中国2012—2022年羊群中蓝舌病毒流行的Meta分析

高 辉,方 敏,姜玲玲,马耀玉,刘 强,张 刚,牛小霞,王 璞,李 勇*,张思浓*

(1.宁夏大学生命科学学院,银川 750021;2.宁夏大学西部特色生物资源保护与利用教育部重点实验室,银川750021;3.夏河县麻当镇畜牧兽医工作站,夏河 747100)

蓝舌病毒(bluetongue virus,BTV)是呼肠孤病毒科环状病毒属的成员,传播媒介主要是库蠓、伊蚊等吸血性昆虫[1]。绵羊、山羊、鹿、羚羊等一些小反刍动物感染BTV后会引发严重的出血性疾病,表现为发热、抑郁、流涎、呼吸困难、甚至死亡;妊娠期动物感染后可通过胎盘垂直传播,引起胎儿流产、死产,甚至使整个羊群丧失生产周期[2]。每年造成全世界经济损失约达30亿美元,因此被世界动物卫生组织(OIE)列为须上报的动物疫病,我国也将该病毒列为二类重要动物疫病[3]。

目前,全球已报道27种BTV血清型(BTV-1～27),其中最新定型的3种血清型BTV-25(瑞士)、BTV-26(科威特)和BTV-27(科西嘉)均分离自绵羊和山羊,且不同血清型之间存在很低的交叉免疫反应,对各国来说,BTV的防治都极具挑战[4]。而我国自1979年在云南省师宗县首次分离到该病毒后,随后在广东、广西、四川、内蒙古、新疆等29个省/自治区相继鉴定出BTV-1～5、BTV-7、BTV-9、BTV-12、BTV-15、BTV-16、BTV-24等11种血清型,其中BTV-1型和BTV-16型是我国主要的致病血清型[5]。随着我国养殖规模的不断扩大,羊群养殖数量已由2017年的30 232万头增加到2022年的31 969万头,但由于众多BTV血清型的流行严重限制了我国动物养殖业和动物产品进出口贸易的发展。

此外,该病毒具有明显的地域性和季节性流行病学特点,主要流行于北纬40°到南纬35°之间,在夏、秋两季感染率会明显上升[6]。随着全球变暖的加剧,BTV已呈现出由低纬度向高纬度地区蔓延流行的趋势,我国整体气候环境已适于该病毒的流行。因此,为更清楚地掌握我国近10年来羊群中BTV流行状况,本研究拟对我国2012—2022年羊群中BTV流行情况进行Meta分析,为我国BTV防控提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 文献检索与纳排标准

本研究通过中国知网(CNKI)、万方、维普、PubMed和ScienceDirect国内外5个数据库,检索有关我国羊群BTV研究的相关文献,检索的时间范围为2012年1月1日至2022年12月31日已发表的中、英文文献。在中文数据库中以“羊蓝舌病”、“羊蓝舌病毒”、“BTV”为关键词查找文献。在ScienceDirect数据库中以“Bluetongue virus of sheep”、 “Bluetongue virus of goat”、“BTV”等为关键词查找文献。在PubMed数据库中使用布尔逻辑运算符检索,检索方式如框1 。

为选择符合条件的研究,首先排除了重复研究和综述类文章。然后按照以下标准进行筛选纳入:1)研究对象必须是绵羊/山羊;2)研究目的必须是研究中国绵羊/山羊蓝舌病毒感染的流行情况;3)研究必须包括检查绵羊/山羊的数量和蓝舌病毒阳性羊的数量信息;4)采样时间范围必须为2012—2022年;5)研究设计必须是横断面研究。

框1 PubMed检索策略

1.2 数据提取和质量评估

数据提取是由两名研究者独立对研究数据进行提取并交叉核对。如果存在分歧,与本文作者讨论再做决定。在符合条件的研究中提取了以下信息:第一作者、出版年份、采样年份、研究的地理区域、羊的品种、诊断测试方式、养殖模式、检查羊的总数和蓝舌病毒阳性羊的数量。数据库由Microsoft Excel (版本2016)建立。

文献质量按照评分进行分类,对文献依据以下5个问题进行评分,每项为1分:1)研究中抽样是否随机?2)研究是否准确记录了采样时间?3)研究中抽样地点是否具有代表性?4)研究中是否详细介绍了抽取的样本类型?5)研究是否准确的介绍了检测方法?高质量论文总分为4～5分,中等质量的论文质量为2～3分,低质量论文为1～2分。

