新疆乌苏市羊棘球蚴病个体流行率测量

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（1. 新疆维吾尔自治区动物卫生监督所，新疆乌鲁木齐 830011；2. 中国动物卫生与流行病学中心，山东青岛 266032）

新疆乌苏市羊棘球蚴病个体流行率测量

闫 昊1，张 睿1，沈朝建2，林汉亮1，张继红1

（1. 新疆维吾尔自治区动物卫生监督所，新疆乌鲁木齐 830011；2. 中国动物卫生与流行病学中心，山东青岛 266032）

[目的]了解新疆乌苏市羊棘球蚴病真实流行率。[方法]首先用两种酶联免疫吸附试验试剂盒，对采自乌苏市屠宰场的172份羊血清同时进行抗体检测，汇总交叉结果，通过建立贝叶斯模型，确定先验分布，完成Gibbs抽样及相关参数计算，评价两种试剂盒（A和B）对羊棘球蚴病的诊断价值，选择诊断价值较高的试剂盒，对乌苏市羊棘球蚴病个体真实流行率进行测量。其次，采用横断面研究，采取两阶段抽样策略。第一阶段为乡镇抽样，采用随机抽样，预定流行率为85%，CI为90%，可接受误差为15%；第二阶段为个体抽样，采用按养殖大小成比例抽样（PPS），预期流行率为30%，CI为90%，可接受误差为5%。采集的1 787份血清，利用诊断价值取高的试剂盒进行检测，根据检测结果、敏感性和特异性，计算真实流行率。[结果]通过贝叶斯模型分析，试剂盒A和B的敏感性分别为91.8%、76.6%，特异性分别为95.4%、80.7%，试剂盒A的诊断价值较高。乌苏市羊棘球蚴病个体表观流行率（AP）为48.6%，统计分析得出个体真实流行率（TP）为50.5%，95%置信区间（CI）为48.2%～52.8%。[结论]贝叶斯估计是抽样信息对先验分布做出调整的结果，其更接近参数的真实情况。本研究结果既可以作为先验信息，也可以作为其他血清学检查方法的评价和现场应用提供参考信息。本研究首次通过两阶段抽样策略对羊棘球蚴病的个体流行率进行了测量，相对以往的监测方法更加科学，更接近研究时段内该地区的真实情况。在今后的羊棘球蚴病流行病学调查、监测和检测工作中可逐步推广ELISA诊断方法。

羊棘球蚴病；流行率；酶联免疫吸附试验；贝叶斯模型；敏感性；特异性

棘球蚴病（Echinococcosis）又称为包虫病（Hydatid disease，Hd），是由细粒棘球绦虫（Echinococcus granulosus，Eg）的中绦期——棘球蚴（Echinococcus）寄生在哺乳动物脏器内形成机械性压迫，造成不同程度的组织损伤和功能障碍，同时可引起过敏反应，甚至突然死亡，是一种严重的人兽共患寄生虫病。绵羊是其最主要的中间宿主，犬是终末宿主。

关于棘球绦虫属的种分类，因其在虫种上变异较大，曾先后报道有16个种和13个亚种[1]。目前在分类学上公认的有5个种[2]，即细粒棘球绦虫（Echinococcus granulosus，Eg）、多房棘球绦虫（E. multilocularis，Em）、少节棘球绦虫（E. oligauthrus，Eo）、福氏棘球绦虫（E. vogeli，Ev）、石渠棘球绦虫[3]（Echincococus shiquicus，Es）。目前我国仍以细粒棘球绦虫蚴虫在人体和兽体内引起的囊型包虫病（Cystic Echinococcosis，CE）和多房棘球绦虫引起的泡型包虫病（Alveolar Echinococcosis，AE）为主。据兽医部门流行病学调查数据推算，我国每年患病家畜在5 000万头以上，因家畜死亡和脏器废弃造成的直接经济损失逾30亿元[2]。

目前羊棘球蚴病的感染调查仍以世界动物卫生组织（OIE）推荐的屠宰场现场检查为主。该方法存在问题有：内脏棘球蚴包囊检查只能在家畜屠宰时进行，存在很大局限性，同时家畜大多年龄偏大，可能感染其它动物疫病，增加了流行病学调查的偏差。棘球蚴病感染初期或家畜年龄较小时，内脏表面未能形成包囊或包囊不明显，导致检查出现假阴性。同时，检查人员易将棘球蚴包囊与其它寄生虫病或传染病形成的结节状病变混淆，导致出现假阳性。

