凈化場(chǎng)省內(nèi)引進(jìn)成年羊傳入布魯氏菌病的定量風(fēng)險(xiǎn)分析

陳 峰，張 棟，董 釗，曹振山，朱 琳，楚遵鋒，王幼明，蘭鄒然

（1.山東省動(dòng)物疫病預(yù)防與控制中心，山東濟(jì)南 250100；2.西安市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，陜西西安 710061；3.中國動(dòng)物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心，山東青島 266032）

布魯氏菌病（brucellosis，以下簡稱布病）是一種由布魯氏菌引起的人獸共患傳染病，世界動(dòng)物衛(wèi)生組織（OIE）將其列為須通報(bào)動(dòng)物疫病，我國將其列為二類動(dòng)物疫病。布病具有高度傳染性，主要影響人和動(dòng)物的生殖系統(tǒng)，造成流產(chǎn)、不孕不育等癥狀，可通過直接接觸帶菌動(dòng)物或間接食用被污染的牛羊肉或奶制品等途徑傳播[1-3]，是危害嚴(yán)重的人獸共患病，因此備受公眾關(guān)注。山東省高度重視布病防控，采取了各項(xiàng)防控措施開展凈化工作，2017 年配合中國動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心將蓬萊市等4 個(gè)縣市區(qū)作為布病凈化試點(diǎn)，在全國率先探索布病區(qū)域凈化模式。目前，全省已經(jīng)有近百個(gè)牛羊規(guī)模化場(chǎng)通過了布病凈化現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估驗(yàn)收[4]，6 個(gè)縣市通過了區(qū)域布病評(píng)估驗(yàn)收。

山東省在布病防控方面雖然取得了一定的成效，但就如何加強(qiáng)流通環(huán)節(jié)的布病防控依舊需要研究探索。根據(jù)動(dòng)物產(chǎn)地檢疫要求，對(duì)于跨省調(diào)運(yùn)羊需要先提供布病、小反芻獸疫等疫病的檢測(cè)診斷合格報(bào)告，此后才可申請(qǐng)動(dòng)物檢疫合格證。然而對(duì)于省內(nèi)調(diào)運(yùn)，則沒有明確檢測(cè)要求，因而省內(nèi)羊只（主要是青年羊與成年羊）流通存在一定的布病傳播風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)山東省布病流行病學(xué)歷史調(diào)查經(jīng)驗(yàn)，并參閱相關(guān)文獻(xiàn)，例如董釗等[5]、劉平等[6]對(duì)羊群布病場(chǎng)間傳播主要因素開展的研究，認(rèn)為外購羊是導(dǎo)致場(chǎng)間傳播最主要的風(fēng)險(xiǎn)因素。近年來國內(nèi)人間布病病例數(shù)量有所上升[7-8]，公共衛(wèi)生壓力較大。為保障養(yǎng)殖從業(yè)人員及廣大人民群眾的身體健康，本研究聚焦山東省內(nèi)青年羊與成年羊流通環(huán)節(jié)布病傳播風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)場(chǎng)群間傳播的主要風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)羊群是否開展實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，以及隔離后、混群前是否進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)等方面進(jìn)行了定量風(fēng)險(xiǎn)分析，尋找關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)，為制定科學(xué)有效的防控措施提供技術(shù)保障。

1 材料與方法

1.1 省內(nèi)羊群流行率

2021 年11 月在全省16 個(gè)地級(jí)市開展了羊布病專項(xiàng)流行病學(xué)調(diào)查工作。本次調(diào)查的抽樣策略采用多階段抽樣，場(chǎng)群數(shù)按照估計(jì)流行率的方式計(jì)算，預(yù)期流行率設(shè)為50%，可接受誤差為5%，置信水平（Cl）為95%；場(chǎng)內(nèi)樣本數(shù)按照發(fā)現(xiàn)疫病的方式計(jì)算，預(yù)計(jì)流行率為5%，試驗(yàn)診斷敏感性為95%，置信水平（Cl）為95%。場(chǎng)群流行率，根據(jù)調(diào)查后結(jié)果計(jì)算得到。

