兽医流行病学 - 烟台市畜牧局
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Transcript 兽医流行病学 - 烟台市畜牧局
兽医流行病学
张洪杰
山东省动物疫病预防与控制中心
第一章
绪论
本章要求:
掌握:流行病学的定义、内涵和重要观点;
熟悉:流行病学的基本研究方法及用途;
了解:流行病学的地位;
第一节
概述
一、流行病学的定义
兽医流行病学是研究疾病和卫生事件在动物群体中的分
布情况、发生原因以及发展规律,制定防控措施、评估
防控效果的一门学科。
流行病学定义的基本内涵:
——研究对象:动物群体;
——研究内容:疾病和卫生事件;
——研究重点:疾病分布、发生原因、发展规律;
——研究目的:制定防控措施、实施监测预警、评估防控效
果;
从流行病学定义还可理解
流行病学是现代医学的一门基础学科;
流行病学是一门应用学科;
流行病学是一门方法学;目前已经上升到衡量动物
卫生事件的工具;
流行病学是一种思想、一种理念;
二、流行病学简史
(一)第一阶段,萌芽时期:18世纪初,牛瘟从亚洲传入
欧洲并大范围蔓延,曾使法国的牛存栏量减少一半。1714
年,牛瘟从荷兰传入英国时,Thomas
Bats向英国国王
建议对牛舍烟熏、扑杀并焚烧所有患病动物及被污染的饲
草,同时给养殖者一定的补偿。在当时对牛瘟病因尚不清
楚的情况下,这些措施在一定程度上控制了牛瘟蔓延。此
后,扑杀、销毁等措施在各国动物疫病控制中得到普遍应
用,动物疫病控制措施的中心,开始由最初的个体治疗向
群体预防控制转变,这一时期,可以看做是流行病学的萌
芽时期。
(二)第二阶段,发展时期。19世纪到20世纪60年代,微生物学得到充分发
展,“科赫氏假设”在确定病因方面的应用,以及使用经验总结或数学统计
等方法对疫病影响因素开展定性或定量分析研究,促进了兽医流行病学学科
的形成和发展。
(三)第三阶段,完善阶段。20世纪70年代后,一系列兽医流行病学专著相
继面世,系统地介绍了该学科的理论、方法和应用。我国刘秀梵教授1993年
编写了《兽医流行病学原理》,2000年再版时改名为《兽医流行病学》,列
为普通高校高等教育“九五”国家重点教材。
(四)应用阶段。美国农业部20世纪80年代建立国家动物卫生与流行病学中
心,欧美一些发达国家普遍把兽医流行病学作为官方的培训课程。英国还设
有包括24个国家300位成员的兽医流行病学和预防兽医联合会。
一是:由于与其他学科交叉融合,出现了性的学科分支,如分子流行病学、
血清流行病学、地理流行病学、药物流行病学、实验流行病学、理论流行病
学等。
二是:应用领域不断扩大,疫病分布、疫情预警、防控规划制定、防控效果
评估、国际贸易评估等。
第二节
流行病学的工作任务
一、探索病因和风险因素
1、病因:任何疾病的发生必有病因,当必要病因、宿主
和环境三要素具备,且相互作用时,疾病随之发生;
2、风险因素:流行病学所说的病因,从群体观点出发,
并不是指必要病因,当其他因素固定不变时,如果某因素
在动物群体中的增强或减弱,可引起某种疾病在该动物群
体中出现相应的增强或减弱,则可以认为此因素也是该病
的病因,或称辅助病因。
二、描述疾病分布
1、时间分布
2、空间分布
3、群件分布
三、实施疫病监测
监测的目的、方法、检测系统;
四、提出疫病防控对策
五、评估疫病防控效果
六、为疫病诊断提供支持
第三节
流行病学研究方法
从流行病学研究的内容和任务看,流行病学研究工作可
以分为三个阶段
揭示现象(分布和规律)
找出原因(病因和风险因素)
提供措施
只有依次完成上述三个阶段的任务,才算完整的流行病
学工作。
不同阶段的任务,需要不同性质的工作。
揭示现象——主要工作是调查、监测,开展描述性研究,描
述疾病的分布情况。为深入探讨病因奠定基础;
找出病因——是借助分析流行病学方法来检验或炎症提出的
病因假说;
提出措施——需要验证措施的有效性,需要实验,即实验流
行病学。如需要进一步预测疫病发展趋势,还要以数学模型
模拟疫病发生的自然形式,表达疫病在流行过程中的内在数
量关系,预测发病率或流行率,称之为理论流行病学。
根据以上不同阶段的特点和性质,流行病学研究方法 大致
分类如下:
描述流行病学
产生假设
观
察
法
分析流行病学
研
究
方
法
实
验
法
数
理
法
横断面调查
监测
生态学研究
实验流行病学
理论流行病学
病例对照研究
队列研究
临床试验
现场试验
干预实验
检验假设
验证假设
第四节
学科观点
1、群体观点:兽医实践的重点已有个体专项动物群体,要从群体、
区域乃至国家层次上考虑问题、设计方案、提出防控建议;
2、比较观点:事前事后、这里那里;对比调查
3、概率论观点;
4、社会实践观点。疫病的发生和流行除病原因素和个体因素外,
与群体所处的自然环境、经济发展、社会文化等诸方面有关。有人
说兽医流行病学是“官方兽医学”。
5、动态观点,要关注动物群体饲养模式、不断变化的自然和社会
环境、不断变化的科学技术手段。
6、多学科融合观点。生态学、地理学、经济学、遗传学等;
第五节
与其他学科关系
流行病学应用广泛,涉及面广,几乎涉及社会科学、
自然科学和医学科学的各学科
流行病学
群体水平
疾病预防
分子流行病学
临床流行病学
基础兽医学
组织细胞水平
提供基础信息
临床兽医学
个体水平
疾病治疗
临
床
学
基
础
世界卫生组织专家指出:
流行病学是将公共卫生等许多专业结合在一起的胶水,是
基础医学、临床医学、预防医学三者交流和融合的桥梁。
第二章
疫病的分布
本章要求:
掌握:常用疫病测量指标的概念、用途,疫病“三间
分布”的概念;
熟悉:常用疫病测量指标计算及注意事项,疫病“三
间分布”的描述内容及方法。
任何疫病都有两种表现:
一是疫病的个体表现。如临床上的各种症状,称为临
床表现;
二是疫病的群体表现,即流行病学表现。包括疫病在
什么地区发生、什么时间发生、什么畜群发生,有何
规律和特点。称为疫病分布(三间分布)。
研究疫病分布的意义:
是研究疫病流行规律和探索疫病病因的基础,可为研
究提供病因线索,提出研究的问题或假设;
帮助认识疫病流行的基本特征,是临床诊断的依据,
是很有价值的重要信息。
对疫病分布规律及其影响因素的分析,有助于科学地
制定防控措施提供依据。
第一节
描述疫病的常用指标
一、数、比、比例和率的概念
1、数:指对特定动物群体内动物数量、病例数量、感染
数量;
2、比:是两个变量的数值之商。(a/b)表示分子(a)
与分母(b)之间的数量关系。如:某猪场存栏200头母
猪和20头公猪,母猪与公猪之比为(200/20).
3、比例:比例是表示同一事物局部与总体数量之间的比
值(a/a+b)。如某奶牛场存栏100头牛,其中20头牛感
染了地方流行性白血病,那么,该奶牛场中感染牛所占
的比例应为p=20/100=0.2=20%。
比和比例的比较
概念
构成方式
分母是否
包含分子
分子、分母单位
是否相同
取值范围
是否用百
分数表示
比
a/b
否
不一定
任意值
一般不用
比例
a/a+b
是
是
0到1之间
经常用
4、率:指特定时间范围内,某一事件在某一确定动物
群体中发生的频率,用于说明某种事物发生的频率或
强度。
率
特定时间内某事件实际 发生数
100%
特定时间内可能发生该 事件的总数
从率的计算公式可以看出,率是比例的一种特定表现形式,
但又与比例存在着明显不同。关键在于率具有特定时间区
间的限制,统计率时所使用的分母单位,是动物数与时间
的乘积。
二、发病指标
1、发病数:特定群体所观察到的病例数;
2、发病风险(R):发病风险是指某一动物个体或群体
在未来一定时间内发生某种疾病的可能性。
(1)适用条件:风险是一种概率或可能性,它没有单位,
取值介于0和1之间。作为指标运用时,必须界定清楚所
适用的时间期限。
(2)估计公式:
特定时间内新发病例数
R
风险群体的动物数量
风险群体的界定:
①封闭群体:指观察研究期内,动物数量没有增加且没
有明显减少的群体。观察研究期可以按实际时间(如:
1年的观察期)计算,也可以按照动物生产周期(如奶
牛的泌乳周期)计算。
②开放群体:指整个观察期内,一直存在动物进、出流
动的群体。对于开放群体,通常无法直接计算发病风险,
但可以通过发病率(I)间接计算。
3、发病率:指一定观察期内,特定动物群体中某病新病
例出现的频率。发病率通常按年度计算,也可按月、周
进行统计。
公式1:
一定时间内某群体中某 病新病例数
I
100%
同期内该群体动物的平 均数
这一公式一直在防控实践中应用。其中分子指观察期内新发
生的病例数,分母是观察期开始和观察期结束时群体易感动
物总数的平均值。即(Vto+Vt1)/2)。其中Vto是观察期开始
时的易感动物数,Vt1是观察结束时的易感动物数。
公式2:
I
一定时间内某群体中某 病新病例数
100%
同期内风险动物的动物 —时间单位数
这一公式是流行病学家基于设定的观察期过长、风险动物群
体可能出现较大变化(如部分动物发病死亡、出栏销售或补
栏增加)而设立的,适用于精细的流行病学研究。
动物—时间单位是一个较新的概念,用动物名称和时间单位共
同表述,如奶牛——年、羊——年等;
动物—时间单位可以视为风险动物数和平均观察时间的乘积,
也可视为若干风险动物各自观察时间的总和。
例:某场所存在的22头奶牛,其中10头牛在该场生活12
个月,8头牛在此生活6个月,4头牛在此生活3个月,求
其总的动物—时间单位数。
(10×12)+(8×6)+(4×3)=180牛—月
发病风险和发病率的换算:
A
A
和I
N
Nt
那么 R It
R
式中:A=新发病例数;N=群体风险动物数;Δt=观察期。
如果只能从风险群体中得到平均发病率(I),假定该值相对稳定,那么:
R 1 e 1t
例:对100头奶牛进行为期2年的观察,观察期内奶牛发
病情况见下表。请根据年度流行率(I)估计年度发病
风险(R)。
某奶牛场2年的发病数据
年度
风险群动物数
发病数
年度发病率
1
100
22
0.22
2
78(上年度已有22头发病)
18
0.23
从上表可知,两年的发病风险R=22+18/100=0.4
年度平均发病率I=0.225
估计年度发病风险R=1-e-0.225=0.20
4、罹患率(袭击率)
多指某种突发病在某一局限范围内的发病率。
罹患率
观察期内新病例数
100%
观察期初始时的易感动 物数
某鸡场不同禽舍禽流感的罹患率
禽舍号
存栏数
(羽)
免疫接
种情况
1
5000
2
3
第一个病例出现3天内
第一个病例出现10天内
发病数
罹患率%
发病数
罹患率%
接种后30天
500
10
4200
84
5000
接种后10天
3000
60
4500
90
5000
未接种
4200
84
4800
96
从上表看出,如果孤立地看1号舍情况,3天内的罹患率仅有10%,不符合禽流感
流行规律,但如果持续观察10天,罹患率达84%。
5、续发率:某一动物群体出现第一个病例后,在该病最
短潜伏期之间,新出现的病例。
续发率
一个潜伏期内易感接触 者中发病动物数
100%
易感接触动物总数
需要注意:计算续发率,须将原发病例从分子和分母中去
除。
续发率用于分析疫情流行因素,评价防控措施实施效果。
6、流行率(也称现患率):指某一观察期内特定动物群体
中某病新旧病例所占的比例。流行率可按观察时间长短分为
时点流行率(<1月)和期间流行率(>1月)。
某一时点特定群体中某 病新旧病例数
时点流行率
100%
该时点群体全部动物数
期间流行率
观察期内特定群体中某 病新旧病例数
100%
同期内该群体的平均动 物数
由公式可以看出,时点流行率的分母为该时点的风险动
物数。而期间流行率的分母为观察期开始和结束时该群
体风险动物的平均数。
1月1日
12月31日
图:某奶牛场10头奶牛健康及发病情况
1月1日共有3头牛发病,时点流行率=3/10×100%=30%
12月31日共有2头牛发病,时点流行率=2/10×100%=20%
全年共有7头牛发病(或8头),年度流行率=8/10×100%=80%
全年出现新病例5个,今年发病率=5/10×100%=50%
流行率与发病率的关系:
流行率反映的是某一疫病在某一时点或某一期间新旧病
例的存在情况,具有静态特征;
发病率反映动态变化特征;
流行率随着发病率的变化而变化,发病率快速升高,期
间流行率自然快速升高。
期间流行率实际上等于观察期开始时的流行率加上该期
间的发病率。
流行率还受到发病率和病程的影响,流行率=发病率×病
程
7、感染率:指某一时间内实施监测的动物样本中,某病
现有感染者的比例。
受检动物阳性检出数
感染率
100%
受检动物数
某些病原微生物感染动物后,并不一定导致发病,但可以
通过病原学、血清学等方法证明动物群体处于感染状态。
统计感染率,可应用于某些疫病感染状况、分析流行态势、
评价防治效果。发病只是冰山一角。
三、死亡指标
1、死亡率:在一定时间内,特定动物群体,死于某病(所
有原因)的频率,是测量死亡风险最常用的指标,描述危害
程度。
一定时间内群体动物死 亡数
死亡率
100%
同期该群体动物平均数
2、病死率:表示一定时间内,患某病的所有动物因该病
死亡的比例。表示某病的严重程度。
病死率
某时期因某病死亡动物 数
100%
同期患该病的动物数
四、场群流行病学单位应用
为了掌握疫病分布的全貌,全面反映疫病的流行情况,
在兽医流行病学研究中,需要引入“场群”这个概念,
并以此为单位计算感染率、发病率、流行率等;
场群感染率
检出阳性感染动物的场 群数
100%
所检测的场群总数
奶牛场编号
存栏奶牛数
阳性动物数
A市阳性数
B市阳性数
1
10
3
0
2
20
4
0
3
30
5
0
4
40
7
0
5
50
5
0
6
50
8
0
7
60
10
0
8
70
8
0
9
80
10
35
10
90
15
40
合计
500
75
75
上表:A、B两市个体阳性比例均为15%;
A、B两市的场群感染率差别大,A市100%,B市20%;这表明A市
相当普遍,B市较小,防控相对容易。
群体的界定:
1、界定群体的地理位置:场、村、户、乡镇、县、省、大区、国家;
群体覆盖的范围必须明确界定;
2、目标群体界定必须考虑相关动物特定病原的易感性。
如:睾丸炎,母牛不是易感动物;
禽流感,免疫过的家禽不应再视为易感动物;
3、目标群体的界定必须考虑动物的风险暴露情况。
存在病原的地方,该群体中大多数存在暴露风险;
通过空气传播、动物及其产品传播、人员、车辆的流动传播。相应
区域的易感动物均应视为目标群体;
4、目标群体的界定要考虑观察时间的长短。
五、率的标准化
粗率:是某病总量的表达方式
专率:按照年龄、性别、品种、饲养方式,将动物分成
特定类别,统计出的发病率、死亡率等称为专率;
标准化率:是对动物分层获取专率的加权平均值;
某项调查结果
分层情况
存栏量
(万羽)
存栏
比例
调查
场户数
调查家禽
数(万羽)
发病数
(万羽)
发病
专率
Ⅰ类(大型场)
100
0.1
1
10
0.5
0.05
Ⅱ类(中型场)
300
0.3
3
8
0.48
0.06
Ⅲ类(养殖户)
500
0.5
5
1
0.1
0.10
Ⅳ类(散养户)
100
0.1
21
1
0.15
0.15
合计
1000
1
30
20
1.23
按粗率计算,本区该年度禽发病率 禽的发病(粗)率
1.23
100% 6.15%
20
标准化率计算:先将各个变数乘以它自己的权数,经过总和后再除以权数的
总和
(0.1 0.05)(0.3 0.06)(0.5 0.1)(0.1 0.15)
该区禽的发病率(标准 化率)
8.8%
1
场群发病率的计算
品种
疫情起数
调查牛场数
场发病专率
占存栏牛
的比例
标准化率
肉牛群
17
550
17/550=0.031
0.4
0.012
奶牛群
41
450
41/450=0.091
0.6
0.055
合计
58
1000
58/1000=0.058
0.067
(0.4 0.031)(0.6 0.091)
发病率
0.067
1
A区
B区
品种
疫情起数
调查牛场
数
场发病专率
占存栏牛
的比例
标准化率
肉牛群
17
550
17/550=0.031
0.4
0.012
奶牛群
41
450
41/450=0.091
0.6
0.055
合计
58
1000
58/1000=0.058
肉牛群
10
200
0.02
0.4
0.008
奶牛群
120
1500
0.08
0.6
0.048
合计
130
2000
0.065
0.067
0.056
两奶牛场疫病发病率比较
A区
B区
场类型
场数
疫情数
专值
产奶牛
8000
80
犊牛
2000
220
合计
10000
300
粗率
场类型
场数
疫情数
专值
1%
产奶牛
2000
22
1.1%
11%
犊牛
8000
800
10%
合计
10000
822
3%
粗率
8.22%
但是,A区80%的畜群是奶牛群,B区80%是犊牛群。能否反应真实情况?