近年来，多种新的免疫学方法被应用于羊棘球蚴病检测，其是利用抗原、抗体特异性结合的原理，制备特异性抗原，检测血清中的抗体。血清抗体检测方法的敏感性、特异性、实用性优于传统的检测方法。

新疆全区棘球蚴病呈现地方性流行。根据2014年新疆家畜棘球蚴病流行病学调查数据，乌苏市羊棘球蚴病肝脏感染率为30.15%、肺脏感染率为24.72%。乌苏市位于新疆中部，辖10镇7乡，是以农业为主、农牧结合的半农半牧区，有5个以牧业为主的牧场，养殖模式以传统游牧为主。本文通过对两种羊棘球蚴病检测试剂盒进行比对，选取其中一种对新疆乌苏市羊棘球蚴病流行率进行测量，从而掌握当地真实流行情况。

1 试剂盒比对的材料和方法

1.1样品

采自乌苏市屠宰场的羊血清172份。

1.2主要试剂盒

A：绵羊棘球蚴病（包虫病）ELISA检测试剂盒，兰州兽医研究所产品；B：包虫抗体检测试剂盒（酶联免疫抑制法），北京天恩泰生物科技有限公司产品。

1.3检测方法

绵羊棘球蚴病（包虫病）ELISA检测试剂盒参照《动物棘球蚴病诊断技术》（NY/T 1466—2007）进行操作；包虫抗体检测试剂盒（酶联免疫抑制法）参照说明书操作。

1.4贝叶斯模型建立

采用二试验一种群条件相关模型[4-5]。将两种检测试验结果与设立的向量y对应参数一一对应。检测结果阳性用“+”“1”表示，检测结果阴性用“-”“0”表示。交叉参数情况见表1。

表1 两种检测结果的交叉参数

用 向 量 p=（p11，p10，p01，p00） 表 示向量y对应的发生概率，n为样品总数，则y～Multinomial[n，（p11，p10，p01，p00）]。

假设感染率为π，两种检测方法的敏感性分别为Se1、Se2，特异性分别为Sp1、Sp2，CovD+为真值在阳性条件下两种检测方法结果之间的协方差，CovD-为真值在阴性条件下两种检测方法结果之间的协方差，则：

P10=π[Se1(1-Se2)-CovD+]+(1-π)[(1-Sp1) Sp2-CovD-]；

P01=π[(1-Se1)Se2-CovD+]+(1-π)[Sp1(1-Sp2)-CovD-]；

P00=π[(1-Se1)(1-Se2)+CovD+]+(1-π) (Sp1Sp2+CovD-)。

1.5确定先验分布

根据共轭先验分布原理，选择β分布Beta（a，b）作为感染率、敏感性和特异性的先验分布[6]。由于未查阅到国内对应用这两种检测试剂盒的相关文献报道，本研究结合前期预试验，以及专家经验、意见，给出敏感性和特异性的取值范围。然后，以区间中点为先验分布的期望值，以区间的1/4距离的平方为先验分布的方差[6]，联立两方程式，解之即可得到敏感性和特异性的先验分布参数（表2）。

表2 两种检测方法的先验分布参数

π由于缺乏先验信息，所以采用无先验信息分布Beta（1，1）。由于CovD+和CovD-缺乏先验信息，且(Se1-1)(1-Se2)≤CovD+≤min(Se1，Se2)-Se1Se2，(Sp1-1)(1-Sp2)≤CovD-≤min(Sp1，Sp2)-Sp1Sp2[7]，故取其先验分布为：

CovD+～Uniform[(Se1-1)(1-Se2)，min(Se1，Se2)-Se1Se2]；

CovD-～Uniform[(Sp1-1)(1-Sp2)，min(Sp1，Sp2)-Sp1Sp2]

(1)情报信息机构科技在服务于创新领域的工作过程中，其知识服务的理论和实践研究在2013年前总体呈上升态势，并在2009年和2013年达到高位，之后其文献发表数量开始呈下降趋势，表明近几年情报信息机构在知识服务领域的研究活跃性降低。

