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酪農如何擊退雙「炎」,保障生乳品質

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2016/07/29 ・3118字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

本文由味全公司委託,泛科學企劃執行

「沒擠過牛奶,也喝過牛奶吧!」

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圖/pixabay, CC0

雖然我們不像在北海道牧場長大,畫過《百姓貴族》跟《銀之匙》的漫畫家荒川弘一樣,可以把「沒水喝,不會喝牛奶啊?」這句話豪邁地掛在嘴上,但台灣人大多數人喝過牛奶、吃過奶製品。不過,你知道牛奶的好壞怎麼判斷嗎?為了產出高品質的生乳,酪農又該如何對抗牛牛的兩大敵人——雙「炎(炎熱、乳腺炎)」呢?

牛奶的好與壞

剛從牛身上擠出的牛奶稱為「生乳」,而生乳品質的好壞,一般以下面兩種數值來判斷:

體細胞數(somatic cell count)

出現在生乳中的體細胞主要是乳腺上皮細胞和白血球細胞。乳腺組織正常新陳代謝會使上皮細胞更新和脫落,儘管出現在生乳中,數量也非常少。而白血球則是免疫細胞,它們會跑到乳腺中,代表乳腺中有細菌感染,趕到現場去處理掉這群外來的敵人。

當生乳檢測出來體細胞數過高,就代表牛的乳腺細胞中可能因細菌感染而正在發炎(也就是乳腺炎,mastitis)。而乳腺發炎不僅僅會讓生乳中的體細胞上升,也會影響乳成分,造成乳清蛋白增加、酪蛋白減少,因而改變了風味[1, 2]。

生菌數(total bacterial count)

健康牛隻產出的生乳幾乎沒有什麼細菌,但如果牛感染了上面所講的乳腺炎、或是榨乳與保存條件不佳,生乳生菌數就會快速飆高。有些人認為反正之後生乳還是會經過高溫殺菌,才會上市,這些細菌到時候都會死掉,所以生菌數高應該沒有太大的問題吧?

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金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是造成牛隻發生乳腺炎的常見菌種。圖/By Eric Erbe, Christopher Pooley, US NSF’s newsletter, Public Domain, wikimedia commons.

但要小心的是,有一些細菌會釋放出毒素,而這些毒素若沒辦法被熱所分解(雖然只是很少很少發生的狀況)就有可能會危害我們的健康。例如:金黃色葡萄球菌所產生的毒素,就有可能造成急性腸胃炎[3];而且生菌數過高亦可能會造成生乳中的蛋白質等營養素被分解,造成不良的風味產生。

對台灣酪農來說,要照顧好乳牛,顧好生乳品質,避免上面這兩個數值飆高,最要緊就是處理雙「炎」:「炎熱」跟「乳腺炎」。

第一炎:炎熱

一般台灣牧場所養的牛為荷蘭牛,又稱為荷斯登牛(Holstein),身上的黑白花紋大概是最容易辨識的特徵,牠們屬於產乳量高的牛種,也是目前全球最為廣泛飼養的乳牛(高達 93%!)[4]。

荷斯登牛。圖/66164549@N00 and Animal Photos

只是這種源自於德國跟荷蘭的牛種很怕熱,在我們人類覺得舒適的 21~26℃ 左右,有些牛隻可能已經會覺得「有點熱」,而高於這個溫度,對牠們就是炎熱,那麼遇到台灣超過 35℃ 的夏天,可真是酷刑了[5]。因為牛的排汗量只有人的 10%,在這種熱到不行的時候,很難像人一樣透過流汗來散熱,容易出現「熱緊迫」(heat stress)的現象,除了體溫上升,包括心血管、消化、呼吸都可能有異常,產乳量也會大打折扣。對於荷斯登牛來說,牠們還是最愛在 15℃ 這種不熱、微涼的天氣產乳啊[6, 7]!

想想我們自己在炎熱的夏天,最想做的事情就是待在冷氣室裡不要出門(但同時也請想想北極熊啊),比我們更怕熱的牛更是如此。因此牛舍的設計要特別注意通風,從建物的設計或是加裝風扇來增加對流,氣溫高的時候也可以加強灑水,避免讓牛被熱昏[5, 7]。除此之外,牛在夏季需要大量補充水分,牠們每天可以喝掉 15~20 加侖(大約 57~75 公升)的水[8]。因此飲水充足、乾淨,也是維持牛隻健康的重點。

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圖/pixabay, CC0

儘管如此,在中高緯度的國家,也不是就毫無問題,他們反而得擔心冬天溫度過低時,要怎麼幫乳牛保暖,卻又能保持牛舍通風。為了要保持牛的身體健康,照顧牛的專業人員都得隨時因應狀況調整照顧牛隻的方式,讓牛可以維持健康,才能產出高品質的生乳。

