净化场省内引进成年羊传入布鲁氏菌病的定量风险分析
时间：2022-11-03
摘要：为评估布鲁氏菌病净化场省内引进成年羊传入布鲁氏菌病的概率，绘制路径“情景树”，建立了引进动物无实验室检测（无检测）以及进行1次或2次实验室检测（单检测或双检测）的风险评估模型，通过@Risk软件进行模拟运算，获得模型的相关参数分布取值。研究发现，经过“双检测”“单检测”“无检测”3种情景模型引进方式，引进1只成年羊传入布鲁氏菌病的可能性分别为0.048%（95%Cl：0.024%~0.083%）、0.306%（95%Cl：0.196%~0.447%）、1.975%（95%Cl：1.454%~2.587%）。对比发现，“无检测”引进成年羊的平均风险是“单检测”的6.5倍，是“双检测”的41.1倍。通过敏感性分析发现：诊断试验敏感性是主要的保护性因素，其相关系数为-0.89；群流行率和个体流行率是主要风险因素，其相关系数分别为0.40和0.17。研究表明，降低群流行率、个体流行率，倡导开展混群前检测，能够有效降低布鲁氏菌病的传入风险。布鲁氏菌病（brucellosis，以下简称布病）是一种由布鲁氏菌引起的人兽共患传染病，世界动物卫生组织（OIE）将其列为须通报动物疫病，我国将其列为二类动物疫病。布病具有高度传染性，主要影响人和动物的生殖系统，造成流产、不孕不育等症状，可通过直接接触带菌动物或间接食用被污染的牛羊肉或奶制品等途径传播，是危害严重的人兽共患病，因此备受公众关注。山东省高度重视布病防控，采取了各项防控措施开展净化工作，2017年配合中国动物疫病预防控制中心将蓬莱市等4 个县市区作为布病净化试点，在全国率先探索布病区域净化模式。目前，全省已经有近百个牛羊规模化场通过了布病净化现场评估验收，6个县市通过了区域布病评估验收。山东省在布病防控方面虽然取得了一定的成效，但就如何加强流通环节的布病防控依旧需要研究探索。根据动物产地检疫要求，对于跨省调运羊需要先提供布病、小反刍兽疫等疫病的检测诊断合格报告，此后才可申请动物检疫合格证。然而对于省内调运，则没有明确检测要求，因而省内羊只（主要是青年羊与成年羊）流通存在一定的布病传播风险。根据山东省布病流行病学历史调查经验，并参阅相关文献，例如董钊等、刘平等对羊群布病场间传播主要因素开展的研究，认为外购羊是导致场间传播最主要的风险因素。近年来国内人间布病病例数量有所上升，公共卫生压力较大。为保障养殖从业人员及广大人民群众的身体健康，本研究聚焦山东省内青年羊与成年羊流通环节布病传播风险，根据场群间传播的主要风险因素，对羊群是否开展实验室检测，以及隔离后、混群前是否进行实验室检测等方面进行了定量风险分析，寻找关键控制节点，为制定科学有效的防控措施提供技术保障。2021年11月在全省16个地级市开展了羊布病专项流行病学调查工作。本次调查的抽样策略采用多阶段抽样，场群数按照估计流行率的方式计算，预期流行率设为50%，可接受误差为5%，置信水平（Cl）为95%；场内样本数按照发现疫病的方式计算，预计流行率为5%，试验诊断敏感性为95%，置信水平（Cl）为95%。场群流行率，根据调查后结果计算得到。本研究针对布病净化场省内引进青年成年羊传入布病的可能性开展相关风险分析。根据实际羊只引进流程，绘制了3条疫病传播路径情景树。情景树1（图1-A），为引进羊只“双检测”模型，即在产地检疫时逐头采样开展实验室检测，并在混群前再开展1次实验室检测，以筛选阳性动物；情景树2（图1-B），为引进羊只“单检测”模型，即在产地检疫时不开展实验室检测，只在混圈前进行实验室检测，以筛选阳性动物。情景树3（图1-C），为引进羊只“无检测”模型，即引进羊只过程中均不开展实验室检测工作。假设布病净化场中的动物均未免疫布病疫苗，且均为布病易感动物，羊群在装车、运输、产地检疫等环节中假定不存在被感染的情况。研究中的检测方法为生产实践中最常用的两种垂直血清学检测方法，即虎红平板凝集试验与试管凝集试验垂直检测（敏感性81%、特异性98%）、虎红平板凝集试验与cELISA垂直检测方法（敏感性89%、特异性97%）。试验步骤依照标准GB/T 19646—2018执行，假定两种检测方法随机使用。情景树1（双检测） 随机引进1只羊经产地检疫检测、混群前检测筛选阳性动物后，传入布病的概率为Pa（D+|T-）。