非甾體類抗炎藥在奶牛產后疾病中的應用

屈陽，崔璐瑩，王亨，李俊，錢晨，李建基*

(1. 揚州大學獸醫學院，江蘇 揚州 225009；2. 江蘇省動物重要疫病與人獸共患病防控協同創新中心，江蘇 揚州 225009)

非甾體抗炎藥(non-steroidal anti-inflammatory drugs, NSAID)是一類不含有甾體結構的藥物，自阿司匹林于1898年首次被合成后，此類藥物被廣泛應用于治療各類炎性疾病，具有良好的解熱、鎮痛和抗炎效果。在奶牛疾病治療中，NSAID用于減輕奶牛難產引起的疼痛和緩解奶牛乳腺炎與子宮炎等炎性疾病的病理變化。為了更好地指導臨床用藥、促進奶牛產后機能恢復，本文對NSAID治療奶牛產后疾病的研究進展與應用進行如下介紹。

1 非甾體類抗炎藥的作用機制

早在1971年，John Vane通過試驗證實阿司匹林是通過抑制環氧化酶(Cyclooxygenase, COX)、阻止花生四烯酸向前列腺素(Prostaglandin, PG)轉化，進而發揮鎮痛抗炎作用。花生四烯酸可經過2種酶代謝，一種為COX，另一種為脂氧化酶(Lipoxygenase, LOX)。其中LOX催化的代謝產物白三烯也是一類致炎物質，某些NSAID如替美加定可對LOX產生較強的抑制作用，呈現抑炎效果。

COX有2種同工酶，即環氧化酶-1(COX-1)和環氧化酶-2(COX-2)。正常情況下細胞內COX-2水平很低，當機體受到多種炎性因子，如腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細胞介素(IL)-6、IL-8和血管內皮生長因子等刺激時，COX-2的表達上調、活性氧生成增加，繼而激活NF-κB和MAPK信號通路，引起組織炎性反應。NSAID能夠抑制COX-2表達，進而抑制NF-κB和MAPK信號通路以發揮抗炎作用[1]。

此外，NSAID是一種過氧化物酶體增殖物活化受體激動劑，可通過抑制WNT/β-catenin信號通路緩解炎性反應。有研究表明，阿司匹林和吲哚美辛可下調β-catenin/TCF-responsive基因的轉錄，影響β-catenin磷酸化和GSK-3β活化[2-3]；阿司匹林還可下調表皮生長因子受體，刺激Akt通路，從而抑制WNT/β-catenin通路活化[4]。

2 治療奶牛疾病的常見非甾體類抗炎藥

奶牛在圍產期生理機能出現劇烈變化。分娩和泌乳應激、能量代謝負平衡、免疫機能下降和氧化損傷等使奶牛易發生感染性疾病。據統計，全世界有約1/3的奶牛患有乳腺炎，且子宮炎和子宮內膜炎的發病率也高達35%[5]，這導致奶牛的生產性能下降，給奶牛產業造成了巨大的經濟損失。患病動物常表現為采食量減少、躺臥時間延長、行為改變等。常用療法主要有抗生素療法、中獸醫療法和物理療法等。有研究表明NSAID在奶牛分娩時鎮痛、卵巢功能恢復、子宮炎和乳腺炎的防治等多個方面有一定的效果。目前國內外批準用于治療奶牛疾病的NSAID主要有氟尼新葡甲胺、美洛昔康、酮洛芬、卡洛芬、水楊酸鈉和雙氯芬酸鈉等(表1)。

