牛乳腺炎会影响奶牛,导致产奶量下降,如果不及时治疗,可能会致命。美国农业部国家动物健康监测系统报告称,美国 99.7% 的奶牛场都出现了牛乳腺炎病例,这是奶牛场最常见的疾病。
致病细菌和其他微生物会导致这种疾病,但确切的传播机制——尤其是通过苍蝇,已知苍蝇可能在许多奶牛场疾病中发挥作用——尚未明确阐明。
mSphere发表的一项研究发现,厩蝇(又称厩蝇)是导致牛乳腺炎的致病菌的携带者。
威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员对两个相连奶牛场的吸血蝇的微生物群落进行了测序,然后将这些结果与同一农场的粪便样本进行了比较。他们在两个样本中都发现了与牛乳腺炎相关的细菌类群。
值得注意的是,研究人员发现,包括大肠杆菌、克雷伯氏菌和葡萄球菌在内的致病微生物在粪便样本中相当稀少且分散。然而,在苍蝇样本中,这些相同的物种显示出显著更高的丰度。这种不匹配强烈表明,致病细菌很容易在苍蝇肠道中定殖并存活。
“苍蝇是这些细菌的真正宿主,”微生物学家、资深作者 Kerri Coon 博士说,他的实验室专注于疾病媒介和昆虫-微生物相互作用。
“它们的肠道不仅允许临床相关的细菌群落定植,而且这些细菌能够生长和繁殖,成为苍蝇微生物群的主要成员。”她说,厩蝇实际上可能有助于维持环境中的这些病原体。
库恩指出,之前的研究已将厩蝇与牛乳腺炎联系起来,但大多数研究集中于机械传播,即观察那些能够粘附在厩蝇身体或腿上,并在厩蝇落在牛身体的溃疡或开口处时传播的病原体。
她说,这项新研究指出,昆虫叮咬是另一种传播途径。当厩蝇叮咬牛时,它会注入唾液蛋白,帮助它获取和消化血液。库恩说,这一过程为病原体从厩蝇的微生物群传播到牛体内提供了机会。
库恩实验室的研究生安德鲁·索默 (Andrew Sommer) 和朱莉娅·凯特纳 (Julia Kettner) 利用高通量 16s rRNA 测序,分析了总共 697 只苍蝇的内部样本,并将其与 106 个粪便样本的数据进行了比较,这些样本均来自威斯康星州南部的两个奶牛场。
粪便样本的细菌种类多样性明显高于苍蝇样本,但在匹配的苍蝇样本中发现的与乳腺炎相关的分类群的丰富度要高得多。
“我们知道粪便是病原体的储存器,但病原体非常不均匀,环境或机会性病原体通常数量较少,”库恩说。“因此,当奶牛感染机会性或环境性牛乳腺炎时,我们想知道它是如何传播到那里的。”
在之前的工作中,库恩研究了昆虫-微生物组相互作用在蚊子中的作用。她在威斯康星大学乳业创新中心的支持下开展了这项新研究,该中心将奶农和研究人员聚集在一起,支持该州的乳业。
库恩表示,除了将吸血蝇的微生物群作为病原体的储存器之外,这项新研究还可能有助于指导制定更好的策略来保护奶牛免受牛乳腺炎的侵害,甚至保护人类免受可能的人畜共患感染。
“我认为,利用这些昆虫微生物群作为资源”用于奶牛场的预防或保护策略是一件令人兴奋的事情,她说。“但首先我们必须了解这些昆虫和微生物的行为方式以及在田间可能对疾病传播做出贡献的基本过程。”