天水市豬傳染病調(diào)查樣本量的確定

王美菊，王　玙，趙保生，王　娟

(天水市動物疫病預(yù)防控制中心，甘肅天水 741000)

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天水市豬傳染病調(diào)查樣本量的確定

王美菊，王玙，趙保生，王娟

(天水市動物疫病預(yù)防控制中心，甘肅天水 741000)

豬傳染病的發(fā)生給養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展帶來了嚴(yán)重的損失，造成了很大危害。為實(shí)時掌握天水市二三類豬傳染病的發(fā)生和流行情況，為今后有效防控豬傳染病提供科學(xué)依據(jù)，近兩年天水市采用ELISA、平板凝集、免疫膠體金技術(shù)和細(xì)菌染色等檢測方法進(jìn)行了豬傳染病調(diào)查，基本確定了近兩年主要豬傳染病的發(fā)生情況。在此基礎(chǔ)上，論文運(yùn)用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法結(jié)合Excell建立了一種計(jì)算最小調(diào)查樣本量的簡便方法，確定了調(diào)查精度達(dá)到95%，至少發(fā)現(xiàn)1個陽性豬傳染病例所需要的最小樣本量，然后運(yùn)用該計(jì)算方法計(jì)算出了天水市豬傳染病調(diào)查所需要的最小樣本量。

豬；傳染??；最小樣本量；準(zhǔn)確度

養(yǎng)豬生產(chǎn)中，流行病學(xué)調(diào)查就是通過具體的問診或者是直接深入發(fā)病現(xiàn)場，調(diào)查清楚病豬和豬群、環(huán)境條件以及發(fā)病情況和特點(diǎn)等具體情況[1]。在動物疫病流行病學(xué)調(diào)查中，經(jīng)常會遇到“應(yīng)該采集多少樣本”的問題。確定樣本量需要綜合考慮精度、置信水平、抽樣方式、費(fèi)用等多方面因素[2]。置信水平的誤差通常受到樣本量的影響，樣本規(guī)模增加誤差會相應(yīng)減少，反之，如果想獲得較小的誤差就需要較大的樣本量[3]。樣本量估計(jì)也是一個成本-效果和檢驗(yàn)效能的權(quán)衡過程[4]。在充分滿足調(diào)查內(nèi)容要求情況下，過多的樣本量設(shè)計(jì)只會增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。確定樣本量的原則：一是達(dá)到調(diào)查目的，二是省錢。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律，樣本量增加呈直線遞增的情況下(樣本量增加1倍，成本也增加1倍)，而抽樣誤差只是樣本量相對增長速度的平方根遞減。因此，樣本量的設(shè)計(jì)并不是越大越好，通常會受到經(jīng)濟(jì)條件的制約。本文綜合考慮流行病學(xué)調(diào)查所遇到的各種問題，運(yùn)用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對調(diào)查樣本量的計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，并對天水市18種豬傳染病調(diào)查所需要的最小樣本量進(jìn)行了計(jì)算。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1病料采集通過對天水市近兩年豬傳染病進(jìn)行大規(guī)模普查，共采集了7 310份豬血液，其中育肥豬4 827份血液，后備母豬1 491份血液，經(jīng)產(chǎn)母豬和種公豬992份血液。只有進(jìn)行附紅細(xì)胞體檢測的血液需要加入抗凝劑。

1.1.2試劑及儀器ELISA試劑盒，膠體金試紙條，琥紅平板凝集抗原、標(biāo)準(zhǔn)陽性血清、陰性血清，豬萎縮性鼻炎乳膠凝集診斷試劑盒；酶標(biāo)儀。

1.2方法

1.2.1采集血液樣品的檢測除進(jìn)行附紅細(xì)胞體進(jìn)行檢測的血樣外，其余血液全部進(jìn)行血清分離。對豬細(xì)小病毒感染、豬圓環(huán)病毒感染、放線菌病、豬乙型腦炎、副豬嗜血桿菌病、豬支原體肺炎、豬鏈球菌病、豬繁殖與呼吸綜合征采用間接ELISA檢測，對偽狂犬病采用液相阻斷ELISA檢測，對布魯菌病采用琥紅平板凝集試驗(yàn)檢測，對萎縮性鼻炎采用乳膠凝集試驗(yàn)檢測，對豬流行性感冒、豬衣原體病、豬流行性腹瀉、傳染性胃腸炎、豬輪狀病毒感染和弓形蟲病用免疫膠體金試紙條檢測，對附紅細(xì)胞體用染色方法檢測。

檢測完成后對上述18種豬傳染病的感染數(shù)量和感染率進(jìn)行計(jì)算。

1.2.2最小調(diào)查樣本量方法的建立運(yùn)用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)合Excell辦公軟件建立一種較為便捷的計(jì)算最小樣本量的公式。

