跨境动物疫病传入定量风险评估研究简析

李 超，戴美霞，王素春，王楷宬，薛 峰，王玉英

（1. 中国动物卫生与流行病学中心，农业农村部动物生物安全风险预警及防控重点实验室（南方），山东青岛 266032；2. 南京农业大学，江苏南京 210095；3. 遵义医科大学，贵州遵义 563004；4. 青岛水族馆，山东青岛 266031）

跨境动物疫病传入有可能对动物、人类和环境健康造成重大损害，并带来严重的经济影响[1-2]，而跨境动物疫病传入扩散的主要危险因素是动物及其产品的移动与贸易流动[3]。世界贸易组织（WTO）和世界动物卫生组织（WOAH）鼓励各成员遵守《实施卫生与植物卫生措施协定》（简称《SPS 协定》）中规定的指导方针并进行传入风险评估，支持其跨境动物疫病的预防和控制政策[4]。随着加入WTO 的成员越来越多，全球动物和动物产品调运也越发频繁，跨境动物疫病传入风险越来越大，而风险评估可以使动物检疫决策的针对性与科学性得到加强，其中传入定量风险评估可以带来准确直观的结果，越发被动物检疫决策者所重视。

1 跨境动物疫病传入风险评估的定义

跨境动物疫病是指比较容易通过动物及其产品贸易、过境动物游牧以及人员的移动交流、接触和暴露等方式，传播到其他国家或地区并且流行起来，能够对传入国家或地区畜牧业生产安全、生物安全和公共卫生安全等产生重大影响的一类动物疫病的统称。危险等级相对较高国家或地区的动物疫病向危险等级较低国家或地区转移的过程就是跨境动物疫病从高风险区传入低风险区的过程[5-6]。跨境动物疫病传入定量风险评估是描述跨境动物疫病传入某一特定环境的生物学途径，并对跨境动物疫病传入发生概率采用数值进行定量推定的过程。风险评估结果必须保证其客观性、科学性、有效性和透明度，这就需要风险评估模型来给予技术支持[7]。跨境动物疫病传入定量风险评估是量化动物病原体进入的可能性[8]，其内容包括病原传入总量与动物疫病传入概率，进行评估时需要清晰地界定一个值得评估的风险（创新点、应用价值），并全面描述可能的风险路径，最后获得真实的、时效性强的基础数据。

2 开展跨境动物疫病传入定量风险评估的目的

为了最大限度地减少与动物贸易有关的风险，WOAH 和其他国际组织不断强调，有必要制定风险评估措施，以尽可能防止和减少跨境动物疫病传入无疫区的可能性[4]。跨境动物疫病传入定量风险评估的目的是有效保护动物源性食品安全，防控动物疫病，可用于制定动物疫病防治规划与措施，追溯动物疫情并做出形势预判，管理动物和动物产品进出口风险。

动物疫病传入定量风险评估还可用于描述病原体传入某动物群或地区的可能途径，并估计其可能性。导致传入跨境动物疫病国家或地区动物及其产品受到损害的风险源、风险因素、风险事件，是跨境动物疫病传入定量风险评估的研究对象。当前国际贸易往来日益频繁，我国对进口动物和动物产品特别是种禽有着旺盛的需求，这会加大动物疫病跨境传入并在我国流行的风险。因此，开展跨境动物疫病传入定量风险评估，对保障畜牧业生产安全和国家生物安全，维护人民生命健康和促进外贸经济繁荣具有重要意义[9-11]。

3 跨境动物疫病传入定量风险评估的步骤

系统开展跨境动物疫病传入定量风险评估，首先需要系统梳理与可视化分析跨境动物疫病的传播路径及传入路径，然后为路径中的关键节点创建符合的概率模型，并对其进行参数赋值或者设定合适的取值范围，这一步需要结合动物产品来源国关于跨境动物疫病风险监测和流行病学调查的数据[8，12]。为了让数据收集更加方便并且更加有利于数学概率论，先采用“情景树”法建立传入风险随机模型，尤其在传入定量风险评估过程清晰且简洁的情况下，多使用“情景树”法建立概念模型图[9]。其次，需要用理论分析方法与蒙特卡洛模拟方法，来量化评估动物疫病传入风险，然后使用敏感性分析方法来识别导致疫病传入风险的核心要素。开展跨境动物疫病传入定量风险评估流程见图1。