先把两个地区的研究总体合并到一起作为参考群,然后分别用每个地区的专率
针对这个参考群计算。
(1% 10000)(11% 10000)
A区标准化粗率
6%
20000
(1.1% 10000)(10% 10000)
B区标准化粗率
5.55%
20000
例题:某行政区内有16531个牛群,共存栏389517头牛,
一年内疫病发生情况如下表,疫情持续期为3个月。
首次确认疫情的场数
首次确认感染的动物数
死亡动物数
1
3
37
2
2
7
72
5
3
12
101
8
4
5
68
4
5
8
95
9
6
14
185
12
7
10
160
14
8
27
250
18
9
15
220
19
10
9
120
9
11
4
97
4
12
10
85
2
问:1、年畜群发病数是多少?
2、12月份的畜群患病数是多少:
3、年发病率是多少?
4、年病死率是多少?
5、该病的发生属于那种情况(流行、地方性流行)?为什么?
答:1、年畜群发病数是124个
2、12月份的患病数是10+4+9+15=38(由于该病持续期是3个
月)
年发病率
3、年发病率
4、年病死率
年病死率
1490
0.38%
389517
106
100 % 7.1%
1490
5、根据发病数做成柱状图。由图看出,发病数波动不大,
因此不属于流行;由于疫病长时间存在,可以说是地方性流行。
发病数(头)
某区牛群发病数
300
250
200
150
100
50
0
250
185
72
101
37
1
2
3
68
4
220
160
120
95
5
6
7
月份
8
9
10
发病数
97
85
11
12
例:某2000头规模育肥猪群,3周前发生接触性传染病,饲养员每天记录死
亡头数,见下表。
天数
死亡头数
天数
死亡头数
1
0
14
15
2
2
15
24
3
4
16
18
4
10
17
16
5
7
18
12
6
5
19
8
7
2
20
10
8
0
21
7
9
1
22
9
10
0
23
6
11
1
24
8
12
0
25
5
13
5
请画出曲线图并进行描述
死亡头数
2000头育肥猪群死亡头数
30
25
20
15
10
5
0
死亡头数
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
天数
该猪群第一次发病高峰持续7天。此后,经过5天的平静期,发病数量增加,
第15天达到高峰,此后逐步下降,直到观察期结束。
例:北部和南部平原的养殖系统存在差异。
南部地区
北部地区
猪场数
感染场数
专率
猪场数
感染场数
专率
种猪场
7000
800
11.43%
3000
200
6.67%
混合场
1000
300
30%
2000
400
20%
育肥场
2000
1200
60%
5000
2300
46%
合计
10000
2300
10000
2900
未标准化
粗率
23%
29%
请对粗率标准化
先把两个地区的研究总体合并到一起作为参考群,然后分别用每个地区的专率
针对这个参考群计算。
(7000 3000)11.43% (1000 2000) 30% (2000 5000) 60%
6243
南部地区标准化粗率
31.21%
10000 10000
20000
(3000 7000) 6.67% (2000 1000) 20% (5000 2000) 46%
4487
北部地区标准化粗率
22.43%
10000 10000
20000
六、常用数据的表达方式
数据收集和表达是流行病学研究的一项重要内容。
(一)有关概念
1、变量:指任何可以发生变化的观察事件。变量可以是
连续的,也可以是不连续的。
2、参数:用总体的全体观察值所得。用于描述总体的特
征数。多数指样本统计值相对应的描述总体数量特征的指
标,通常用希腊字母表示,如总体均数μ,总体方差γ等;
3、原始数据:指观察试验中的最初测试值,它是构成分
析基础的最原始资料。
(二)平均数
平均数是分析计量资料的基本指标,表示数据中各变数集
中较多的中心位置。
1、算术平均数:适用于堆成分布或近似对称分布的资料。
x
x
n
式中:x为观察值;n为观察值的个数;
2、加权平均数
在整个资料中所占的比众不同,比重占的大的对平均数
影响大,比重占得小的对平均数影响也小。因此就不能
平等地来看待这些变数,即加权法来进行计算。
x
fx
n
3、几何均数
在流行病学调查研究中,有事得到的观察值呈倍数关系
(如抗体滴度),或变数呈对数正态分布,在这种情况
下可以用几何均数。
G n x1 x 2 x 3 x n
(三)变异指标
在描述一组变量时,仅用平均数来说明变量值的集中趋
势是不够的,还要用一些指标来说明变量值的离散趋势
或变异情况。
1、标准差:度量样本内各个变数的变异程度。
样本标准差 s
( x x )
n 1
总体方差
( x ) 2
N
2、当两组计量资料度量单位不同,或两均数相差很大
时,不能用标准差比较其变异程度的大小。而需用标
准差与平均数的比值来比较,这个比值称为变异系数。
CV
s
x
第二节
疫病的流行强度
疫病在动物群体中的发生形式即流行强度。
表示一定时期内某疫病在某地区、某群体中发病数量的
变化以及各病例之间的关联强度。常用术语有:散发、
暴发、流行和大流行。
一、散发:某种疫病发病率低,各起疫情在发病时间、
地点方面无明显关联的散在发生情况;
二、暴发:某一局部地区或群体单位内,短时间内突然
出现很多相同病例或疫情事件,疫病发病率大大超过同
一病种散发发病水平,并在一段时间后平静,这种现象
成为暴发。
三、流行:某病在某地区的发病率超过该病的散发水平
时成为流行。如果该病在某地区的发病率长时间维持在
相对稳定范围内,称为地方性流行。
四、大流行:某病迅速传播、扩散范围广、群体中受害
动物比例大,可以视为大流行。
范围
流行与地方性流行:发病数
(发病率)在长时间维持在相对
稳定范围;
大流行:传播迅速,扩散范围
广;受害动物比例大;
暴发:短时间内出现很多相同
病例或时间
流行
时间
散发:发病率低,几乎为零,
偶尔发生,发病时间不连续
流行
暴发
散发
需要连续不断地进行观察
对数据资料进行统计分析
第三节
疫病的分布
疫病的流行特征,通过疫病的“三间分布”得以
实现。
对于病因已知的疫病,流行特征是判断和解释病
因的根据;
对于病因未明的疫病,流行特征是病因的外在表
现,是形成病因假设的重要来源。
离开流行特征,不可能进行流行病学研究。
自然环境
易感性
气候条件
一、畜间分布
1、年龄分布:疫病的发生与年龄的关系最为密切。
(1)研究年龄分布的目的
统计疫病不同年龄分布的特点,可以作为诊断依据;
分析疫病不同年龄的分布差异,有助于探索致病因素;
根据年龄的分布特点,可以确定重点风险群体;
根据年龄的动态变化,推测群体免疫状况的变化趋势,
为合理制定免疫程序提供依据;
根据年龄分布特点,科学评价疫病经济损失的依据;
(2)影响年龄分布的因素
致病因子:如鸡白痢、禽淋巴白血病;
宿主的生理功能;
环境因素(冷、热)
免疫因素
2、性别分布:
3、种和品种分布
4、不同养殖模式分布
二、时间分布
病原、宿主和环境三者的变化和相互作用,通常
导致疫病在时间序列上出现变动。
1、研究时间分布的目的
通过时间分布变化研究病因的变化,据此制定防
控措施;
疾病的时间分布特征需要以流行曲线或其他时间图形绘制。
在流行病学图形的坐标系中,通常以横轴代表时间(小时、
天、周、月、年),纵轴代表给定时间内的病例数、疫情
起数、死亡率等。
I表示一次简单的同源暴露引起的爆发
同源暴露感染的病例通常可通过畜与畜
之间的传播蔓延,因此可有一定数量的
二代病例出现,因而流行曲线可持续一
段时间(图Ⅱ中B-C)。
图中Ⅲ的流行持续时间更长,并且终止
时的疾病发生率与流行发生前的水平相
似或更高。如系同源暴露,可能因畜与
畜间的传播未能得到控制,或者同源暴
露持续了较长一段时间,如某水井被附
近厕所不断污染造成持续性同源爆发。
图中Ⅳ表示一次非同源暴露,其病例出现
缓慢,逐渐积累增多,在爆发过程的早期,
有时可能看到波浪形的曲线,“波”代表
连续传播的“代”,两个波峰之间的间隔
为平均潜伏期。肠道疾病、呼吸道疾病及
畜作为宿主的虫媒传播疾病中可见到这种
流行曲线。
根据发病时间推算潜伏期
确定暴露日期(时间)
可从发病高峰倒推一个潜伏期,潜伏期来推算暴露日期(时间范围)
2、时间分布的描述
短期波动
季节性波动
周期性波动
长期趋势
(1)短期波动:也称时点流行或暴发。表现为短时间
内特定群体中的发病动物突然增多,超过平时的发病率,
经过一定时期后由平息下去。
短期波动是由于动物群体中的大多数易感动物短时间内
接触或暴露于同一致病因素所致。因致病因素的特性和
宿主抵抗力的不同,可导致潜伏期长短出现变化。
2、季节性波动
特定疾病在一定季节内出现发病率升高的现象;
3、周期性波动
疾病发生频率经过一个相当长的时间间隔,呈现规律性
的变化情况。如口蹄疫3-5年一小流行,10年一大流行。
4、长期趋势
疾病在连续数年乃至数十年的变化情况,这种变化包括
临床表现、发病率、死亡率、以及病原本省的变化变异
等;
三、空间分布
1、疾病在不同国家的分布;
2、疾病在一个国家不同地区的分布;
3、疾病的地区聚集性;
4、地方病;
地理流行病学
疾病空间结构异质性界限识别模型 如:
“等值线—面积”多重分形模型、二维图论最小生成树模型、
第三章
描述性研究
本章要求:
掌握:现况调查的概念和特点
熟悉:现况调查方法及实施步骤
了解:现况调查中的偏倚及其控制
现状调查是一种常用的描述性流行病学研究方法。
描述性研究是利用现有的记录资料,或通过专题调查获得
的资料,描述疾病或健康状况的“三间分布”,为进一步
开展分析流行病学提供病因或流行因素线索,即提出初步
病因假设。
描述性研究是最常用的流行病学研究方法。也是流行病学
调查分析的基础步骤。常用的方法有:
个例调查与病例报告;
现况调查;
生态学研究;
第一节
现况调查概述
一、概念
现况调查是指按照事先设计的要求,在某一时点或短时期
内,通过普查或抽样调查等方法,对某一特定畜群或区域
的某种疾病(或健康状况)及其有关因素进行调查,以描
述该疾病或健康状况的分布及与疾病分布相关的因素。
二、现况调查的特点
1、常用的流行病学调查方法;
2、在时序上属于横断面研究;
3、不能得出有关病因因果关系的结论;
4、适用于病程较长且发病率较高的疾病;
5、适用于暴露因素不易发生变化的研究;
三、现况调查的目的和用途
1、描述疾病或健康状况分布及影响因素;
2、提供病因及流行因素线索,建立病因假设;
3、选择防治措施,评价疾病的防治效果;
4、用于疾病监测;
5、了解健康状况;
第二节
现况调查的种类
一、普查
1、概念:在特定时间内,对特定范围的畜群进行全
部调查。
2、目的:了解疾病分布和患病率,早期发现疾病或
预测;
3、使用条件:患病率高、检验诊断技术简单;
4、优点:能全面描述疾病分布特征,提供流行因素
或病因线索;
5、缺点:工作量大、费用高。
普查的注意事项:
1、划定明确的普查范围;
2、统一调查时间和期限;
3、统一指标和检测方法;
4、培训调查员;
5、应答率要大于85%;
二、抽样调查
1、概念:指从总体中(根据研究目的所确定的研究对
象的全体)中随机抽取一个有代表性的样本作为研究
对象,然后根据样本的调查结论,推断总体情况的一
种调查方法。
2、目的:用样本统计量估计总体参数所在范围;
3、基本原则:随机化、样本量适当;
4、优点:节约人力、物力和时间;
5、缺点:当发病率很低时,小样本不能提供足够信息。
6、抽样方法
依照抽样调查的理论和特点,可将其分为以下几类:
(1)单纯随机抽样:按随机化的原理,直接从含有N个单位的总体中,
抽出"个单位作为样本进行调查。这种方法的基本原则是每个抽样单元被抽
中选人样本的机会是相等的。
(2)系统抽样:又称机械抽样或等距抽样。它是把总体中的全部调查单
位按某一标志排列起来,按固定顺序和间隔抽取样本。
( 3)分层抽样: 先按照畜群规模大小(或品种、年龄)分为若干组(统
计学上称为层),然后从每层抽取一个随机样本。
( 4)整群抽样: 利用现成的集体,随机整群抽取集体单位,加以研究,
由此推断总体的情况,称为整群抽样。
( 5)两级或多级抽样:这是大型调查时常用的一种抽样方法。从总体中先
抽取范围较大的单元,称为一级抽样单元,再从抽中的一级单元中抽取范围
较小的二级单元,这就是两级抽样。还可依次再抽取范围更小的单元,即为
多级抽样。
第三节
一、面访;
二、信访;
三、电话访问
四、问卷调查;
五、实验室检测;
六、临床诊断;
现况调查的方法
第四节
现况调查的实施步骤
准备阶段
调查阶段
分析阶段
总计阶段
一、明确调查目的
二、确定调查对象
三、确定调查类型与方法
四、估计样本含量
1、决定样本量的因素:
(1)总体标准差(s )
(2)允许误差(d)
(3)显著性水平(α)
(4)估计患病率(p)
2、样本量的计算
①计量资料样本大小的估计公式:
2
t2
s
n
d2
式中n:样本量大小;
α显著性水平,通常取0.05或0.01