1.6计算方法

根据上述分析，在WinBUGS1.4.2中编写程序，完成Gibbs抽样及相关参数的计算[8]。

2 流行率测量的材料和方法

2.1研究设计

为了测量羊棘球蚴病的真实流行率，本研究选择采用横断面研究。乌苏市辖区内所有羊只为此次调查的总体样本，采样分为两阶段抽样：第一阶段为乡镇抽样，第二阶段为个体抽样[9]。

2.2抽样策略

第一阶段，乡镇选取采用随机抽样策略。对辖区内9个乡镇编号后作为抽样框，根据专家意见，预定乡镇流行率为85%（乡镇估计流行率基于个体流行率＞10%，即确定为流行乡镇），置信水平（CL）为90%，可接受绝对误差为15%，采用WinEpi软件，按照估计流行率抽样方法，计算抽取乡镇数，用EXCEL软件的随机数发生器抽取乡镇。

第二阶段，个体抽样采用按养殖规模大小，成比例抽样（PPS）策略。根据专家意见以及当地历年监测数据，个体预期流行率设定为30%，置信水平（CL）为90%，可接受误差为5%，采用WinEpi软件，按照估计流行率抽样方法，计算每个县个体样本数，将每个乡镇2015年秋季重大动物疫病免疫档案信息整理编号后作为抽样框，用EXCEL软件的随机数发生器抽取个体。

2.3实验室检测及实验方法特性

将所有采集的血清样品采用敏感性和特异性较高试剂盒进行检测，试验敏感性Se、特异性Sp通过试剂盒比对获得。

2.4数据分析

羊棘球蚴病个体表观流行率（AP）为检测的血清学阳性数占所有检测数的比值；个体真实流行率（TP）根据公式TP=（AP+Sp-1）/（Se+Sp-1）计算得到；真实流行病的95%置信区间（CI）根据公式CI=P±Z×[p×（1-p）/n]-1计算得出，其中，P是真实流行率，Z为标准正态分布概率p=0.05所对应的值，n为抽样数量。

3 结果

3.1试剂盒比对结果

用两种试剂盒对172份血清的抗体检测结果见表3，汇总交叉结果见表4。将相关参数值代入程序，进行100 000次迭代。

表3 两种试剂盒检测结果 （单位：份）

表4 两种检测结果的交叉结果

通过监视历史路径图和自相关性，用随后的99 500次迭代进行参数估计（图1），贝叶斯模型模拟的具体结果见表5。试剂盒A的敏感性和特异性估计值分别为91.8%、95.4%，试剂盒B的敏感性和特异性估计值分别为76.6%、80.7%，因此选用试剂盒A的诊断价值较高。

图1 参数核密度情况

表5 两种试剂盒敏感性和特异性的贝叶斯估计

3.2流行率测量结果

3.2.1抽样结果。第一阶段，随机选取出6个乡镇（表6）。但由于经费、人员与实际情况等因素限制，只选取了4个乡镇（表7）。其中1个为半农半牧区，3个为牧区，牲畜存栏量占总体的53.22%。地理分布情况见图2。第二阶段，计算每个乡镇需要抽取226份样品，具体样品来源见表6。

3.2.2检测结果。根据个体流行率计算公式可得到各乡镇的个体表观流行率、真实流行率及其置信区间，结果见表7。

表6 样品来源 （单位：个/只/份）

表7 各乡镇检测结果

图2 乡镇抽样地理分布

3.2.3各乡镇真实流行率的描述性统计。根据表7中列出的结果，对各乡镇羊棘球蚴病的真实流行率进行描述性统计分析，结果见表8。

表8 各乡镇真实流行率的描述性统计

3.2.4个体流行率。总共对1 787份血清进行检测，检出抗体阳性869份，根据个体流行率计算公式可得到乌苏市羊棘球蚴病个体表观流行率（AP）为48.6%。根据3.1中结果，该检测方法敏感性Se=91.8%、特异性Sp=95.4%，计算所得个体真实流行率（TP）为50.5%，95%置信区间为48.2%～52.8%，

4 讨论

4.1试剂盒比对

4.1.1贝叶斯模型建立。目前，国内外众多学者利用贝叶斯统计评价诊断试验诊断价值研究日益增多[11-16]。因为贝叶斯统计基本原理是根据抽样信息对先验信息做出调整的结果，所以它更接近参数的真实情况[7]。由于国内对羊棘球蚴病不同ELISA诊断方法间的比对没有相关文献报道，本研究中的先验信息来自前期试验数据与相关专家意见，通过加工、分析后，引入到相关分析中。为了减少先验信息对模拟结果的影响，本次研究给出的两种试剂盒的部分先验分布区间较宽（0.5～1.0），但本研究的结果可以作为今后相关棘球蚴病诊断试验诊断价值评价的先验信息，以供参考。

