内。如发生过敏反应按常规注射肾上腺素进行救治处理即可。六月龄后需要重复1次鼻腔粘膜免疫接种,以后每年重复鼻腔粘膜免疫接种1次即可。未使用完的疫苗溶液和已使用废弃的套管必须彻底销毁,所使用的器具亦应严格彻底消毒。
图1如何对初生哺乳犊牛进行鼻腔粘膜免疫接种?
美国业已开发出哪些供初生哺乳犊牛鼻腔免疫接种应用的疫苗?美国近来业已开发出多种供初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种疫苗,如表1和图2,旨在有效预防初生哺乳犊牛呼吸系统疾病和腹泻。
表1.美国初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种疫苗一览表
图2美国初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种疫苗产品图例:左上为INFORCE3;上中为NASALGENIP;右上为TSV-2;左下为ONCEPMHIN;右下为BOVILISCORONAVIRUS。
展望就有效预防哺乳犊牛早期呼吸系统疾病和腹泻而言,采用鼻腔粘膜免疫接种无疑是另一有效手段,其与通行多年的经典免疫接种模式(对干奶牛和4月龄犊牛进行系统免疫接种)并行不悖,共同组建保护哺乳犊牛抵御外界环境致病微生物侵害的双层防线。单纯就牛类鼻腔粘膜免疫接种疫苗而言,短期内还需要踏实普及这方面的基本常识,同时进口国外相关初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种疫苗做现场实验,观察核定是否的确有效果。在初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种疫苗未国产化前,可能在相当长一段时间内仍需自国外进口使用。那么,什么时候可以国产化呢!传染病和疫苗生产并非我专长,我说得不一定靠谱。若需要国产化,我们会面对如下两个暂时性困难:
1.筛选抗原性极强的种毒(当然也可自国外购买);
2.生产疫苗的具体工艺,这可自主研发,当然也可自国外购买相关专利。
然而,由于国内海大集团的“海联苗(猪瘟伪狂犬鼻腔粘膜免疫接种双联弱毒苗)”已在年成功上市销售推广使用,那么初生哺乳犊牛鼻腔粘膜免疫接种疫苗国产化也将指日可待,甚至质量和效果更优于西方发达国家。
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