t:是指统计学上的t值,当
α
=0.05时t≈2;
s:标准差;
d:容许误差,即样本均数与总体均数之差的容许范围。
容许误差(标准误):公式
pq
n
式中:σ为标准误;p为流行率;q=1-p;n为样本数;
假设从畜群总数N中抽取100份样品,其中有20份阳性,则p=0.2
pq 0.2 (1 0.2)
0.04
n
100
②计数资料样本大小的估计公式:
式中:d为容许误差,即样本率与总体均数率之差,是调查设
计者根据实际情况规定的。
P为预期的某病现患率,Q=1一P,
t:是指统计学上的t值,当ɑ =0.05时t≈1.96;
例如:基于某项调查,群体有1000个流行病学单元(群体或个
体),预期流行率为10%,允许误差3%,需要调查多少流行病
学单元。
t 2 pq 1.962 0.1 (1 0.1)
n 2
384.16 385
2
d
0.03
抽样比
385
38.5%
1000
进行调整,调整公式
n1
385 1000
278
1000 385
大于10%
五、确定研究变量
1、研究变量及类型
存栏量、饲养方式、疾病指标、相关因素变量
注意:对研究的任一因素或变量都有明确的定义;
设定测量尺度,尺度的划分要适当;
2、调查表格设计
调查表是流行病学研究获得原始资料的方式和工具。是研
究者根据研究目的,将内容具体化到一系列问题形式的一
种表格。
调查表所列的问题应包含调查研究的整个内容;
调查表设计的好坏直接关系到调查的质量和水平。
(1)编制调查表的一般步骤
①根据研究目的确定的调查内容归纳为几大项;
②将大项分别分为若干个小项;
③将小项变成具体问句;
④预调查并进行修改;
⑤信度和效度评价;
⑥定稿、印刷;
(2)调查表设计的注意事项
(3)调查表填写方式
(4)调查表填写质量的控制
(5)调查表实例
3、调查问卷
问卷的目的是将需要的信息转化成适于受访者的问题。
需要收集的信息必须与调查的目的相联系,通常包括:
—按群体特征研究疾病的分布,包括年龄、性别、品种、
生理状态。因此,问卷必须对如何记录这些数据作出规
定。
—按饲养方式研究疫病分布。包括规模、畜禽舍、清洁
措施等;
—预测应用特定预防措施的饲养场比例。
—表述对某一疾病控制量的观点和意见。
调查问卷设计的步骤
设定出
调查目的
决定收集
何种数据
确定问卷
应该
包含的问题
对于多数调查要注意保证畜主的匿名权
(1)调查问卷的类型
按调查目的分类:
技术性问卷:旨在收集调查期间调查者通过观察所获
得的数据(饲养规模、圈舍面积、动物数量、动物清洁
度、病死情况等),或畜主通过回忆所掌握的数据。
观点性问卷:主要用于掌握被调查者对不同问题的看
法。
混合型问卷:旨在收集上述两类信息。
按调查问题的类型分:
结构型问卷(闭合式问卷):所有的问题均为闭合式问题,事先
设计出备选答案(选择答案),在以后进行的定量调查中可对其中
的若干问题量化。
如:由谁来挤奶?□你
□你妻子
□雇佣人员
□其他人员
非结构性问卷(开放式问卷):问卷中只提出问题,不提供备选
答案,受访者用自己的话回答问题。此种问卷常用于定性调查中。
混合型问卷:同一问卷中既包括开放式问卷,又包括闭合式问卷。
开放式问卷和闭合式问卷的优缺点
问卷类型
优点
缺点
开放式
事先不需要列举出所有答案,收集信息
广
非应答率高。后续信息加工困难
闭合式
较高的应答率(便于受访者作答),易
于处理大量完成的问卷
得到的信息受局限,要求事先预测到所有
的可能答案(对此问题要有全面了解)
(2)调查问卷的设计
①设计原则
内容合理适当;
用词简洁易懂;避免模糊不清。
问句清晰明确;确保所有问题便于理解
调查指标客观定量;
问题层次条理清晰;特别避免问卷开始提出难于回答的问题。
答案设计严密工整;
问卷作答时间不宜过长。20—30分钟
②调查问卷的结构
问卷标题:如猪群健康状况调查
编码:
一般信息:如饲养场名称、饲养品种、饲养数量等;
主题内容:是调查者最关心的内容。决定调查成败。
附加信息。调查人的姓名、调查日期
填表说明
六、资料的分析和整理
(一)检查与核对原始资料,以提高资料的准确性和完整性;
(二)按专业需要归纳、整理原始资料,如分组、列表等;
(三)计算有关统计指标,包括各种率、平均数、标准差;
(四)率的标准化;
(五)联系的显著性及联系程度;
(六)流行病学分析;
资料的统计分析
根据研究设计要求,对整理后的数据进行统计学分析,
结合专业知识,作出科学合理的解释,统计分析包括以
下两大内容:
1、统计描述:将计算出的统计指标与统计表、统计图
相结合,全面描述资料的数量特征及分布规律;
2、统计推断:通过样本统计量进行总体参数的估计,
和假设检验,以达到了解总体的数量特征及其分布规律,
这是最终的研究目的。
关于某乡镇猪病死率的调查
请问:您现在养猪的数量
头;
本月发病的头数
头;
本月死亡的头数
头;
本次问卷发放13份,应答10份,结果统计如下:
调查场编号
存栏数量(头)
发病数量(头)
发病率%
死亡数量(头)
病死率(%)
1
8550
154
1.8
118
76.7
2
10986
286
2.6
137
47.9
3
3658
106
2.9
79
74.5
4
4229
63
1.5
39
61.9
5
6661
127
1.9
108
85.0
6
1325
15
1.1
4
26.7
7
2274
84
3.7
35
41.7
8
1098
24
2.2
14
58.3
9
2565
80
3.1
39
48.7
10
1108
49
4.4
27
55.1
合计
42 454
980
600
上表:
发病粗率
980
2.31 %
42454
由于各场之间所占比例不同,需要标准化(加权平均数)
(8550 1.8)(10968 2.6) (1108 4.4)
发病标准化率
2.36%
42454
计算标准差
s
( x x ) 2
n 1
(1.8 2.36) 2 (2.6 2.36) 2 (4.4 2.36) 2
1.04%
10 1
该乡镇的猪病发病率为2.36%±1.04%
七、结果的解释
(一)若目的是为了了解疾病的分布,可根据“三间分布”
特征的结果,结合有关因素解释疾病的分布特征;
(二)若目的是提供病因线索,可将描述资料进行对比分
析,寻找规律,为进一步进行分析流行病学研究建立假设
提供依据。
第五节
现况调查中的偏倚和质量控制
一、偏倚的定义与分类
1、定义:调查或研究结果与真实情况不符,或者样本
的统计量不能代表总体参数所在的范围,称为偏倚
(研究误差中的系统误差部分)。
2、分类:按产生的原因分为:
(1)选择偏倚
(2)信息偏倚
(3)混杂偏倚
(1)选择偏倚
是在选择确定研究对象时出现的系统误差,使研究样
本不能代表畜群。主要发生在研究设计阶段及纵向研
究的随访阶段。如不恰当的抽样、参与者的选择、病
例认定不准确等;
(2)信息偏倚
指在收集和整理有关暴露或疾病资料时出现的系统误差。
主要出现在观察、收集资料及测量、以及编码和分析等
实施阶段。
信息偏倚可来自研究者、参加对象、检测工具、
(3)混杂偏倚
混杂系指在研究某个因素与某种疾病的关联时,由于
某个即与疾病有制约关系,又与所研究的暴露因素有
联系的外来因素的影响,全部或部分地掩盖或夸大了
所研究的暴露因素与疾病的真实联系,在数据分析中
要注意有无混杂因素的存在及其影响程度。
二、现况调查中常见的偏倚
选择偏倚:无应答偏倚、参与者偏倚
信息偏倚:回忆偏倚、测量偏倚、报告偏倚、观察者
偏倚;
混杂偏倚:
三、现况调查之中偏倚的控制
1、抽样随机化
2、提高应答率(80-90%)
3、控制测量偏倚
4、培训调查人员,统一标准与认识
5、做好资料的复查和复核工作
6、选择正确的统计方法
第五章
流行病学监测
本章要求:
掌握:流行病学监测定义、目的和分类;
熟悉:流行病学检测活动中质量控制方法。
了解:流行病学检测体系的组成;
第一节
概述
一、定义
流行病学监测是长期、连续、系统地收集一定范围内某
种或多种疾病的动态分布及其影响因素资料,经过分析
和信息交流活动,为决策者采取干预措施提供技术支持
的活动。
这一概念强调了五个层次的内容:
一是:长期、连续、系统地开展监测活动,只有这样才
能发现疾病的分布规律和发展趋势;
二是:收集资料,包括疫病信息报告、实验室检测;
三是:对收集的资料分析整理;只有这样才能将收集的
资料转化为有价值的信息;
四是:进行信息交流,主要是对上对下;
五是:为决策者提供技术支持;
二、监测的目的:
及早发现外来病、新发病和突发传染病,并确定病因;
确定疾病的发生、分布情况,评价危害程度,判断发
展趋势;
评估防控政策措施的执行效果,如免疫效果监测;
证明某一地区或国家吴疫状态;
三、监测的分类
1、主动监测:上级单位组织或要求下级单位开展的监
测;如疫情报告、监测计划的执行;
2、被动监测:下级单位上报监测资料和数据,如:群
众举报;
四、监测的方法
1、常规检测:如法定疫病报告。覆盖面广,但漏报率高、
效率和质量较低;
2、定点监测:我国的疫情测报站
3、抽样监测:免疫效果评估、疫病感染率调查、无疫检测
4、哨点监测:哨兵动物:为了查明某一特定环境中某传染
因子的存在情况,有意识地暴露在该环境中的易感动物。
当哨兵动物引入某地时,由于在新的环境条件下集体缺乏特
异免疫力,发病率和死亡率明显升高,病原体的富集作用比
较强。自然来源的野生动物和人工标记的养殖动物均可作为
哨兵动物。
我国在中缅边境瑞丽口岸重大动物疫情预警监测点布
置20头黄牛“哨兵”。 建立了口岸重大动物疫情“哨
兵”动物预警监测点。
检验检疫人员给20头黄牛“哨兵”都悬挂了监测标记,
逐一采血、拍照,并进行口蹄疫、蓝舌病、小反刍兽
疫和水泡性口炎四种动物传染病的摸底检测,建立了
疫情信息档案。以后,检疫部门定期对这些“哨兵”
动物进行采血检测对比,了解“哨兵”动物饲养期间
患病、死亡等具体信息,为有效防控境外重大动物疫
情提供第一手信息。
哨兵动物在疫病监测中的作用有:
对疫病区域动物扑杀后,为评价疫病根除及环境消毒的效
果,可投放该疫病的易感动物作为哨兵动物,进行常规养殖,
经过一定时期后,检测哨兵动物的健康状况,可进一步采取
相关措施,彻底扑灭疫情。
对于常规培养不容易获得的某种疫病病原体,可以把哨兵
动物用作疫病病原体或其传播者采集的活体,投放到监测地
区,经过一定的感染期后,从发病的哨兵动物很容易获得该
病病原体。
投放哨兵动物后,经过一段时期,当哨兵动物出现明显的
特定临床症状,结合血清学检测,即可对疫病进行确诊。
由于哨兵动物的成本低,在疫病监测中使用方便,可操作性
强,已被许多国家广泛采用。
(1)免疫效果监测
免疫效果监测的目的:
掌握被免疫动物群体的特异性抗体水平,评价动物群体保
护情况,辅助评估疫病流行现状和发展趋势;
评价免疫手段在预防与控制动物疫病中的有效性;
评估疫苗质量,免疫程序和免疫效果,改进免疫接种方法
和程序;
评价疫苗质量和缺陷,促进疫苗优化和新型疫苗研究;
免疫效果监测常用的统计指标
免疫密度
实际(合格)接种动物 数
100%
应接种动物数
免疫合格率
接种某种疫苗后免疫指 标合格的动物数
100%
实际接种动物数
log x
血清抗体 G log [
]
n
1
免疫保护率
对照组发病(或死亡) 率 - 免疫实验组发病(或死 亡)率
对照组发病(或死亡) 率
对照组发病(或死亡) 率
效果指数
实验组发病(或死亡) 率
出现副反应的动物数
免疫副反应发生率
100%
免疫接种动物数
免疫效果监测中的抽样方法
对一个接种疫苗的动物群体进行免疫效果监测,一般不设
对照组。对照资料(抗体合格率或抗体水平)主要来自理
论值或过去检测资料。样本大小计算公式如下:
2
n
t pq
d
2
n=样本数;p=预期免疫合格率;q=1-p;d=容许误差(一般设为样本标准
差的10%);t为第I类错误(α)的标准正态离差,通常取α=0.05,则
t0.05=1.96,即样本阳性率的可信限在95%时的值。
例:H5N1高致病性禽流感灭活疫苗免疫健康鸡群后,
在免疫有效期,HI抗体的免疫合格率为90%,容许误差
10%。今欲以95%的可靠性对一免疫鸡群进行HI免疫合格
率检测,并要求估计误差不超过10%,需要抽取多少只样
本。
根据公式代入,得:
n 1.96
2
0.9 (1 0.9)
0.1
2
36
即抽查36只鸡用于疫苗免疫效果检测
(2)疫病感染率调查
是在已知感染的情况下估算感染动物的比率;
目的:评估、测算一个养殖企业或一个区域目标群感染
状况或水平
感染率
受检动物阳性检出数
100%
受检动物总数
检出阳性感染动物的场 群数
场群感染率
100%
所检测的场群总数
对总体率做单纯随机抽样调查时,对总体阳性率0.2-0.8时,
可按正态近似原理公式计算:
u 2 / 2 (1 )
n
2
式中:
n=样本量;u=置信度95%水平下z值,1.96;π阳性率;
δ容许误差;
但当π<0.3或π>0.7时
2
n
57.3u / 2
1
/
1
sin
例:某地区为了制定布病防控计划,需要抽样估计当
地布病感染率,要求误差不超过3%,需要抽取多少动
物?
