凈化場省內引進成年羊傳入布魯氏菌病的定量風險分析

陳 峰，張 棟，董 釗，曹振山，朱 琳，楚遵鋒，王幼明，蘭鄒然

（1.山東省動物疫病預防與控制中心，山東濟南 250100；2.西安市動物疫病預防控制中心，陜西西安 710061；3.中國動物衛生與流行病學中心，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，世界動物衛生組織（OIE）將其列為須通報動物疫病，我國將其列為二類動物疫病。布病具有高度傳染性，主要影響人和動物的生殖系統，造成流產、不孕不育等癥狀，可通過直接接觸帶菌動物或間接食用被污染的牛羊肉或奶制品等途徑傳播[1-3]，是危害嚴重的人獸共患病，因此備受公眾關注。山東省高度重視布病防控，采取了各項防控措施開展凈化工作，2017 年配合中國動物疫病預防控制中心將蓬萊市等4 個縣市區作為布病凈化試點，在全國率先探索布病區域凈化模式。目前，全省已經有近百個牛羊規模化場通過了布病凈化現場評估驗收[4]，6 個縣市通過了區域布病評估驗收。

山東省在布病防控方面雖然取得了一定的成效，但就如何加強流通環節的布病防控依舊需要研究探索。根據動物產地檢疫要求，對于跨省調運羊需要先提供布病、小反芻獸疫等疫病的檢測診斷合格報告，此后才可申請動物檢疫合格證。然而對于省內調運，則沒有明確檢測要求，因而省內羊只（主要是青年羊與成年羊）流通存在一定的布病傳播風險。根據山東省布病流行病學歷史調查經驗，并參閱相關文獻，例如董釗等[5]、劉平等[6]對羊群布病場間傳播主要因素開展的研究，認為外購羊是導致場間傳播最主要的風險因素。近年來國內人間布病病例數量有所上升[7-8]，公共衛生壓力較大。為保障養殖從業人員及廣大人民群眾的身體健康，本研究聚焦山東省內青年羊與成年羊流通環節布病傳播風險，根據場群間傳播的主要風險因素，對羊群是否開展實驗室檢測，以及隔離后、混群前是否進行實驗室檢測等方面進行了定量風險分析，尋找關鍵控制節點，為制定科學有效的防控措施提供技術保障。

1 材料與方法

1.1 省內羊群流行率

2021 年11 月在全省16 個地級市開展了羊布病專項流行病學調查工作。本次調查的抽樣策略采用多階段抽樣，場群數按照估計流行率的方式計算，預期流行率設為50%，可接受誤差為5%，置信水平（Cl）為95%；場內樣本數按照發現疫病的方式計算，預計流行率為5%，試驗診斷敏感性為95%，置信水平（Cl）為95%。場群流行率，根據調查后結果計算得到。

1.2 傳入評估路徑情景樹模型建立

本研究針對布病凈化場省內引進青年成年羊傳入布病的可能性開展相關風險分析。根據實際羊只引進流程，繪制了3 條疫病傳播路徑情景樹。情景樹1（圖1-A），為引進羊只“雙檢測”模型，即在產地檢疫時逐頭采樣開展實驗室檢測，并在混群前再開展1 次實驗室檢測，以篩選陽性動物；情景樹2（圖1-B），為引進羊只“單檢測”模型，即在產地檢疫時不開展實驗室檢測，只在混圈前進行實驗室檢測，以篩選陽性動物。情景樹3（圖1-C），為引進羊只“無檢測”模型，即引進羊只過程中均不開展實驗室檢測工作。

圖1 布病傳播路徑情景樹

1.3 假設條件建立

假設布病凈化場中的動物均未免疫布病疫苗，且均為布病易感動物，羊群在裝車、運輸、產地檢疫等環節中假定不存在被感染的情況。研究中的檢測方法為生產實踐中最常用的兩種垂直血清學檢測方法，即虎紅平板凝集試驗與試管凝集試驗垂直檢測（敏感性81%、特異性98%）、虎紅平板凝集試驗與cELISA 垂直檢測方法（敏感性89%、特異性97%）[6]。試驗步驟依照標準GB/T 19646—2018執行，假定兩種檢測方法隨機使用。

