奶牛乳房炎基因芯片诊断技术.doc

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1、奶牛乳房炎基因芯片诊断技术正庭（巨合生物科技公司）摘要：乳房炎(Mastitis)是乳腺发炎的一种反应，感染后会经由器具或环境的交叉污染导致大量感染，进而造成奶牛泌乳量减少和乳质量量低下等严重问题，造成很大的经济损失。乳房炎主要由微生物感染所造成，这些微生物包含细菌、霉菌、微浆菌、病毒等，但大部分的乳房炎皆起因于细菌性的感染，其中包括葡萄球菌、链球菌、棒状杆菌、大肠杆菌、芽胞梭菌和单胞菌等。目前检测乳房炎的方式常见的有加州乳房炎试验法(CMT)、体细胞数测定法与电导度法，经由这些检测或是乳房外观

2、都可以初步推断乳房炎的发生，但是如果要进一步判别感染的细菌种类还是得依赖传统的微生物培养方式，这种方式虽然准确但是耗时且过程繁复，生物芯片诊断乳房炎的技术是针对感染奶牛之细菌DNA进行核酸提取(DNAextraction)、生物讯号扩增（PCR），并利用专一性的探针进行杂合反应（Hybridization），在5个小时于同一个反应芯片孔，同时检测出八种引发牛乳房炎的细菌（无乳链球菌、牛链球菌、停乳链球菌、牛乳房链球菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、牛霉浆菌和牛棒状杆菌等），如此一来不仅大幅缩短检测时

3、间，提升检测效率与精准度，进而可以针对所感染的细菌种类进行环境控管、器械消毒、奶牛投药与隔离等防疫措施，以期能降低乳房炎的发生率，进而提升酪农产业之经济收益。关键词：基因芯片、Hybridization、PCR、牛乳房炎快速检测、DNAarray 一、前言牛乳房炎是常见的奶牛疾病，大部分的乳房炎是由微生物感染所引起，这些微生物广泛存在于周遭环境、奶牛体表、挤奶器械或是感染之乳腺或是乳汁中，经由榨乳用仪器、榨乳者之手指或昆虫等媒介，由乳头口侵入乳房，造成乳房炎，此疾病对于牛奶工业影响甚鉅，一般来说

4、感染牛乳房炎的奶牛，会造成泌乳量降低、牛奶质量低劣与奶牛提早淘汰等重大经济损失，有时为了要治愈乳房炎并恢复奶牛泌乳量，常常造成抗生素的滥用，衍生出抗药性与抗生素残留等严重问题，因此乳房炎的防疫课题是不容忽视的。牛乳房炎的感染虽然可以依照外观、体细胞数与导电度来初步判别，但是依照乳房发炎的病征又可细分成临床性乳房炎与隐性乳房炎两种，临床性乳房炎有明显的临床病征，可由观察乳房外观或是乳汁状态来判定。而隐性乳房炎无明显的病征，因此无法以外观来判别，通常需要经过卫生物培养来分离病原菌，或是经由生理生化反

5、应进一步鉴定出感染之病原。经由统计显示隐性乳房炎感染率为临床性乳房炎的15～40倍，且隐性乳房炎会转变为临床性乳房炎，但是常因为隐性乳房炎无明显之病征，因此常常被忽视最后造成严重的经济损失。传统的微生物培养虽然被奉为黄金标准检测方法，但是为了要鉴定并区分出微生物种类，不仅要耗费不少时间，后端处理的生理生化实验更是耗费成本，因此希望藉由基因芯片能有效快速、精准的检测并鉴定出感染的病原菌，以期能提供传染性病原菌感染之治疗与环境性病原菌控制之依据。 二、常见之感染乳房炎细菌常见感染乳房炎的细菌有链球菌

6、、葡萄球菌与大肠杆菌等微生物，其中常见于乳房炎中的细菌依其防疫需求又可细分成传染型与环境型：（一）传染型：意指感染病原菌能从其被感染的乳房传染到未感染的乳房，传染的状况可以是一头奶牛之四个乳分房之间，也可以是奶牛与另一头奶牛之间交互感染，常见的传染性细菌如无乳链球菌(StreptococcusAgalactiae)与金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)，这些病原菌会造成严重的临床症状。（二）环境型：造成乳房炎的主要环境性病原菌主要包括大肠杆菌与除了无乳链球菌以外的链球菌两类

7、，这些环境性病原菌常存在于奶牛周围的环境中，常常也是被视为环境指标的依据，这些环境型病原菌所引发的临床症状比起传染性病原菌要来的轻微。 三、常见之乳房炎检测方法：乳房炎之检测通常可由奶牛乳房之外观型态来做为初步的检查，再将收集的乳汁进一步进行微生物培养与生理生化鉴定。（一）外观检查：检查奶牛乳头的大小、形状、颜色、对称性和有无外伤，并触诊奶牛乳房和乳头有无热感、肿胀、硬结、委缩或疼痛及乳管系统有无畅通等。（二）加州乳房炎试验法(CMT)：通过间接测定牛乳中体细胞数(SCC)来诊断隐性乳房炎的方法

8、，原理是利用碱性药剂破坏牛乳中体细胞，使乳汁产生淀或是凝胶状，体细胞越多所产生的淀与凝胶也会越多，进而来判定是否感染乳房炎。（三）体细胞数测定法：牛乳体细胞(somaticcell)绝大部分是白血球与少部分的乳腺上皮细胞，因此当牛乳体细胞数上升时则可能是乳房细菌性感染所造成的不正常反应，藉以推测奶牛感染乳房炎的可能性。（四）电导度法：罹患乳房炎的乳汁中，因钠与氯离子含量增加，导致整体导电度上升，由此来检测乳区是否感染。（五）微生物检测：高体细胞数之牛群，为了解其高体细胞之原因，应采集个别乳区之乳