取α=0.05;u0.05=1.96;δ=0.03;
估计感染率π=0.5;
1.962 0.51 0.5
n
1067.1
0.032
例:某地区某种猪疫病的流行率估计为0.32%,最大相对
误差为1%,置信度95%,则调查这个地区此种病的流行率,
需要抽取多少头猪?
代入公式得:
n 1.96
2
0.32(1 0.32)
0.01
2
8360
如果总体数量小于计算数量,可以进行校正。校正公
式如下:
nc
n
1 n / N
上例,该地区仅有5000头猪,应该抽取多少头?
nc
8360
3129
1 8360 5000
根据样本量可分层抽样。
如:规模场(还可按规模大小细分)、散养户等;可按抽
样比例确定。
总样本数3129,猪总头数5000.抽样比例为:
3129
0.63
5000
若规模场存栏4000头,则抽样2520头;
散养户存栏1000头,则抽样630头
当对一个养殖场采用简单随机采样进行检测后,感染率的表
述要有区间估计。
总体比例的抽样误差公式:
sp
1
n
(1 )p(1 p )
n
N
式中:sp为抽样误差;n为样本容量;N为总体数;p为感染阳性率;
P的置信区间为:〔p-zα/2sp, p+zα/2sp 〕
式中:zα/2为95%的可信度1.96
例:在某一存栏400多头的畜群中,随机抽取110只母羊进行
筛检。其中25头检出阳性,如何进行评价。
(1)点估计:样本阳性感染率为:
p
n1
25
22.73%
n 110
平方根计算:在电子
表格中输入“=0.001^
(1/2)”,按回车键
(2)计算抽样误差
sp
1
n
1
110
(1 )p(1 p)
(1
) 0.2273(1 - 0.2273) 0.001 0.032
n
N
110
400
(3)区间估计:置信度95%的置信区间为:
〔22.73%-1.96×0.032;
〔0.1646;
22.73%+1.96×0.032〕
0.2900〕
说明这个畜群的感染率在16.46%-29%之间。(或者写22.37%±6.27)
(3)无疫检测(证明无疫)
第一步:抽取流行病学单元。计算公式
n z2p(1 p) / d2
Z在95%置信水平是1.96
P群间预期流行率
d允许误差,常用2%或5%
按上述公式计算,设定预期流行率为2%,误差水平为2%,
置信水平为95%。应抽取189个流行病学单元。
第二步:抽取易感动物的数量
n
ln()
ln(1 p se)
α显著水平,一般情况下设定为0.05
置信水平,1- α
P群内预期流行率
Se检测方法的敏感度
例:当某个抽样点FMD的群内预期流行率设定为10%,置
信水平设定为95%,检测方法的敏感度为95%时,根据公式
,一般为30头份。
其意义是:假如这个公式抽样还没有检测出来,说明,
在该群的口蹄疫有90%的易感动物没有口蹄疫,具有95%的
置信水平。根据口蹄疫流行特点(口蹄疫流行快),假如
具有90%的易感动物没有口蹄疫,就可以相信该群认为是
无疫状况,国际社会普遍能够接受。
五、监测的内容
1、自然环境信息。气候环境、野生动物分布、媒介分
布等,判断发生风险因素;
2、畜牧生产信息。易感动物分布情况;
3、动物及动物产品流通情况;
4、饲养方式;
5、动物免疫状况;
6、疫病的发病、死亡情况;
7、实验室检测信息。病原的感染、变异等情况;
六、监测体系的组成
1、动物疫情报告系统;我国法律规定,任何单位和个人发
现疫情都应上报;
2、兽医实验室体系;
3、流行病学分析系统;
4、决策机构
5、法律支持体系
七、监测活动中的质量控制
1、监测数局的完整性;
2、采集样品的代表性;抽样方式、样本量
3、监测方法的可靠性;敏感性、特异性;
4、病例定义的统一性;
5、测量指标的合理性:正确使用犯病率、流行率、感染
率、死亡率等;
6、分析方法的科学性;
7、信息交流的透明性;
第二节
兽医实验室结果的评价
在动物传染病控制中,兽医实验室检测是重要的部分。
疫病调查:评估某病的发生频率;
疫病筛检:在某一畜群中控制某种疾病;
—偶然性筛检:发现病例后,对附近的畜群、发病场或
交易的畜群进行检查
—系统性筛检:对某一群体的所有个体进行定期检测。
疫病诊断:对表现临床症状的个体或群体鉴定疫病种
类;
免疫效果评价
兽医实验室检测方法
ELISA
琼脂凝胶免疫扩散试验
补体结合试验
试管或拨片凝集试验
病毒中和实验
变态反应
PCR
在选用一种检测实验时,总存在得到假性结果的风险。
实验的真假结果
真实情况
感染
检测结果
+
正确
—
假阴性
非感染
假阳性
正确
敏感性(Se):指某一实验正确地鉴定出某一感染个体
的能力。
感染
实验结果
非感染
真阳性(TP)
假阴性(FN)
TP
Se
TP FN
实验的敏感性(Se)等同于真阳性(TP)与感染动物总量
(TP+FN)的比;
特异性(Sp):某一实验正确地确认某一非感染个体的性能;
感染
实验结果
非感染
假阳性(FP)
真阴性(TN)
Sp
TN
TN FP
实验的特异性(Sp)等同于真阴性(TN)与非感染个体总数量(TN+FP)
的比例
例如:一种新型检测方法,检测牛病的敏感性和特异性。随机抽取1000头
牛,假定使用了正确的金标准,900头阴性,100头阳性。用新型检测方
法,100头阳性牛中仅有90头阳性,900头阴性牛中也有30头出现阳性,
新型检测方法的敏感性和特异性是多少?
实验判定
合计
感染
非感染
合计
+
90
30
120
—
10
870
880
100
900
1000
Se
TP
90
0.9或90%
TP FN
90 10
Sp
TN
870
0.97或97%
TN FP 870 30
由上述实验看出,实验结果呈阳性反应的动物分两种,一是感染
动物(真阳性),二是非感染动物(假阳性)。对于这种结果是
来自感染动物,还是错检。这就需要判断阳性结果的可靠性,也
称阳性预测值(PV+)。
真实状况
实验结果
总数
感染
非感染
+
TP
FP
TP+FP
—
FN
TN
TN+FN
上例中阳性预测值 PV
阴性预测值
PV
TP
90
0.75或75%
TP FP 90 30
TN
870
0.99或99%
TN FN 870 10
PV
TP
TP FP
PV
TN
TN FN
对上表用敏感性和特异性表述,则:
感染总体
未感染总体
检测结果阳性
Se
1-Sp
检测结果阴性
1-Se
Sp
合计
1
1
备注
Se为敏感性
Sp为特异性
如果考虑流行率,上表可以改写成:
感染总体
未感染总体
合计
阳性检测结果
Se×Pt
(1-Sp)×(1-Pt)
Pα
阴性检测结果
(1-Se)×Pt
Sp×(1-Pt)
1-Pα
合计
Pt
1-Pt
1
备注
Se为敏感性
Sp为特异性
Pt 为真实流行率
pα为表观流行率
根据这个表格可以得出:
PV
TP
Se Pt
阳性全部数量 (Se Pt) (1 Sp )(1 Pt)
Sp (1 Pt)
TN
PV
阴性全部数量
Sp (1 Pt) (1 Se )Pt
从这里可以看出敏感
性、特异性和流行率
的函数关系
上表中,表观流行率Pα=〔Se×Pt〕+〔(1-Sp)(1-Pt)〕
公式分解: Pα= 〔Se×Pt〕+1-Sp-Pt+(Sp×Pt)
提取公因式: Pα= Pt 〔Se+Sp-1〕+1—Sp
移项:Pα-1+Sp= Pt 〔Se+Sp-1〕
两边同时除以〔Se+Sp-1〕得:
表观流行率、敏感性、和特异性函数的真实流行率公式:
Pt
P (Sp 1)
Se (Sp 1)
再回到前述例子。1000头牛中有100头感染,真实流行率是10%。实
际检测值是
实验判定
感染
非感染
合计
+
90
30
120
—
10
870
880
100
900
1000
合计
检测的表观流行率为120/1000=12%
利用公式: P t
Pt
P (Sp 1)
计算
Se (Sp 1)
P (Sp 1) 0.12 (0.97 - 1) 0.09
0.10或10%
Se (Sp 1)
0.9 (0.97 - 1) 0.87
必须注意:真实流行率和表观流行率是不可混淆的概念
在实验中,除注意敏感性、特异性之外,还要注意重复
性和再现性。
重复性:同一操作人员,或同一实验室,在特定条件
下,对同样的样品重复测定,所获得的数值之间近似;
再现性:不同操作人员或不同实验室,在特定条件下,
对同样的样品进行重测定,所获得的说值之间相似
不同目的在不同层面上适用的检测试验
层面
程序
目的
说明
个体动
物
第一
在某感染群中查找所有感染动物
使用某一非常敏感的实验
第二
证实畜群中的新引进的动物无感
染
证明原产群无感染,使用某一非常敏感的实验。
第一
检测一层面的感染
对所有动物进行检测,或用用非常敏感的试验检
测混合样本
检测超过特定感染水平的畜群
对部分动物进行检测,或用某一敏感性稍差的实
验检测混合样本
第二
证实畜群无感染
经过特定间隔期后进行复检
第一
检测某地所有感染群
检测该地区所有畜群
检测某地的高感染率畜群
检测每一畜群中的部分动物,或应用某一敏感性
不高的实验检测混合样本
确定某地的群流行率
对畜群进行抽样检测
估计某地感染率较高的畜群数量
抽取畜群,检测其中部分动物。或应用某一敏感
性不高的实验检测混合样本
证实某地没有感染群(证明无疫
区)
检测所有畜群并进行复检
证明徐群感染率低于某一阈值
(证明无疫区)
在该地区抽取部分畜群进行检测
畜群
地区
第二
实验结果的解释
(一)阳性结果的解释
个体动物和畜群内部
(1)在统计学方面,已经证明,阳性预期值PV+随着疫病流行率的升高而提
高,并随实验特异性的提高而提高;
(2)干扰因素:母源抗体、免疫抗体、交叉反应;
(二)阴性结果的解释
PV-取决于检测试验的敏感性和流行率,从而决定了阴性结果的可靠性和准确
性,实验的特异性越高,疫病流行率越低,PV-将因此更好;
第六章
爆发调查
对某一养殖场或某一地区在短时间内集中发生较多同类
病例所做的调查成为暴发调查。
应急调查主要解决疾病爆发和应急性公共问题,需要及
时作出科学调查结论,并采取有效控制措施。
《动物防疫法》第三十一条 发生一类
动物疫病时,……当地县级以上地方人
民政府兽医主管部门应当立即派人到现
场,划定疫点、疫区、受威胁区,调查
疫源,及时报请本级人民政府对疫区实
行封锁。
①应急调查与一般流行病学调查比较
特征
应急调查
一般调查
资料来源
养殖场、动物门诊、屠宰场
调查问卷后获得
样本大小
少
由公式计算,大
实验标本
环境和生物标本往往被丢弃
有计划的采样收集
公众传媒
受关注
很少受影响
合作程度
合作对象常与事件有关,配合往往 合作较好
不佳
关注重点
更关注控制措施效果
调查控制
收集+分析资料+采取措施
根据资料要解决的全部
(一旦掌握充分资料,应及时采取 问题,作出判断后再采
取措施
有效措施)
更关注调查结果
②应急调查应注意的问题
特性
释义
时效性
突发事件需及时回应。且资料的完整性常受到破坏。
复杂性
调查的问题往往病因不明确。还会涉及责任追究。
双管性
既要收集资料,又要采取控制措施
社会性
新闻热点和公众焦点
合法性
调查受到阻力,可依《动物防疫法》采取措施。我国
对疫情的公布有严格的规定
证据性
实验室检测
跨地域性
OIE、疫情报告
③应急调查的目的
核实疫情报告,确定爆发原因;
追溯传染源,确定暴发流行的性质、范围、强度
确定受害范围和受害程度,进行防控需求评估
提出防控措施建议
积累疫情数据,防止相同或类似疫病事件发生
④应急调查的内容
调查疫点、疫区(受控制区)、受威胁区(检测区)
畜禽养殖情况。扑杀销毁量
发病情况调查:发病动物种类、发病数量、死亡数量、
发病动物免疫情况、发病过程、诊断、附近易感动物发
病死亡情况,疫点周边地理特征、本地该病疫病史、近
期易感动物调运情况。掌握各发病单元的发病情况,计
算发病率、病死率等;
疫病来源及扩撒案范围调查:疫病来源(追溯)和扩
散范围(追踪)
疫情处置情况:扑杀、消毒、无害化处理、封锁、免
疫、检测。
⑤应急调查(医学侦探)方法
收集资料:兽医门诊资料、疫情信息报告、政府信息、
媒体、养殖户、OIE资料、科研资料
问卷调查
访谈:门诊、屠宰场、养殖场、市场
咨询专家:德尔菲法
动物群体的临床检查
仪器检测:监控录像、生态环境分析、野生动物定位
样品检测:血常规、病理、病原检测、抗体检测
⑥应急调查的步骤
组织准备
核实诊断
确定爆发存在
建立病例定义
核实病例并计算病例数
描述性分析(三间分布)
建立假设并验证
采取控制措施
完善现场调查
书面报告
A、组织准备:
成立调查组:行政领导、专业人员:
物资准备:器械、药物、防护用品、调查表、执法文书、采样
设备、参考资料、试剂、车辆及通讯工具;
实验室准备
B、实施调查:
召开首次会议,会见当地负责人,了解本次事件概况;
了解调查中已经或可能出现的敏感问题;
确定当地资源。检测、应急、检测能力,存在的问题;
提供最新进展的方式;
提供服务者;
C、核实诊断:
疾病诊断的三个诊断体系:
临床诊断:一个症状可能是多种疾病,一种疾病
可能有多种症状;
一种症状可能有多种病原:如仔猪腹泻(黄白痢、
流行性腹泻、传染性胃肠炎)
病理诊断:多器官损伤;示病症状;
流行病学诊断;
• 核实诊断的目的在于排除
–误诊
–实验室差错
• 核实诊断的方法
–检查病例
–查阅病历
–核实实验室检验
D、确定暴发或流行的存在
流行:发病数(或场点数)超过预期水平
暴发:短时间内有很多相同病例
E、建立病例定义:
对于动物疫病而言,不可能对群体中所有发病动物进行
实验室诊断,应根据病畜的主要临床症状、病理变化、
分布特征和检测指标确立病例定义。
如:口蹄疫:发热、流涎,口腔、乳房等部位出现红肿
或水泡为牛口蹄疫病例。