1.3 数据分析

本研究中使用stata16.0软件进行Meta分析,采用Freeman-Tukey双重反正弦转换后使数据更接近正态分布[7]。使用随机效应模型评估文献BTV阳性率是否具有明显的异质性,通过95%置信区间表示效应量。使用I2和P值检验研究间的异质性,当I2>50%、P<0.05时,表明研究间具有显著的异质性,使用随机效应模型进行效应量合并;若I2<50%、P>0.05时,认为研究间异质性较小,使用固定效应模型进行效应量合并。森林图用于Meta分析的整体评估,随后使用漏斗图、Egger检验来评估研究间发表偏倚,敏感性分析用于检验本研究所获得结果的稳定性。

通过亚组分析和Meta回归分析,确定文章异质性来源以及分析BTV感染的风险因子。本研究中关注的风险因子有采样地点、动物品种、采样时间、诊断方法、选定论文质量等。另外,由于不同的气候类型对BTV传播媒介的生长繁殖有影响,因此本研究也对我国不同气候类型对研究结果的影响进行分析。

2 结 果

2.1 文献检索结果

此次研究通过关键词共检索到了1 585篇文献,其中中国知网(CNKI)282篇、万方数据库491篇、维普数据库141篇、PubMed数据库276篇以及ScienceDirect数据库395篇。在去除重复文献、阅读题目和摘要初筛后,剩余46项研究。研究人员阅读全文后,根据纳入和排除标准排除了18篇文献,最后共28篇文献纳入此次Meta分析(图1)。根据文献质量评估标准,10篇为高质量(4～5分)文献;17篇为中等质量(2～3分)文献,1篇为低质量(0～1分)文献(表1)。

表1 纳入本研究的文献及其相关信息

图1 文献检索流程图Fig.1 Flow chart of literature retrieval

2.2 发表偏倚结果

异质性检验结果显示I2=97.0%、P<0.001,表明所选28篇文献研究具有显著的异质性,因此本次Meta分析应采用随机效应模型(图2)。漏斗图分析结果显示,研究文献(以点表示)在漏斗图内呈现基本对称分布,表明所选文献之间不存在明显的发表偏倚(图3)。Egger检验结果(P=0.484,P>0.05),结果显示各文献研究间不存在发表偏倚(图4)。敏感性分析显示,当逐个剔除每一项研究时合并效应量值仍在95%CI之间,表明此次Meta分析结果稳定可靠。

图中点表示流行率,横线表示 95%置信区间,对应为效应大小(ES);红色菱形表示合并效应量The midpoint represents the prevalence, and the horizontal line represents the 95% confidence interval, corresponding to the effect size (ES); The red diamond indicates the combined effect size

图中一个点代表一篇文献A dot in the diagram represents a document

图中一个点代表一篇文献A dot in the diagram represents a document

2.3 Meta分析结果

2.3.1 中国羊群BTV分布情况 将纳入研究按照中国省级行政区进行Meta分析,结果显示我国近10年羊群BTV总体流行率为23.8%(95%CI: 23.4, 24.3),16个省/市之间羊群BTV流行率无显著的差异(P>0.05),其中BTV流行率最高的地区为重庆市34.6% (95%CI: 32.0, 37.1),其次是云南省为33%(95%CI: 28.9,37.0)和内蒙古自治区为32.0%(95%CI: 31.2, 32.9);吉林省相较于其他省份流行率最低为4.7% (95%CI: 2.8, 6.7),其次辽宁省也显示出较低的患病水平为5.1%(95%CI: 0.07, 9.5)(表2)。

表2 中国各省羊群BTV患病情况

2.3.2 亚组分析 本次研究按照地区、品种、检测方式、采样年份、气候类型以及文献质量6个亚组进一步分析文章异质性来源(表3)。地区间亚组分析结果显示,我国5大分区之间羊群BTV流行率呈现显著性的差异(P=0.011),其中南部地区病原学流行率最高为33.8% (95%CI: 29.5, 38.1),其次为中部地区26.6%(95%CI: 24.3, 28.8);流行率最低的地区为东部地区6.1%(95%CI: 4.3, 7.9),北部及西部地区流行率分别为21.0%(95%CI: 8.3, 33.6)和21.7%(95%CI: 17.1, 26.2)。不同检测方式之间也存在显著的差异(P=0.031),通过ELISA检测羊群BTV流行率为21.6%(95%CI: 17.0, 26.2)显著低于其它检测方式(PCR、AGID、Protein Chip)42.6%(95%CI: 25.1, 60.1)。分析结果显示我国不同气候类型间BTV流行率也存在显著差异(P=0.021),高原山地气候流行率最高为35.5% (95%CI: 28.9, 42.1),温带大陆性气候流行率最低为19.2%(95%CI: 10.6, 27.7)。同时,羊的品种、采样年份以及文献质量亚组分析结果显示这些因素不是本研究中异质性来源(P>0.05)。