1.2 傳入評(píng)估路徑情景樹模型建立

本研究針對(duì)布病凈化場(chǎng)省內(nèi)引進(jìn)青年成年羊傳入布病的可能性開展相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)分析。根據(jù)實(shí)際羊只引進(jìn)流程，繪制了3 條疫病傳播路徑情景樹。情景樹1（圖1-A），為引進(jìn)羊只“雙檢測(cè)”模型，即在產(chǎn)地檢疫時(shí)逐頭采樣開展實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，并在混群前再開展1 次實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，以篩選陽性動(dòng)物；情景樹2（圖1-B），為引進(jìn)羊只“單檢測(cè)”模型，即在產(chǎn)地檢疫時(shí)不開展實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，只在混圈前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，以篩選陽性動(dòng)物。情景樹3（圖1-C），為引進(jìn)羊只“無檢測(cè)”模型，即引進(jìn)羊只過程中均不開展實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工作。

圖1 布病傳播路徑情景樹

1.3 假設(shè)條件建立

假設(shè)布病凈化場(chǎng)中的動(dòng)物均未免疫布病疫苗，且均為布病易感動(dòng)物，羊群在裝車、運(yùn)輸、產(chǎn)地檢疫等環(huán)節(jié)中假定不存在被感染的情況。研究中的檢測(cè)方法為生產(chǎn)實(shí)踐中最常用的兩種垂直血清學(xué)檢測(cè)方法，即虎紅平板凝集試驗(yàn)與試管凝集試驗(yàn)垂直檢測(cè)（敏感性81%、特異性98%）、虎紅平板凝集試驗(yàn)與cELISA 垂直檢測(cè)方法（敏感性89%、特異性97%）[6]。試驗(yàn)步驟依照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19646—2018執(zhí)行，假定兩種檢測(cè)方法隨機(jī)使用。

1.4 不同評(píng)估模型相關(guān)概率計(jì)算

1.4.1 情景樹1（雙檢測(cè)） 隨機(jī)引進(jìn)1 只羊經(jīng)產(chǎn)地檢疫檢測(cè)、混群前檢測(cè)篩選陽性動(dòng)物后，傳入布病的概率為Pa（D+|T-）。按照引進(jìn)羊只“雙檢測(cè)”路徑情景樹模型，省內(nèi)羊場(chǎng)群流行率（HP）、場(chǎng)內(nèi)個(gè)體流行率（P1）、產(chǎn)地檢疫排查出陽性動(dòng)物概率（P2）、入場(chǎng)隔離排查出陽性動(dòng)物概率（P3）以及兩次診斷試驗(yàn)的敏感性（Se）與特異性（Sp）都是影響隨機(jī)引進(jìn)1 只羊經(jīng)產(chǎn)地檢疫、混群前檢測(cè)后傳入布病概率的主要影響因素。

1.4.2 情景樹2（單檢測(cè)） 隨機(jī)引進(jìn)1 只羊經(jīng)混群前檢測(cè)篩選陽性動(dòng)物后，傳入布病的概率為Pb（D+|T-）。按照引進(jìn)羊只“單檢測(cè)”路徑情景樹模型，省內(nèi)羊場(chǎng)群流行率（HP）、場(chǎng)內(nèi)個(gè)體流行率（P1）、產(chǎn)地檢疫排查出陽性動(dòng)物概率（P2）、入場(chǎng)隔離排查出陽性動(dòng)物概率（P3）以及診斷實(shí)驗(yàn)的敏感性（Se）與特異性（Sp）都是影響隨機(jī)引進(jìn)1 只羊經(jīng)混群前檢測(cè)篩選陽性動(dòng)物后傳入布病概率的主要影響因素。

1.4.3 情景樹3（不檢測(cè)） 隨機(jī)引進(jìn)1 只羊不檢測(cè)，傳入布病的概率為Pc（D+|T-）。按照引進(jìn)羊只“無檢測(cè)”路徑情景樹模型，省內(nèi)羊場(chǎng)群流行率（HP）、場(chǎng)內(nèi)個(gè)體流行率（P1）、產(chǎn)地檢疫排查出陽性動(dòng)物概率（P2）、入場(chǎng)隔離排查出陽性動(dòng)物概率（P3）都是影響隨機(jī)引進(jìn)1 只羊不檢測(cè)傳入布病概率的主要影響因素。

1.5 模型參數(shù)取值或估計(jì)值確定

1.5.1 檢測(cè)試驗(yàn)敏感性（Se）與特異性（Sp） 已知檢測(cè)方法1 中，虎紅平板凝集試驗(yàn)與試管凝集試驗(yàn)為垂直檢測(cè)，其敏感性為81%，特異性為98%；檢測(cè)方法2 中，虎紅平板凝集試驗(yàn)與cELISA 為垂直檢測(cè)，其敏感性為89%，特異性為97%。兩種檢測(cè)方法在實(shí)際工作中均普遍應(yīng)用，所以在模型中應(yīng)用均勻分布模擬試驗(yàn)的敏感性（Se）和特異性（Sp）。

