The Journal of Farm Animal in Infectious Disease
Vol.5 No.4 2016

総COW GENITAL TRACT INFECTION & INFLAMMATION

説

雌牛の生殖道における感染と炎症
大澤健司
宮崎大学 農学部 獣医学科 産業動物臨床繁殖学研究室〒 889-2192

宮崎市学園木花台西 1-1

電話＆ FAX：0985-58-7787
E-mail: osawa@cc.miyazaki-u.ac.jp［要約］

健康な雌牛の生殖道は胎子娩出直後の細菌汚染と生理的炎症といった状態から、主として先天性免疫により分娩後 5 週前後までに自然治癒し、次の受胎に向けての修復を完了する。しかしながら、細菌感染が免疫反応を凌駕して持続し続けると正常な産褥とは言えない状態になる。なかでも、子宮内膜炎は潜在性、臨床性ともに全身症状を伴わないことから早期発見が難しい。また、陰門部や腟内で観察される膿性粘液の由来は子宮とは限らず、子宮頚管や腟に限局していることもある。その鑑別にはサイトブラシが有用である。サイトブラシは頚管炎等との鑑別や炎症度の客観的評価に用いるだけではなく、生殖道における遺伝子発現検査の採材ツールとしても有用である。健康牛では子宮内膜 PMN% は分娩後の修復過程において漸減するのに対し、IL1β、IL6、IL8、TNFα といった炎症性サイトカインの発現が分娩後 17 日前後でピークを示す。子宮内膜炎罹患個体ではこれらのサイトカインの発現レベルが非罹患個体よりも高いことが観察されている。さらに、分娩後の早過ぎる黄体形成により IL1β 発現量の亢進、すなわち子宮環境の悪化を招くことが示唆されている。今後、雌牛の生殖道における感染と炎症がその後の受胎性や繁殖成績に及ぼす影響を最小限にするためのストラテジーを開発するために宿主、病原体、免疫という三者の相互関係に対する理解をさらに深めていくことが肝要である。
キーワード：経産牛、感染、炎症、生殖道、子宮【はじめに】【分娩後における生殖道修復の生理と病理】

雌の生殖道（reproductive tract）とは、陰門、ホルスタイン種経産牛の正常な子宮修復では腟前庭、腟、子宮頚、子宮、卵管を含む管を指分娩後 3 週目では左右子宮角（前妊娠期におけす（図 1）。分娩後の経産牛において次の受胎る妊角と非妊角）の外径の差が直腸検査でも明を阻む要因の一つとして子宮内感染による炎症確に分かるが、5 週目までにその違いが消失すがあげられる。すなわち、産褥性子宮炎や子宮る。逆に言うと、分娩後 5 週目において左右子内膜炎として診断治療されている現状がある

宮角の大きさに差を認める場合には子宮修復がが、腟炎や子宮頚管炎、卵管炎の存在も考慮す遅れていることになる。また、子宮頚管は分娩る必要がある。本稿では、雌牛の生殖道におけ時に新生子の全身が通過するだけの太さを呈す

る感染と炎症に関する最近の知見を紹介する。

ることから、分娩直後は細菌が陰門から容易に上行して子宮内を汚染することになる。分娩後33 日までに 95％以上の個体は直径 7.5cm 以下になり、60％以上の個体は直径 5cm 未満にな

受理：2016年11月13日－ 153 －

家畜感染症学会誌
5 巻 4 号 2016

雌牛の生殖道における感染と炎症

図1 雌牛の生殖道（白抜き部分）＊正常な子宮内腔は閉じているが、本模型では腔を有する状態を示す。

る［9］。分娩後 3 週までの経産牛の子宮内にはらず、子宮頚管に限局した炎症の場合でも腟腔細菌が存在しているのが普通であり、子宮内か内に膿性排出物を認める個体が少なからず存在らの細菌の排除や子宮内膜における炎症反応はする［3, 12］。従来、腟腔内や外陰部・尾に付分娩後早期における子宮修復にとって生理的な着した膿汁や膿を含む粘液は子宮内膜炎の一所現象である。