F、核实病例并计算病例数:
袭击率(罹患率):指某种突发病在某一局限范围内的发病率,可
反映出传染病的烈性程度。
罹患率
观察期内新病例数
100%
观察期初始时的易感动 物数
例:某禽场有3个禽舍,家禽免疫接种状况不同,疫情情
况也明显不同,计算3个禽舍的罹患率。
禽舍序
号
存栏数
(羽)
免疫接
种情况
1
5000
2
3
第一病例出现后3天内
第一病例出现后10天内
发病数
罹患率
发病数
罹患率
接种后30天
500
10%
4200
84%
5000
接种后10天
3000
60%
4500
90%
5000
未接种
4200
84%
4800
96%
从上表可以看出,如果看1号舍3天内的罹患率仅10%,
不符合禽流感流行规律。但持续观察10天,罹患率增
至84%。
续发率:某一动物群体出现第一个病例后,在该病最短潜
伏期至最长潜伏期之间,最新出现的病例称为续发病例
续发率
一个潜伏期内易感接触 者中发病动物数
100%
易感接触动物总数
注意:进行续发率计算时,须将原发病例从分子、分母中
去除。
续发率可以用于分析疫情流行因素,并可用于评价防控措
施实施效果。
G、描述性分析:
对所有资料进行综合整理分析,并描述。
时间分布
畜间分布
空间分布
H、建立假设并验证:
描述流行病学
提出假设
临床
实验室
风险因素来源是什么
引起暴发的原因是什么
传染源和媒介是什么
传播方式是什么
还有那些畜群受到威胁
队列研究
分析流行病学研究
检验特意假设
病例对照研究
干预
确定假设
J、采取控制措施
疫点
控制区
检测区
H、完善现场调查
进一步研究调查方案
提高病例鉴别诊断的敏感性和特异性
增加样品数量(或提高质量)
复访(进一步核实资料)
I、书面报告:
标题
前言
正文:事件的背景(基本情况、事件的发展情况、
处理措施及结果),基本结论(病因、来源、流向、
趋势判断),建议(对当地、上级部门的建议)。
附件:包括诊断结果、检测结果、溜掉报告
落款:署名和日期
第七章
病因调查
本章要求:
掌握:病例对照研究、队列研究的概念及特点;
熟悉:病例对照研究、队列研究的实施;
了解:偏倚及其控制
病因调查解决的问题
单因素疾病——病原
已知病原,需要研究什么环境、什么因素增加了病原体
在某地的传播风险;
多因素病因
兽医机构的角色不断转向公共卫生。如食物中毒,需要
找出引发中毒的相关食物;
几个术语
病原学:鉴定疫病病因;
分析性:分析疫病及其所涉及各因素之间的统计关联性;
解释性:解释疫病的致病机制
第一节
病因的概念
流行病学研究必然涉及病因推断;
病因推断的核心任务是排除各种可能的偏倚,确保真
实性;
病因推断的主要逻辑推理方法是假设演绎法、Mi11准
则、概率性推广的归纳统计推理;
人们对病因的发展认识过程
上帝、妖怪
人
疾病
金木水火土
人
疾病
(朴素唯物主义学说)
病原微生物
人
疾病
(生物致病学说)
宿主
病因
环境
(神罚学说)
生物
天平模式
环境
环
境
生态平衡模式
环
境
1、病因的定义
现代流行病学病因定义:
那些能使动物发病概率升高的因素,就可以认为是病因。
其中某个或多个因素不存在时,疾病频率就会下降。
流行病学一般将病因称为危险因素,或决定因素,其含
义就是指能是疾病发生概率升高的因素。
2、病因模型
生态学模型:
疾病因素模型
病因网略模型
生态学模型:将机体与环境作为一个整体来考虑。如流
行病学三角模型、轮状模型。
宿主
宿主
遗传
基因
病因
环境
生物环境
社会环境
理化环境
疾病因素模型:
特点:
病因分类操作性强
较强的实践意义
没有动因确定的困难
层次
外围的远因
致病机制的近因
疾病因素模型
社会经济因素
生物学因素
环境因素
饲养管理因素
防控措施因素
医学生物学因素
疾病
病因网略模型
按生态学模型和疾病因素模型提供的框架寻找多方面的病
因,这些病因相互存在联系,串起来构成一条病因链,多
条病因链交错连接起来就形成一张病因网。
3、病因分类:
(1)按来源分:
宿主因素:遗传、免疫、内分泌;
环境因素:生物因素、理化因素、社会因素;
(2)按作用分类
必须病因:结果发生必具有该病因,但具有该病因不一定发生该结果;
充分病因:如果有该病因存在则一定发病,但发病不一定存在该病因;
充分必须病因:该病因存在一定发病,发病必须存在该病因;
复合病因:既不是必须病因,也不是充分病因,它的存在只是增加发病概率;
因果关系
必需
病因A
充分
病因A
结论
举例
+
+
A是B的必需和充分条件
A→B
狂犬病病毒(A)和狂犬病(B)
+
—
A是B的必需但非充分条件
A+X→B
许多情况下,丹毒杆菌(A)必
须与应激(X)相结合才导致猪
发病
—
+
A是B的充分但非必需条件
A→B但是
X→B或Y→B
发热可能是由于不同的原因引
起,其中并无关联
—
—
A是B的即非必需亦非充分条件 多种多因素综合征
A+X→B或C+X→B
疫病与一个或多个原因间关联的复杂性和大小。原因和结果间关联的不
同程度产生了关系梯度,此梯度由高到低的排列分别是:
病因、 致病因素、风险因素。
4、病因链
多病因学说把与发病有关的各种事物均看成病因,其中有的与发病直
接有关,另一些可能与发病间接有关,但都是不可少的。
各病因因素之间的关系是复杂的。
(1)无因自然无果,有果必然有因,但有因未必全有果;
(2)一因多果
(3)多因一果
(4)多因多果
(5)因因协同,共同一果
(6)因因相加,引起一果
(7)因果相连,引起一果
第二节
疾病发生的基本条件
疾病发生的必备要素:致病因子、宿主、环境
一、致病因子
能引起疾病的因素统称为致病因子。
1、生物致病因子
2、物理致病因子
3、化学致病因子
二、宿主
能给病原体提供营养和生存场所的生物
1、遗传因素
2、免疫情况
3、畜别、年龄、性别
三、环境
自然环境
社会环境
第三节
病原的传播
动物传染病控制措施的三个重要环节:
问题
病原在那里?
谁易感?
对应部分
传染源
宿主的易感性
传播途径
降低宿主易感性
切断传播途径
控制结果
消灭传染源
如何传播?
一、传染源
传染源:
活生物体
尸体
动物产品
环境
(一)活生物体
宿主体内病原增值
宿主的容受性:在特定感
染剂量下,宿主允许致病
原在其体内繁殖的能力。
但不一定表现临床症状;
有临床症状
容受并易感宿主
无临床症状
非易感但容受宿主
宿主的易感性:宿主暴露
给致病原后表现临床症状
的能力;
无感染
非容受宿主
暴露
非容受宿主
宿主
容受但非易感宿主
易感宿主(也是容受宿主)
时间
在容受宿主中,容受性水平可以根据感染宿主需要的相
应病原数量阈值确定
感染剂量
高容受宿主
容受阈值
低容受宿主
低容受宿主
容受阈值(需要突破的屏障)与感染剂量的关系
另外,对某一特定个体来说,容受性会根据动物的生理状态或环
境压力随时改变。
隐性感染(健康携带者)
容受但非
易感动物
潜伏期
临床症状
康复
易感动物
污 染
强
( 病
排 泄
病 毒
症)
活生物体作为传染源:
隐性感染动物:虽然在一个
个体病原量少,但因为感染
的个体数量多,也存在疫病
发生风险。
发病动物:是主要传染源。
并排到外部的排泄物可造成
污染的多样性。
源
度
毒
或
血
潜伏期带菌者
康复或慢性带菌者
潜伏期动物:在出现症状前
的几小时或几天已将病源排
出,如已移动,应追踪。
康复携带者:
容受动物作为传染源的时间效应
易感动物:
(二)尸体:杀灭病原、防止扩散;
(三)动物产品:污染的动物产品更多的是来自健康携带
者。要加强畜产品检疫(必要的化验室检验);
(四)环境:
1、污染的种类多:地面、建筑、道路、设备、原料、衣
物等;
2、移动的无生命污染:如水、空气、运输工具
环境消毒是非常必要的。
二、宿主的易感性
内部因素:种类、品种、年龄、性别
宿主的易感性
病原的毒力、数量等
外部因素
饲养条件和管理水平
健康状况
三、传播途径
传染病
接触性传染病
1、直接接触传播
B
A
健
康
染
病
非接触性传染病
2、间接接触传播
机械媒介
C
D
健
康
健
康
虫媒
疫病传播的不同途径
畜群间传播
1、附近畜群
空气、
接触
排泄物
人
无疫畜群
(3、复发)
物品
动物
车辆
空气
人
等
2、传入
疫病的发展:
病原体传入畜群后,其传播依据3个因素的特征而不同。
1、病原体的可传播性。
2、畜群中动物对感染的容受程度。如已免疫、曾被感染;
3、动物的饲养方式。
地区内传播
疫病的传播性——
动物的容受性——查尔斯·尼考尔定律“当一个地区大
约75%的动物或畜群对某一潜在流行病具有抵抗力时,
疫病就不会以流行方式发生,而仅引起散发”。
养殖场的密度——养殖场密度大,有助于病原体的传
播,尤其是气源性传播和毗邻传播。
动物的流通水平——地区内病原体循环
疫病控制措施的实施程度
第四节 队列研究
有关概念
1、队列:表示一组有共同暴露特征(也称暴露状态)的群体。
2、暴露:指研究对象接触过某种物质(如病毒、细菌、有毒元素
等)、具备某种特征或处于某种状态。
暴露程度可以表达为二元标度:暴露、非暴露;
也可以次序标度,如低、中、高;
或者连续的数值范围
3、队列研究:是将一个范围明确的群体或群组,按是否暴露于某
种可疑因素及其暴露程度分为不同亚组,追踪各自的结局,比较不
同亚组之间的结局差异,从而判定暴露与结局之间有无因果关系及
关联度大小的一种观察性研究方法。
队列研究结构模式图
出现某种结局(病)
暴露组
不出现某种结局
特定徐群范围内
的研究对象
暴露状态
非暴露组
出现某种结局(病)
不出现某种结局
研究开始
前瞻性地收集结局事件发生的资料
队列研究的特点
1.观察法 :暴露不是人为给予的,是观察前客观存在的
2.设立对照组:暴露组和对照组可以是不同畜群;
3.由因到果;疾病发生之前就确立了研究对象的暴露状况,而后
探求暴露因素与疾病的关系,即先确知其因,再纵向前瞻观察而
究其果,这一点与实验研究方法一致。
4.确证暴露和结局因果关系
5.可以计算疾病的发病率、相对危险度等。
队列研究的用途
1、检验病因假设
2、描述疾病的自然史
3、评价预防效果。
暴露组
回顾性地收集
已有的历史资料
历史性
队列研究
非暴露组
暴露组
继续
收集资料
回顾性地收集
已有的历史资料
非暴露组
暴露组
非暴露组
过去
某时点
现在
队列研究类型示意图
双向性
队列研究
前瞻性
收集资料
前瞻性
队列研究
将来
某时点
前瞻性队列研究
又称即时性队列研究
研究对象的分组是根据研究开始时(现时)研究对象的暴露状况而定
的。此时,研究的结局还没有出现,还需要前瞻观察一段时间才能得
到,这种设计模式称前瞻性队列研究。
优点:资料的偏倚较小,结果可信。
缺点:所需样本量很大,观察时间长、花费大,可行性比较差。
进行前瞻性队列研究需考虑:
1. 应有明确的检验假设,检验的因素必须找准;
2. 所研究疾病的发病率或死亡率应较高,不低于千分之五;
3. 应明确规定暴露因素,并且应有把握获得观察畜群的暴露资料;
4. 应明确规定结局变量,如发病或死亡,并且要有确定结局的简便
而可靠的手段;
5. 应有把握获得足够的观察畜群,并将其清楚地分成暴露组与非暴
露组;
6. 大部分观察畜群应能被长期随访下去,并取得完整可靠的资料。
应有足够的人、财、物力支持该工作。
历史性队列研究
非即时性队列研究
研究对象的分组是根据研究开始时研究者已经掌握的有关研究对象在
过去某个时点暴露状况的历史材料做出的;研究开始时研究的结局已经
出现,其资料可从历史资料中获得,不需要前瞻性观察,这种设计模式
称为历史性队列研究。
特点:省时、省力、出结果快。
缺点:因资料积累时未受到研究者的控制,所以,内容未必符合要求。
进行历史性队列研究时需考虑:
1.应有明确的检验假设,检验的因素必须找准;
2.所研究疾病的发病率或死亡率应较高,不低于千分之五;
3.应明确规定暴露因素,并且应有把握获得观察畜群的暴露资料;
4.应明确规定结局变量,如发病或死亡,并且要有确定结局的简便而可靠
的手段;
5.应有把握获得足够的观察畜群,并将其清楚地分成暴露组与非暴露组;
6.是否有足够数量的完整可靠的在过去某段时间内有关研究对象的暴露和
结局的历史记录或档案材料。如,发病死亡记录、用药记录、畜禽舍消毒、
防疫等各种记录等。
双向性队列研究
混合型队列研究
在历史性队列研究之后,继续前瞻性观察一段时间,它
是将前瞻性队列研究与历史性队列研究结合起来的一种设计模式。
兼有上述两类的优点,且相对地在一定程度上弥补了相互
的不足。
队列研究的实施步骤
确定研究目的
确定研究因素
选择研究对象
确定样本含量
确定结局
队列研究的设计与实施
确定研究因素
确定研究结局
确定研究现场与研究畜群
确定队列大小
资料收集与随访
质量控制
确定研究因素
队列研究费时、费力、费钱、一次只能研究一个因素,因此,队列研
究中研究因素的确定是至关重要的。
暴露因素是在描述性研究和病例对照研究的基础上确定的。应当对
暴露因素进行定量,包括暴露水平和暴露时间,以估计累积暴露剂量
。
要考虑暴露方式:间歇暴露或连续暴露、直接暴露或间接暴露、一
次暴露或长期暴露等。
还应确定需同时收集的其他资料,如各种可疑的混杂因素及研究对
象的畜禽特征
确定研究结局
结局变量、结果变量,简称结局:指随访观察中将出现的预期结果事件。
是队列研究观察的自然终点,与观察期的终止不是一个概念。
结局举例:发病、死亡、健康状况和生命质量的变化、分子或血清的
变化、血清抗体滴度等。
除确定主要研究结局外,可考虑同时收集多种可能与暴露有关的结局
。
确定研究现场与研究畜群
研究现场:有足够数量的符合条件的研究对象;当地的领导重视,群
众理解和支持,最好是当地养殖业发达、技术水平较好、社会服务
(化验室条件、门诊服务)、交通较便利。也要看现场的代表性。