1.5.2 場(chǎng)群流行率（HP）、個(gè)體流行率（P1）、產(chǎn)地檢疫排查出陽性概率（P2） 本研究均采用Beta 分布模擬，即HP&P1&P2=Beta（M+1，N-M+1），其中M取值為檢測(cè)或排查出陽性數(shù)量，N為總樣品數(shù)量或排查總數(shù)量。

1.5.3 隔離措施排查出陽性動(dòng)物概率（P3） 通過向羊養(yǎng)殖場(chǎng)戶發(fā)放調(diào)查問卷，問詢假設(shè)引進(jìn)100只羊，通過隔離方式能發(fā)現(xiàn)幾只患病羊，最多能發(fā)現(xiàn)幾只以及最少能發(fā)現(xiàn)幾只患病羊等問題。分析調(diào)查結(jié)果，運(yùn)用Pert 分布模擬隔離措施排查出陽性動(dòng)物概率（P3），即P3=Pert（Max，MostL，Min），其中Max 為最大取值，MostL 為最可能取值，Min 為最小取值。

1.6 風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算

通過上述風(fēng)險(xiǎn)路徑“情景樹”模型，將模型參數(shù)的取值及估計(jì)值帶入公式（1），通過 @Risk5.5 風(fēng)險(xiǎn)分析軟件，采用蒙特卡洛仿真模擬方法，對(duì)模型迭代10 000 次仿真分析，計(jì)算假定某布病凈化場(chǎng)在省內(nèi)某羊場(chǎng)引進(jìn)100 只羊，至少有1只為感染羊而導(dǎo)致羊群發(fā)病的可能性為α。

2 結(jié)果

2.1 省內(nèi)羊群流行率（HP）與個(gè)體流行率（P1）

2021 年8—9 月，在全省16 個(gè)地級(jí)市共調(diào)查1 539 個(gè)羊場(chǎng)，檢測(cè)50 962 份樣品，檢出53 個(gè)陽性場(chǎng)點(diǎn)，296 份陽性樣品。

2.2 產(chǎn)地檢疫排查陽性率（P2）

通過山東省畜牧業(yè)支撐平臺(tái)獲取2021 年度共產(chǎn)地檢疫740 540 只羊，未發(fā)現(xiàn)異常羊只。

2.3 隔離檢疫排查出患病動(dòng)物概率（P3）

通過發(fā)放電子問卷開展調(diào)查，共收到104 份有效問卷，分析問卷數(shù)據(jù)計(jì)算得到，如羊場(chǎng)引進(jìn)100 只羊，最可能發(fā)現(xiàn)1 只患病羊，最多為5 只，最少為0 只。

2.4 模型參數(shù)取值模擬

將所有參數(shù)整合到模型中進(jìn)行概率分布分析，在Microsoft Excel 中使用@Risk 軟件，采用蒙特卡洛方法進(jìn)行模型仿真，得到的參數(shù)描述和賦值見表1。

表1 模型參數(shù)描述及賦值

2.5 風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算

2.5.1 情景樹1（雙檢測(cè)） 經(jīng)過模型計(jì)算及仿真迭代10 000 次，得到隨機(jī)引進(jìn)1 只羊經(jīng)產(chǎn)地檢疫檢測(cè)、混群檢測(cè)，傳入布病的概率Pa（D+|T-）為4.84×10-6（95%Cl：2.35×10-6～8.28×10-6）。概率分布結(jié)果見圖2。按照雙檢測(cè)“情景樹1”模型，在省內(nèi)隨機(jī)挑選羊場(chǎng)隨機(jī)引進(jìn)100 只羊，至少有1 只為患病羊，而導(dǎo)致羊群發(fā)病的可能性為αa。按照αa（x≥1）=1-[1-Pa（D+|T-）]100，模型迭代10 000 次后的概率分布為0.048%（95%Cl：0.024%～0.083%），結(jié)果見圖3。