見と考えられていた。しかしながら、膿が観察

しかしながら時として細菌感染が免疫反応をされたからと言って、子宮内の検査を実施しな凌駕して持続し続けると正常な産褥とは言えな

い限り、子宮内膜炎であるとは断定できない。

い状態になる。一般的にウシ子宮内膜炎は分娩陰門部で観察される膿性粘液の由来は子宮以外

後 3 ～ 4 週以降に診断され、乳牛の 5 ～ 25%にも子宮頚管、腟、腟前庭などが考えられる。

が分娩後 4 ～ 5 週において腟内から膿汁ある子宮頸管炎が子宮内膜炎と独立して繁殖成績のいは膿性粘液を排出し（臨床性子宮内膜炎）、低下に関与していることが知られている［1, 2,30% 以上が分娩後 4 ～ 8 週において臨床症状15］。私たちの研究では、子宮頚管炎に限局しを伴わない潜在性子宮内膜炎（子宮頚管炎を併た症例の場合でも腟腔内に膿性排出物を認める発あるいは子宮内膜炎のみ）に罹患していると個体が少なからず存在し、分娩後 5 週におけるされている［10］。

細胞診による頚管炎および子宮内膜炎の発症率はそれぞれ 14％および 18％であり、頚管炎発【生殖道における炎症－腟炎、子宮頸管炎、症個体のうち、同一個体で子宮内膜に炎症を認子宮内膜炎－の鑑別】めなかった個体は 43％であった［12］。今後は子宮内膜炎は潜在性、臨床性ともに全身症状外陰部からの膿汁の排出という所見だけで子宮を伴わないことから早期発見が難しい。臨床性内膜炎であるという認識を見直す必要がある。

子宮内膜炎は外子宮口から腟腔への異常滲出物の排出を伴う場合であり、滲出性子宮内膜炎と【子宮内膜における炎症性サイトカインの役割】もいう。但し、腟腔内に膿性排出物が存在して牛の子宮内膜炎の診断方法の一つとしてサイいるという所見だけで子宮内膜炎であるとは限トブラシがあげられる［11］。サイトブラシは腟、－ 154 －The Journal of Farm Animal in Infectious Disease
Vol.5 No.4 2016

COW GENITAL TRACT INFECTION & INFLAMMATION

子宮頚管、子宮体、子宮角といった生殖道の異娩後 17 日前後において子宮における粘膜免疫なる部位から採材できること、各部位の炎症度反応が亢進していることを示唆すると同時に、を客観的に評価できることがメリットである。

子宮内膜における炎症度を評価するツールとし

また、炎症度の評価には粘膜層における多形核て、PMN% と共にこれらのケモカイン、サイ好中球（PMN）の浸潤度（PMN％）を用いるが、トカイン発現量のモニターが有用であることをサイトブラシは PMN% を算出するためだけで示している。さらに、分娩後 7 日から 21 日にはなく、採取した材料における遺伝子発現を調かけて HC 群では 4197 個の遺伝子が有意に異べるためにも使うことが可能である。

なって発現し、炎症性反応から組織増殖と修復

正常分娩後の生理的な機構として、炎症性への移行を示したのに対し、CE 群で有意に異反応が起こることが知られている。Gabler らなって発現した遺伝子数は 31 個だけと、この（2010）は正常分娩したホルスタイン種初産牛移行がスムーズに行われていないことが示され5 頭を用い、分娩後 10 日から 45 日まで週 1 回た。特に、健康牛では分娩後早期に活性化した

サイトブラシにて子宮内膜サンプルを採取し、IL1 や IL17 の炎症性カスケードが分娩後 21 日PMN% を記録すると共に CXCL5、IL1β、IL6、までに消散されて恒常性を維持するのに対し、IL8、TNFα、PTGS2 およびハプトグロビンのその後に子宮内膜炎を罹患する個体においてはmRNA 発現量を解析したところ、PMN% は分それが正常に行われていないことが示唆されて娩後 10 日から 38 日にかけて漸減したのに対し、いる。

これらのケモカイン、サイトカインの mRNA

【生殖道における炎症と分娩後の発現量は分娩後 17 日に一過性のピークを示し初回排卵時期との関係】

た［5］。
では、潜在性子宮内膜炎罹患牛におけるサイ分娩後の卵巣機能の回復との関連を調べた

トカイン発現はどうなっているだろうか。臨床

ところ、正常分娩して臨床上異常所見を認め症状を示さない個体をサイトブラシにより潜在ず、分娩後 4 週までに初回排卵が認められな性子宮内膜炎罹患個体と非罹患個体に分け、サかった個体は、分娩後 4 週までに初回排卵が認