4.1.2ELISA方法检测。两种检测试剂盒所用包被抗原均用棘球蚴病包囊囊液制备，不同感染时间下棘球蚴发育程度有所差异，导致试剂盒的敏感性、特异性产生偏移，所以在监测过程中，对样品背景信息和试剂盒信息的掌握显得尤为重要。

4.1.3局限性。本研究选取的采样地区属于羊棘球蚴病高发区，同时样品来源信息较为复杂，研究设计过程中未能考虑到不同流行地区，以及与其他疾病的交叉情况，可能对试验敏感性、特异性造成影响，故在其他地区采用ELISA方法检测时，可能会出现不确定性。

4.2流行率测量

4.2.1抽样策略。在第二阶段抽样过程中，将每个乡镇2015年秋季重大动物疫病免疫档案进行整理，将养殖户、饲养量等信息录入采样框，按养殖大小成比例抽样，从而使辖区内的羊被抽中的概率一致。由于当地饲养模式和饲养情况特殊（每户养殖量在300～1 200只之间），当养殖户与采样量确定后，进入养殖户采样时，随机抽取相应数量，相对于将该乡镇全部羊编号后简单随机抽样而言，该方法具有较好的可操作性和实用性，可在今后大范围监测抽样时逐步推广，有利于减少因便利采样带来的误差。

4.2.2流行率测量。该地区历年监测数据来源于屠宰场现场检查，数量为每年200只羊。监测结果显示该地区羊棘球蚴病流行率在12%～35%之间。本次研究首次通过两阶段抽样，对羊棘球蚴病的个体流行率进行了测量，相对以往的监测方法更加科学，试验结果更接近研究时段内该地区的真实情况。在牧区，养殖户公用同一片草场，所有羊只在同一片草场活动、采食，转场时，经过同一条牧道，所以本研究认为，在牧区羊棘球蚴病感染情况同质化水平很高，具体情况有待进一步研究。

4.2.3防控策略。本次调查发现，该地区羊只调出量远远大于调入量，羊只饲养模式属于牧区自繁自养、传统游牧，而牧区饲养量占全地区的50%以上。牧区淘汰羊只收购至半农半牧区进行育肥饲养；在牧区，牧羊犬随羊只活动，而半农半牧区的犬只以拴养为主，从犬与羊只接触频次来说，牧区要远远大于半农半牧区。综上所述，本研究认为该地区羊棘球蚴病防控重点应以牧区为主，半农半牧区为辅，加大牧区犬只驱虫与新生羔羊疫苗免疫力度，从而达到降低该地区羊棘球蚴病流行率的目的。

4.2.4局限性。由于受经费、人员等实际情况限制，只选取了4个乡镇进行了第二阶段抽样，这可能造成选择误差。本研究认为该地区同质化水平较高，所以在第二阶段抽样过程中，加大了样本采样量，从设计的226份增加到450份，从而降低随机误差。

4.2.5公共卫生评价。考虑到棘球蚴病在我国的流行现状及其成因[17]，根据此次研究数据和棘球蚴病特性，建议如下：（1）加快建立家/牧犬的登记管理制度，并集中收容、处理流浪犬只。（2）加大以“犬犬投药、月月驱虫”的实施力度，尤其是牧区。（3）对辖区内新生羔羊实施羊棘球蚴病疫苗免疫，尤其是牧区，提高其对棘球蚴病的抵抗力。（4）加强屠宰检疫管理，杜绝“私屠滥宰”行为，严禁将有包囊的家畜脏器乱弃或投喂犬只。（5）加大棘球蚴病科普知识的宣传力度，翻译为多种民族语言，使农牧民了解棘球蚴病的危害及防控知识。

5 结论

本研究通过对两种羊棘球蚴病检测试剂盒进行比对，掌握了其各自诊断价值；选取一种检测试剂盒，对新疆乌苏市羊棘球蚴病流行率进行了测量，从而掌握了当地真实流行情况。研究得到以下结论：

