學術園地
檢測牛乳中懷孕-相關醣蛋白(PAG)供早期懷孕診斷
蕭振文、李佳馨、趙俊炫、陳一明、賈玉祥、劉振發、曲鳳翔 編譯
乳牛配種或人工授精(AI)後,若能儘早確認懷孕,可減少空胎損失,改善繁殖效率及牧場收益。目前乳牛之懷孕診斷主要仍以直腸觸診或應用超音波儀器進行,如果乳牛AI後,能夠早期測定懷孕時胎兒-母體間的特定成分而診斷懷孕,亦為可行之懷孕指標。在國外,參與乳牛群改良計畫(DHI)所採之乳樣若能發揮更大用途,結合測乳員採樣與記錄測乳資訊外,若配合進行乳樣懷孕診斷,將具有不需長時間固定或捆綁牛隻、非侵入性干擾牛隻、無需額外寄送樣品與勞力費用、診斷結果快速可靠(樣品寄送後48小時內完成檢測)、同時檢測乳成分及懷孕等優點,檢測後DHI資料處理中心將結果報表回傳牧場,或依酪農需要以伊媚兒(email)傳送。將懷孕診斷納入測乳工作之一,透過空胎牛早期診斷,降低牛群產仔間隔,一舉數得。配合作業軟體,測乳時系統會自動記錄牛隻相關資料,也會自動提醒測乳員採樣供診斷懷孕之用。
在1982年,牛懷孕-相關醣蛋白(Pregnancy-associatedglycoprotein,簡稱PAG)首次被確認出來,在國外已成功開發針對PAG的商品化酵素免疫分析套組(ELISAkit)(例如IDEXX公司製造供血液或乳樣懷孕診斷套組,在AI後28天即可供懷孕診斷),供牛、羊等反芻動物早期懷孕診斷之用,目前已成為牧場繁殖管理重要策略之一。PAG是屬於未活化天冬氨酸蛋白家族的成員之一,由反芻動物胎盤內的細胞所製造。以牛為例,PAG家族至少有22種轉錄基因及變異體存在,PAG在母牛懷孕15至35天會增加。而好的懷孕診斷法,應具備準確性、敏感性與特異性高等特點,以便能安全正確的診斷懷孕牛隻,避免診斷懷孕造成意外流產。檢測PAG診斷懷孕,亦可配合傳統直腸觸診及超音波診斷二種方法確認互補,並評估早期懷孕的胚胎損失,改善繁殖效率與牛群健康。
應用ELISA套組檢測血液或乳樣中的PAG,乃使用可特異辨識樣品中PAG的單株抗體固定於套組的微滴盤孔內,經過反應作用後,再添加接合了訊號擴增系統的2級-抗體做為偵測試劑,以酵素作用受質做為呈色指示劑,使樣品的PAG顯現出來,反應結束後以分光光度計於450nm波長下測定微滴盤孔之吸光度,結果以SN值(sample-negativevalue)表示(SN值的計算,是將樣品吸光度扣除樣品參考波長吸光度(S)及陰性樣品的吸光度(N)後校正而得)。血清樣品檢測結果若SN≧0.3則判定為懷孕,低於0.3則判定為未孕。乳樣檢測結果若SN≧0.15則判定為懷孕,低於則判定為未孕。結果介於0.1與0.15間則需再檢測。Byrem等人(2015)在A與B二個牧場分別測試192頭及120頭乳牛的血清與乳樣配對樣品,這些母牛在產後60天,AI後40天至開始測試,分別採樣到懷孕227天及243天。除了採集血清及乳樣外,並輔以直腸觸診與超音波確診懷孕。結果發現母牛在懷孕期間乳中之PAG的變化如圖1所示,在AI後24天之乳樣即可測得PAG,且整個懷孕期間PAG均維持上升的趨勢。
圖1. 荷蘭牛在整個懷孕期間乳中PAG水準的變化 (資料來源:Byrem et al., 2015)
所有母牛在產仔後60天且在配種之前,乳中PAG水準均低於臨界值。顯示在產後PAG快速降低,特異性達100%。而A與B二牛群母牛之乳樣經套組測試,敏感性與特異性分別達到99.4%及100%、97.2%及100%,A與B牛群之乳樣與血樣分析結果相符程度分別達94.5%及100%。研究結果顯示,在整個懷孕期間早期檢測乳樣診斷乳牛懷孕之準確率高,且獲得之結果在敏感度與特異性方面均與血清樣品所獲結果相似,顯示其商品化應用之可行性。應用套組早期診斷乳牛的懷孕狀況,可以使牛乳生產及收益最大化,減少空胎日期,估計節省成本達5美元/天,且經由儘早淘汰牛群中繁殖性能不佳之母牛而改進繁殖效益。而相同乳樣可同時檢測例如Johne´sdisease等疾病,樣品送達實驗室後數小時即完成檢測,亦可改善牛群健康。因此,若能將DHI之乳樣發揮較大的功能,可以減少牧場相關的採樣與人力操作成本,不會額外造成牛隻的侵入傷害,是未來DHI可以發展的方向,藉以降低成本,增加牧場收益。
主要參考文獻: