張志誠(chéng),吳曉東,戈勝?gòu)?qiáng)，徐天剛，李興元，王樹(shù)雙，王志亮*

(1.中國(guó)動(dòng)物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心，山東青島 266032；2.云南省普洱市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，云南普洱 665099)

?

德國(guó)牛精液輸華攜帶施馬倫貝格病毒入境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

張志誠(chéng)1,吳曉東1,戈勝?gòu)?qiáng)1，徐天剛1，李興元2*，王樹(shù)雙1，王志亮1*

(1.中國(guó)動(dòng)物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心，山東青島 266032；2.云南省普洱市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，云南普洱 665099)

為明確德國(guó)輸入中國(guó)牛精液產(chǎn)品攜帶施馬倫貝格病毒(Schmallenberg virus,SBV)的風(fēng)險(xiǎn)狀況,基于世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的框架,結(jié)合貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷的方法,開(kāi)展德國(guó)輸入中國(guó)牛精液產(chǎn)品攜帶施馬倫貝格病毒的輸入風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。釋放評(píng)估顯示，德國(guó)畜群存在施馬倫貝格病毒病的釋放風(fēng)險(xiǎn),SBV的發(fā)生率分布在1.227e-006到2.297e-006之間(95% Confidence interval,CI),牛精液供體動(dòng)物SBV陽(yáng)性率分布在7.8e-008到5.2e-007之間(95% Bayesian credible interval,BCI)。精液輸華攜帶SBV入境評(píng)估模擬顯示,出口中國(guó)的一批次精液中可能的假陰性概率分布在5.4191e-007到0.0006之間(95% BCI),其意義為輸入10 000批次的精液,假陰性檢出的批次在97.5%概率內(nèi)分布在6個(gè)批次以內(nèi)，大于6個(gè)批次的假陰性概率小于2.5%,檢出一個(gè)批次假陰性的概率大于73.77%。暴露評(píng)估顯示，基于德國(guó)存在SBV釋放風(fēng)險(xiǎn),該國(guó)精液輸入會(huì)對(duì)我國(guó)養(yǎng)殖畜群產(chǎn)生暴露風(fēng)險(xiǎn)。損失模擬顯示，SBV一旦輸入,保守估計(jì)損失超過(guò)100億元人民幣的可能性大于95%,超過(guò)320億元人民幣的概率小于10.71%,84.27%的置信度內(nèi)(BCI)損失會(huì)在100億元～320億元之間。

貝葉斯推斷；施馬倫貝格病毒；精液；假陰性

精液作為一種特殊的遺傳物質(zhì),可攜帶和傳播多種致病微生物[1-7]。在動(dòng)物養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè),近年來(lái)隨著活畜配種引發(fā)疫病風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知和新興市場(chǎng)對(duì)優(yōu)良種質(zhì)資源的追求,商品化種用精液需要量不斷上升。大量動(dòng)物感染試驗(yàn)、細(xì)胞培養(yǎng)以及血清學(xué)檢測(cè)證實(shí)精液所攜帶的病原微生物可引起多種疫病的大范圍流行和擴(kuò)散,更為重要的是經(jīng)由精液傳播的各類病毒及未知病原存在著非常大的風(fēng)險(xiǎn)不確定性[2-5]。目前研究證明,在家畜精液中可以攜帶和傳播的病毒有口蹄疫病毒(Foot-and-mouth disease virus，F(xiàn)MDV)、藍(lán)舌病病毒(Bluetongue virus，BTV)、牛白血病病毒(Bovine leukemia virus，BLV)、傳染性牛鼻氣管炎病毒(Infectious bovine rhinotracheitis virus， IBRV)、牛病毒性腹瀉病毒(Bovine viral diarrhea virus，BVDV)、牛流行熱病毒(Bovine ephemeral fever virus，BEFV)、豬水皰病病毒(Swine vesicular disease virus，SVDV)、偽狂犬病病毒(Pseudorabies virus，PRV)、豬細(xì)小病毒(Porcine parvovirus，PPV)、日本腦炎病毒(Tapanese encephalitis virus,TEV)、非洲豬瘟病毒(African swine fever virus， ASFV)、副痘病毒(Parapox virus)以及一些尚待檢出的病毒,其中口蹄疫病毒(FMDV)、豬水皰病病毒(SVDV)、非洲豬瘟病毒(ASFV)、偽狂犬病病毒(PRV)、豬細(xì)小病毒(PPV)以及腸病毒等被認(rèn)為是最為重要和危害最大的[2-12]。

