陳明偉,劉浩東
(錦州醫(yī)科大學(xué),遼寧 錦州 121001)
布魯氏菌病是由布魯氏菌引起的人畜共患傳染病,對人體健康和畜牧業(yè)發(fā)展危害極大,是《中華人民共和國傳染病防治法》規(guī)定的乙類傳染病。我國于1992年起連年有暴發(fā)點出現(xiàn),并且逐年增加。2003年人間疫情發(fā)病率達0.48/10萬,部分省區(qū)出現(xiàn)暴發(fā)和流行。人患布魯氏菌病常因誤診誤治而轉(zhuǎn)為慢性,反復(fù)發(fā)作,嚴(yán)重的可造成并發(fā)癥死亡[1]。1990—1995年,各年度畜間血檢陽性率均在0.2%以下,而1996年血檢陽性率明顯增高,為0.9%。家畜患布魯氏菌病常出現(xiàn)流產(chǎn)、不孕、空懷,直接影響其繁殖能力,導(dǎo)致生產(chǎn)能力下降、影響優(yōu)良品種的改良推廣。每年因布魯氏菌病引起的畜牧業(yè)經(jīng)濟損失超過10億元[2]。而且,布魯氏菌病所產(chǎn)生的深層負面效應(yīng)還包括[3]布魯氏菌病所致的潛在食品安全問題以及所延伸的公共衛(wèi)生問題以及布魯氏菌病所致的法律訴訟、財產(chǎn)糾紛、職業(yè)病等問題在增長。
目前我國布魯氏菌病檢測和監(jiān)管模式還存在不足,很難滿足布魯氏菌病診斷、防控的需求。同時,布魯氏菌病的防控工作也只是由疾病預(yù)防控制部門和基層醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)承擔(dān),由于資金和技術(shù)的制約,工作手段信息化智能化程度很低,工作效率和質(zhì)量亟待提高。
從2004年以來,布魯氏菌病實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)直報模式的個案報告,全國范圍內(nèi)統(tǒng)一要求各級醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)在診斷布魯氏菌病12小時內(nèi),通過“疾病監(jiān)測信息管理系統(tǒng)”填報個案報告卡[4]。網(wǎng)絡(luò)直報可供分析挖掘的有效信息豐富,但當(dāng)報告?zhèn)€案累積到一定數(shù)量時,數(shù)據(jù)庫信息龐雜,錯漏之處不可避免,有可能對分析和解讀造成影響。傳統(tǒng)布魯氏菌病檢測監(jiān)測存在的問題主要表現(xiàn)在以下方面。
目前我國布魯氏菌病的診斷方法有很多,包括流行病學(xué)調(diào)查、臨床診斷、細菌學(xué)和血清學(xué)診斷。由于布魯氏菌病癥狀的復(fù)雜性,且布魯氏菌具有很強的逃避機體免疫保護的能力,要對布魯氏菌病進行確診,必須進行細菌學(xué)和血清學(xué)診斷[5]。流行病學(xué)調(diào)查根據(jù)發(fā)病前病人是否與家畜或畜產(chǎn)品、布魯氏菌培養(yǎng)物有接觸史,或是生活在疫區(qū)內(nèi)的居民,或與菌苗生產(chǎn)、使用和研究有密切關(guān)系者。臨床診斷根據(jù)其表現(xiàn)是否出現(xiàn)持續(xù)數(shù)日乃至數(shù)周發(fā)熱(包括低熱)、多汗、肌肉和關(guān)節(jié)酸痛、乏力,兼或肝、脾、淋巴結(jié)和睪丸腫大等可疑癥狀及體征。細菌學(xué)是從病人血液、骨髓及其他體液及排泄物中分離到布魯氏菌。血清學(xué)檢測的常用方法包括4種,主要采用試管凝集試驗(SAT)、虎紅平板凝集試驗(RBT)、補體結(jié)合試驗(CFT)和酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA),該方法存在血清用量大、操作步驟復(fù)雜、檢測速度慢等缺點[6-7]。SAT雖是一種經(jīng)典人畜布魯氏菌病免疫診斷方法,具有較高的敏感性和特異性,但其操作步驟比較復(fù)雜,使用器械多,血清用量大,檢測時間長,需花費較多的人力和物力。CFT的特異性很好,但其條件要求很高,過程十分復(fù)雜,難以在基層推廣。RBT是最為簡單的一種方法,但其特異性較低,受試驗溫度和凝集時間的影響,不易準(zhǔn)確判斷結(jié)果。所以,用RBT檢測為陽性者,還要經(jīng)過SAT或CFT進行確診,若這兩種檢測均為陽性者,才能最終判斷為陽性。而ELISA方法雖具有敏感性高、特異性強等優(yōu)點,但操作煩瑣、耗時長,需要一定的儀器,在基層推廣受到限制。
