2021—2022年赤羽病通過牛羊調(diào)運(yùn)傳入山東省的定量風(fēng)險評估研究

李超，沈朝建，魏玉榮，張禎濤，王玉英，張毅，何微，黃克和，薛峰*

(1. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210095；2. 中國動物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部動物生物安全風(fēng)險預(yù)警及防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南方)，山東 青島 266032；3. 新疆畜牧科學(xué)院獸醫(yī)研究所/新疆動物疫病研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊 830013；4. 山東省動物衛(wèi)生技術(shù)中心，山東 濟(jì)南 250109；5. 青島水族館，山東 青島 266031；6. 遵義醫(yī)科大學(xué)，貴州 遵義 563000)

赤羽病(Akabane disease)又稱阿卡斑病，是由赤羽病病毒(Akabane disease virus，AKAV)感染牛、羊以懷孕母畜流產(chǎn)、早產(chǎn)，胎兒畸形，木乃伊胎，新生仔畜關(guān)節(jié)彎曲，積水性無腦癥等為特征的一種蟲媒傳染病，蚊蟲和庫蠓是其主要傳播媒介[1]。我國將赤羽病列為三類動物疫病，牛赤羽病也屬于《中華人民共和國進(jìn)境動物檢疫疫病名錄》中的二類傳染病，為口岸重點(diǎn)防范和檢疫的動物疫病[2]。近年來，動物及動物產(chǎn)品跨區(qū)域流動頻繁，AKAV通過牛、羊調(diào)運(yùn)等途徑由高風(fēng)險區(qū)傳入低風(fēng)險區(qū)的風(fēng)險不斷增大，同時，蚊蟲、庫蠓等傳播媒介的繁衍、增殖不再僅僅局限于特定的地區(qū)間，而是跨地區(qū)流動，氣候環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)變化以及極端天氣增多，進(jìn)一步加大我國赤羽病的傳播、發(fā)生和擴(kuò)散風(fēng)險[3]。傳入定量風(fēng)險評估是描述動物疫病傳入某一特定環(huán)境的生物學(xué)途徑，對動物疫病傳入過程發(fā)生概率采用數(shù)值進(jìn)行計算和描述的過程[4]，病原傳入的可能途徑與傳入的概率是動物疫病傳入定量風(fēng)險評估的主要內(nèi)容[5]。

山東省是牛羊養(yǎng)殖大省[6]，同時也是牛羊調(diào)入大省，根據(jù)山東省動物衛(wèi)生技術(shù)中心統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年和2022年調(diào)入山東省的牛羊總量分別為約56萬頭和44萬頭。隨著山東省首次建成口蹄疫免疫無疫區(qū)并陸續(xù)出臺《山東省無規(guī)定動物疫病區(qū)輸入(過境)易感動物和動物產(chǎn)品管理規(guī)定》《山東省輸入易感動物隔離場所管理辦法(試行)》等規(guī)章制度，加之輸入山東省的動物隔離檢疫程序等措施的落實(shí)，大大降低了動物疫病隨著動物調(diào)運(yùn)傳入山東省的風(fēng)險?，F(xiàn)階段，赤羽病這類蟲媒疫病的關(guān)注度不夠，容易被養(yǎng)殖業(yè)從業(yè)者忽視，但由于疫病的傳入可能引起牛羊發(fā)病并導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，因此值得對赤羽病傳入風(fēng)險進(jìn)行定量評估，并制定相應(yīng)的降低風(fēng)險的措施。本研究開展了赤羽病通過牛羊調(diào)運(yùn)傳入山東省的定量風(fēng)險評估，以期為降低赤羽病傳入山東省的風(fēng)險策略制定提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

2021—2022年山東省活牛和活羊調(diào)入途徑、調(diào)出省份、調(diào)入數(shù)量和批次數(shù)量等信息主要由山東省動物衛(wèi)生技術(shù)中心提供，同時與山東省畜牧獸醫(yī)行政管理部門、山東省動物疫病預(yù)防控制機(jī)構(gòu)有關(guān)人員開展交流，實(shí)地走訪隔離檢疫場地，對活牛和活羊育肥場場主、牛羊販運(yùn)人和地方基層獸醫(yī)等進(jìn)行訪談。

1.2 參數(shù)設(shè)定

1.2.1 赤羽病場群流行率(HP)