研究人群:1、暴露畜群的选择;2、对照畜群的选择;
1、暴露畜群的选择
(1)发病畜群:暴露史记录较为全面真实可靠,常用于历史性队列研
究。
(2)规模场:优点是有详细可靠的病死、用药等方面的记录,有利于
追踪观察。
(3)集团公司:利用组织系统有效地收集随访资料;购进时间、品种、
饲料、用药等往往是相同的,可增加其可比性。
2、对照畜群的选择
基本要求:对照畜群除未暴露于所研究的因素外,其它各种影响因
素或畜群特征(品种、日龄等)都应尽可能地与暴露组相同,即具
有可比性。
(1)内对照:选择一组研究畜群A,将A中有E的作暴露组,A中无E的
则为非暴露组(内对照)。
好处:省事、从总体上了解研究对象的发病率情况。
2.特设对照(外对照):暴露畜群需在其外去寻找对照组。
3.总畜禽对照:不设对照,是利用整个地区的现成的发病或死亡统
计资料为对照。
优点:对比资料容易得到。
缺点:资料比较粗糙,可比性差,比较项目的精细程度低,对照中
可能包含有暴露畜群。
4.多重(种)对照:用上述两种或两种以上的形式选择的畜群同时作
对照,以减少只用一种对照所带来的偏倚,增强结果的可靠性。
确定队列大小
在暴露组与对照组样本等量的情况。可用下式计算
n
(
2 pq
po qo p1q1 ) 2
( p1 po ) 2
式中:p1与po分别代表暴露组与对照组的预期发病率;
p 为平均发病率
q=1-p
Ζɑ和Ζβ为标准正态分布下双(单)侧检验中I型
错误为ɑ,II型错误为β时所对应的正态变量Ζ值;
考虑失访可能,需增加10%样本量。
资料收集与随访
1、基线资料的收集
基线资料:又称基线信息,指每个研究对象在研究开始时的基本情况,包括暴
露资料及畜群的其他信息。包括:研究的暴露因素的暴露状况,品种、日龄、
免疫接种、用药情况,病死情况,饲养环境和管理情况等。
基线资料收集方法:(1)查阅饲养档案;(2)访问饲养者;(3)实验室检
测;
2、随访
(1)随访对象:暴露组和对照组观察/研究对象;
(2)随访方法:现场访问、自填问卷、定期检测。对暴露组和对照组采用相
同的方法同等随访,追踪至观察终止期。对失访者补访。失访原因分析。比较
失访者与继续观察者基线资料,估计有无偏差。
3.随访内容:制成调查表;同基线资料,重点是结局变量。
4.观察终点:指研究对象出现了预期结果(疾病、死亡、某些指标的变化),不
再对其继续随访。
质量控制
1.调查员的选择:具有兽医专业学历。
2.调查员培训:统一方法和技巧,进行考核。
3.制定调查员手册:列出全部操作程序、注意事项及调查问卷的完
整说明。
4.常规监督措施:
(1)由另一名调查员作抽样重复调查;
(2)人工或用计算机及时进行数值检查或逻辑检错;
(3)定期观察每个调查员的工作;
(4)对不同调查员所收集的变量分布进行比较;
(5)对变量的时间趁势进行分析;
(6)在访谈时使用录音机录音等。
资料整理与分析
队列研究资料归纳整理表
病例
非病例
合计
发病率
暴露组
a
b
a+b=n1
a/n1
非暴露组
c
d
c+d=n0
c/n0
合计
a+c=m1
b+d=m0
风险度R1
a1
n1
累计发病率:适用于观察期群体稳定,且在较长时间内固定的维持观察。
累计发病率
观察期间发病数
1000000/ 10万
观察开始时队列数
发病密度:将变动的群体转变成动物-时间单位来计算,此种发病率称为发
病密度。
发病密度
观察期内发病数
100000/ 10万
观察对象的动物- 时间单位数
显著性检验
队列研究多为抽样研究,存在抽样误差,需进行统计学显著性检验。
当n较大,p和1-p都不太小[np和n(1-p)>5],应用正态分布的原理检验率
的差异(U检验法)是否有显著性。
u
p1 p0
1
1
pc (1 pc )(
)
n1
n0
式中 p1 暴露组的率,p0 对照组的率,n1 暴露组观察个体数,n0 对
照组的观察个体数,pc 合并样本率。
pc
x1 x0
n1 n0
其中X1和X0分别为暴露组和对照组结局事件的发生数。
求出u值后,查u界值表得P值,按所取的检验水准即可作出判断。
如果率比较低,样本较小时,可改用直接概率法、二项分布检验或泊松
(Poisson)分布检验;
率差的显著性检验可利用四格表资料的卡方检验;
对SMR或SPMR的检验,实际是所得结果值偏离1的检验,其检验方法可用
x2检验或计分检验(score test),详细方法可参阅有关书籍。
暴露与疾病的关联分析
1、风险比:反应暴露与疾病的关联强度;
式中 Ie:暴露组的发病(死亡)率;
I0:非暴露组的率。
基于风险比数值的暴露与疾病关联度的判定标准
2、置信区间(EF):计算RR95%可信区间的方法很多。常用的有
Woolf法和Miettinen法,此处主张用Woolf法计算。
Woolf法是建立在RR方差基础上的简单易行的方法。
其反自然对数即为RR的95%可信区间。
风险比的95%置信区间另一种计算方法
EF exp(1.96
1
1
)
D1 D0
exp指数函数;
D1、D0分别是暴露组和非暴露组的病例数
3、率差(RD):又称归因风险度(AR)反应发病归因于暴露因素的程度。
因为
所以
RR与AR的意义
二者都为表示关联强度的重要指标,彼此密切相关(都说明
暴露的生物学效应,即暴露的致病作用有多大),但其意义却
不同。
RR:说明暴露者与非暴露者比较,增加相应疾病危险的倍
数;具有病因学的意义
AR:一般是对畜群而言,暴露畜群与非暴露畜群比较,所
增加的疾病发生数量,如果暴露因素消除,就可减少这个数
量的疾病发生。更具有疾病预防的意义。
例:针对暴露因素E,对一个30000头动物群体进行长达10年观察后,发现有
50头动物发病,试问E与疾病的关联程度。
1、根据资料,整理出下表。
病例
非病例
合计
暴露
30
9970
10000
非暴露
20
19980
20000
合计
50
29950
30000
2、计算发病率
暴露组发病率
3、计算风险比
30
0.3%
10000
RR
4、风险比的置信区间
非暴露组发病率
20
0.1%
20000
0.3%
3
0.1%
EF exp(1.96
1
1
) 1.76
30 20
95%CI=(3/1.76,3×1.76)=1.70,5.28
结论:在暴露因素E下,动物发病的危险性是不E下的3倍,E与疾病的关联强度
强。此风险的95%的可信范围在1.70至5.28.
队列研究的优缺点
1.优点:
(1) 一般不存在回忆偏倚。
(2)直接计算出RR等反映疾病危险关联的指标。
(3)检验病因假说的能力强,可证实病因联系。
(4)有助于了解畜群疾病的自然史。
(5)样本量大,结果比较稳定。
2.缺点
(1)不适于发病率很低的疾病的病因研究。
(2)容易产生各种各样的失访偏倚。
(3)研究耗费的人力、物力、财力和时间较多,其组织与后勤工作亦相当艰巨。
(4)由于消耗太大,故对研究设计的要求更严密,资料的收集和分析也增加了一定
的难度,特别是暴露畜群的变动,动物-时间的计算较繁重。
第五节
病例对照研究
病例对照研究是分析流行病学最基本、最重要的类
型之一。虽然病例对照研究结果的可靠性不如队列
研究,但可以在较短时间内完成,花费少,因此应
用十分广泛。
(一)有关概念
• 风险因子:也称危险因子,是指能影响群体发病率变化的
内外环境因素;
• 病例对照研究:是选定患有某疾病和未患该病的群体,分
别调查其既往暴露于某个或某些危险因子的情况或程度,
并进行比较,以判断某因素与该疾病有无关联及关联程度
大小的一种观察性研究方法。(是发病组和未患病组对某
一风险因素暴露频率的比较)
(二)基本原理
回顾性收集暴露情况
暴露
病例
已确诊的病例
未暴露
暴露
对照
未暴露
以不患该病但
具有可比性的
群体为对照
(三)研究类型
• 成组病例对照研究(病例与对照不匹配):在病例和对照
群体中分别选取一定数量的研究对象,仅要求对照数量等
于或多于病理数量,无其他规定。
• 配比病例对照研究(包括成组配比和个体配比)
(四)病例对照研究的实施
• 提出假设
• 明确研究目的,选择合适的对照形式;
• 病例与对照的选择
• 确定样本量
• 收集资料
• 对收集到的资料进行整理与分析
• 总结并提交研究报告
设计方法
1、固定群体。可采用基于风险度的设计模式。
暴露组
非暴露组
合计
病例
A1
A0
A1+A0=M1
对照
B1
B0
B1+BO=M0
合计
A1+B1=N1
A0+B0=N0
N
2、动态群体。可采用基于率的设计模式。
暴露组
非暴露组
合计
病例
A1
A0
A1+A0=M1
风险动物的动物-时间单位数
T1
T0
T1+T0=T
样本量的确定
N
[
2 p (1 p )
p1 (1 p1 ) p0 (1 p0 ) ]2
( p1 p0 ) 2
式中:N为样本量
p0为对照组暴露率
p1为病例组暴露率
p
p1 p0
2
Ζɑ、Ζβ可根据标准正态差简表查出
p1尚可根据p0与OR推算,其公式为:
p1
Rp0
1 p0 Rp0
式中R为OR的简写
资料收集
调查问卷;
查阅档案;
采样化验;
实地查看等。
资料的整理与分析
1、描述性分析:一般特征的描述,资料的均衡性检验(病例组与对照组
某些基本特征是否相似)
2、推断性统计。病例对照研究中表示疾病与暴露之间的联系强度的指标
为比数比(OR),当检验病例与对照组暴露率有无差异时,用x2检验。
依据资料不同,推断性统计方法不同
不匹配、不分层
成组资料
成组匹配
不匹配、分层
资料
配对资料
分级资料—案暴露剂量的不同分级
成组资料的分析
1、列表
暴露
非暴露
合计
病例
A1
A0
A1+A0=M1
对照
B1
B0
B1+B0=M0
合计
N1
N0
N
2、暴露的差异性检验。可用四格表的X2检验或校正的X2检验公式。
( A1 B0 A0 B1 ) 2 N
x
M1M 0 N1 N 0
2
查X2界值表,得p<0.05(或0.01),,p>0.05(或0.01),以表示暴
露与结局有无联系。
3、暴露与疾病的关联强度
OR
AB
病例组暴露与非暴露的比值 A1 / A0
1 0
对照组暴露与非暴露的比值 B1 / B0
A0 B1
OR值的意义:OR值从0→+∞,其意义见下表
OR值与关联强度的对应关系
OR值
关联强度
0.9-1.1
暴露与疾病无关联或无影响
<1
负关联,暴露为保护因素
>1
正关联,暴露为风险因素
0.7-0.9或1.2-1.5
弱联系
0.4-0.7或1.5-3.0
中等联系
<0.4或>3.0
强联系
4、OR值95%置信区间。由于OR值是通过一组样本调查所
得的点估计,存在抽样误差,因此,应进行区间估计。
ORu .t OR
1 z /
x2
例:一项关于通风与疾病关系的对照研究。结果如下:
通风
不通风
合计
病例
91
25
116
对照
73
60
133
合计
164
85
249
1、X2检验,检验两组的暴露率有无统计学上的差异。
( A1B0 A0 B1 ) 2 N (91 60 25 73) 2 249
x
15.30
M1M 0 N1 N0
116133164 85
2
查表X20.01(1)=6.63,计算所得X2=15.30>6.63,
则p<0.01,差异性显著
2、计算暴露与疾病的联系强度OR
OR
A1 B0
91 60
2.99
A0 B1
25 37
3、计算OR值95%可信区间
ORu .t OR 1 z /
x2
OR 11.96 /
15.3
1.735 .18
4、结论:以上结果表明,不通风情况下,动物发病的风险性是通风情况下
的2.99倍。暴露因素与疾病关联的强度中等,此风险性的95%可信范围为
1.73—5.18
描述性、分析性与实验性研究的比较
描述性
分析性
实验性
方法
观察法
观察法
实验法
研究对象
随机抽样
随机抽样
随机分组
时间性
同时
有先后顺序
有先后顺序
功能
提出病因假设
验证病因假设
验证病因假设
病因线索
仅为提示
比较强
强
混杂因素
很难控制
可以努力控制
容易控制
流行病学研究方法的比较
探索性
病例对照研究
分析性研究
验证性
同时性
队列研究
横断面研究
历史性
三种分析性研究的比较
队列研究
病例对照研究
横断面研究
畜群分类
无疾病畜群
有或无特征的病例
对照
无暴露无疾病畜群;有暴露无
疾病畜群;无暴露有疾病畜群;
有暴露有疾病畜群。
代表样本
无疾病
不确定;病例源畜
群未知
在一时点或一段时间内的存活
者
时间顺序
前瞻性或回顾性
回顾性
回顾性;在一时点或一段时间
揭示关系
功能
比较暴露和非暴
露组的发病率
比较病例和对照组
暴露的程度
同时描述暴露和疾病之间的关
系
结果(比较) 在暴露和非暴露
组的发病率
病例和对照组中的
暴露比
在暴露和非暴露组的患病率
危险测量
相对危险度;归
因危险度(精确)
比值比(少见疾病的 患病比(相对危险的非精确估
相对危险估计)
计);以及比值比
病因线索
强
需要仔细的研究
仅为提示性
偏倚
容易控制
需作出努力来控制
可能很难控制
第八章
疫病控制策略
本章重点:
动物卫生措施和医疗措施的应用
动物疫病防控措施分为:
(一)卫生措施:包括消灭传染源、避免健康动物感染等;
(二)医疗措施:使用药物和疫苗等;
医疗措施
卫生措施
传染源
传播途径
易感动物
传染源、传播途径、易感动物是动物疫病流行过程中的三要素。卫生措施可
针对其中每一要素,医疗措施主要针对传染源和易感动物。
(一)卫生措施:
包括进攻性措施、防御性措施
卫生措施
进攻性措施
防御性措施
清除病原
保护养殖场
感染场
无疫场
1、进攻性措施
(1)扑杀发病动物和可能携带病原的表观健康动物,阻
断病原复制
(2)消毒和无害化处理
(3)控制流通(动物产品、车辆、人员),防止病原体