圖2 情景樹1 中引進(jìn)1 只羊?yàn)榛疾疾?dòng)物的概率分布

圖3 情景樹1 中引進(jìn)100 只羊至少有1 只羊傳入布病的概率分布

2.5.2 情景樹2 經(jīng)過模型計(jì)算及仿真迭代10 000次，得到隨機(jī)引進(jìn)1 只羊經(jīng)混群前1 次檢測(cè)，傳入布病的概率Pb（D+|T-）為3.07×10-5（95%Cl：1.95×10-5～4.48×10-5）。概率分布結(jié)果可見圖4。按照單檢測(cè)“情景樹2”模型，在省內(nèi)隨機(jī)挑選羊場(chǎng)隨機(jī)引進(jìn)100 只羊，至少有1 只為患病羊，而導(dǎo)致羊群發(fā)病的可能性為αb。按照αb（x≥1）=1-[1-Pa（D+|T-）]100，模型迭代10 000 次后的概率分布為0.306%（95%Cl：0.196%～0.447%），結(jié)果見圖5。

圖4 情景樹2 中引進(jìn)1 只羊?yàn)榛疾疾?dòng)物的概率分布

圖5 情景樹2 中引進(jìn)100 只羊至少有1 只羊傳入布病的概率分布

2.5.3 情景樹3 經(jīng)過模型計(jì)算及仿真迭代10 000 次，得到隨機(jī)引進(jìn)1 只羊不做檢測(cè)，傳入布病的概率Pc（D+|T-）為1.99×10-4（95%Cl：1.46×10-4～2.62×10-4），概率分布見圖6。按照不檢測(cè)“情景樹3”模型，在省內(nèi)隨機(jī)挑選羊場(chǎng)隨機(jī)引進(jìn)100只羊，至少有1 只為患病羊，而導(dǎo)致羊群發(fā)病的可能性為αc。按照αc（x≥1）=1-[1-Pc（D+|T-）]100，模型迭代10 000 次后的概率分布為1.975%（95%Cl：1.454%～2.587%），結(jié)果見圖7。

圖6 情景樹3 中引進(jìn)1 只羊?yàn)榛疾疾?dòng)物的概率分布

圖7 情景樹3 中引進(jìn)100 只羊至少有1 只羊傳入布病的概率分布

2.6 模型敏感性分析

采用@Risk 軟件進(jìn)行的模型敏感性分析結(jié)果（圖8）顯示，診斷試驗(yàn)敏感性（Se）是主要的保護(hù)性因素，其相關(guān)系數(shù)為-0.89；群流行率（HP）與個(gè)體流行率（P1）是主要的風(fēng)險(xiǎn)因素，其相關(guān)系數(shù)分別為0.40 與0.17。

圖8 敏感性分析結(jié)果

3 分析與討論

按照世界動(dòng)物衛(wèi)生組織（OIE）的風(fēng)險(xiǎn)分析定義，風(fēng)險(xiǎn)分析是指對(duì)危害因素帶來的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，主要內(nèi)容包括危害識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)管理和風(fēng)險(xiǎn)交流。傳入評(píng)估、暴露評(píng)估、后果評(píng)估是風(fēng)險(xiǎn)分析中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的3 個(gè)主要組成部分，它們可以單獨(dú)構(gòu)成整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)分析過程，也可以根據(jù)研究目的開展相關(guān)內(nèi)容完成風(fēng)險(xiǎn)分析。本研究則聚焦于傳入評(píng)估的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)分析。

對(duì)于省內(nèi)動(dòng)物調(diào)運(yùn)目前并無有關(guān)檢疫的嚴(yán)格要求，加之引進(jìn)動(dòng)物的養(yǎng)殖場(chǎng)往往忽略混群前檢測(cè)，因而通過引進(jìn)動(dòng)物傳入布病的可能性極大。依據(jù)計(jì)算模型結(jié)果，本研究對(duì)不同引進(jìn)路徑進(jìn)行分析，分別設(shè)立了“雙檢測(cè)”（產(chǎn)地檢疫時(shí)、混群前均做1次采樣檢測(cè)篩查陽性動(dòng)物），“單檢測(cè)”（混群前做1 次采樣檢測(cè)篩查陽性動(dòng)物）以及“無檢測(cè)”（不采樣檢測(cè)）3 種路徑。通過研究發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過“雙檢測(cè)”，引進(jìn)1 只羊傳入布病的可能性為4.84×10-6；經(jīng)“單檢測(cè)”，引進(jìn)1 只羊傳入布病的可能性為3.07×10-5；“無檢測(cè)”時(shí)，引進(jìn)1 只羊傳入布病的可能性為1.99×10-4。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，“無檢測(cè)”的引進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)是“單檢測(cè)”的6.5 倍，是“雙檢測(cè)”的41.1 倍。可見，開展實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)是保障養(yǎng)殖場(chǎng)戶羊群健康的重要途徑，也是維持布病凈化狀態(tài)的重要抓手。通過分析計(jì)算模型結(jié)果發(fā)現(xiàn)，“無檢測(cè)”引進(jìn)成年羊，每引進(jìn)100 只羊，至少1 只是患病羊的可能性是1.975%，而“單檢測(cè)”同樣引進(jìn)100 只羊，至少1 只是患病羊的可能性只有0.306%，如果開展2 次檢測(cè)，可能性將會(huì)降至0.048%。“無檢測(cè)”引進(jìn)100 只羊至少有1 只患病羊物的風(fēng)險(xiǎn)是“單檢測(cè)”的6.5 倍。由此可以看出，混群前開展1 次實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，篩查羊群中的感染動(dòng)物，對(duì)保持羊場(chǎng)的布病凈化狀態(tài)是很有必要的。