針對至少發(fā)現(xiàn)1個陽性病例的樣本量，可應(yīng)用二項(xiàng)分布公式計(jì)算[5]：P(X)=n！÷X！÷(n-X)!×w^X×(1-w)^(n-X)

應(yīng)用公式中：n表示樣本總數(shù)，X表示出現(xiàn)某種狀態(tài)的樣本數(shù)，P(X)表示X個樣本都出現(xiàn)某種狀態(tài)的概率，！表示階乘(n!=1×2×3×4×……n)，w表示樣本出現(xiàn)某種狀態(tài)的概率，^表示指數(shù)運(yùn)算(2^6表示2的6次方)。

有95%的概率至少檢測到1頭豬感染了該病原相當(dāng)于所有抽檢的豬都沒有患上該病的概率小于1-95%=5%。按照公式，n未知，X=0，P(0)<0.05，那么：P(0)= n！÷0！÷(n-0)!×w^0×(1-w)^(n-0)=(1-w)^n<0.05

根據(jù)對數(shù)和指數(shù)之間的轉(zhuǎn)換公式：log(a)N=b<=>a^b=N，那么n>log(1-w)0.05。

打開Excell軟件，Excel 表格中任意一格，輸入=log(0.05，(1-w))，按回車鍵即可。n的最小值即最小樣本量=1+log(0.05，(1-w))，只保留整數(shù)。

例如，天水市豬細(xì)小病毒(PPV)的感染率是19.10% ，從該市隨機(jī)抽取多少頭豬， 才能保證有 95% 的概率至少檢測到1頭豬感染了該病毒？

對于這個案例，按照上述公式n的最小值=1+log(0.05，(1-w))，只保留整數(shù)，即最小樣本量=1+log(0.05，(1-19.10%))=15。

依據(jù)上述公式，計(jì)算天水市豬傳染病調(diào)查所需要的最小樣本量。

2　結(jié)果

2.1天水市近兩年豬傳染病調(diào)查統(tǒng)計(jì)

天水市近兩年豬傳染病調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

從表1可以看出，天水市豬圓環(huán)病毒的總體感染率是最高的，分布在育肥豬、后備母豬、經(jīng)產(chǎn)母豬和種公豬中，感染率也是最高的；豬細(xì)小病毒的總感染率次之；然后是豬支原體肺炎。豬鏈球菌病、萎縮性鼻炎、豬流行性感冒(SIF)和附紅細(xì)胞體病僅在育肥豬中發(fā)現(xiàn)，且感染率較小，后備母豬、經(jīng)產(chǎn)母豬和種公豬中都沒有發(fā)現(xiàn)感染；布魯菌病、豬衣原體病和弓形蟲病(Tox)在調(diào)查中3種豬群的感染率都為零。

2.2天水市豬傳染病調(diào)查所需最小樣本量

天水市豬傳染病調(diào)查所需最小樣本量的確定見表2。從表2可以看出，最小調(diào)查樣本量與豬傳染病的感染率呈負(fù)相關(guān)。感染率越高，所需調(diào)查樣本量越低；感染率越低，所需調(diào)查樣本量越高。除布魯菌、豬衣原體和弓形蟲在3種豬群的感染率都為零，所需最小調(diào)查樣本量也為零外。天水市豬圓環(huán)病毒的感染率在育肥豬、后備母豬、經(jīng)產(chǎn)母豬和種公豬中都是最高的，在調(diào)查時所需最小樣本量也是最少的。豬細(xì)小病毒的總感染率次之，所需最小調(diào)查樣本量也是次之；然后是豬支原體肺炎。豬鏈球菌病(SS)、萎縮性鼻炎、豬流行性感冒和附紅細(xì)胞體病僅在育肥豬中發(fā)現(xiàn)，且感染率較小，后備母豬、經(jīng)產(chǎn)母豬和種公豬中都沒有發(fā)現(xiàn)感染，因此，以后的調(diào)查中這4種病主要針對育肥豬采樣，且最小調(diào)查樣本量相對較多。

3　討論

發(fā)達(dá)的畜牧業(yè)是一個國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，畜牧業(yè)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系的重要組成部分，是穩(wěn)民心、安天下的重要產(chǎn)業(yè)[6]。我國是世界養(yǎng)豬大國，豬肉產(chǎn)銷總量占所有畜禽肉品產(chǎn)銷總量的80%以上[7]。然而疾病種類隨著集約化、規(guī)?；B(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展，豬病感染渠道增多，造成了疾病流行的客觀條件，導(dǎo)致一些已控制的傳染病又重新抬頭，呈擴(kuò)散之勢[8]。