近年來(lái)我國(guó)畜牧養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展,對(duì)國(guó)外精液的引入數(shù)量巨大。雖精液可以攜帶多種病原及隱形遺傳疫病被認(rèn)可,但國(guó)內(nèi)對(duì)引入精液的風(fēng)險(xiǎn)及科學(xué)評(píng)估卻鮮有報(bào)道。施馬倫貝格病毒病(SBV)是一種以庫(kù)蠓為傳播媒介的反芻動(dòng)物非接觸性傳染病,精液及胚胎中亦發(fā)現(xiàn)此類病毒存在[13-15],其主要侵害反芻動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng),可引起反芻動(dòng)物產(chǎn)奶下降以及胎畜畸形或死胎[13-18]。2011年夏秋德國(guó)、荷蘭等歐盟多個(gè)國(guó)家反芻畜群中大面積暴發(fā)SBV病例引起了國(guó)際上廣泛關(guān)注[16-18]。在德國(guó)等國(guó)家發(fā)生SBV后,中國(guó)國(guó)家質(zhì)檢總局和農(nóng)業(yè)部發(fā)布2012年第67號(hào)聯(lián)合公告，對(duì)來(lái)自疫區(qū)的精液、胚胎等實(shí)施嚴(yán)格的管理措施,停止簽發(fā)許可證,禁止直接或間接輸入來(lái)自疫區(qū)國(guó)家的反芻動(dòng)物遺傳物質(zhì)。針對(duì)這一焦點(diǎn)問(wèn)題,本文通過(guò)對(duì)德國(guó)2014年-2015年SBV發(fā)生狀況的掌握，基于統(tǒng)計(jì)分布模型開(kāi)展其通過(guò)輸入牛精液產(chǎn)品傳入中國(guó)的SBV潛在風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)展評(píng)估。統(tǒng)計(jì)分布模擬被廣泛的應(yīng)用到動(dòng)物衛(wèi)生、植物病蟲(chóng)害發(fā)生狀況等的不確定性研究中[19-24]。貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷是一種數(shù)學(xué)認(rèn)知和統(tǒng)計(jì)決策的過(guò)程,其廣泛應(yīng)用于人工智能、進(jìn)化醫(yī)學(xué)和生物學(xué)、醫(yī)療診斷、人口調(diào)查與統(tǒng)計(jì)評(píng)估、監(jiān)測(cè)與抽樣等[25-38]多個(gè)方面。精液出口攜帶特定病原的風(fēng)險(xiǎn)具有較大的不確定性,這種不確定性來(lái)自于精液生產(chǎn)、加工、貯存和運(yùn)輸?shù)纫幌盗袕?fù)雜過(guò)程。本文基于統(tǒng)計(jì)分布模擬和貝葉斯推斷,依托Poptools在Excel的插件作為量化平臺(tái)，開(kāi)展對(duì)德國(guó)擬輸華的牛精液中可能攜帶施馬倫貝格病毒病量化評(píng)估和統(tǒng)計(jì)決策研究，通過(guò)本研究亦可為中歐有關(guān)精液等遺傳物質(zhì)相關(guān)貿(mào)易談判提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)理論支撐。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源、方法、假設(shè)和模型