按照引进羊只“双检测”路径情景树模型，省内羊场群流行率（HP）、场内个体流行率（P1）、产地检疫排查出阳性动物概率（P2）、入场隔离排查出阳性动物概率（P3）以及两次诊断试验的敏感性（Se）与特异性（Sp）都是影响随机引进1只羊经产地检疫、混群前检测后传入布病概率的主要影响因素。情景树2（单检测） 随机引进1只羊经混群前检测筛选阳性动物后，传入布病的概率为Pb（D+|T-）。按照引进羊只“单检测”路径情景树模型，省内羊场群流行率（HP）、场内个体流行率（P1）、产地检疫排查出阳性动物概率（P2）、入场隔离排查出阳性动物概率（P3）以及诊断实验的敏感性（Se）与特异性（Sp）都是影响随机引进1只羊经混群前检测筛选阳性动物后传入布病概率的主要影响因素。情景树3（不检测） 随机引进1只羊不检测，传入布病的概率为Pc（D+|T-）。按照引进羊只“无检测”路径情景树模型，省内羊场群流行率（HP）、场内个体流行率（P1）、产地检疫排查出阳性动物概率（P2）、入场隔离排查出阳性动物概率（P3）都是影响随机引进1只羊不检测传入布病概率的主要影响因素。检测试验敏感性（Se）与特异性（Sp） 已知检测方法1中，虎红平板凝集试验与试管凝集试验为垂直检测，其敏感性为81%，特异性为98%；检测方法2中，虎红平板凝集试验与cELISA为垂直检测，其敏感性为89%，特异性为97%。两种检测方法在实际工作中均普遍应用，所以在模型中应用均匀分布模拟试验的敏感性（Se）和特异性（Sp）。场群流行率（HP）、个体流行率（P1）、产地检疫排查出阳性概率（P2） 本研究均采用Beta分布模拟，即HP&P1&P2 = Beta（M+1，N-M+1），其中M取值为检测或排查出阳性数量，N为总样品数量或排查总数量。隔离措施排查出阳性动物概率（P3） 通过向羊养殖场户发放调查问卷，问询假设引进100只羊，通过隔离方式能发现几只患病羊，最多能发现几只以及最少能发现几只患病羊等问题。分析调查结果，运用Pert分布模拟隔离措施排查出阳性动物概率（P3），即P3 = Pert（Max，MostL，Min），其中Max为最大取值，MostL为最可能取值，Min为最小取值。通过上述风险路径“情景树”模型，将模型参数的取值及估计值带入公式（1），通过 @Risk5.5风险分析软件，采用蒙特卡洛仿真模拟方法，对模型迭代10 000次仿真分析，计算假定某布病净化场在省内某羊场引进100只羊，至少有1只为感染羊而导致羊群发病的可能性为α。α（x≥1）=1-[1-P（D+|T-）]100 （1）2021年8—9月，在全省16个地级市共调查1 539个羊场，检测50 962份样品，检出53个阳性场点，296份阳性样品。通过山东省畜牧业支撑平台获取2021年度共产地检疫740 540只羊，未发现异常羊只。通过发放电子问卷开展调查，共收到104份有效问卷，分析问卷数据计算得到，如羊场引进100只羊，最可能发现1只患病羊，最多为5只，最少为0只。将所有参数整合到模型中进行概率分布分析，在Microsoft Excel 中使用@Risk软件，采用蒙特卡洛方法进行模型仿真，得到的参数描述和赋值见表1。情景树1（双检测） 经过模型计算及仿真迭代10 000次，得到随机引进1只羊经产地检疫检测、混群检测，传入布病的概率Pa（D+|T-）为4.84×10-6（95%Cl：2.35×10-6~8.28×10-6）。概率分布结果见图2。按照双检测“情景树1”模型，在省内随机挑选羊场随机引进100只羊，至少有1只为患病羊，而导致羊群发病的可能性为αa。按照αa（x≥1）=1-[1-Pa（D+|T-）]100，模型迭代10 000次后的概率分布为0.048%（95%Cl：0.024%~0.083%），结果见图3。情景树2 经过模型计算及仿真迭代10 000次，得到随机引进1只羊经混群前1次检测，传入布病的概率Pb（D+|T-）为3.07×10-5（95%Cl：1.95×10-5~4.48×10-5）。概率分布结果可见图4。按照单检测“情景树2”模型，在省内随机挑选羊场随机引进100只羊，至少有1只为患病羊，而导致羊群发病的可能性为αb。按照αb（x≥1）=1-[1-Pa（D+|T-）]100，模型迭代10 000次后的概率分布为0.306%（95%Cl：0.196%~0.447%），结果见图5。