本文對天水市18種豬傳染病進(jìn)行了調(diào)查，從調(diào)查結(jié)果看，疾病的種類和分布還是比較廣泛的，對養(yǎng)豬業(yè)和人類健康的威脅依然存在。

在抽樣調(diào)查中，樣本容量過大，會使調(diào)研成本增大，難以體現(xiàn)抽樣調(diào)查的優(yōu)越性；樣本容量過小，又會使樣本對總體的代表性降低，增大樣本誤差[9]。因此，樣本量的設(shè)計(jì)既不是越大越好，也不是費(fèi)用越低越好，而是要綜合考慮研究目標(biāo)和成本控制等方面的因素，使之達(dá)到最優(yōu)的組合，更好的滿足調(diào)查的需要[10]。本文首先對近兩年天水市豬傳染病的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后運(yùn)用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法建立了計(jì)算豬傳染病調(diào)查所需的最小樣本量的簡便公式，此公式不僅適用于豬傳染病，對于其他禽畜傳染病調(diào)查所需最小樣本量的計(jì)算同樣適用。

表2　豬傳染病調(diào)查所需最小樣本量的確定

Table 2　The determination of minimum sample size for swine infectious disease survey

病種Disease育肥豬Fatteningpigs感染率/%Infectionrates最小調(diào)查樣本量Minimumsamplesize后備母豬Replacementgilts感染率/%Infectionrates最小調(diào)查樣本量Minimumsamplesize經(jīng)產(chǎn)母豬和種公Multiparoussowsandboars感染率/%Infectionrates最小調(diào)查樣本量Minimumsamplesize合計(jì)Total豬細(xì)小病毒病PPV19.101548.18631.48930豬圓環(huán)病毒病PCV-259.45469.70485.11310偽狂犬病PRV7.124223.581230.16963放線菌病APP15.97184.396830.00995豬乙型腦炎JE11.902547.75633.87839副豬嗜血桿菌病HPS15.011921.62133.5185118豬支原體肺炎MH24.791227.36104.846183豬鏈球菌病SS3.27910.000.0091豬繁殖與呼吸綜合征PRRS4.306969布魯菌病Brucellosis0.000.000萎縮性鼻炎AR3.77790.000.0079豬流行性感冒Swineflu3.05980.000.0098豬衣原體病Swinechlamydiosis0.000豬流行性腹瀉PED10.11293.66815.4155165傳染性胃腸炎TGE13.18227.55396.4546107豬輪狀病毒病PRV8.33353.85775.0059172弓形蟲病Tox0.000.000.000附紅細(xì)胞體病Eperythrozoonosis7.61390.000.0039

[1]邵延福.豬病的臨床檢查及流行病學(xué)調(diào)查[J].現(xiàn)代畜牧科技,2015(1):120-120.

[2]袁建文,李科研.關(guān)于樣本量計(jì)算方法的比較研究[J].統(tǒng)計(jì)與決策,2013(1):22-25.

[3]Rumsey D J.How to determine the minimum size needed for a statistical sample[M].2nd Edition.Statistics for Dummies,New Jersey:Wiley,2011.

[4]CCTS工作組.臨床試驗(yàn)中樣本量確定的統(tǒng)計(jì)學(xué)考慮[J].中國衛(wèi)生統(tǒng)計(jì),2015,32(4):8.

[5]侯廣宇,李金平,尚延明.動物疫病流行病學(xué)調(diào)查樣本量的確定[J].中國家禽,2010,32(7):45-46.

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Determination of Sample Quantity of Swine with Infectious Diseases in Tianshui City of Gansu Province

WANG Mei-ju，WANG Yu ，ZHAO Bao-sheng，WANG Juan

(AnimalDiseasePreventionandControlCenterofTianshui,Tianshui,Gansu,741000,China)

The occurrence of infectious diseases has brought serious losses to the pig industry development,resulting in a great harm.To ascertain the occurrence and prevalence of the class 2 or 3 swine infectious diseases in Tianshui and provide a strong and effective basis for the scientific prevention and control of swine diseases in the future,ELISA,agglutination test,immune colloidal gold technique and bacterial staining detection methods were used for the investigation of swine infectious diseases nearly two years,and the prevalent status of main swine infectious diseases was basically determined in recent years.On this basis,a simple method for determination of the minimum sample size of the survey was established by biometrics combined with Excell.The results showed that the survey accuracy reached 95%, and the minimum sample size for discovering a positive infectious pig was determined.Then the minimum sample size required for the survey of infectious diseases in Tianshui pigs was calculated by this method.

swine; infectious disease; minimum sample size; accuracy

2016-06-05

王美菊(1984-)，女，山東濟(jì)寧人，碩士研究生，獸醫(yī)師，主要從事動物疫病的預(yù)防和檢測工作。

S851.3

B

1007-5038(2016)10-0133-04