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

德國(guó)養(yǎng)殖畜群分布及其施馬倫貝格病毒病發(fā)生狀況主要來(lái)自與互聯(lián)網(wǎng)、科技文獻(xiàn)和德國(guó)Friedrich-Loeffler-Institut(FLI)的官方網(wǎng)站[13-18],對(duì)SBV的血清學(xué)抗體、病原和供體動(dòng)物精液的檢測(cè)診斷方法來(lái)自于FLI發(fā)布的聯(lián)邦法定推薦的產(chǎn)品名錄及有關(guān)科技查新[14-18,37-38]。德國(guó)擬輸華的商業(yè)化人工授精中心數(shù)量、分布及其授精中心精液供體動(dòng)物數(shù)量、產(chǎn)能狀況等來(lái)自與國(guó)家出入境檢疫檢驗(yàn)總局信息中心。

1.2 理論框架、方法、模型假設(shè)和原則

本文的量化評(píng)估主要是在世界動(dòng)物衛(wèi)生組織(OIE)推薦的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架內(nèi)開(kāi)展的,該框架風(fēng)險(xiǎn)分析主要包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、釋放評(píng)估、暴露評(píng)估等幾個(gè)部分。統(tǒng)計(jì)分布模擬和量化評(píng)估的理論基礎(chǔ)主要基于貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷和條件概率分布模擬的方法[19-31]。

1.2.1 貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷

貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷可以表示為：

設(shè)D1，D2，……，Dn為目前已知目標(biāo)函數(shù)θ的一個(gè)未知空間,對(duì)目標(biāo)函數(shù)未知空間的認(rèn)知過(guò)程也是貝葉斯推斷的過(guò)程,在這一過(guò)程中，D1，D2，……，Dn就指代其產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)和可能對(duì)風(fēng)險(xiǎn)有影響的每一個(gè)過(guò)程和關(guān)鍵控制點(diǎn)。如果以P(Di)表示事件Di發(fā)生的概率,且P(Di)>0(i=1，2，…，n)，P(Di)可以為離散或連續(xù)分布。對(duì)于任一事件xi(xi?θ)，P(xi)>0,基于貝葉斯理論和推論(1763),綜合把其各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素Di(Di?xi?θ)發(fā)生概率作為先驗(yàn)分布,由貝葉斯公式得θ的后驗(yàn)分布:

①

其中,p(θ)為“先驗(yàn)分布”,它表達(dá)了觀察和認(rèn)知x事件前對(duì)x事件相關(guān)因素的認(rèn)識(shí)程度或經(jīng)驗(yàn),它是一個(gè)密度函數(shù)?？梢允且粋€(gè)連續(xù)的分布,也可以是間斷分布。它表達(dá)了對(duì)事件x一種不確定性認(rèn)識(shí),它代表了x事件發(fā)生前人們已經(jīng)存的對(duì)x事件的一種經(jīng)驗(yàn)分布和認(rèn)識(shí)。P(X|θ)為“似然函數(shù)分布”( Likelihood function),表達(dá)為在給定的先驗(yàn)分布θ的條件下隨機(jī)觀察到的事件x的概率分布。P(θ|X)為“后驗(yàn)分布”,用來(lái)描述觀察x事件后對(duì)先驗(yàn)分布的學(xué)習(xí)認(rèn)知和綜合了學(xué)習(xí)后認(rèn)知到的x,它也是貝葉斯推斷的最終目標(biāo)。在本文中目標(biāo)函數(shù)θ指代來(lái)自德國(guó)牛精液出口攜帶SBV的風(fēng)險(xiǎn)分布函數(shù),由于牛精液攜帶SBV的風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生是一系列風(fēng)險(xiǎn)因素決定的,其具有較大的不確定性。對(duì)這一不確定性的影響因素的認(rèn)知就是本研究中貝葉斯推斷的主要內(nèi)容。