图1 跨境动物疫病传入定量风险评估流程

蒙特卡洛模型是基于统计理论与概率论的一种计算方法，是一种随机模拟方法，可用于解释模型计算中的不确定性，从三角分布中采集每个问题的数值，表示该问题的不确定性区间。从三角分布中抽取数值并对其进行对数变换，以获得模型计算的定量输入值，并使问题的定量输入值与为问题选择的答案类别指示定量解释相对应[13]。使用蒙特卡洛模拟方法，再结合“情景树”模型中每个环节的逻辑关系来构建疫病传入模型，采用@Risk 风险评估软件来模拟分析模型中的参数[14]。统计模型有Beta 分布、Pert 分布、Gamma 分布、Logistic分布、Weibull 分布、Normal 分布等。结果是得到问题的解，其可能是某个事件出现的概率，也可能是某个随机变量的数学期望。用 Excel 和@Risk 软件进行模拟分析，对于风险路径的不同参数需要依据不同的数据类型来选择相对应的概率分布，然后使用@Risk 对模型进行模拟，并对模型使用蒙特卡洛模拟方法进行仿真计算[15]。@Risk 中的敏感性分析工具，用于评估不确定性和可变输入参数对模型结果的影响[16]。敏感性分析是通过计算各输入变量对评估结果的影响程度确定其等级，用于识别定量模型中起决性作用的变量[17-20]。在定量风险评估中，进行敏感性分析以评估模型的不确定性，是一种良好的做法。不确定性反映了对输入变量缺乏精确的了解，并且可以在未来的风险评估中，通过进一步研究来减少[21]。定量风险评估模型还可以进行更新，以处理不断变化的新信息，这种模型很容易适应不同的国家以及多种跨境动物疫病[22]。

4 跨境动物疫病传入定量风险评估案例

传入风险评估可分为传入定性风险评估和传入定量风险评估两种方法[14]。针对不同情况应使用不同的方法，传入定性风险评估是对结果出现的可能性和后果的影响程度进行的评估[10]，如果不需要高度详细的风险表述，定性风险评估是有用且成本较低的工具[2]，但是定量风险评估没有定性风险评估具有的主观性、误差大的缺点，所以当需要进行精确分析的情况下，相比还是定量风险评估更能使结论可靠[23]。传入定量风险评估可以给出更清晰的风险幅度区间，并且不容易受定性评估的语言限制[2]，已被广泛用于为国家和国际层面的跨境动物疫病相关政策和决策制定提供科学证据[24-25]。另一方面，一旦定义了模型的结构，确定了数据源并可用，模型就可以轻松更新[26]。

非洲马瘟、非洲猪瘟和口蹄疫等跨境动物疫病传播范围广，需要通过定量风险评估来量化其所带来的影响；在动物疫病研究方面，越来越多的研究使用定量风险评估方法来分析疫病的影响并由此制定相应的措施，提出相应的建议。夏炉明等[14]采用定量风险评估方法对引进母猪使无疫病猪群感染猪伪狂犬病病毒的风险进行评估，结果表明通过规范引种使无疫病猪群从输出地随机引进1 头母猪从而传入猪伪狂犬病的概率是0.11%，随机引进1头母猪直接混群饲养传入的概率是12.83%；杨宏琳等[15]采用定量风险评估方法评估了云南省中缅边境通过活牛走私而使口蹄疫传入我国的风险，结果表明从云南省中缅边境走私1 头牛而传入口蹄疫的概率为0.81%（95%CI：0.43%～1.47%）；李建军等[27]采用定量风险评估方法评估了通过进口南美鸡肉而使禽伤寒沙门氏菌传入我国的概率，结果表明当进口的南美鸡肉来源鸡群禽伤寒沙门氏菌流行率为0.05 时，这些鸡肉传代病菌的风险概率为0.1%左右。

5 定量风险评估的其他应用场景

定量风险评估在国际上有5 种比较常用的应用 方法：一是动物疫病流行状况评估，二是输入动物和动物产品传入疫病风险评估，三是实验室检测最小样本数确定模型，四是动物疫病发生概率预测，五是动物源食品安全评估[2]。