イトブラシにより採取された材料（一サンプめられた個体と比較して分娩後 5 週および 6 週

ルあたりの平均 RNA 量 = 0.96µg）から IL6、における PMN% が有意に高く、分娩後 7 週まIL8、TNFα の mRNA 発現を解析したところ、でに初回排卵を認めなかった群の PMN% は分潜在性子宮内膜炎罹患個体では非罹患個体と比娩後 7 週までに初回排卵した群と比較して有意較して IL8 の発現レベルは 50 倍以上、IL6 の（P<0.05）に高かった［14］。

発現レベルは 30 倍以上、TNFα の発現レベル

逆に、分娩後の排卵を抑制することで子宮は 20 倍 以 上 で あ っ た［7］。 ま た、PMN ％ と内膜にどのような変化が起きるのだろうか？

mRNA 発現レベルとの間にも相関が認められHeppelmann ら ［8］は分娩後の子宮疾患（胎た（図 2）。以上の結果から、IL8 は子宮内膜に盤停滞あるいは子宮炎）の有無（UD+ あるいおける炎症を予測するために有用であることがは UD-）で群分けし、さらに分娩後 42 日まで示唆されている。また、別の研究グループでは、排卵しないように卵胞吸引した群（FP+）と子宮内膜炎罹患牛において IL1α、IL1β、IL6、無処置の群（FP-）
、すなわち計 4 群（UD-FP-,TNFα の発現が高かったと報告している［8］。

UD-FP+, UD+FP-, UD+FP+）に分けて分娩後

ま た、Foley ら（2015） は 次 世 代 シ ー ケ ンの発情期（分娩後約 40 ～ 49 日）に子宮内膜由サーを用いて、健康牛 9 頭（HC 群）とその後来の細菌検索、子宮内膜細胞診とバイオプシーに子宮内膜炎に罹患した牛 6 頭（CE 群）の分を実施したところ、卵胞吸引の有無と細菌分

娩後 7 日と 21 日に採取した子宮内膜バイオプ離成績に関連は認められなかったものの、UD-シーサンプルより炎症関連遺伝子の発現を調べ

FP- 群と UD+FP- 群における IL1β の発現量がたところ、分娩後 7 日目の時点で既に両群間UD-FP+ 群と UD+FP+ 群と比較してより高いに 73 個の遺伝子と 31 個の miRNA が有意に異という成績を得た。この結果が、卵胞吸引で分なって発現していた［4］。これらの結果は、分娩後早期における排卵を抑制することで子宮内－ 155 －家畜感染症学会誌
5 巻 4 号 2016

雌牛の生殖道における感染と炎症

図２. ウシ子宮内膜における多形核白血球 %（PMN%）と IL6（A）、IL8（B）、および TNFα（C）遺伝子発現との関連についての線形回帰分析。遺伝子発現量はハウスキーピング遺伝子であるβ アクチンとの比較で測定し、Ct 値の差（βアクチンの Ct 値 － サイトカインの Ct 値 = ΔCt）として示した。ΔCt が低いほどサイトカイン転写産物量、すなわち遺伝子発現量が増加していることを表す。
、IL8（r2 = 0.518, P < 0.0001）、TNFα（r2 = 0.335, P < 0.0008）
PMN%と IL6（r2 = 0.524, P < 0.0001）との間に有意な関連が認められた。
（Ghasemi et al., 2012）－ 156 －

The Journal of Farm Animal in Infectious Disease
Vol.5 No.4 2016

COW GENITAL TRACT INFECTION & INFLAMMATIONにおける炎症の清浄化を促進することを示した

く初回排卵日がより早く、分娩後 35 日までにものである。逆に言えば、分娩後の早過ぎる黄排卵する個体の割合も多かった［13］。また、体形成は子宮環境を悪化させ得ることを示唆すサイトカインの発現状況は 3 群間で差がなかっるものである。