1.2.2 風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題與入境風(fēng)險(xiǎn)估算 條件概率是一種基于經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷的概率理論。條件概率定義為事件A發(fā)生是在事件B發(fā)生的先驗(yàn)條件基礎(chǔ)上。精液攜帶特定病原風(fēng)險(xiǎn)F(θ)是由供體動(dòng)物選擇、排精時(shí)間與間隔、生產(chǎn)加工、貯存、產(chǎn)地檢疫、運(yùn)輸…F(Di)等一系列高度關(guān)聯(lián)的事件組成,因此F(θ)是在F(Di)事件發(fā)生基礎(chǔ)上發(fā)生的,是嚴(yán)重依賴于F(Di)所認(rèn)知的風(fēng)險(xiǎn)過(guò)程。因此基于條件概率描述,精液攜帶特定病原風(fēng)險(xiǎn)F(θ)可以表達(dá)為：

P(F(θ)∩F(Di))=P(F(θ))×P(F(Di)|F(θ))

②

基于公式①/②的條件概率的描述,因此獲得精液中攜帶特定病原風(fēng)險(xiǎn)可以表述為計(jì)算隨機(jī)在入境口岸中抽取到至少一批次檢出為假陰性的精液的概率(n為入境口岸精液批次),其量化的數(shù)學(xué)估算的表達(dá)式可以表述為：

P(θ|X)=P(F(θ))∩p(x|θ)=1-(1-P(F(θ))×P(p(x|θ)|P(F(θ))))^n

③

1.2.3 口岸入境風(fēng)險(xiǎn)管理的原則和參數(shù)假設(shè) 由于精液是一類特殊的遺傳物質(zhì),其具有非常大的風(fēng)險(xiǎn)不確定性,為客觀、科學(xué)做出統(tǒng)計(jì)決策,基于貝葉斯統(tǒng)計(jì)決策理論基本原則和方法,為使得入境牛精液攜帶SBV風(fēng)險(xiǎn)最小,即滿足P(θ|X)-“后驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)最小”的決策原則,同時(shí)考慮到精液生產(chǎn)環(huán)節(jié)和評(píng)估的復(fù)雜性,文中僅選取了F(Di)分布中的F(D1)、F(D2)、F(D3)三個(gè)分布為先驗(yàn)分布參與到p(x|θ)的聯(lián)合分布函數(shù)模擬運(yùn)算中。

2 結(jié)果

2.1 德國(guó)施馬倫貝格病毒病發(fā)生狀況及其分布模擬-(F(D1))

德國(guó)SBV最早發(fā)現(xiàn)于2011年9～10月,幾乎同一時(shí)間在荷蘭、比利時(shí)的農(nóng)場(chǎng)相繼報(bào)道發(fā)現(xiàn)這種蟲(chóng)媒病毒感染的動(dòng)物。2011年-2013年共發(fā)生SBV疫情2 721起。FLI官網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,截止2014年3月24日,德國(guó)境內(nèi)共有2 504個(gè)農(nóng)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)SBV。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,疫情高峰期在2012年初,隨后有所回落，2013年稍有反彈,但強(qiáng)度已經(jīng)明顯降低。不同地區(qū)感染情況差異較大,其中在North Rhine-Westphalia、Lower Saxony和Hesse等地牛、羊場(chǎng)群的發(fā)病率都顯著高于其他地區(qū)。2014年以來(lái),SBV病例呈明顯下降態(tài)勢(shì)。2014年報(bào)告54例,2015年截至到6月的累積報(bào)告病例數(shù)為27例。發(fā)生率模擬顯示,2014年德國(guó)牛的發(fā)病率在95%的置信區(qū)間分布在2.677e-006到4.1790e-006之間,期望的均值為3.393e-006。2015年度模擬的結(jié)果顯示,在95%的置信區(qū)間內(nèi)SBV的發(fā)生率分布在1.227e-006到2.297e-006之間,期望的均值為1.727e-006(圖1)。