按照《中華人民共和國傳染病防治法》和《傳染病疫情報告管理規(guī)范》,各級各類醫(yī)療機構(gòu)、疾病預(yù)防控制機構(gòu)、衛(wèi)生檢疫機構(gòu)的醫(yī)務(wù)人員發(fā)現(xiàn)疑似、臨床診斷或?qū)嶒炇掖_診的布魯氏菌病病例應(yīng)在診斷后12小時內(nèi)填寫報告卡進行網(wǎng)絡(luò)直報。不具備網(wǎng)絡(luò)直報條件的應(yīng)在診斷后12小時內(nèi)向相應(yīng)單位送(寄)出傳染病報告卡,縣級疾病預(yù)防控制機構(gòu)和具備條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院收到傳染病報告卡后立即進行網(wǎng)絡(luò)直報?,F(xiàn)行的布魯氏菌病監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中,樣本檢測、結(jié)果讀取、數(shù)據(jù)上傳和數(shù)據(jù)分析利用的步驟都是獨立的,存在大量的時間消耗。然而布魯氏菌病的流行情況十分嚴(yán)峻,采用及時有效的預(yù)防控制措施刻不容緩,傳統(tǒng)的監(jiān)測方案已經(jīng)無法滿足當(dāng)今布魯氏菌病防控的需求。布魯氏菌病防控需要更加精準(zhǔn)且時效性更強的數(shù)據(jù)信息,需對數(shù)據(jù)進行實時處理。
《全國人間布魯氏菌病監(jiān)測方案(試行)》中規(guī)定,選定14個省(自治區(qū))的15個市(地、州、盟)承擔(dān)全國監(jiān)測工作。在以上每市(地、州、盟)選擇1個縣(市、旗)為固定監(jiān)測點。固定監(jiān)測點要保持相對穩(wěn)定,至少連續(xù)監(jiān)測3~5年之后,各市(地、州、盟)可根據(jù)疫情等情況對轄區(qū)內(nèi)的固定監(jiān)測點進行調(diào)整。在疫情不清或疫情較輕的省區(qū),選定貴州省貴陽市、海南省澄邁縣、重慶市彭水縣、云南省昆明市、江西省宜春市和甘肅省武威市承擔(dān)流動監(jiān)測工作,每地選擇1個縣作為監(jiān)測點,監(jiān)測工作按固定點要求進行。
由于監(jiān)測點眾多,且其所涉及的數(shù)據(jù)量從收集涉及的原始數(shù)據(jù)、個案數(shù)據(jù)開始,隨著信息技術(shù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的擴大,數(shù)據(jù)量逐漸增大。對于大規(guī)模數(shù)據(jù)來說,它不僅在于數(shù)據(jù)量大,更在于其具有數(shù)據(jù)類型繁多、價值密度低、處理速度快等特征,導(dǎo)致其無法在一定時間內(nèi)用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具對其內(nèi)容進行統(tǒng)計、管理和處理,從而無法及時獲取有效信息,針對性提出預(yù)防對策,不僅不利于布魯氏菌病的防控,還增加醫(yī)療費用。這些數(shù)據(jù)需要進行快速分類、實時統(tǒng)計分析布魯氏菌病發(fā)生時間、空間以及人群的多維分布。
膠體金技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù),已廣泛用于病毒、細菌及寄生蟲病等的免疫診斷。膠體金技術(shù)除具有試劑敏感、特異的優(yōu)點外,血清用量少,操作簡便,適于布魯氏菌病的診斷、流行病學(xué)調(diào)查及現(xiàn)場應(yīng)用,為布魯氏菌病的防治提供了一種新的手段[8]。以膠體金技術(shù)為基礎(chǔ),研制開發(fā)能夠自動判讀陰性和陽性,帶有唯一標(biāo)識二維碼的布魯氏菌病試劑盒和膠體金檢測儀,并且能夠同時在線上傳判讀結(jié)果。這是一項融合二維碼識別、儀器自動判讀、實時信息在線傳輸于一體的,集成試劑、機械、信息和網(wǎng)絡(luò)的便攜式、微型化設(shè)備。這種膠體金診斷試劑盒主要有以下優(yōu)點:發(fā)現(xiàn)布魯氏菌病病人的能力更強,減少漏診,降低了布魯氏菌病轉(zhuǎn)慢的可能性;對實驗室儀器設(shè)備及實驗人員要求不高,操作更為簡便,操作過程中污染機會減少;血清用量少;檢測用時短,能及時發(fā)現(xiàn)布魯氏菌病病人;且成本低廉,可應(yīng)用于布魯氏菌病大面積的普查。