动物疫病流行状况评估是评估单个动物或动物群体的总体疫病流行状况，但是这种评估模型必须在使用检测方法的敏感性和特异性以及疾病流行率都已知的前提下。输入动物和动物产品传入疫病的风险评估是指动物检疫部门在进境、出境或者境内运输动物及其产品前，对动物及其产品的疫病传入风险进行评估，其中包括对病原传入总量与疫病传入概率的评估。

实验室检测最小样本数确定模型是用于解决在已知实验室所用检测方法的特异性、敏感性以及动物群体中某种病原的流行率时，检疫人员面临的检测样本数选择问题。但在具体操作时，最好做到检测结果中无阳性反应的概率小于5%，用最少的检测样本就能检测到感染动物。这是因为样本数量太多或是太少都不好，前者会增加工作量同时又加大检测成本，后者很可能导致无法检测出被感染动物。

动物疫病发生概率预测是预测未来某种疫病发生的概率。动物疫病会受到非常多的不确定因素影响，因此动物疫病发生概率预测是一项复杂且危险的工作。想把工作做好，可以使用数学模型，但必须提前掌握疫病发生的历史资料，并以此为基础确定年均发病次数，并预测今后1 年的发病概率，这样兽医主管部门就可以预测未来1 年或者几年的动物疫病发生状况。

动物源食品安全评估是想办法用一种或多种途径去降低动物源性食品被病原污染的概率。然而目前想做到完美非常困难，因为技术等方面还不够完善，所以想完全阻止被病原污染的动物源食品流入消费环节几乎是不可能的。因此当这些状况出现时，应当对其引起的后果进行评估从而通过制定措施来降低污染风险，同时尽可能提供科学依据。病原污染食品的过程很复杂，这意味着动物源食品安全评估需要构建一个符合实际情况的数学模型[2]。

6 小结与展望

跨境动物疫病风险评估和模拟建模被越来越多地用于评估跨境动物疫病传入风险并为监测战略提供信息[1]。从本质上讲，定量风险评估并不是一个快速而容易的过程，必须为确定重要而现实的途径和收集数据分配时间。使用模型估计的绝对值不能被认为是真值，因为估计模型输入参数存在很大的不确定性，此外输入值不是静态的[28]。风险评估结果只是大致的参考值，并不能得出与将来实际情况完全相同的数学上的绝对精确答案。记录模型中固有的所有假设、可变性和不确定性，为决策者寻求解释性指导，及时进行风险分析，确保所使用数据是最新的并适用于决策非常重要。进行风险评估时要学会使用辩证的逻辑思维而不是简单的形式逻辑推理，因为风险评估是依据风险变化的一般规律或数理统计定理来设计的一种方法，其结果不能保证是一成不变的。但需要指出的是，任何模型从来都不是完美的，但只要它们准确代表了系统条件，就可以被复制[2]。

近年来，我国学者在一步步探索如何建立与我国动物疫病流行特点相契合的风险评估模型，但是目前我国跨境动物疫病传入定量风险评估模型的理论研究还相对薄弱，风险评估模型的定义和构建原则仍需进一步研究，动物疫病风险评估模型的应用也需要继续推进[7]。现阶段，我国的动物疫情传播风险与趋势的评估和预测工作较为落后，基于全球视角的疫情与风险因素监测的综合分析体系尚在起步和创新阶段，缺乏重大动物疫病传入风险评估分析方法。当今全球化进程越来越快速，动物疫病也必然给世界贸易、国际食品安全和全球养殖业带来很大挑战。WOAH 提出的风险评估策略也越来越受到各国的重视，其内容包括了每种动物疫病的特性、各种动物的品种及暴露情况、与单次进口有关的多种危害因子、数据信息的类型和数量以及疫病检测和监测体系[10]。

我国边境线漫长，动物和动物产品进口活动频繁，跨境动物疫病传入的来源非常复杂，而跨境动物疫病传入带来的生物安全风险会对我国食品和畜牧业安全构成较为严重的威胁。国外动物疫病监测的数据（量、率）难以获得，尤其是监测体系不健全的国家。另外，虫媒的分布、数量，与地理环境因素的相关性，以及国内外动物和动物产品的非法调运数据等，都是比较难获得的信息，这些都加大了开展跨境动物疫病传入定量风险评估的难度。因此，该如何广泛及时地分析和监测预警我国跨境动物疫病的传入风险，从而满足当前疫病防控需求，是未来开展跨境动物疫病传入定量风险评估工作的主要挑战。