屠宰场现场对家畜内脏进行棘球蚴病包囊检查简单易行、成本低廉，一直被用于羊棘球蚴病检疫、监测及流行病学调查。但是由于该方法的敏感性、特异性依赖于检查者的专业技能、羊感染时间的长短、棘球蚴发育情况等因素的限制，易出现假阳性和假阴性，增加了流行病学调查的偏差。相比之下，血清抗体检测方法的检测敏感性、特异性、实用性要优于传统的检测方法，为流行病学调查与疫情监测、疾病诊断提供了新的技术手段和途径。

通过建立贝叶斯模型，评价两种羊棘球蚴病酶联免疫吸附试验试剂盒对羊棘球蚴病的诊断价值，结果显示试剂盒A的诊断价值较高，可在今后的羊棘球蚴病流行病学调查、监测和检测工作中逐步推广该诊断方法。

该地区历年监测数据来源屠宰场现场检查，监测结果显示该地区羊棘球蚴病流行率在12%～35%之间。本研究首次通过两阶段抽样策略，对羊棘球蚴病的个体流行率进行了测量，从方法上相对以往的监测方法更加科学，监测结果更接近研究时段内该地区的真实情况。

致谢：

本研究是在导师沈朝建博士的悉心指导下完成的，在此谨向沈朝建导师表示最衷心的感谢和敬意！同时，也衷心感谢新疆维吾尔自治区动物卫生监督所（新疆动物疾病预防控制中心）盛卓君所长、林汉亮主任对本研究的大力支持。最后，特别感谢项目主办方（联合国粮农组织中国办公室）与协办方（中国动物卫生与流行病学中心）各位导师、工作人员，FETPV的特聘老师，以及CFETPVⅢ期培训班的学员对本研究提供的帮助。

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（责任编辑：朱迪国）

Measurement on Individual Prevalence Rate of Ovine Echinococcosis in Wusu City of Xinjiang

Yan Hao1，Zhang Rui1，Shen Chaojian2，Lin Hanliang1，Zhang Jihong1
（1. Xinjiang Animal Health Supervision Institution，Urumqi，Xinjiang 830011；2. China Animal Health and Epidemiology Center，Qindao，Shandong 266032）

[Objective]In order to recognize the true prevalence of ovine Echinococcosis in Wusu city of Xinjiang. [Methods]Two kinds of ELISA kits（kit A and kit B）were used to detect antibodies existing in 172 collected sheep serum samples from slaughter houses. After a series of steps including summarizing of the cross-reaction results，confirming prior distribution by establishing Bayesian model and completing Gibbs sampling and related parameter calculations，the value of the two kinds of kits in diagnosis was evaluated to choose the one with higher value，so as to measure the true prevalence of individuals. Next，adopting ways of cross-sectional study and two-stage sampling strategy，1 787 serum samples were tested using kit A and the true prevalence rates were calculated on basis of the test results，sensitivity and speci fi city. As to the two-stage sampling， fi rst was random sampling in the counties，with an estimated prevalence of 85%，90% CI，and the acceptable error of 15%. The second stage was individual sampling by PPS strategy（sampling in proportion to the production scale），with an estimated prevalence of 30%，90% CI，and the acceptable error of 5%. [Results]Based on the results of Bayesian model analysis，the sensitivity of the kit A andB were 91.8% and 76.6%，respectively，their speci fi city were 95.4% and 80.7%，respectively. Hence kit A showed higher diagnostic value. The apparent prevalence（AP）of individuals was 48.6%. Through statistical analysis，the true prevalence（TP）of 50.5% was obtained（95% CI：48.2%～52.8%）. [Conclusion]Because Bayesian estimation is the result of adjusting sampling information in view of prior distribution，it is more close to the truth of parameters. The analysis results could be considered as both prior information and an assessment for other serological detection methods，as well as providing information for fi eld application. In this research，two-stage sampling strategy was used for the fi rst time to measure the individual prevalence rate of ovine echinococcosis. Compared with the past methods，it was more scienti fi c and much closer to the real situation of the region during the research phase. As a conclusion，the ELISA method could be gradually applied in fi elds of epidemiological survey，surveillance and detection of ovine echinococcosis.

ovine echincoccusis；prevalence rate；ELISA；eayesian model；sensitivity；speci fi city

S851.3

：A

：1005-944X（2017）02-0021-06

10.3969/j.issn.1005-944X.2017.02.006

联合国粮农组织-中国兽医现场流行病学培训项目；科技部科技基础性工作专项（2012FY111000）

张继红