依據(jù)課題組前期赤羽病回溯性監(jiān)測數(shù)據(jù)[7]，檢測羊場群(N)總計29個，其中陽性場群(Np)24個；檢測牛場群總計150個，其中陽性場群101個，用Beta分布模擬赤羽病場群血清學(xué)流行率，模型為：Risk Beta(Np+1，N-Np+1)。

1.2.2 群內(nèi)赤羽病個體流行率(P)

依據(jù)課題組前期赤羽病回溯性監(jiān)測數(shù)據(jù)[7]，檢測赤羽病血清學(xué)陽性羊場內(nèi)的個體(n)總計412個，其中陽性個體(np)102個；檢測赤羽病血清學(xué)陽性牛場內(nèi)的個體總計1 027個，其中陽性個體551個，用Beta分布模擬赤羽病血清學(xué)個體流行率，模型為：Risk Beta(np+1，n-np+1)。根據(jù)赤羽病的傳播和流行規(guī)律[1]，赤羽病血清學(xué)監(jiān)測陽性個體并不能代表該個體具備散毒、帶毒及感染性，因此根據(jù)赤羽病病毒感染機(jī)制特點(diǎn)和專家反饋意見，將感染情況與實(shí)際攜帶病原情況利用Pert分布進(jìn)行換算和模擬，換算系數(shù)最大為0.1，最小為0.05，最可能值為0.06。

1.2.3 檢測方法的相關(guān)數(shù)據(jù)

根據(jù)回溯性監(jiān)測工作信息，本次赤羽病回溯性監(jiān)測血清學(xué)試驗(yàn)使用的是ID Screen?Akabane Competition試劑盒，試劑盒相關(guān)特異性(Sp)和敏感性(Se)數(shù)據(jù)如下：SpCI 95%值為98.83%～100%，SeCI 95%值為96.52%，Sp采用Beta分布進(jìn)行區(qū)間估計，Se使用點(diǎn)估計。

1.3 風(fēng)險分析

根據(jù)所獲取的信息建立赤羽病通過從外省調(diào)運(yùn)牛羊傳入山東省的風(fēng)險路徑圖(情景樹)，利用Excel 建立隨機(jī)模型，顯示相關(guān)傳入風(fēng)險；用@Risk對風(fēng)險路徑中不同參數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)類型等，選用相應(yīng)的概率分布進(jìn)行模擬，對模型進(jìn)行蒙特卡洛仿真計算，并對模型進(jìn)行敏感性分析。其中，Pd為經(jīng)產(chǎn)地檢疫未發(fā)現(xiàn)赤羽病的概率，Pe為經(jīng)隔離檢疫未發(fā)現(xiàn)赤羽病的概率，Pc為運(yùn)輸途中同群傳播感染赤羽病的概率，P為外省調(diào)入牛羊中赤羽病個體陽性率，Ps為外省調(diào)入牛羊經(jīng)產(chǎn)地檢疫和隔離檢疫未發(fā)現(xiàn)赤羽病傳入的風(fēng)險，Pr為外省調(diào)入牛羊在運(yùn)輸途中感染經(jīng)隔離檢疫未發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險，Pt為赤羽病通過外省牛羊調(diào)入傳入山東省的風(fēng)險。

按下列公式計算有關(guān)風(fēng)險指標(biāo)：Ps=P×Pd×Pe，Pr=(1-P)×Pc×Pe，Pt=Ps+Pr。

2 結(jié)果與分析

2.1 活牛、活羊調(diào)入山東省的數(shù)據(jù)分析

山東省為活牛、活羊調(diào)入大省，主要從遼寧、新疆、河北、吉林等省份調(diào)入活牛和活羊。2021年調(diào)入山東省活牛、活羊批次總計10 177批，調(diào)入活牛、活羊數(shù)量總計563 264頭；2022年調(diào)入山東省活牛、活羊批次總計7 125批次，調(diào)入活牛、活羊數(shù)量總計444 397頭，2021—2022年調(diào)入山東省牛、羊情況統(tǒng)計分析結(jié)果見表1。

表1 2021—2022年調(diào)入山東省牛、羊情況統(tǒng)計

2.2 赤羽病通過從外省調(diào)運(yùn)牛羊傳入山東省的風(fēng)險路徑

根據(jù)獲取的信息，結(jié)合山東省無規(guī)定動物疫病區(qū)輸入(過境)易感動物和動物產(chǎn)品管理相關(guān)規(guī)定，分析赤羽病通過牛羊調(diào)運(yùn)傳入山東省可能風(fēng)險環(huán)節(jié)和風(fēng)險因素，建立了赤羽病通過省外調(diào)運(yùn)牛羊傳入山東省的風(fēng)險路徑圖(圖1)。

