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《廣東畜牧獸醫科技雜志》2014年第三期
1定量監測樣品數量的確定
當前定量監測主要以血凝抑制(HI)或間接血凝檢測方法,結果能反映某一畜禽群體抗體水平的高低。當前需開展的病種包括H5、H7、H9亞型禽流感抗體、新城疫抗體、減蛋綜合征抗體,O型口蹄疫抗體、豬瘟抗體(正向間接血凝方法)。抽樣數量由以下公式計算。式(2)中,各符號含義與式(1)同。以當前檢測量較大的H5亞型禽流感抗體檢測為例。HI檢測方法本身的誤差允許范圍為±1Log2,在進行HI抗體水平評估時,1個Log2的誤差,對結果的評估影響可以接受,故將允許誤差△定為1Log2。查正態分布的雙側分位數表,置信度為95%(α=0.05)時,Zα/2為1.96;置信度為99%(α=0.01)時,Zα/2為2.58。總體方差σ2根據以往有關資料計算或進行小規模調查后估算。本例以廣東省動物衛生監督總所對全省使用的4個廠家的Re-6禽流感疫苗比對試驗的結果,計算得到(免疫程序為14天齡首免,0.4mL,35天齡二免,0.5mL)。免疫后不同時期抗體水平的標準差不同。不同免疫時間的樣品數量如表1。由表1可以看出,免疫抗體定量監測時,免疫前期由于個體差異等因素的影響,產生抗體的速度有所不同,抗體水平一致性差,標準差較大,抽樣所需樣本數多。隨著抗體達到高峰,抗體水平的一致性較趨好,抽樣所需樣本數少。免疫后期抗體水平有所下降,差異有所增高,抽樣數量有所增加。從表中可以看出,在本次實驗條件下置信度為95%(α=0.05),需采3~10份樣本。即使在置信度要求較高的情況下(α=0.01),也只需采5~18份樣本。由于該實驗模型中免疫效果很好,若考慮到生產實際中,會受各種因素的影響,采集18份樣品,可得到較準確的結果。
2定性監測樣品數量的確定
定性監測包括病原學監測,以及血清學檢測中的以陰、陽性進行結果判定的監測。當前各種病原學監測均屬于定性監測,主要用于判定群體的感染率。血清學檢測方法中瓊擴、凝集、ELISA等檢測方法也屬于定性監測,主要用于免疫群體的免疫合格率,未免疫群體的感染率。當前監測中,口蹄疫O型、亞洲Ⅰ型、A型抗體和非結構蛋白抗體的定性ELISA檢測,高致病性豬藍耳病、豬瘟、新城疫、豬偽狂犬病、豬圓環病毒病、禽白血病、布魯氏菌病、結核病、雞白痢、豬甲型H1N1流感、血吸蟲、狂犬病、馬傳貧、馬鼻疽等疫病的抗體檢測均屬于這監測。抽樣數量用以下公式進行計算。在置信度為95%,允許誤差為0.1%~15%時,不同合格(陽性)率下,監測所需樣品數見表2。從表2可以看出,當合格率或陽性率為50%所需樣本數最多,因為此時一半合格,一半不合格,抽中兩者的機率相同,需大的樣本量才能確保被抽中樣本對結果的影響權重。在允許誤差相同時,樣本數隨著合格率升高或降低呈對稱性降低,如合格率為40%時所需樣本數與合格率為60%時同;合格率為10%、90%兩者所需樣本數相同。常見重大動物疫病的陽性率一般低于5%,取允許誤差為1%時,所需樣本量為1000多份。常見免疫抗體的免疫合格率在50%以上,取允許誤差為15%時,所需樣本數最多為43份。
3發現監測時采樣數量的確定