3 讨 论

BTV于18世纪末首次在南非报道,目前已有27种BTV(BTV1～27)血清型流行于各个国家[35-36]。已给多个国家造成了严重的经济损失,如1956年BTV-10在葡萄牙和西班牙的爆发导致17.9万只羊死亡,死亡率高达75%[37];2005年到2006年在地中海沿岸16个国家爆发了有史以来最严重的BTV疫情,造成100多万只羊死亡[38];2007年,BTV-8在法国和荷兰的流行分别造成14亿美元和0.85亿美元的经济损失[39];此外,英国苏格兰为防止BTV-8的传入,在2009年至2013年5年期间共投入1.5亿美元[40]。我国虽无严重的爆发记录,但多种血清型仍在我国流行,如我国BTV血清型已由2000年的7种血清型(BTV-1、BTV-2、BTV-4、BTV-9、BTV-15、BTV-16、BTV-23)增加到现在的11种血清型(BTV-1～5、BTV-7、BTV-9、BTV-12、BTV-15、BTV-16、BTV-24),其中BTV-1和BTV-16两种血清型一直为我国主要致病血清型[34,41]。各种血清型的不断增加提示我们应持续监测国内外BTV的流行病学特征。

我国处于北纬4°至北纬53.5°之间,大部分地区属于温带季风气候,地理位置及气候类型已使我国适于BTV流行,本研究结果显示该病毒已在我国广泛流行(图5)。众多研究证明,BTV主要是通过库蠓叮咬进行传播的,并且该病毒可在库蠓体内长期生存和大量增殖[42]。库蠓在湿热的环境下繁殖速度会明显加快,尤其是当环境温度处于20～28 ℃时,雌虫吸血后3～4 d即可产卵,22～32 d即可发育为成虫[43],因此,夏、秋两季可能会是我国BTV高发时期。而对于常年温暖湿润的中、南部地区则一年四季都伴有BTV传播的可能性,本研究显示,我国南部地区(广东、广西、贵州、云南等)和中部地区(湖北等)BTV阳性率显著高于东部(江苏、福建等)、西部(新疆、西藏等)、北部(内蒙古、吉林等)3个区域,而这里温暖湿润的气候类型以及大量茂密的森林都为众多库蠓的生存和繁殖提供了有利条件。郑可人[44]研究显示,尖喙库蠓、原野库蠓等是我国中、南部地区传播BTV以及一些其它动物疾病的主要媒体,而全球变暖使得这些库蠓的向北适应性增加。值得注意的是,我国内蒙古自治区BTV阳性率远高于北方其它省份,一方面是这里较高的牛、羊养殖数量以及长期的散养模式直接促进了传播媒介和宿主之间的接触率;另一方面是由于这里大面积的草原以及动物排泄物为库蠓的生存繁殖创造了良好的条件[45-46]。

基于自然资源部地图技术审查中心标准地图服务网站标准地图[审图号:GS(2020)4619号] ,使用arcmap10.8软件绘制,底图无修改Based on the standard map service website of the Map Technology Review Center of the Ministry of Natural Resources, the standard map[Review number: GS(2020)4619] was drawn using arcmap10.8 software, and the base map was not modified

本研究的Meta回归结果证实,检测方式也是本研究异质性来源之一(P<0.05)。目前,BTV的检测方式主要有凝胶免疫扩散(AGID)和酶联免疫吸附技术(C-ELISA)。C-ELISA能够快速检测到感染个体血清样本中的抗体,因此这种检测方式已在我国广泛使用[47]。但这种检测方式主要针对BTV单一抗原决定簇,而不同BTV血清型抗原决定簇间的差异就会导致检测敏感性的降低[48]。此外,Liu等[49]研究显示,我国绵羊和山羊BTV流行率差异显著,这与本研究的发现有所不同。同时,绵羊和山羊的年龄、养殖模式(圈养及散养)等因素也可能是文章异质性的来源,但由于文献研究数量的限制,无法对其进行细致分组研究,不能够准确揭示其流行病学特征。

4 结 论

本研究通过对我国近10年羊群BTV病原流行率进行系统评价和Meta分析,同时分析了影响BTV在我国传播的风险因子,确定了我国羊群中BTV病原流行的总体情况。结果表明,BTV在我国羊群中整体患病率较高,并且在我国不同区域间呈现显著的差异,同时检测方式、气候类型等都是影响BTV流行的重要风险因子。此次研究有助于了解我国羊群BTV流行率的整体状况,将对我国羊群BTV感染的监测和防控提供重要的参考价值。