2.1 氟尼新葡甲胺

氟尼新葡甲胺最早是由 Doran和Henry等于1996年研制的，由美國先靈葆雅公司將其做成注射液用于動物疾病的治療，于2004年被美國 FDA 批準唯一可用于家畜的NSAID，其中包括泌乳奶牛。在一項對309名加拿大獸醫的調查中，93%的獸醫將氟尼新葡甲胺用于臨床上急性感染性乳腺炎的輔助治療，均獲得良好效果[6]。Shwartz等[8]證明了氟尼新葡甲胺可減輕正常分娩引起的子宮組織損傷，緩解炎癥反應。2019年新研制出的氟尼新葡甲胺透皮劑，是第一個注冊的可用于治療奶牛疾病的NSAID外用藥，并已在歐盟和加拿大被批準用于牛病治療，但目前尚未批準用于泌乳奶牛[17]。與氟尼新葡甲胺注射溶液相比，泌乳中期使用透皮劑的奶牛其藥物休藥期延長[18]。但氟尼新葡甲胺透皮劑可降低炎性滲出液中前列腺素E2的濃度，有效改善牛急性乳腺炎的臨床癥狀，藥效持續48 h[7]。

2.2 美洛昔康

美洛昔康最早由德國勃林格殷格翰公司研制，具有抗炎鎮痛作用，在加拿大和許多歐洲國家已被批準用于牛病治療。該藥已被證實在大多數動物中優先抑制COX-2，但這種親和性尚未在奶牛上得到驗證。2015年Stock等[10]通過臨床試驗比較發現，美洛昔康比其他NSAID能提供更久的抗炎效果，在對難產奶牛進行鎮痛治療時，美洛昔康不易引起胎衣滯留。此外，Kleinhenz等[19]發現，奶牛產后26 h口服美洛昔康(1 mg/kg)可有效緩解產后疼痛，藥物利用率提高至100%；泌乳期口服美洛昔康可緩解乳腺炎患牛的局部炎癥反應，增加產奶量，降低隱性乳腺炎的發病率[11]。2019年Caldeira等[12]通過體外試驗首次證實美洛昔康是通過抑制奶牛乳腺上皮細胞的COX-2、TNF、IL-8、前列腺素合成酶、血清淀粉樣蛋白A和一氧化氮合酶等免疫相關因子的表達從而影響炎癥過程。

2.3 酮洛芬和卡洛芬

酮洛芬是由法國羅納普朗克公司化學家Farge、Messer和Moutounier于1967年研制開發的NSAID。卡洛芬最早在1996年由輝瑞公司開發、用于動物疾病治療的抗炎藥。在歐盟，酮洛芬和卡洛芬都被批準用于泌乳奶牛。2009年Richards等[14]將酮洛芬用于奶牛難產鎮痛的臨床治療，并且認為產后立即使用酮洛芬可有效降低胎衣滯留幾率。在以色列的一項研究中，連續肌內注射酮洛芬5 d，感染乳腺炎的奶牛可以恢復到感染前每日產奶量的75%[15]。Kovacevic等[20]發現酮洛芬在分娩后第一天應用可有效增加奶牛的產奶量，其機制與酮洛芬降低早期泌乳期間脂質的動員和酮體生成有關。在臨床乳腺炎的治療中，抗生素聯合酮洛芬可達到良好的治療效果。酮洛芬可通過促進不飽和脂肪酸的生成、抑制Toll樣受體和NF-κB通路，進而抑制下游炎性因子的產生。也有研究報道，酮洛芬對TNF-α、IL-8和COX-2的mRNA表達具有抑制作用[21]。

2.4 水楊酸鈉和雙氯芬酸鈉

雙氯芬酸鈉已被歐洲藥物管理局批準用于牛病的治療。在中國，雙氯芬酸鈉于2016年被農業部授權為獸用NSAID。在臨床上雙氯芬酸鈉注射液已被批準用于奶牛乳腺炎的輔助治療。雙氯氛酸鈉口服制劑對胃腸道的副作用大，嚴重時可導致胃腸出血甚至穿孔，生物利用度只有50%，血漿半衰期較短，這些不良反應促使開發出雙氯氛酸鈉的其他制劑。