扩散。
(4)追溯:尽可能清晰和确定疫情感染的源头、涉及病
原传播的途径。
(5)追踪:可能传播的区域(动物产品、车辆、人员)。
2、防御性措施
防御性措施旨在保护无疫群,并证实病原尚未侵入。
(1)从无疫群引进动物。引进动物需隔离检疫。
(2)注意来访人员、动物源性饲料、车辆;
(3)自然因素;
(4)证实无疫检测
(二)医疗措施
1、治疗:可用于一些细菌性传染病;
2、化学预防:对一些不能通过免疫预防的疾病可用化学
预防。如奶牛乳房炎在干乳期通过乳头管用药。
3、接种疫苗:疫病流行率高、传入风险高的情况下,疫
苗免疫比较合理。
免疫效果取决于3个因素:
(1)疫苗质量
(2)宿主
①宿主本身:
年龄:虽然能产生免疫应答,但由于幼年免疫系统发育不完善,
免疫应答程度较弱。
健康状况:健康状况差的免疫应答水平低。
免疫史:曾经接触过,再次免疫时应答迅速(二次免疫反应)。
但胚胎时期接触到病原可能产生免疫耐受。
②应答种类:
体液免疫反应:产生抗体或免疫球蛋白(Ig)
细胞免疫反应:激活巨噬细胞,吞噬和破坏病原体
大多数病毒性疫病和蛋白毒素(如破伤风)诱发的疫病,以体液免疫
为主。多数细菌性疫病一细胞免疫为主。
③母源抗体:母源抗体能够为幼畜提供各种传染源的保护,但同时又
会对机体针对这些特定抗原的疫苗免疫应答产生影响。
(3)环境
①动物疫病流行情况是影响免疫效果的首要因素。在特定动物疫病发
病率较低的地区,某特定疫苗用于特定动物种类,可提供较为理想的
免疫保护。但,在该病发病率较高的地区,同种疫苗应用于同种动物
可能无法提供充分的保护,接种疫苗的动物可能出现重复感染。
②疫病本身的流行病学特征以及免疫动物在疫病流行链中的作用,是
影响免疫效果的第二因素。
一种动物疫病只感染一种易感动物,且不涉及传播媒介。这类疫病只
要对动物免疫,可降低病原的流行率,最终消灭此病。
特定病原感染多种易感动物甚至野生动物,并有多种媒介(如委内瑞
拉马脑炎)。该类流行病学链复杂。
免疫效果评估:
A、个体水平评估
抗体滴度是简单的评估标准。
免疫动物攻毒实验,是最可靠的评估手段(但价格昂贵)
要注意:个体水平的免疫水平差异极大。免疫接种通常能够
保护动物免于出现临床发病,减少毒株的复制和排毒,但却
不能彻底阻止。
B、群体水平免疫效果评估
①大部分(≥75%)易感动物免疫后,易感动物的比例逐
步下降,发病率逐步下降,疫病将不再以流行形势出现;
②临床无疫的免疫动物,仍然可能复制和排放病毒;
免疫无疫区,并不说明病原已经彻底消失。只有停止免疫,
且免疫保护期过后仍无疫情发生,才能确证病原已消失。
③免疫存在一些缺陷。如可能产生各种各样的意外事故、
可能对疫病监测形成干扰。
免疫接种后可能发生的副反应类型及其来源
类型
临床表现
一般副反应
过敏反应
全身
来源
高热、厌食、休克、生产力下 抗原的直接热效应、佐剂反应、
降
应激
过敏性休克:震颤、流涎、腹 过敏源:异源细胞、牛血清蛋
胀、肺部水肿、流产
白、牛血清球蛋白、卵清蛋白
迟发性反应:丘疹、湿疹、瘙
痒
局部
注射部位水肿
局部反应
疼痛性炎症反应、坏死、化脓 油性佐剂、乳剂类型、灭菌不
彻底
其他各种失调行
为
因污染支原体、牛病毒性腹泻、疫苗污染、生产条件不完善、
禽病毒性贫血等不同病毒而有 以及细胞、犊牛血清、禽蛋、
不同表现
胰蛋白酶等动物产品受到污染
临床发病
疫苗残余毒力;活毒疫苗减毒
不充分;灭活苗灭火失败
发生其他疫病
疫苗的免疫抑制效应、活疫苗
株的免疫抑制效应(如传染性
牛鼻气管炎疫苗株)
在生产中,卫生—医疗措施有时需要联合应用
动物疫病区域防控行动中同步应用医疗措施和卫生措施的主要类型
感染的
检测方法
免疫和检测
兼容性
无
否
有
是
运用措施
示例
医疗措施
卫生措施
或多或少使用
疫苗
发生疫情后的进
攻性措施
防御性措施
口蹄疫
猪瘟
新城疫
发生疫情时紧
急免疫
对免疫场以外的
场群实施检测
绵羊布病
在特定养殖场
免疫
常规检测
牛布病
常规免疫
常规检测
伪狂犬病
测量疫病频率、
监视流行动态、
把握控制措施转
换时机
疫病流行率
①
②
③
④
⑤
时间
医疗--卫生措施
卫生措施
随疫病流行率下降而把医疗卫生措施转变为单纯卫生措施的时机选择
疫病流行率处于①、②、③之间时,采取的控制措施可能有变化。
疫病流行率处于④、⑤期间只实施单纯的卫生措施,这些措施应随时间
变化而相应进行调整。
建立动物卫生三级预防
三级预防:
一级预防:病因预防。通过各种措施消除或控制影响健康的因素。
二级预防:临床前期预防。早发现、早诊断、早处置。
三级预防。有效治疗和处置,降低发病率、死亡率和传染几率。
目的
措施
一级预防
促进动物健康
二级预防
早发现、早诊断、加强疫病信息报告、定期检测
早处置
三级预防
防止传染、减少 无害化处理、及时的治疗。
损失
技术培训、种畜禽净化、消毒、检
疫、免疫接种、加强饲养管理
第九章
动物卫生评价
评价是对一个执行的计划,估计达到
预期目标的程度,通过科学设计的调查
研究方法,判断计划的效果。
评价是整个管理过程中的重要组成部分,贯彻整个管理
的始终。
评价的基本原理是比较。
确定价值是评价的前提。
准确的信息是评价的基础。
调查测量是评价的手段。
动物卫生评价有很强的社会性和政策性。
评价的目的
计划达到预期目标的程度。
计划实施结果的比较。
完善管理过程。
动物卫生评价的内容
兽医流行病学
疫病控制工作
动物或动物产品贸易相关的风险
一、流行病学调查的评价
(一)方案评价
1、方案需求审查
ᅳ需求来源(或调查对象)
ᅳ用简单、可理解的术语对需求进行介绍
ᅳ决策的精确度和决策者类型
ᅳ如需求实现,谁是受益者
需求审查过程至关重要
因为它决定目标和调查设计的类型和预期结果的精确度
2、方案总体目标的审查
目标与表述的需求完全一致(如假设设计哺乳肉牛
群,是否还包括奶牛群)
目标是否真是描述性的,在时间、空间上量化畜群
健康状况(不是确定风险因素)
对目标进行客观表述
3、所选用疫病频率量度的审查
ᅳ病例定义的方式
ᅳ相关流行病学单元的定义(动物个体或动物群体)
ᅳ目标群的定义
ᅳ相关时间的定义:发病或流行
ᅳ相关空间的定义:地理学范围
ᅳ这些疫病频率量度与总体目标的适宜程度
4、调查设计的审查
(1)抽样
ᅳ准确性(样本的代表性)
ᅳ精确性(样品容量能否满足)
(2)测量方法
ᅳ实验的敏感性、特异性和预测值
ᅳ实验的标准化
ᅳ问卷的标准
(3)统计学分析
ᅳ数据录入和数据校检所做的安排
ᅳ统计程序
5、方案的可行性审查
(1)技术方面。确保调查不会受某些条件制约
(2)资金方面
(二)调查结果
1、结果审查
依据方案,审查调查完成情况,特别是抽样、测量和统计等细节;
对偏倚潜在来源的鉴别方式进行审查,并充分考虑结果或结论的
表述方式。
对结果的表述方式进行审查:预测值的置信区间是否基于抽样得
出的,基于畜群结构对测量率值是否进行了标准化。对不同地区不
同时间得到的比率进行比较时,是否使用了统计学检验并给出结果。
对调查结果与目标的一致程度进行审查。获得的结果应该为最初
提出问题的答案。
2、档案审查
阅读题目和摘要
阅读绪论和结论
阅读调查设计
快速阅读结果
阅读和讨论
二、疫病控制活动的评价
(一)对疫病控制方案的审查(目标、措施);
(二)疫病控制计划的效力评价
1、疫病控制措施与疫病频率的相关性(统计学上的显著相关性,需
要检测、调查和统计)。
2、检查相关的时间次序,排除其他可能的影响因素;
3、进行随机试验和干预研究(事前事后比较、这里那里比较)
疫病控制计划的评价性研究的类型
t0
实验组
t1
1
2
疾病控制措施
对照组
3
4
A、 对一个单独群体的前后对照研究:1 和 2;
B、 对后来两个群体的比较:2 和 4
C、 对两个群体的前后对照研究:1、2、3、和 4
例:《雌性羔羊山羊脑炎-关节炎病毒感染的预防》(摘自CALAVAS等人《动物卫
生流行病学》第28期)
该项目旨在研究替代乳(将牛初乳或羊初乳在56℃下加热1小时)的应用
效果。对此种替代乳在法国中部和东南部363个畜群的使用情况进行了3
年(1998-1990)的监测,每年一次。在首次产羔前不久,将食用替代乳
的畜群血清学阳性率与对照组母畜的阳性率进行对比,结果如下:
初乳类型
年份
1988
1989
1990
-
+
%
-
+
%
-
+
%
替代
201
87
30.2
1553
383
19.8
1181
433
19.3
正常
1326
1482
52.8
1070
979
47.8
351
287
45.0
x2
52.23
346.81
174.91
相对危险度
0.57
0.41
0.43
从表可以看出,此项目执行3年,喂食替代乳的雌性羔羊的流行率(分别为30.2%、
19.8%、19.3%)较食用正常初乳雌性羔羊流行率(52.8%、47.8%、45.0%)都低,
二者差异显著。
喂食初乳类型与流行率间的关联强度通过相对风险进行衡量,所得相对风险的数
值每年都相对稳定。
三、传染病风险评估
风险分析理论起源于20世纪50年代的美国,是研究风险发
生规律和风险控制技术的一门新型管理科学,指风险管理
主体通过风险识别、风险评估、风险决策管理等方式,对
风险实施有效控制和妥善处理损失的过程。
近年来,风险分析除在经济管理学方面应用外,在环境生
态学、食品安全、检验检疫等诸多领域也得到广泛应用。
随着信息与计算机科学技术的发展,基于现代信息技术的
风险分析在传染病防制方面也越来越多的得以应用,有效
地推进了传染病防制工作的开展。
(一) 传染病风险评估指标体系
1、评估指标的要求及来源
影响传染病的因素众多,在众多因素中选取风险评估指
标需要注意以下几个问题:
(1)评估指标的可操作性;
(2)评估指标的灵敏性;
(3)评估指标的高效性;
(4)评估指标获得的及时性;
(5)评估指标的可拓展性等。
目前在传染病常规监测工作过程中的风险评估指标可
以分为三大类:
一是细菌学及血清学检测指标。
二是流行病学监测指标,主要从传染病流行病学三
个环节,即传染源、传播媒介,传播途径三方面进行
确定,同时随着生态学、气象学、地理学及计算机科
学的不断发展与融合,传染病相关影响因素越来越多
的被纳入为流行病学风险评估指标。
三是分子生物学检测指标。
其中以流行病学监测指标、细菌学及血清学监测指标
最为常用。
2、评估指标确定方法
评估指标的确定方法主要有:
文献研究
半结构化访谈/焦点小组访谈
个人深入访谈
权重法、
德尔菲 (Delphi)法与专家会议法。
其中最为常用的方法是利用德尔菲法征求专家意见确定风
险评估指标。
3、传染病风险评估方法
传染病风险评估方法主要通过在建立数学统计模型的基础上发
现监测数据的“异常信号”,以便做出正确的评估。
传染病风险评估方法的种类繁多,目前国内对传染病风险评估
方法分类主要有两大类:
一种是根据性质进行划分将其分为定性评估和定量评估,
另一种是根据所构建的评估模型的资料类型的不同分为时间
预警模型、空间预警模型及时空预警模型。
此外还有按范围和层次分为宏观评估和微观评估;
按时间长短分为长期评估、中期评估、短期评估、近期评估。
(1)定性评估与定量评估
定性评估是通过对当地传染病的发生、发展规律及其有
关因素的分析,判断该病的流行趋势和强度。但对于评估
方法的归类并不统一。定性评估包括流行控制图法、比数
图法、专家预测法、德尔菲法、逐步判别分析、模糊聚类
预测法、贝叶斯概率判断法及尤度法及利用“Z-D”现象进
行传染病预测预警的方法;
定量评估方法包括回归预测法、灰色预测模型、时间序
列平滑法、趋势外推法、马尔科夫法链预测方法、博克斯
-詹金斯模型及多因素模型中的小波模型。
(2) 时间、空间、时空评估模型
根据描述分析资料的不同,可将疾病评估方法分为三个评
估模型,即。
时间
空间
时空
①时间评估模型
主要根据对过去一段时间某种疾病的监测,确定该疾病
时间分布的特点,来预测未来该疾病发病情况一种方法。
包括:
控制图的预警模型
时间序列模型
线性回归模型
马尔科夫链模型等。
②空间评估模型
利用病例的空间地理学基本信息,及时识别疾病发病的
异常情况。常见的方法有:
广义线性混合模型
小区域回归分析检验法
空间扫描统计等。
③时空评估模型
包括:
异常模式探测方法
时空扫描统计
通过利用病例的发病时间、持续时间长短以及发病的地理
信息,分析疾病的聚集性。
4.1 时间序列模型
时间序列是指将某种现象某一个统计指标在不同时间
上的各个数值,按时间先后顺序排列而形成的序列。
4.2 回归模型
回归分析(regression analysis)是研究一个变量关
于另一个(些)变量的具体依赖关系的计算方法和理论。
从一组样本数据出发,确定变量之间的数学关系式对这
些关系式的可信程度进行各种统计检验,并从影响某一
特定变量的诸多变量中找出哪些变量的影响显著,哪些
不显著。利用所求的关系式,根据一个或几个变量的取
值来预测或控制另一个特定变量的取值,并给出这种预
测或控制的精确程度。
4.3 灰色模型
灰色系统理论是基于数学理论的系统工程学科,其主要内容包括以
灰色代数系统,灰色方程、灰色矩阵为基础的理论体系,以灰色序列
生成为基础的方法体系,以灰色关联空间为依托的分析体系,以灰色
模型(GM)为核心的模型体系,以系统分析、评估、建模、预测、决策、
控制、优化为主体的技术体系。
概率统计、模糊数学与灰色系统理论是三种最常用的不确定系统
研究方法。灰色系统理论具有能够利用“少数据”建模寻求现实规律
的良好特性,可以克服数据不足或系统周期短的矛盾。目前,灰色系
统理论得到了极为广泛的应用。
胡伟红用灰色模型对长沙市法定甲乙类传染病发病率预测的结果
显示:2006 - 2010年长沙市血源及性传播传染病、呼吸道传染病发病