1.4 不同評估模型相關概率計算

1.4.1 情景樹1（雙檢測） 隨機引進1 只羊經產地檢疫檢測、混群前檢測篩選陽性動物后，傳入布病的概率為Pa（D+|T-）。按照引進羊只“雙檢測”路徑情景樹模型，省內羊場群流行率（HP）、場內個體流行率（P1）、產地檢疫排查出陽性動物概率（P2）、入場隔離排查出陽性動物概率（P3）以及兩次診斷試驗的敏感性（Se）與特異性（Sp）都是影響隨機引進1 只羊經產地檢疫、混群前檢測后傳入布病概率的主要影響因素。

1.4.2 情景樹2（單檢測） 隨機引進1 只羊經混群前檢測篩選陽性動物后，傳入布病的概率為Pb（D+|T-）。按照引進羊只“單檢測”路徑情景樹模型，省內羊場群流行率（HP）、場內個體流行率（P1）、產地檢疫排查出陽性動物概率（P2）、入場隔離排查出陽性動物概率（P3）以及診斷實驗的敏感性（Se）與特異性（Sp）都是影響隨機引進1 只羊經混群前檢測篩選陽性動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） 隨機引進1 只羊不檢測，傳入布病的概率為Pc（D+|T-）。按照引進羊只“無檢測”路徑情景樹模型，省內羊場群流行率（HP）、場內個體流行率（P1）、產地檢疫排查出陽性動物概率（P2）、入場隔離排查出陽性動物概率（P3）都是影響隨機引進1 只羊不檢測傳入布病概率的主要影響因素。

1.5 模型參數取值或估計值確定

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

1.5.2 場群流行率（HP）、個體流行率（P1）、產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取值為檢測或排查出陽性數量，N為總樣品數量或排查總數量。

1.5.3 隔離措施排查出陽性動物概率（P3） 通過向羊養殖場戶發放調查問卷，問詢假設引進100只羊，通過隔離方式能發現幾只患病羊，最多能發現幾只以及最少能發現幾只患病羊等問題。分析調查結果，運用Pert 分布模擬隔離措施排查出陽性動物概率（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 風險計算

通過上述風險路徑“情景樹”模型，將模型參數的取值及估計值帶入公式（1），通過 @Risk5.5 風險分析軟件，采用蒙特卡洛仿真模擬方法，對模型迭代10 000 次仿真分析，計算假定某布病凈化場在省內某羊場引進100 只羊，至少有1只為感染羊而導致羊群發病的可能性為α。

2 結果

2.1 省內羊群流行率（HP）與個體流行率（P1）

2021 年8—9 月，在全省16 個地級市共調查1 539 個羊場，檢測50 962 份樣品，檢出53 個陽性場點，296 份陽性樣品。

2.2 產地檢疫排查陽性率（P2）

通過山東省畜牧業支撐平臺獲取2021 年度共產地檢疫740 540 只羊，未發現異常羊只。

2.3 隔離檢疫排查出患病動物概率（P3）

通過發放電子問卷開展調查，共收到104 份有效問卷，分析問卷數據計算得到，如羊場引進100 只羊，最可能發現1 只患病羊，最多為5 只，最少為0 只。

2.4 模型參數取值模擬

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

表1 模型參數描述及賦值

2.5 風險計算

2.5.1 情景樹1（雙檢測） 經過模型計算及仿真迭代10 000 次，得到隨機引進1 只羊經產地檢疫檢測、混群檢測，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）。概率分布結果見圖2。按照雙檢測“情景樹1”模型，在省內隨機挑選羊場隨機引進100 只羊，至少有1 只為患病羊，而導致羊群發病的可能性為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%），結果見圖3。

圖2 情景樹1 中引進1 只羊為患布病動物的概率分布

圖3 情景樹1 中引進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 經過模型計算及仿真迭代10 000次，得到隨機引進1 只羊經混群前1 次檢測，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）。概率分布結果可見圖4。按照單檢測“情景樹2”模型，在省內隨機挑選羊場隨機引進100 只羊，至少有1 只為患病羊，而導致羊群發病的可能性為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%），結果見圖5。

圖4 情景樹2 中引進1 只羊為患布病動物的概率分布

圖5 情景樹2 中引進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 經過模型計算及仿真迭代10 000 次，得到隨機引進1 只羊不做檢測，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“情景樹3”模型，在省內隨機挑選羊場隨機引進100只羊，至少有1 只為患病羊，而導致羊群發病的可能性為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%），結果見圖7。