情景树3 经过模型计算及仿真迭代10 000次，得到随机引进1只羊不做检测，传入布病的概率Pc（D+|T-）为1.99×10-4（95%Cl：1.46×10-4~2.62×10-4），概率分布见图6。按照不检测“情景树3”模型，在省内随机挑选羊场随机引进100只羊，至少有1只为患病羊，而导致羊群发病的可能性为αc。按照αc（x≥1）=1-[1-Pc（D+|T-）]100，模型迭代10 000次后的概率分布为1.975%（95%Cl：1.454%~2.587%），结果见图7。采用@Risk软件进行的模型敏感性分析结果（图8）显示，诊断试验敏感性（Se）是主要的保护性因素，其相关系数为-0.89；群流行率（HP）与个体流行率（P1）是主要的风险因素，其相关系数分别为0.40与0.17。按照世界动物卫生组织（OIE）的风险分析定义，风险分析是指对危害因素带来的风险进行评估，主要内容包括危害识别、风险评估、风险管理和风险交流。传入评估、暴露评估、后果评估是风险分析中风险评估的3个主要组成部分，它们可以单独构成整个风险分析过程，也可以根据研究目的开展相关内容完成风险分析。本研究则聚焦于传入评估的相关风险分析。对于省内动物调运目前并无有关检疫的严格要求，加之引进动物的养殖场往往忽略混群前检测，因而通过引进动物传入布病的可能性极大。依据计算模型结果，本研究对不同引进路径进行分析，分别设立了“双检测”（产地检疫时、混群前均做1次采样检测筛查阳性动物），“单检测”（混群前做1次采样检测筛查阳性动物）以及“无检测”（不采样检测）3种路径。通过研究发现：经过“双检测”，引进1只羊传入布病的可能性为4.84×10-6；经“单检测”，引进1只羊传入布病的可能性为3.07×10-5；“无检测”时，引进1只羊传入布病的可能性为1.99×10-4。对比发现，“无检测”的引进风险是“单检测”的6.5倍，是“双检测”的41.1倍。可见，开展实验室检测是保障养殖场户羊群健康的重要途径，也是维持布病净化状态的重要抓手。通过分析计算模型结果发现，“无检测”引进成年羊，每引进100只羊，至少1只是患病羊的可能性是1.975%，而“单检测”同样引进100只羊，至少1只是患病羊的可能性只有0.306%，如果开展2次检测，可能性将会降至0.048%。“无检测”引进100只羊至少有1只患病羊物的风险是“单检测”的6.5倍。由此可以看出，混群前开展1次实验室检测，筛查羊群中的感染动物，对保持羊场的布病净化状态是很有必要的。通过敏感性分析发现，导致净化场传入布病的风险因素为羊所在地区的群流行率与个体流行率。如果采取措施降低群流行率与个体流行率，那么羊场引进成年羊传入布病的可能性将大幅降低。现如今，开展布病净化场建设推广工作所采取的一系列措施，能够有效降低场群流行率。因此，本研究也较好地证明了开展布病净化推广工作的重要性。当净化场越来越多，传入风险因素的关键参数也就得到了控制，所以布病净化推广工作要更加广泛宣传，科学有效实施。从本研究模型来看，如果群流行率与个体流行率均被有效控制，则可以节约实验室检测费用，所以从这个角度分析，净化场建设关系到每位养殖场户的切身利益。在敏感性分析中，隔离措施的保护作用并不明显，其相关系数只有0.05。实际中，隔离措施仅通过肉眼观察，发现患病动物的可能性较低，不能很好地排查出阳性动物。但是隔离的目的是利用潜伏期这个时间段暴露更多的感染动物，所以隔离措施看似没有更多的保护意义，但是实际中它与混群前检测措施配套设置，会发挥重要作用。本次风险分析也存在一定的不确定性。模型参数中的群流行率、个体流行率是通过省羊布病专项流行病学调查获得的，其中样品检测由山东省动物疫病预防控制中心与16个地级市动物疫病预防控制中心实验室一同完成，所以在样品采样、检测方法与结果读取方面可能会存在差异性，不确定性评价为“低”。隔离措施发现患病动物的数据来自对羊场的调查问卷，但不同规模场户在隔离措施执行与患病羊临床诊断经验上存在差异，而问卷调查在选择养殖场户时，未严格区分净化场与非净化场，也未能合理区分不同规模场，导致结果可能存在一定的差异性，不确定性评价为“中”。本研究通过传入评估定量风险分析发现：检测排查工作至关重要，可有效降低布病传入风险；群流行率与个体流行率是导致布病传入的主要风险因素，因此开展净化工作是有效降低布病传入风险的重要措施。由此建议，持续推进布病净化场建设，加强引种检疫检测，降低布病传入风险。
