Calf Note #186 – 血清总蛋白与初乳替代品

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引言

给新生犊牛喂食初乳的重要性已得到几乎普遍的认可。世界各地的犊牛饲养者都明白,犊牛健康的关键在于在其生命早期及时喂食足量优质、洁净的初乳,从而使犊牛实现所谓的“被动免疫转移成功”(SPT)。  如果犊牛未能获得足够的初乳,或者喂食的初乳质量较差,或者喂食时间过晚,它们就无法获得足够的免疫力。这被称为“被动免疫转移失败”(FPT)。 

传统上,我们通过测量犊牛吸收初乳蛋白质完成后(约出生24小时)血清中的总蛋白(TP)含量,来判断犊牛是否实现了SPT。然而,随着技术的进步以及初乳替代品使用量的增加,血清TP检测变得更加困难和复杂。为了理解为何会出现这种情况,让我们先从几个定义和一些背景知识开始。

首先,几个定义

当新生犊牛(肠道闭合后)的血清免疫球蛋白G(IgG)浓度高于某个临界值时,即视为被动免疫转移成功。该临界值因物种而异——对于新生奶牛犊,公认的标准是每升血清中含有10克IgG(也可定义为1,000毫克IgG/分升)。  出生24小时后血清IgG浓度低于10克/升的犊牛即患有FPT。大量研究表明,患有FPT的犊牛更容易患病和死亡。它们的生长速度往往较慢,且生长效率可能低于具有SPT的犊牛。 

通过测定犊牛血清中的IgG浓度来判断被动免疫状况。根据定义,当血清IgG浓度<10 g/L时即为FPT。这要求在犊牛出生24小时后(尽可能接近24小时)采集血液,并从中分离出血清。  随后采用多种实验室技术之一测定IgG浓度,但最常见的是放射免疫扩散法(RID)。RID法被视为测定犊牛血清IgG的“金标准”,尽管其他方法(如ELISA、HPLC、TIA)可能比RID更快、更便宜和/或更准确。

现在,介绍一些背景知识

测量犊牛血清中IgG的方法通常既费时又昂贵。  例如,RID 方法需要大约 24 小时才能得出结果。其他方法则需要昂贵的设备和专业知识才能操作。因此,这些方法大多未在农场广泛用于犊牛的 FPT 常规检测。一些公司推出了基于这些技术的犊牛床边快速检测,但这些检测虽然简单快捷,但通常价格昂贵。

折光仪的运用

折光仪可用于估算血清中的总蛋白含量。有关折光仪工作原理的更多信息,请参阅《犊牛笔记》62期第183期。注意——折光仪测量的是血清总蛋白(TP),而非IgG。这一点至关重要。

折射仪实际上测量的是受测液体因密度差异而导致的光线折射现象。光线穿过血清时的折射通常源于蛋白质浓度的差异。  与未摄入初乳的小牛(3.5至4.0 g/dl)相比,摄入初乳的新生犊牛血清总蛋白浓度通常要高得多(每100毫升血清含6.0克总蛋白)。因此,折射率的差异可与总蛋白含量的差异相关联。这就是利用折光仪测量血清总蛋白的原理。

在牧场使用折光仪测定血清总蛋白既快速、简便又经济。测定血清IgG则较为困难。然而,当犊牛摄入母体初乳时,血清总蛋白与IgG之间存在合理的关联。尽管这种关联并非100%准确,但足够接近,足以作为牧场上的有效检测手段。  血清总蛋白(TP)低于5.2 g/dl的犊牛,其血清IgG通常低于10 g/L。(注:部分研究者认为5.5 g/dl是一个更合适的阈值。) 

由于我们使用折光仪测定总蛋白(TP),并据此估算血清IgG浓度,因此源材料(即母体初乳)中TP与IgG之间的关系,必然会影响血液中TP与IgG之间的关系。需要记住的是,犊牛出生后最初24小时内肠道对分子的吸收是非特异性的。  也就是说,肠道对IgG蛋白和非IgG蛋白的吸收程度相似;只有在分子被吸收之后,非IgG蛋白才会被代谢或排出(综述请参见《犊牛笔记》第168期)。因此,初乳或初乳制品中IgG与非IgG蛋白的比率可能会影响血液中总蛋白(TP)和IgG的比率。

让我们来看看母源初乳(MC)与市面上各种初乳产品中IgG:TP的比率(表1)。由此可以清楚地看到IgG:TP比率的差异,其范围在25%至71%之间。  请注意,血浆衍生产品的该比例与MC相似;然而,该产品中的蛋白质类型与MC不同——这也是差异的另一来源。

由于MC与各类初乳制品中的IgG:蛋白质比值存在差异,因此喂食不同产品的犊牛其血清总蛋白(TP)与血清IgG之间的关系不太可能相同  因此,我们应针对每种产品重新评估血清TP与血清IgG之间的关系   我的研究团队曾于2002年报告,当犊牛分别食用血浆基初乳替代品(Quigley et al., 2002) 和初乳基替代品(CDCR;Quigley et al. 2014)时,血清总蛋白与IgG之间的关系存在差异。在两种情况下,IgG与总蛋白的关系均与母牛初乳(MC)不同。 

图1引自Quigley等人(2002),展示了母源初乳(MC)与PDCR中IgG:TP比值的不同关系。喂食母源初乳的小牛血清IgG达到10 g/L时的TP值为5.33 g/dl,这与许多其他研究报告的结论相当一致,即该“临界点”在5.2至5.5 g/dl之间。

相反,在喂食PDCR的犊牛中,当总蛋白(TP)为4.85 g/dl时,血清IgG即达到10 g/L。  因此,若从其中一头犊牛抽取的血样测得IgG浓度为5.0 g/dl,基于“<5.2 g/dl即为FPT”的假设,您可能会断定该犊牛患有FPT。但这其实是错误的。本研究(2002年)及其他研究表明,仅凭血清总蛋白(TP)的单一临界值无法确定犊牛是否吸收了足够的IgG。

图2展示了另一项研究,该研究利用了喂食两种CDCR之一的新生犊牛。产品1在单次喂食中提供150克IgG;产品2提供130克。显然,这两种产品中IgG与TP之间的关系存在差异。对于产品1,当血清IgG为10 g/L时的“临界点”约为4.3 g/dl血清TP。  对于产品2, 内没有小牛达到SPT,因此无法计算该产品的临界点。

图2清楚地表明,生产工艺会影响血清总蛋白与IgG之间的关系(这两种产品来自不同制造商,采用不同的生产工艺)。因此,了解所使用产品的类型以及蛋白质和IgG的吸收情况至关重要。

总结

在喂食MC的犊牛中,血清总蛋白与血清IgG之间的关系具有实用价值。这使我们能够利用血清总蛋白作为估算IgG浓度的快速简便方法。然而,随着新技术的发展,包括基于不同IgG来源的初乳替代品问世,我们需要重新评估这两个变量之间关系的基本假设。  商业产品制造商应评估这一关系,而犊牛饲养者应意识到,血清总蛋白可能不再是衡量被动免疫的合适指标。

参考文献

Quigley, J. D., L. L. Deikun, T. M. Hill, H. G. Bateman, II, J. M. Aldrich 和 R. L. Schlotterbeck. 不同剂量初乳替代品喂养对犊牛血清IgG和总蛋白浓度变化的影响。《乳业科学杂志》97(E-Suppl. 1):915.

Quigley, III, J. D., C. J. Kost, and T. M. Wolfe. 2002. 喂食初乳补充剂或代用品犊牛中蛋白质和IgG的吸收。《乳业科学杂志》85:1243-1248.

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