圖1 調(diào)入山東省感染赤羽病羊(A)和牛(B)的風(fēng)險分布

2.3 赤羽病通過從外省調(diào)運(yùn)牛羊傳入山東省的模型參數(shù)

根據(jù)獲取的信息和建立的風(fēng)險路徑圖，獲得模型參數(shù)，具體信息見表2。

表2 模型參數(shù)

2.4 從省外調(diào)入感染牛、羊的風(fēng)險分析

通過以上公式和模型參數(shù)，利用風(fēng)險決策軟件，建立風(fēng)險預(yù)測模型并進(jìn)行模擬運(yùn)算。結(jié)果顯示，從外省調(diào)入感染赤羽病羊的風(fēng)險值為0.015 5(95% CI：0.011 8～0.022 8)為從外省調(diào)入感染赤羽病牛的風(fēng)險值為0.033 8(95% CI：0.022 5～0.049 3)。

2.5 模型的敏感性分析

敏感性分析結(jié)果顯示(圖2)，如果能夠提高啟運(yùn)前產(chǎn)地檢疫和到達(dá)后隔離檢疫的檢出率，則能夠大大降低引入赤羽病感染牛羊的風(fēng)險，提示未來的工作中動物檢疫工作可以考慮加入現(xiàn)場快速檢測的手段。

圖2 赤羽病通過牛羊調(diào)運(yùn)傳入山東省的風(fēng)險敏感性分析

2.6 調(diào)入感染牛、羊的批次和數(shù)量

2.6.1 調(diào)入攜帶赤羽病羊群的批次

N批次=HP×N，HP=(1-(1-(P×Se+(1-Se)×(1-Sp))N/n)×Np/N，P=Se×np÷n，其中HP為場群流行率，N為調(diào)入批次。蒙特卡洛通過模型迭代5 000次，2021年調(diào)入的羊群中，感染赤羽病的批次為207批(95% CI：77～167)，仿真結(jié)果見圖3A。2022年調(diào)入的羊群中，感染赤羽病的批次為118批(95% CI：449～454)，仿真結(jié)果見圖3B。

圖3 2021(A)和2022(B)年調(diào)入的感染羊批次分布

2.6.2 調(diào)入感染赤羽病羊的個體數(shù)

N個體=HP×N×nav×P，HP=(1-(1-(P×Se+(1-Se)×(1-Sp))N/n)×Np/N，P=Se×np÷n，其中HP為場群流行率，N為調(diào)入的群體數(shù)，nav為平均每批次個體數(shù)，P為感染群群內(nèi)個體流行率。通過蒙特卡洛模型仿真5 000次，2021年調(diào)入山東省的羊中，感染赤羽病的羊個體為3 147只(95% CI：2 390～4 623)，仿真結(jié)果見圖4A。2022年調(diào)入山東省的羊中，感染赤羽病的羊個體為1 802只(95% CI：1 379～2 709)，仿真結(jié)果見圖4B。

2.6.3 調(diào)入攜帶赤羽病牛群的批次

N批次=HP×N，HP=(1-(1-(P×Se+(1-Se)×(1-Sp))N/n)×Np/N，P=Se×np÷n，其中HP為場群流行率，N為調(diào)入批次。通過蒙特卡洛模型迭代5 000次，2021年調(diào)入的牛群中，感染赤羽病的批次為1 263批(95% CI：957～1 843)，仿真結(jié)果見圖5A。2022年調(diào)入的牛群中，感染赤羽病的批次為901批(95% CI：688～1 321)，仿真結(jié)果見圖5B。

圖5 2021年(A)和2022年(B)調(diào)入感染牛的批次分布

2.6.4 調(diào)入感染赤羽病牛的個體數(shù)

N個體=HP×N×nav×P，HP=(1-(1-(P×Se+(1-Se)×(1-Sp))N/n×Np/N，P=Se×np÷n。其中HP為場群流行率；N為調(diào)入的群體數(shù)；nav為平均每批次個體數(shù)；P為感染群群內(nèi)個體流行率。通過蒙特卡洛模型仿真5 000次，2021年調(diào)入山東省的牛群中，感染赤羽病的牛個體約為7 055只(95% CI：5 357～10 406)，仿真結(jié)果見圖6A。2022年調(diào)入山東省的牛群中，感染赤羽病的牛個體約為5034只(95% CI：3 816～7 055)，仿真結(jié)果見圖6B。