在線膠體金檢測儀是一種基于光學(xué)比色原理對膠體免疫層析金試紙條進行快速、準(zhǔn)確定量檢測分析的檢測分析儀,由主控處理器、光學(xué)檢測系統(tǒng)、信號處理單元、電容觸摸屏、網(wǎng)絡(luò)模塊、微型打印機、存儲器、其他通信接口組成。在線膠體金檢測儀具有多種功能,它的實現(xiàn)依賴于附加模塊的設(shè)計,例如二維碼掃描、GPRS傳輸和衛(wèi)星定位等。二維碼掃描模塊中包含了檢測對象、生產(chǎn)廠家、有效期和檢測靈敏度等信息。GPRS傳輸模塊與上位機進行數(shù)據(jù)傳輸,利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、云技術(shù)達到數(shù)據(jù)共享的目的,可方便數(shù)據(jù)備份、存儲、統(tǒng)計、分析等。衛(wèi)星定位模塊用于獲取當(dāng)前的測試位置信息和時間等。在線膠體金檢測儀具有快速讀取檢測結(jié)果,節(jié)省時間;儀器自動識別二維碼、自動判讀,徹底消除人工判斷差錯率和手工填報誤差率,真正實現(xiàn)準(zhǔn)確性;減少實驗人員與樣本的接觸,降低感染率;將結(jié)果實時上傳云端,保持?jǐn)?shù)據(jù)的秒級更新等優(yōu)點。在線膠體金檢測儀的使用為實現(xiàn)布魯氏菌病在線檢測監(jiān)測管理提供了強有力的設(shè)備支持,有利于真正實現(xiàn)布魯氏菌病快速實時檢測、疫情監(jiān)控及實時預(yù)警等,為國家疾病防控部門提供實時精準(zhǔn)的布魯氏菌病信息。
布魯氏菌病檢測監(jiān)測防控云平臺是布魯氏菌病一站式標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)管理平臺,以布魯氏菌病臨床路徑篩查和診療管理的有關(guān)規(guī)定為依據(jù),以服務(wù)器、存儲器、交換機、路由器和UPS以及智能系統(tǒng)構(gòu)成的數(shù)據(jù)中心和災(zāi)備中心(云箱)為云平臺基礎(chǔ),以在線膠體金檢測儀、ICU在線生命體征儀、在線生化檢測儀進行實時動態(tài)檢測,通過醫(yī)療云平臺安全體系提供數(shù)據(jù)安全保障,通過醫(yī)療衛(wèi)生規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)達到統(tǒng)一規(guī)范管理,最終實現(xiàn)布魯氏菌病的篩查、診療和隨訪的一站式標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)管理。
通過運用云平臺成熟的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、強大的數(shù)據(jù)計算能力以及實時動態(tài)更新的云端數(shù)據(jù)分析算法,實現(xiàn)布魯氏菌病數(shù)據(jù)分析與挖掘、異常監(jiān)測數(shù)據(jù)報警、階段數(shù)據(jù)流行趨勢分析以及潛在的風(fēng)險評估。從而采取及時的預(yù)防措施進行控制,并完成數(shù)據(jù)的異地存儲、同步顯示、多元分發(fā)和遠程推送等功能。這些數(shù)據(jù)在云端動態(tài)存儲和共享,解決了布魯氏菌病監(jiān)測的時間和空間限制,有效彌補現(xiàn)有布魯氏菌病監(jiān)測系統(tǒng)的不足[9]。云平臺的建立,有效連接布魯氏菌病試劑盒和在線膠體金儀,為實現(xiàn)布魯氏菌病監(jiān)測的在線實時共享提供了有力支持。三者結(jié)合構(gòu)成布魯氏菌病檢測監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),見圖1。
圖1 布魯氏菌病檢測監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
本文闡述了利用膠體金技術(shù)、云計算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)構(gòu)建布魯氏菌病在線檢測監(jiān)測管理新模式,將布魯氏菌病防控、病人的衛(wèi)生管理及疫情監(jiān)測預(yù)警等工作推向一個嶄新的高度,實現(xiàn)信息化、智能化。布魯氏菌病在線檢測監(jiān)測防控模式的建立不僅可以提高布魯氏菌病的檢測診斷技術(shù)水平,研發(fā)推廣簡單、快速、穩(wěn)定的檢測試劑,進一步規(guī)范目前的布魯氏菌病檢測試劑市場,更重要的是為布魯氏菌病防控、病人的衛(wèi)生管理及疫情監(jiān)測預(yù)警等工作開辟了新的途徑。通過該在線檢測監(jiān)測防控模式可實現(xiàn)布魯氏菌病病人的實時在線檢測、檢測數(shù)據(jù)的實時自動上傳、病例數(shù)的實時自動統(tǒng)計分析,最終實現(xiàn)布魯氏菌病流行地區(qū)的實時監(jiān)測與防控,對真正實現(xiàn)國家提出的關(guān)于布魯氏菌病類傳染病“早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早預(yù)防”的防控目標(biāo)具有重要意義。