第二炎:乳腺炎

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圖/pixabay, CC0

當環境中的病原體,如細菌,偷偷從牛的乳頭溝(Teat canal)跑進乳腺組織,並開始在乳腺組織中大量繁殖,就會造成乳腺炎。這時牛的乳房又紅、又腫、又熱、又痛,體內的免疫系統正在跟入侵的細菌打仗。這樣的牛產出的生乳可能因為體細胞數或是生菌數過高而無法通過檢驗使用,而這些體細胞就是正在攻擊細菌的白血球[9, 10]。

牛的乳腺炎是牧場非常非常重要的課題,一隻牛感染,就可能是大問題,因為通常並不會只有一隻感染,而其他感染的牛隻雖然一時並不一定會出現感染的癥狀,但可能已經有 15~40 隻牛也即將成為病號了。對於已經感染的牛隻,需要儘速與其他牛隻隔離,以免造成更大規模的感染[9]。

面對乳腺炎最好的方法不是治療,而是避免感染。但避免牛隻接觸到這些細菌,不是容易的事情。最關鍵的是做好牧場的衛生條件控制,不讓牛生活的環境成為細菌孳生的溫床。一般來說,牛的乳頭每天會與墊料/牛床接觸約 14 個小時,當墊料/牛床長時間未更換或翻動,細菌數量會增加許多[11],也增加牛隻經由墊料/牛床感染細菌的可能。

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牛的乳頭每天會與墊料/牛床接觸約 14 個小時!圖/pixabay, CC0

除此之外,擠奶過程嚴謹度也是感染與否的可能原因,不管是操作人員未戴手套、擠乳器材不乾淨,都可能將細菌帶到牛乳頭上造成感染。為了避免這樣的情形發生,擠乳前都需要好好檢查、消毒乳頭,透過符合標準的擠乳機操作擠乳。而為了避免在擠乳後這段最容易感染的時間點讓牛乳頭接觸細菌,擠乳完畢後也該再次消毒。

為了讓牛隻獲得更好的照護,部分牧場與酪農戶場內更設有常駐獸醫師制度,24 小時照護牛牛的健康;並配合科技化的管理方式,讓牛隻配戴像是小米手環的「運動頸環」,記錄每天的活動量、產乳量及追蹤體內發炎反應,讓獸醫師更能掌握每一隻牛牛的健康狀況。

結論

台灣在幾十年來酪農的努力下,已打造出讓牛隻能夠產出高品質生乳的牧場,讓雙「炎」不再是問題。許多人對「乳牛」有錯誤的想像,覺得「乳牛」就像是擠奶機器一樣,一年 365 天隨時待擠。其實想想——人類的媽媽若沒有生產,就沒有母乳可以餵,即使在餵母乳階段,媽媽們都得小心留意飲食習慣,才能確保母乳的量和品質。同樣的,乳牛要產出好的生乳,乳牛的身體狀況就非常非常的重要。而這得依靠牧場提供良好的飼育環境,才有辦法讓乳牛安心、健健康康的產奶。

簡單來說,牛牛要健康,才有好生乳!

牛牛要健康才有好生乳600x600

 

參考資料

 

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「血液病理診斷」導入 AI 應用,輔助醫師快速精準判讀、減輕負荷量

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/01/17 ・2491字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 台灣諾華 協助刊登,審定編號 TW2201057472。

  • 作者/許君咏

我們想讓你知道:

被喻為困難診斷疾病的骨髓增生性腫瘤,難在哪裡?由於「病理切片判讀」很難找出「兇手」,因此,林口長庚醫院與台灣諾華及雲象科技合作,將 AI 運用於血液病理診斷,有望幫助醫生進行快狠準的判讀,可以減少經驗多寡限制,以及減輕醫生的判讀的負荷量,更重要的是,為病患做出正確的診斷,幫助及早進行治療。

在血液癌症的診斷中,病理切片是必要條件之一,例如骨髓增生性腫瘤(myeloproliferative neoplasm,簡稱 MPN),因為種類繁多,臨床症狀、病理變化及突變特徵重疊性高,過去需仰賴經驗豐富的臨床血液科及血液病理科醫師人工鑑定,然而對抗血液腫瘤就如同與時間賽跑,若無法立即提供判讀結果,延誤了治療時機,將影響病患存活率。

「骨髓增生性腫瘤」到底是什麼?