水楊酸鈉也是一種被批準用于治療奶牛疾病的NSAID，Carpenter等[22]研究發現，泌乳期奶牛連續使用水楊酸鈉3 d，產奶量增加7%～ 9%。從哺乳期第10周開始，直接給奶牛口服水楊酸鈉，可以增加采食量。但是長期或高劑量應用水楊酸類藥物可引起胃腸道反應、水楊酸反應、過敏反應、凝血障礙和耳毒性等諸多副作用，并且藥物易在體內殘留，這些使得水楊酸鈉逐漸被同類NSAID所取代。

3 非甾體類抗炎藥在奶牛產后疾病的應用

3.1 緩解難產奶牛的疼痛

隨著近年來動物福利的逐漸普及，疼痛管理越來越受到關注，緩解疼痛成為動物福利研究與應用的重要領域，因此在奶牛生產過程中的疼痛管理應受到重視。NSAID具有減輕疼痛和抗炎的作用，臨床上用于緩解難產奶牛的疼痛反應。有報道表明，在英國和新西蘭，分別有66%和72%的獸醫將NSAID用于奶牛難產鎮痛，68%和83%的獸醫將其用于奶牛剖腹產術[23]。Richards等[14]將酮洛芬投入奶牛難產鎮痛的臨床治療，發現產后立即使用酮洛芬可降低胎衣不下的發生率，但對子宮內膜炎的發生率和奶牛繁殖能力沒有影響。Newby等[24]應用美洛昔康治療奶牛難產，發現這些奶牛的采食量有所增加，對奶牛產后恢復有積極影響，但是對其產乳量和代謝指標等方面無影響。Barrier等[9]報道美洛昔康用于奶牛剖腹產的疼痛管理，有利于奶牛產后恢復。

3.2 奶牛乳腺炎的治療

NSAID治療奶牛乳腺炎的臨床效果報道略有不同。有體內試驗研究利用脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)處理來模擬臨床上乳腺炎的癥狀，將幾種NSAID的治療效果進行了對比。與未治療的對照組相比，氟尼新葡甲胺可有效緩解炎癥反應，治療后的奶牛直腸溫度降低，瘤胃運動和反芻增強，采食時間增加，心率降低，臨床癥狀得到明顯改善[25]。酮洛芬治療組奶牛的瘤胃收縮增強，采食量增加，呼吸速率減慢，直腸溫度降低，乳房水腫程度得到緩解[26]。LPS刺激后用美洛昔康，可顯著降低疼痛敏感性，增加采食量，緩解乳房水腫[27]。當利用大腸桿菌感染模擬臨床型乳腺炎的發生時，氟尼新葡甲胺治療組奶牛干物質的攝入量增加，同時產奶量增加[28]。與未治療的對照組相比，卡洛芬治療可降低直腸溫度，減慢心率，使得奶牛能夠更快的恢復到感染前水平[29]。

對臨床上自然發病的奶牛進行調查發現，在應用抗生素的基礎上，氟尼新葡甲胺可降低輕度乳腺炎患牛的疼痛敏感性。然而，對患有中度乳腺炎的奶牛，氟尼新葡甲胺治療效果不顯著，因此奶牛患有更嚴重的乳腺炎時需要進一步加大氟尼新葡甲胺的劑量。同樣，在臨床自然發生的輕度乳腺炎病例中，與單純抗生素治療相比，美洛昔康聯合抗生素治療可降低奶牛淘汰風險，降低鱗狀上皮細胞癌的發生率，提高細菌病治愈率，同時提高生育能力[30]。

3.3 奶牛子宮炎及子宮內膜炎的治療

奶牛子宮內膜炎的常規治療方法是加強環境消毒、子宮腔沖洗和子宮腔灌注大量抗生素。隨著動物福利的普及和抗生素耐藥性的加劇，使用NSAID配合抗生素在治療子宮炎和子宮內膜炎的過程中發揮著越來越重要的作用。不同NSAID的作用效果和藥效持續時間不同。研究表明，氟尼新葡甲胺可以減輕正常分娩引起的子宮組織損傷和隨后的炎癥，并且經過治療的分娩后奶牛體況與體重等均有良好的改善。建議分娩后24 h后進行給藥，能夠減少胎衣滯留，達到良好治療效果[31]。美洛昔康配合抗生素治療奶牛子宮炎，治療后的疼痛緩解、采食量增加等行為變化只出現于給藥的24 h內，建議分娩前或者分娩后立刻注射，以期達到很好的治療和預防效果[13]。酮洛芬與鹽酸頭孢替福配合治療產褥期子宮炎，可有效緩解炎癥反應，對產奶量和繁殖能力無影響[32]。