圖6 情景樹3 中引進1 只羊為患布病動物的概率分布

圖7 情景樹3 中引進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 軟件進行的模型敏感性分析結果（圖8）顯示，診斷試驗敏感性（Se）是主要的保護性因素，其相關系數為-0.89；群流行率（HP）與個體流行率（P1）是主要的風險因素，其相關系數分別為0.40 與0.17。

圖8 敏感性分析結果

3 分析與討論

按照世界動物衛生組織（OIE）的風險分析定義，風險分析是指對危害因素帶來的風險進行評估，主要內容包括危害識別、風險評估、風險管理和風險交流。傳入評估、暴露評估、后果評估是風險分析中風險評估的3 個主要組成部分，它們可以單獨構成整個風險分析過程，也可以根據研究目的開展相關內容完成風險分析。本研究則聚焦于傳入評估的相關風險分析。

對于省內動物調運目前并無有關檢疫的嚴格要求，加之引進動物的養殖場往往忽略混群前檢測，因而通過引進動物傳入布病的可能性極大。依據計算模型結果，本研究對不同引進路徑進行分析，分別設立了“雙檢測”（產地檢疫時、混群前均做1次采樣檢測篩查陽性動物），“單檢測”（混群前做1 次采樣檢測篩查陽性動物）以及“無檢測”（不采樣檢測）3 種路徑。通過研究發現：經過“雙檢測”，引進1 只羊傳入布病的可能性為4.84×10-6；經“單檢測”，引進1 只羊傳入布病的可能性為3.07×10-5；“無檢測”時，引進1 只羊傳入布病的可能性為1.99×10-4。對比發現，“無檢測”的引進風險是“單檢測”的6.5 倍，是“雙檢測”的41.1 倍。可見，開展實驗室檢測是保障養殖場戶羊群健康的重要途徑，也是維持布病凈化狀態的重要抓手。通過分析計算模型結果發現，“無檢測”引進成年羊，每引進100 只羊，至少1 只是患病羊的可能性是1.975%，而“單檢測”同樣引進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，可能性將會降至0.048%。“無檢測”引進100 只羊至少有1 只患病羊物的風險是“單檢測”的6.5 倍。由此可以看出，混群前開展1 次實驗室檢測，篩查羊群中的感染動物，對保持羊場的布病凈化狀態是很有必要的。

通過敏感性分析發現，導致凈化場傳入布病的風險因素為羊所在地區的群流行率與個體流行率。如果采取措施降低群流行率與個體流行率，那么羊場引進成年羊傳入布病的可能性將大幅降低。現如今，開展布病凈化場建設推廣工作所采取的一系列措施，能夠有效降低場群流行率。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。當凈化場越來越多，傳入風險因素的關鍵參數也就得到了控制，所以布病凈化推廣工作要更加廣泛宣傳，科學有效實施。從本研究模型來看，如果群流行率與個體流行率均被有效控制，則可以節約實驗室檢測費用，所以從這個角度分析，凈化場建設關系到每位養殖場戶的切身利益。在敏感性分析中，隔離措施的保護作用并不明顯，其相關系數只有0.05。實際中，隔離措施僅通過肉眼觀察，發現患病動物的可能性較低，不能很好地排查出陽性動物。但是隔離的目的是利用潛伏期這個時間段暴露更多的感染動物，所以隔離措施看似沒有更多的保護意義，但是實際中它與混群前檢測措施配套設置，會發揮重要作用。

本次風險分析也存在一定的不確定性。模型參數中的群流行率、個體流行率是通過省羊布病專項流行病學調查獲得的，其中樣品檢測由山東省動物疫病預防控制中心與16 個地級市動物疫病預防控制中心實驗室一同完成，所以在樣品采樣、檢測方法與結果讀取方面可能會存在差異性，不確定性評價為“低”。隔離措施發現患病動物的數據來自對羊場的調查問卷，但不同規模場戶在隔離措施執行與患病羊臨床診斷經驗上存在差異，而問卷調查在選擇養殖場戶時，未嚴格區分凈化場與非凈化場，也未能合理區分不同規模場，導致結果可能存在一定的差異性，不確定性評價為“中”。

4 結論

本研究通過傳入評估定量風險分析發現：檢測排查工作至關重要，可有效降低布病傳入風險；群流行率與個體流行率是導致布病傳入的主要風險因素，因此開展凈化工作是有效降低布病傳入風險的重要措施。由此建議，持續推進布病凈化場建設，加強引種檢疫檢測，降低布病傳入風險。