骨髓增生性腫瘤(MPN),以前稱為骨髓增生性疾病,是一組以一個或多個血細胞(白細胞,紅細胞,血小板和/或纖維細胞)過量產生為特徵的疾病。

首先,骨髓是人類的造血器官,它的重要功能就是產生造血幹細胞,之後這些造血幹細胞透過分化再生成不同的血細胞,例如紅血球、血小板、顆粒球、單核球等。而骨髓增生性腫瘤是一組罕見的血液癌症,會導致骨髓中產生過多的紅血球、白血球、血小板,根據 2016 世界衛生組織的分類,這組疾病中較常見有四類,各有不同的預後及治療方式,包括原發性血小板增多症(ET)、真性紅血球增多症(PV)、原發性骨髓纖維化(PMF),原發性骨髓纖維化又有兩種亞型:早期骨髓纖維化(pre PMF)及顯著骨髓纖維化(overt PMF)。

骨髓增生性腫瘤種類

至於確切的罹病原因目前並不清楚,科學家尚在研究中。林口長庚醫院血液科郭明宗醫師說:「骨髓增生性腫瘤臨床上常見有 3 種基因突變,分別是 JAK2V617,CALR,MPL。不論是後天的基因變異,或是環境因素等皆為可能致病因子,目前在臨床上面臨的最大挑戰不僅是治療,其實從診斷程序挑戰就已經開始。」

難如登天的「病理切片判讀」,究竟要如何找出「兇手」呢?

被喻為困難診斷疾病的骨髓性增生腫瘤,難在哪裡?

郭明宗醫師進一步說明,因骨髓性增生腫瘤屬於血液增生性疾病,和其他實體腫瘤不同的是,病患沒有明顯可觸及的腫塊,通常是因為出血、中風、脾腫大等併發症而求診,無法直接看出病因是什麼。這時醫生就像偵探一樣,必須從其他類似的症狀、血液檢查數值等尋找線索,列出可能的疾病名單,而最關鍵的證據除了基因變異之外就是「病理切片判讀」。因此, 2016 年世界衛生組織也將「骨髓切片」列為骨髓增生性腫瘤診斷的必要條件之一。

但最難的部分就在於「病理切片判讀」,林口長庚紀念醫院解剖病理部莊文郁副主任說:「骨髓切片主要是由血液病理次專科醫師進行判讀,而骨髓增生性腫瘤判讀的複雜度遠超乎一般人所能想像,病理醫師必須仔細評估各種造血細胞在顯微鏡下的數量及形態,特別是巨核細胞的形態特徵、數量及空間分布,才能得到精準的診斷。」

莊文郁主任實施病理切片判讀

也就是說,傳統的病理切片裡的血球型態與其他疾病極為相似,需由經驗豐富的醫生判讀,並進行診斷,然而人工判讀的缺點在於,難以取得客觀量化的數據,並且可能會有人為誤差。如前段提及骨髓增生性腫瘤有不同種類,預後和病程進展有極大差異,需要不同的治療策略。郭明宗醫師分享:「早期世界衛生組織尚未明確分類時為例,曾有 20% 的患者原先被診斷為原發性血小板增多症(ET),後續分類後重新診斷為早期骨髓纖維化(pre PMF)。」說明病理切片判讀在診斷上有一定的困難及複雜性。

病理切片耗人又講求經驗怎麼辦?AI 來幫忙!

莊文郁副主任說:「林口長庚每月有近萬個案例、高達上萬筆的病理玻片需要判讀,病理團隊每日皆須面臨龐大且急迫的病例,為了能及早且精準幫助病患確診,已全面將病理玻片數位化,為全台少數完成跨院區病理科數位化的醫療院所,可大大提升判讀方便性。」

這次合作跨界三方,結合不同優勢,林口長庚龐大的病理資料庫,雲象科技的 AI 技術,加上台灣諾華長期投入血液腫瘤研發治療的經驗,共同提升台灣血液腫瘤篩檢量能,幫助病患在進入急性期或惡化前獲得及時診斷及擬定適合的治療策略,延續病患生命並提升生活品質。

血液疾病的診斷與治療相當困難,然而因病患數不如其他器官癌症,故新技術如 AI 較不會第一時間應用在血液疾病上;不過,對血液疾病來說,以形態學為基礎的病理診斷扮演關鍵角色,而型形態辨識正是 AI 在醫療上能有最大發揮空間的面向。

這個概念就像是平常大家將合照上傳社群軟體,平台會透過自動人臉辨識系統,標記照片裡的朋友人名。運用 AI 進行深度學習,辨識骨髓玻片裡的細胞型態、特徵和空間分佈的情形,能夠提供量化且客觀的數據。

莊文郁副主任打趣地說,隨著時代與醫療的進步,AI 技術不僅可以認臉,也可以辨別極度困難與複雜的細胞了!

雲象科技骨髓切片判讀

而台灣諾華在癌症治療領域耕耘已久,諾華腫瘤(台灣)總經理陳喬松說:「身為全球製藥領導者,從第一代標靶治療到目前最新的細基因療法,建立了許多治療創新里程碑。」目前除了利用資料科學發展新興藥品外,諾華爲重新改善患者生活品質,並延長其存活期,亦發展大數據分析及 AI 技術,希冀幫助更多血液腫瘤病患及早診斷、治療,讓血液腫瘤的早期診斷向前邁出一大步。在 AI 的加持下,未來血液病理的發展,或許能夠和近年備受重視的分子和基因診斷攜手合作,更進一步加強疾病診斷與治療品質。

 

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