通過敏感性分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致凈化場(chǎng)傳入布病的風(fēng)險(xiǎn)因素為羊所在地區(qū)的群流行率與個(gè)體流行率。如果采取措施降低群流行率與個(gè)體流行率，那么羊場(chǎng)引進(jìn)成年羊傳入布病的可能性將大幅降低。現(xiàn)如今，開展布病凈化場(chǎng)建設(shè)推廣工作所采取的一系列措施，能夠有效降低場(chǎng)群流行率。因此，本研究也較好地證明了開展布病凈化推廣工作的重要性。當(dāng)凈化場(chǎng)越來越多，傳入風(fēng)險(xiǎn)因素的關(guān)鍵參數(shù)也就得到了控制，所以布病凈化推廣工作要更加廣泛宣傳，科學(xué)有效實(shí)施。從本研究模型來看，如果群流行率與個(gè)體流行率均被有效控制，則可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)費(fèi)用，所以從這個(gè)角度分析，凈化場(chǎng)建設(shè)關(guān)系到每位養(yǎng)殖場(chǎng)戶的切身利益。在敏感性分析中，隔離措施的保護(hù)作用并不明顯，其相關(guān)系數(shù)只有0.05。實(shí)際中，隔離措施僅通過肉眼觀察，發(fā)現(xiàn)患病動(dòng)物的可能性較低，不能很好地排查出陽性動(dòng)物。但是隔離的目的是利用潛伏期這個(gè)時(shí)間段暴露更多的感染動(dòng)物，所以隔離措施看似沒有更多的保護(hù)意義，但是實(shí)際中它與混群前檢測(cè)措施配套設(shè)置，會(huì)發(fā)揮重要作用。

本次風(fēng)險(xiǎn)分析也存在一定的不確定性。模型參數(shù)中的群流行率、個(gè)體流行率是通過省羊布病專項(xiàng)流行病學(xué)調(diào)查獲得的，其中樣品檢測(cè)由山東省動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心與16 個(gè)地級(jí)市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心實(shí)驗(yàn)室一同完成，所以在樣品采樣、檢測(cè)方法與結(jié)果讀取方面可能會(huì)存在差異性，不確定性評(píng)價(jià)為“低”。隔離措施發(fā)現(xiàn)患病動(dòng)物的數(shù)據(jù)來自對(duì)羊場(chǎng)的調(diào)查問卷，但不同規(guī)模場(chǎng)戶在隔離措施執(zhí)行與患病羊臨床診斷經(jīng)驗(yàn)上存在差異，而問卷調(diào)查在選擇養(yǎng)殖場(chǎng)戶時(shí)，未嚴(yán)格區(qū)分凈化場(chǎng)與非凈化場(chǎng)，也未能合理區(qū)分不同規(guī)模場(chǎng)，導(dǎo)致結(jié)果可能存在一定的差異性，不確定性評(píng)價(jià)為“中”。

4 結(jié)論

本研究通過傳入評(píng)估定量風(fēng)險(xiǎn)分析發(fā)現(xiàn)：檢測(cè)排查工作至關(guān)重要，可有效降低布病傳入風(fēng)險(xiǎn)；群流行率與個(gè)體流行率是導(dǎo)致布病傳入的主要風(fēng)險(xiǎn)因素，因此開展凈化工作是有效降低布病傳入風(fēng)險(xiǎn)的重要措施。由此建議，持續(xù)推進(jìn)布病凈化場(chǎng)建設(shè)，加強(qiáng)引種檢疫檢測(cè)，降低布病傳入風(fēng)險(xiǎn)。