呈上升趋势,肠道传染病、虫媒及自然疫源性疾病呈逐年下降趋势,
符合该地传染病流行规律,预测精度良好。郭立春等利用1984 - 2004
年沈阳市HFRS发病率资料建立GM(1,1)预测模型和GM(1,1,sinω)预测
模型,并进行拟合预测及效果比较,得出结论GM(1,1,sinω)模型克服
了传统灰色模型GM(1,1)的局限性,对于波动性较大且具有周期性的资
料具有很好的实用价值。
4.4 多水平模型(Multilevel models)
20世纪80年代中后期,英美等国教育统计学家开始探讨分析层次
结构数据(hierarchically structured data)的统计方法,并相继提
出不同的模型理论和算法。因Multilevel Analysis可以解决传统研
究设计中个体水平与群体水平同时作为影响因素对疾病风险的影响,
为此其在医学领域的应用愈加广泛。
Jia等采用多层次回归模型对血吸虫病患儿残疾等级进展与年龄之间关
系进行了评估,发现随年龄增加,残疾等级不断加重。LadeiaAndrade等采用多水平分析方法对巴西亚马逊河岸边居民疟疾免疫力及
相关因素进行分析,得出长期持续暴露在中低疟区,可以产生一定的
免疫力。Backer等采用多水平分析模型对控制猪流感的5个途径进行比
较分析,得出安全有效预防猪流感的途径是及时接种疫苗。Wernck等
对巴西特雷西纳市居民利什曼原虫感染因素进行多层次分析,发现经
济水平低下、植被覆盖率高以及流行期之前(期间)犬类感染情况与居
民感染率高度相关。
4.5 贝叶斯概率模型
贝叶斯模型是基于总体信息、样本信息和先验信息进
行统计推断而进行的一种预测。Jewell等以H5N1禽流感疫
情为例通过组合可反转马尔科夫链与蒙特卡洛算法并结合
贝叶斯网络推理模型构建了以及时有效地疾病预测模型。
Black和Craig、Dendukuri和Joseph 建立贝叶斯模型对疾
病整体发病率进行估计,并在类圆线虫感染方面加以应用。
4.6 马尔科夫链模型
马尔科夫链模型是以俄国数学家A.A.Mapkov命名的
一种动态随机数学模型,它通过分析随机变量现时的运
动情况来预测这些变量未来的运动情况。目前马尔科夫
链在自然科学、工程技术、社会科学、经济研究等领域
都有着广泛的应用。Oxlade等采用马尔科夫链模型建立
肺结核传播模式,对荷兰结核病发病趋势的预测非常准
确。
4.7 模糊数学理论
美国加利福尼亚大学控制论专家L.A.Zadeh于1965年首
先提出模糊数学,是把客观世界中的模糊现象作为研究对象,
以模糊集合为理论基础,从中找出数量规律,然后用精确
的数学方法来处理的一门新的数学分支。Molchanov 基于
模糊数学理论提出癌症风险评估的方法。Grossi提出模糊
理论在个体风险上与概率论相比更容易向病人传达确定的
信息。da Costa和Kaymak通过利用模糊理论决策与传统决
策理论相比较发现传统决策理论的性能可以通过模糊决策
理论改善。
4.8 小波模型
小波分析是在Fourier分析基础上发展起来的对函数
(信号)的一种新的分析工具,同时它又是一种新的数值分
析方法。Cazelles等提出小波模型更适合发病的时间及影
响因素瞬时变化的传染病的研究。Johansson等通过采用
小波分析方法对波多黎各、墨西哥、泰国多年的气候变化、
厄尔尼若现象、天气与登革热发病率进行纵向比较分析,
发现其与登革热发病率无明显联系,但提示其可能是传播
动力学中的一个因素。
4.9 基于“3S”技术的时空分析
随着地理信息系统(GIS)、遥感系统(RS)、卫星定位系统(GPS)同空
间分析技术的发展,以及相关技术在传染病风险评估领域应用的不断深
入,提供了基于地理对象的可视化风险评估方法,对公共卫生应急管理
的决策辅助功能日益突出。目前在传染性疾病、慢性非传染性疾病的预
防控制、环境流行病学、伤害流行病学以及卫生资源研究与服务等方面
得以广泛应用。
方立群等对我国41个HFRS监测点1995-1998年的发病率与归一化植
被指数(NDVI)相关性进行分析,并建立中国HFRS危险区域分布图。陈朝
等以普通克里格方法对当涂县血吸虫人群感染率的空间分布进行预测,
并制作出疫情分类预测图。Diuk-Wasser等对美国东部丹敏硬蜱伯氏螺
旋体感染情况进行调查,并就其同人类莱姆病的发病率进行空间分析并
制作了风险地图。
4、传染病风险评估评价体系
通过对所确定的传染病风险评估指标、方法进行有效地
评价,可以验证指标及方法的可行性。
传染病风险评估评价体系应包括以下几个内容:及时性、
有效性、灵活性、可接受性。
可以用统计学方法对所建模型进行检验,如拟合优度检
验、ROC曲线检验法等。
5、传染病风险评估应用
传染病风险评估应用指通过对传染病及其危险因素进行评
估,得出相应疾病发生的风险指数及等级,为政府决策部
门提供依据。
讨论
随着各学科的不断融合,数学分析理论与方法结合
现代计算机科学技术不断应用到疾病预防控制工作中。
我国基于时间序列模型建立首个传染病预警系统,为基
层传染病防控工作提供有效的手段。提高了基层工作者
对传染病聚集性疫情发现与处理的及时性。但因传染病
种类众多,如何做好每种传染病的风险评估工作,还需
要进行深入的研究与探讨。
四、贸易风险评估
进口动物和动物产品是以“零风险”为原则。以卫生因
素为借口很容易造成贸易壁垒。评估程序:
对来自国家A的特定种类和数量的动物或动物产品进行
进口风险评估;
对另一进口国B的可接受风险水平进行评估(涉及国家
B自身的疫病状况);
基于以上两项作出决定。
(一)风险评估
无限制风险预测值(URE)=只病原传入概率(PAE)×国内暴露率(PDE)
PAE是在货物中至少有一个动物进口单位(AIU)被感染的概率。这个概率有
以下几点决定:
动物进口单位的数量;
出口国疫病(或潜在感染)发生的频率,即疫病或感染的真正流行率;
如果进口动物是随机从出口国给定动物种中选择出来的,可以看出:
ᅳ进口动物数量越多,被感染的风险越大;
ᅳ对出口国动物随机选择时,疫病的流行率越高,进口动物的其中之一被感染
的风险就越大。
致病原传入国内的概率,也就是,至少进口一只感染动物的概率
(PAE)为:
PAE 1 (1 p)nAIU
式中:p—真实的时点流行率;
nAIU—动物进口单位的数量;
当概率很低时(PAE<1%时),可以用一个简单的公式:
PAE=pnAIU
1、动物进口单位的数量(nAIU)的确定:
对于活动物,一只动物代表一个动物单位;
动物源产品,采用动物相关器官(或分割肉)的平均重量等。如一个牛
肝脏的平均重量为5kg,因此1000kg的牛肝脏将定为200个动物单位
(1000/5)
2、真实时点流行率的确定:
真实时点流行率应考虑的若干因素依次涉及下述内容:
真实流行率的确定;
动物感染的平均时间,这将确定平均时点流行率;
可以改变粗概率的因素
(1)真实流行率的确定
疫病感染的真实流行率通常是未知的。但可得到一个近似的似然概率,这个近
似值以当前的可利用信息为基础得出,并需要根据数据质量进行调整。
根据国家和疫病情况,有关疫病或感染的表观流行率信息是可以定量或定性的。
ᅳ定量信息:如:过去12个月的疫情起数(是临床发病还是隐性感染);
ᅳ定性信息:如疫病是非常罕见、散发、地方性流行、频发;
表观流行率的信息质量取决于两个因素:
ᅳa、出口国兽医机构的发展及组织情况;
ᅳb、是否对相关疫病进行了流行病学监测,如果是,标准多高;
似然流行率 宣布的流行率 QVS QES
式中:QVS兽医机构质量系数
QES疫病流行病学监测质量系数
(2)平均时点流行率
关于疫病流行率,所做的假设是“疫病发病率在一年中是规则分布
的”。适当条件下,可考虑疫病的季节性。
对进口动物单位的运输,所做的假设是“在时间上,假设为此类运输
在一年中是随机分布的”
平均时点流行率
时点t的感染动物数
该畜群体的动物数
估计时点t的感染动物数,必须考虑以下因素:
似然流行率,根据疫情起数表示;
每个畜群的动物数(畜群的平均大小AHS):作出的假设是,一起疫
情指一个畜群;
感染平均周期(ADI)以一年的一部分表示
可以用下面公式计算致病因子的平均时点流行率
平均时点流行率
似然流行率 AHS ADI
Pop
式中:AHS畜群平均大小
ADI感染平均持续期(x / 365)
Pop易感群体中的动物数
(3)概率粗率的校正
一些商品因素的影响,可能需要对概率的粗率进行校正。
对于活动物,需要考虑以下因素:
a、进口动物的固有特征(Ac),如疫病频率可能基于年龄或其他特征的变
化而发生变化;
b、疫病控制计划(CP)及其质量(如果易感畜群中的大量动物都涵盖在某
一高标准的控制计划中,则疫病发生的概率相应降低)。
c、对于动物产品,需要考虑制备方法(PPM)及其对致病因子的灭活程度。
概率粗率的校正,把相关影响因素以系数形式加以表示,为:
校正系数 AC CP PPM
Ac动物固有特征系数
CP疫病控制计划系数
PPM产品制备方法系数
(4)内部暴露概率
进口国内部暴露率(PDE)的发生涉及易感个体,并基
于进口商的不同而变化。进口动物时,PDE值可为1;进
口动物产品时,要根据病原的传播模式,对每种疫病进
行概率评估。
计算致病因子的公式
URE PAE PDE
URE无限制风险预测值;PAE致病因子传入概率;PDE内部暴露概率
AHS ADI
PAE 1 [1 ( Pd QVS QES)(
)( AC CP PPM ]nAIU
Pop
式中:PAE致病风险传入概率
Pd宣布的流行率
QVS兽医机构质量系数
QES疫病流行病学监测质量系数
AHS畜群平均大小
ADI感染平均持续期(x / 365)
Pop易感群体中的动物数
AC 动物固有特征系数
CP疫病控制计划系数
PPM产品制备方法系数
nAIU动物进口单位的数量
风险评估的结果表达:
风险评估的最终结果是概率的一个数量级。所以风险评估
的表述应该是,概率分布,或者是一条累计概率曲线。要
考虑的风险评估水平应是最大风险或累计概率等于99%的
风险。
例:进口1000头16-24月龄的荷斯坦奶牛时,引入传染性胸膜肺炎(CBPP)
以下为相关信息:
ᅳ宣布的流行率:Pd=10(既往12个月内的疫情数)
ᅳ兽医机构质量:QVS=3—4(假定数)
ᅳCBPP监测的质量:QES=1—2(假定数)
ᅳ畜群平均大小:AHS=271头
ᅳ一只动物感染的平均持续期:ADI=120天,即0.33年;
ᅳ真个群体中的动物数:Pop=23;212;325;
ᅳ动物因素(品种、年龄等):Ac=1
ᅳ疫病控制计划的存在:CP=0.3—0.5
ᅳ产品制备方法:PPM=不适用
PAE 1 [1 ( Pd QVS QES)(
PAE 1 [1 (10 4 2)(
AHS ADI
)( Ac CP PPM )]nAIU
Pop
271 0.33
)(1 0.5)]1000
23 212 325
PAE的最大值=0.14
PAE的最小值=0.034
至少会进口一只CBPP感染动物的概率为3%—14%。如果内部暴露的概
率为1,那么从改过进口1000头荷斯坦奶牛的无限制风险是3-14%。
例:进口500吨经过400天处理,重7到9kg的无骨生火腿时,计算传入猪瘟的
风险。
相关信息如下:
ᅳ宣布的患病率:Pd=86(既往12个月内的疫情数)
ᅳ兽医机构质量:QVS=2—3(假定数)
ᅳCBPP监测的质量:QES=1—1.5(假定数)
ᅳ畜群平均大小:AHS=371头
ᅳ一只动物感染的平均持续期:ADI=0.05(19天/365);
ᅳ真个群体中的动物数:Pop=26;850;250;
ᅳ动物因素(品种、年龄等):Ac=1
ᅳ疫病控制计划的存在:CP=0.1—0.2
ᅳ产品制备方法:PPM=朱温病毒在400天之内变得不具有传染性。这样,
在这里PPM值变得很低。1×10-8;
ᅳ动物进口单位数量:一个火腿重量=7kg,每头猪有2条后腿,则
nAIU
500000
35714
72
最大风险:
PAE 1 -【1(
- 86 3 1.5)(
PAE的最大值=3.57×10-6
371 0.05
)(1 0.2 10-8)
]35714
26 850 250
(二)可接受风险水平
1、影响可接受风险水平的因素
出口国家
(1)疫病的经济影响;
进口国家
评
估
的
风
险
(2)公共卫生影响;
(3)进口国家的疫病状况;
-1
10
10-2
10-3
可
接
受
风
险
否
-4
10
2、设置可接受风险水平
-5
10
3、关于进口的决定
10-6
通过对传入风险估计水平和进口国
10-7
可接受风险水平比较,即可作出决
a
可变范围
b
评估值范围
10-8
-9
定。如果两个水平接近,进口国可
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可
-10
10
附加特别条件,以便降低风险水平。
某一既定疫病对进口决策的影响因素
注: a 为某病呈地方流行且无疾病控制计划国家的可接受风险水平
B 为无以国家的可接受风险水平
对方案、结果(方案已评价)和贸易风险进行评价的主要特性
评估主题
方案:
流行病学调查
疫病控制活动
主要特性
先决条件
对本领域需求的综述
对方案目标的综述(是目标而不是活动)
评估
目标与需求、方案与目标的关联性
方案的一致性
方案的可行性
结果:
流行病学调查
评价:
对最初方案和设计的遵从程度
疫病控制活动
考虑到的误差和偏倚潜在来源的范围
实际估量结果的真实程度(特别是控制活动)
结果对一系列设定目标的实现程度
贸易相关风险
对一系列概率事件导致的综合风险进行评定
进口产品中存在传染性病原体的概率
传染性病原体维持致病性的概率
接触靶向个体的概率
通过接触导致结果出现的概率