發現監測用于證明某一地區或某一畜禽群體內,是否存在感染。只要檢測到1例感染動物,即可證明存在感染。對新發病進行調查,或確認畜禽群體內是否存在某種病原時適用。尼帕病毒病、牛海綿狀腦病和羊癢病,H7N9亞型禽流感等監測屬于該類型。但結果可說明有無該病原存在,若想了解該病原的感染率,則需用(3)式進一步進行調查,確定感染率的高低。發現樣品數量計算公式如下:(4)式n為樣本量,α為犯錯誤的概率,N為目標動物總數,d為估計的感染動物數量(可由估計感染率乘N獲得)。不同感染率和不同畜禽群大小的抽樣數量如表3。從表3可以看出,在發現監測采樣中,即使感染率低致0.1%,群體數量龐大到10億,采樣數量不超過3000,但其前題條件是隨機抽樣。假設某地區豬瘟的感染率為2%,對于10000頭的豬場只要采148頭,即可以確認場內是否存在豬瘟病原;若在該地區范圍內隨機采樣150份,即可以確認地區是否存在豬瘟病原。對于禽白血病,在未采取凈化措施的情況下,黃羽種雞的陽性率在10%~20%,對于10000羽的種雞,只要采14~29個樣品,即可確定該雞群有無感染。
4免疫抗體水平與免疫合格率監測相關性探討
對比表2和表3可知,對確定免疫合格率的樣本數要比評估抗體平均水平時的數量要大很多。例如評估某禽群平均禽流感抗體水平時,置信度為95%(α=0.05),采集3~10個樣本即能得到相對準確的結果;而對禽群免疫合格率進行評估時,則需要較大的樣本,即使是允許誤差大到15%時,所需樣本數也需16~43份,在免疫合格率為80%時,需要28份。其原因是評估抗體平均值時,每個樣本與平均值相對較近,也就是說各個樣本值對平均值的影響相對較小;評估免疫合格率時,每個樣本不是合格,就是不合格,是兩個截然相反的結果,每個樣本對合格率的影響較大,所以需要較大的樣本數才能保證評估的準確性。在進行免疫抗體評估時,除平均抗體水平外,群體合格率也是一個重要的指標,不可或缺,故需要相對較多的樣本數。但平均抗體水與免疫合格率之間有著較強的內在關聯,研究二者內在的相關性,通過平均抗體水平來評估免疫合格率,可作為減少樣本數的一種策略。本文對本所近期監測的90個禽群的H5亞型抗體和免疫合格率的相關性進行分析,相關系數達0.856,擬合的通過抗體滴度估算免疫合格率的方程為y=-1.5486x2+26.468x-12.439,詳見圖1。根據公式,當抗體滴度高于4.1log2時(實際4.6log2時),抗體滴度均高于70%的要求;抗體滴度≥5.4log2時(實際5.5log2),免疫合格率高于85%;抗體滴度≥8log2時(實際8.35log2),免疫合格率達到100%。由于免疫合格率群體安全水平的標準是70%,故定量檢測中,按公式(2)抽取樣本,再通過相關性分析,可對陽性率進行有效評估。
5當前常用監測項目的樣本數量
為便于讀者應用以上公式確定所需監測項目的樣品數量,對常用監測項目的參數設定進行例舉(見表4)。根據全省2012年監測數據,列出當前各監測項目的樣本數計算公式(見表5),供讀者考參考。
6討論
6.1以上為簡單隨機抽樣樣本數的確定,既適用于一個群體,也適用于一個場,一個縣或一個市范圍內的抽樣數量。但考慮到對較大范圍采樣時,每個動物個體均需納入抽樣框,不易完成,對于市縣的監測需采用分層或多級采樣方式。在條件相近的,范圍不是很大的區域或某一動物群體中抽樣更合適。另在一個大區域內,某病種的易感動物種類較多,日齡不一,免疫程序不同,差異大,了解具體某一場或一流行病學單元的水平,將更有利于有的放矢地采取相應的措施。
6.2定量監測過程中,總體標準差(σ)一般不知道,可根據以往監測結果計算獲得,或采用少量抽樣監測預調查獲得。定性監測中病原的陽性率或免疫抗體的合格率可根據往年的平均陽性率或合格率,本級沒有數據的可參照上一級的數據,如可參照市、省或全國的數據。允許誤差(△)的病原的陽性率一般較低,△要小于陽性率;免疫抗體合格率一般較高,由于公認的群體安全標準為70%,監測目的是確認是否達到這一標準,當總體合格率低于這一標準時,可根據精度的需要給定一個值作為△,當總體合格率高于這一標準時,可以將總體合格率與70%的差作為△,以確保調查結果落在70%以上的區間內。參數的設定需視監測精度要求和實際情況而定。
作者:盧受昇丁紅星單位:廣東省動物衛生監督總所華南農業大學