圖6 2021年(A)和2022年(B)調(diào)入感染牛的數(shù)量分布

3 討論

我國幅員遼闊，邊境線長且接壤國家眾多，由于家畜和野生動物的移動和遷徙導(dǎo)致動物疫病傳入風(fēng)險較大。此外，當(dāng)前我國與境外許多國家開展動物和動物產(chǎn)品的貿(mào)易，也存在由于國際貿(mào)易導(dǎo)致動物疫病傳入的可能。因此，開展跨境動物疫病傳入風(fēng)險評估對于維護(hù)我國生物安全，保障畜牧業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。然而，現(xiàn)階段我國的疫情傳播風(fēng)險與趨勢的評估和預(yù)測工作較為落后，基于全球視角的疫情與風(fēng)險因素監(jiān)測的綜合分析體系尚在起步和創(chuàng)新的階段，缺乏對重大動物疫病的傳入風(fēng)險評估的分析方法。當(dāng)前，我國學(xué)者在一步步探索如何建立與我國相契合的動物疫病流行特點(diǎn)的風(fēng)險評估模型，但是目前動物疫病傳入定量風(fēng)險評估模型的理論研究還相對薄弱，風(fēng)險評估模型的定義和構(gòu)建原則仍需進(jìn)一步研究，動物疫病風(fēng)險評估模型的應(yīng)用也需要繼續(xù)推進(jìn)[8]。

近些年，由于動物移動導(dǎo)致的疫病在不同省份和地區(qū)的傳播時有發(fā)生，動物調(diào)運(yùn)成為口蹄疫、非洲豬瘟、小反芻獸疫和布氏桿菌病傳播的重要風(fēng)險因素[9-11]。因此，開展基于動物跨區(qū)域、跨省份調(diào)運(yùn)引起的疫病傳入風(fēng)險評估，能夠了解由于動物疫病導(dǎo)致的疫病傳播風(fēng)險大小、具體路徑，以及影響傳入風(fēng)險的關(guān)鍵因素，針對性制定降低風(fēng)險的有效措施。近些年，國內(nèi)已開展了一些對于跨境動物疫病和區(qū)域間動物疫病傳入風(fēng)險評估的探索和研究，夏爐明等[12]采用定量風(fēng)險評估對引進(jìn)母豬從而使無疫病的豬群感染豬偽狂犬病進(jìn)行評估，結(jié)果表明，通過規(guī)范引種使無疫病的豬群從輸出地隨機(jī)引進(jìn)一頭母豬從而傳入豬偽狂犬病的概率是0.11%，隨機(jī)引進(jìn)一頭母豬直接混群飼養(yǎng)傳入的概率是12.83%；楊宏琳等[13]采用定量風(fēng)險評估的方法評估了云南的中緬邊境通過活牛走私而使口蹄疫傳入我國的風(fēng)險，結(jié)果表明，通過從云南中緬邊境走私1頭牛而使云南傳入口蹄疫的概率為0.81%(95% CI：0.43%～1.47%)；李建軍等[14]采用定量風(fēng)險評估的方法評估了通過進(jìn)口南美雞肉而使禽傷寒沙門菌傳入我國的概率，結(jié)果表明，在進(jìn)口的南美雞肉攜帶的禽傷寒沙門菌的流行率為0.05時，這些雞肉傳播病菌的風(fēng)險概率為0.1%左右。

根據(jù)本課題組前期開展的赤羽病流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，我國部分地區(qū)的赤羽病病毒抗體場群陽性率達(dá)67.3%，個體陽性率達(dá)41.5%；從空間上看，赤羽病流行狀況呈現(xiàn)明顯的“南高北低”特點(diǎn)，尤其以炎熱、潮濕的廣西和廣東流行率最高。從我國南方至北方活牛羊調(diào)運(yùn)導(dǎo)致的赤羽病傳播風(fēng)險很高，現(xiàn)階段，市場尚無注冊的赤羽病疫苗可用，無法通過疫苗免疫的方式降低赤羽病的流行率。產(chǎn)地檢疫和隔離檢疫是降低疫病傳入風(fēng)險的有效措施，如果能夠做好啟運(yùn)前產(chǎn)地檢疫和到達(dá)后隔離檢疫，則能夠大大降低引入赤羽病感染牛羊的風(fēng)險。因此，后續(xù)開展基于不同檢疫措施降低疫病傳入風(fēng)險的研究對于動物疫病的防控和畜牧業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。