たものの、潜在性子宮内膜炎罹患牛では IL1β、CXCL8、IL10、TNFα の発現が正常牛よりも【子宮内感染】高かった。今後、子宮内膜炎発症のリスクファ

子宮内膜において病原性を示す代表的な細クターの除去や分娩房の衛生や乾乳牛管理の徹

菌 種 と し て Trueperella pyogenes、E. coli、底と合わせ、炎症反応をコントロールするサプ

Fusobacterium necrophorum、Prevotella

リメントのより効果的な給与方法などについてmelaninogenicus などが知られている［16］が、も追求する必要があるだろう。

私達が T. pyogenes 感染との関連を調べたとこ【まとめ】

ろ、乳牛において分娩後 5 週および 7 週の両時点ともに子宮内に T. pyogenes 感染が認められ今後、雌牛の生殖道における感染と炎症がそた個体においては、両時点とも T. pyogenes 感の後の受胎性や繁殖成績に及ぼす影響を最小限染が認められなかった個体と比較して潜在性子にするためのストラテジーを開発するために宿宮内膜炎の罹患率が有意に高かった（表 1）［6］。

主、病原体、免疫という三者の相互作用に対する理解をさらに深めていくことが肝要である。

【生殖道における感染と炎症を予防するには】【参考文献】

分娩後早期に発生する子宮内膜炎を予防する

1.には分娩前、すなわち妊娠期からの対策が必要である。その一つとして最近、油糧種子をサプリメントとして投与した試験成績がある。

2.

Salehi ら（2016）は、分娩前の 5 週間にヒマワリ油（高リノール酸）給与群、菜種油（高オレ3.

イン酸）給与群、無給与群の 3 群に分けて分娩後 25 日前後での子宮内膜環境と 35 日までの卵巣動態への影響を調べたところ、ヒマワリ油給与群では子宮内膜環境に悪影響を与えることな

Ahmadi, M. R., Nazifi, S. and Ghaisari, H. R. 2006.
Comparative cervical cytology and conception rate
in postpartum dairy cows. Vet. Arch., 76: 323-332.
Deguillaume, L. 2010. L’inflammation génitale postpartum de la vache. PhD Thesis, Agro Paris Tech
École Nationale Vétérinaire d’Alfort.
Dubuc, J., Duffield, T. F., Leslie, K. E., Walton, J. S.
and LeBlanc, S. J. 2010. Definitions and diagnosisof postpartum endometritis in dairy cows. J. Dairy
Sci. 93: 5225-5233.

表1 乳牛における分娩後5週および7週の子宮内細菌感染の有無と子宮内膜PMN%との関係（Ghanemet al., 2015）
分娩後 5 週での PMN群計細胞診による内膜炎 (%)< 6%≥ 6%

分娩後 5 週、7 週ともに細菌感染無し

293329.4*

分娩後 5 週、7 週ともに細菌感染有り a191090*301242

合計
a: Trueperella pyogenes 感染*: P < 0.001－ 157 －家畜感染症学会誌
5 巻 4 号 2016

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.
11.

12.

13.

14.

雌牛の生殖道における感染と炎症

Foley, C., Chapwanya, A., Callanan, J. J., Whiston,R., Miranda-CasoLuengo, R., Lu, J., Meijer, W.
G., Lynn, D. J., O’ Farrelly, C. and Meade, K. G.
2015. Integrated analysis of the local and systemicchanges preceding the development of post-partumcytological endometritis. BMC Genomics. 16: 811.
doi: 10.1186/s12864-015-1967-5.
Gabler, C., Fischer, C., Drillich, M., Einspanier, R.
and Heuwieser, W. 2010. Time-dependent mRNA
expression of selected pro-inflammatory factors in
the endometrium of primiparous cows postpartum.
Reprod. Biol. Endocrinol. 8: 152. doi: 10.1186/14777827-8-152.
Ghanem, E. M., Tezuka, E., Devkota, B., Izaike, Y.
and Osawa, T. 2015. Persistence of uterine bacterial
infection, and its associations with endometritis
and ovarian function in postpartum dairy cows. J.
Reprod. Dev. 61: 54-60.
Ghasemi, F., Gonzalez-Cano, P., Griebel, P. J.
and Palmer, C. 2012. Proinflammatory cytokine
gene expression in endometrial cytobrush samples
harvested from cows with and without subclinicalendometritis. Theriogenology 78: 1538-1547.
Heppelmann, M., Brömmling, A., Ulbrich, S. E.,
Weinert, M., Piechotta, M., Wrenzycki, C., Merbach,S., Schoon, H. A., Hoedemaker, M. and Bollwein, H.
2015. Effect of suppression of postpartum ovulation
on endometrial inflammation in dairy cows.
Theriogenology 84: 155-162.
LeBlanc, S. J., Duffield, T. F., Leslie, K. E.,
Bateman, K. G., Keefe, G. P., Walton, J. S. andJohnson, W. H. 2002. Defining and diagnosing
postpartum clinical endometritis and its impact on
reproductive performance in dairy cows. J. Dairy
Sci. 85: 2223-2236.
LeBlanc, S. J. 2014. Reproductive tract inflammatory
disease in postpartum dairy cows. Animal. 8: 54-63.