4 非甾體類抗炎藥的不良反應

NSAID應用廣泛，并存在一些不良反應。已知NSAID在抑制致炎PG合成的同時也抑制了保護胃腸和腎臟的生理性PG，使胃黏膜和腎臟失去了保護屏障，造成胃腸道刺激和腎臟損傷。COX-1屬于正常生理成分，主要存在于胃、腎和血管等組織中，其作用是調節組織器官中PG的合成。COX-2屬于病理性誘導成分，催化合成參與炎癥反應的PG，主要存在于炎癥部位的巨噬細胞、內皮細胞和滑膜細胞等細胞內。因此，目前多數學者認為對COX-1和COX-2的親和力不同是NSAID藥理作用以及不良反應的主要原因。在實際生產中，水楊酸鈉和雙氯氛酸鈉對胃腸道有嚴重的不良反應，影響奶牛采食量，延緩機體恢復，因此逐漸被同類NSAID所替代。目前市場上應用廣泛的美洛昔康，其胃腸道以及腎耐受性優于其他NSAID，有效減少了不良反應的發生，是治療奶牛疾病的首選藥物。

NSAID治療奶牛產后疾病中的其他潛在影響值得進一步關注。Drillich等[33]使用2.2 mg/kg氟尼新葡甲胺對子宮炎進行治療，奶牛臨床癥狀并沒有改善，并且對其后的產奶量和繁殖能力無積極影響；在分娩后立即使用氟尼新葡甲胺，奶牛胎衣滯留的幾率增加，產奶量減少，同時增加了患子宮炎的風險，因此不建議在奶牛分娩后24 h內使用氟尼新葡甲胺，否則會增加死產和胎衣滯留風險[31]。奶牛產犢前飼喂美洛昔康對全身性炎癥無積極影響，且分娩后美洛昔康的非腸道給藥并不能提高產奶量[34]。研究還發現美洛昔康治療乳腺炎的同時，降低乳腺細胞的生存能力，這表明美洛昔康的治療可能會引起乳腺組織的潛在損傷[12]。本實驗室研究發現，NSAID對奶牛子宮內膜上皮細胞的增殖機制有一定影響。這些報道說明NSAID雖然具有良好的鎮痛抗炎作用，但是其不良反應也不容忽視。Abdelazeem等[35]研制出一種新型NSAID，在鎮痛的同時可以降低其對胃腸道的損傷。COX-2/15-LOX雙選擇性抑制劑的合成為新型NSAID的研制提供方向[36]。在今后的奶牛疾病治療中，制定合理的治療方案，聯合應用抗生素和其他輔助藥物以及應用新型NSAID，將有效降低其不良反應。奶牛應用新型NSAID進行治療的成本偏高，影響了奶牛業的經濟效益，使一些奶牛養殖場針對新型NSAID治療奶牛產后疾病仍持謹慎態度。

5 展望

隨著非甾體類抗炎藥的不斷普及，為使藥物作用不斷完善和改進，一些新型制劑應運而生。例如，與靜脈注射制劑相比，氟尼新葡甲胺透皮制劑吸收迅速，藥效持久，操作簡便、安全可控，在臨床效果更佳。此外，在臨床實踐中優化藥物劑量與給藥方式、明確最佳給藥時機、合理控制休藥期等是需要不斷探索和完善的過程。在今后，圍繞著進一步降低NSAID不良反應的研究需要繼續開展深入的研究。對于奶牛產后炎性疾病和疼痛的治療，聯合用藥、減少毒副作用、降低成本和研發新型NSAID，將是今后NSAID應用開發的主攻方向。