15.

16.

大澤健司 . 2011. 牛の子宮内膜炎 ― その実態とコントロール ―. 日本家畜臨床感染症研究会誌 . 6: 115-122.
Osawa, T., Neves, R. C. and LeBlanc, S. J. 2011.
Inflammation and infection of the reproductive tract
in dairy cows. J. Dairy Sci., 94, E-Suppl 1: 746.
Salehi, R., Colazo, M. G., Gobikrushanth, M.,
Basu, U. and Ambrose, D. J. Effects of prepartum
oilseed supplements on subclinical endometritis,pro- and anti-inflammatory cytokine transcripts inendometrial cells and postpartum ovarian function indairy cows. 2016 Reprod. Fertil. Dev. doi: 10.1071/
RD15334.
Senosy, W. S., Uchiza, M., Tameoka, N., Izaike, Y.
and Osawa, T. 2009. Association between evaluation－ 158 －of the reproductive tract by various diagnostic
tests and restoration of ovarian cyclicity in highproducing dairy cows. Theriogenology 72: 11531162.
Silva, E., Gaivão, M., Leitão, S., Jost, B. H.,
Carneiro, C., Vilela, C. L., Lopes da Costa, L. andMateus, L. 2008. Genomic characterization ofArcanobacterium pyogenes isolates recovered fromthe uterus of dairy cows with normal puerperium orclinical metritis. Vet. Microbiol. 132: 111-118.
Williams, E. J., Fischer, D. P., Pfeiffer, D. U,England, G. C., Noakes, D. E., Dobson, H. andSheldon, I. M. 2005. Clinical evaluation ofpostpartum vaginal mucus reflects uterine bacterial
infection and the immune response in cattle.
Theriogenology, 63: 102-117.

The Journal of Farm Animal in Infectious Disease
Vol.5 No.4 2016

COW GENITAL TRACT INFECTION & INFLAMMATION

Infection and inflammation in the bovine female reproductive tract
Takeshi Osawa
Laboratory of Theriogenology, Department of Veterinary Sciences,
Faculty of Agriculture, University of Miyazaki
Gakuen-kibanadai Nishi 1-1, Miyazaki, 889-2192
Tel & Fax: +81 985 58 7787
E-mail: osawa@cc.miyazaki-u.ac.jp【Abstract】
The reproductive tract of healthy cows has a process of involution from a status of bacterial
contamination and physiological inflammation just after delivery to a pre-pregnancy status byaround 5 weeks postpartum through innate immunity and spontaneous cure. However, once
bacterial infection overwhelms immune defenses that the host possesses, the puerperium becomes
pathological. It is difficult to detect endometritis in its early stages due to lack of general symptoms.
Purulent vaginal discharge does not necessarily originate from the uterus but may come fromthe cervix or vagina. Cytobrush is a useful tool not only for making differential diagnosis amongendometritis, cervicitis and vaginitis and objective evaluation of the degree of inflammation, butalso for taking samples for analysis of gene expression in the reproductive tract. While endometrial
PMN% decreases gradually along with days postpartum in health cows, expression levels ofcytokines such as IL1β、IL6、IL8、TNFα show their peak around day 17 postpartum. It has been
also observed that their expression levels were higher in cows with endometritis than healthycows. Moreover, the expression of IL1β was higher in cows that had first corpus luteum too
early in postpartum period, suggesting that early formation of CL might result in deterioration ofuterine environment. These findings warrant future studies to understand interactions among host(immune), pathogen and environment better in order to develop strategies to minimize negative
impact of infection and inflammation in bovine female reproductive tract on subsequent fertility andreproductive performance.
Keywords: C ow, Infection, Inflammation. Reproductive tract, Uterus－ 159 －