圖1 德國(guó)2015 (B)/2014(R)SBV官方報(bào)告動(dòng)物發(fā)病率分布模擬

2.2 SBV的診斷與檢測(cè)分布模擬-F((D2))

施馬倫貝格病毒病可根據(jù)流行病學(xué)和臨床癥狀做出初步診斷,但病例確診需要實(shí)驗(yàn)室診斷,包括病毒分離與鑒定、中和試驗(yàn)、免疫熒光、熒光定量PCR和ELISA等方法[39],其中ELISA的方法在歐盟范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛。對(duì)SBV的檢測(cè),德國(guó)農(nóng)業(yè)部有嚴(yán)格的規(guī)定。按照德國(guó)動(dòng)物疾病法第17c 條規(guī)定,診斷試劑和方法必需經(jīng)FLI認(rèn)可后方可列入聯(lián)邦各州檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的采購(gòu)目錄。目前德國(guó)FLI推薦各地州檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室可以使用包括瑞典Svanova、德國(guó)Gerbion、荷蘭IDEXX、法國(guó)ID Vet、德國(guó)Qigen和美國(guó)Quidel等公司的SBV的ELISA檢測(cè)試劑盒,實(shí)驗(yàn)室針對(duì)上述試劑和方法可以隨機(jī)選取特定的試劑開(kāi)展對(duì)送檢樣品開(kāi)展檢測(cè)。歐盟區(qū)域內(nèi)不同實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用ELISA檢測(cè)試劑對(duì)SBV的真陽(yáng)性檢出率有較大差別,其中比利時(shí)區(qū)域?qū)嶒?yàn)室(DGZ&ARSIA)和參考實(shí)驗(yàn)室(CODA-CERVA)的對(duì)IDvet公司的ID Screen?Schmallenberg virus Indirect ELISA 試劑盒的比對(duì)試驗(yàn)顯示:如果疑似樣品認(rèn)定為陽(yáng)性,則其敏感性期望值為86.49%(95%CI，76.55%～93.22%),如疑似樣品認(rèn)定為陰性則敏感性稍低,其期望值為78.67%(95%CI，67.68%～87.29%)[37-38](圖2)。IDvet公司提供的該型的施馬倫貝格病ELISA檢測(cè)試劑盒的理想化狀態(tài)的診斷敏感性為97.64%。基于貝葉斯推斷和統(tǒng)計(jì)決策風(fēng)險(xiǎn)最小化原則,以Se=89.72%(95% CI,67.68%～97.64%),Sp=99.08%(95%CI,95.92%～100%)為F(Di)分布函數(shù)參數(shù)參與p(x|θ)的聯(lián)合分布函數(shù)和P(θ|X)為“后驗(yàn)分布”函數(shù)模擬。

2.3 供體動(dòng)物SBV陽(yáng)性率模擬-(F(D3))

供精動(dòng)物是一類特殊的飼養(yǎng)群體,其具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、遺傳價(jià)值和特殊用途。為保證評(píng)估能夠獲得對(duì)進(jìn)口精液攜帶SBV病毒風(fēng)險(xiǎn)最小化的統(tǒng)計(jì)決策原則,在對(duì)德國(guó)養(yǎng)殖畜群SBV發(fā)生率的密度函數(shù)模擬中以養(yǎng)殖畜群SBV發(fā)生的95%高置信限上限(UCL)的流行率作為為供體動(dòng)物陽(yáng)性率模擬的基數(shù)開(kāi)展(圖3)。

按照德國(guó)官方提供的牛精液生產(chǎn)企業(yè)供精動(dòng)物數(shù)量共計(jì)805頭只,多次模擬采取隨機(jī)抽取其中不同數(shù)量的供精動(dòng)物。假設(shè)通過(guò)精液開(kāi)展了供體-受體動(dòng)物感染試驗(yàn)的結(jié)果為0頭次感染,即沒(méi)有發(fā)生感染,查閱統(tǒng)計(jì)表推斷得到受體動(dòng)物感染“最壞的可能”( Worst-case)在95%的置信上限值為0.46%?；谝陨细腥镜摹白顗牡目赡堋鼻榫?結(jié)合SBV檢測(cè)試劑的敏感性和特異性的分布函數(shù),利用蒙特卡洛模擬得到受體動(dòng)物陽(yáng)性率分布如圖4所示,其95%的置信區(qū)間分布在7.8e-008到5.2e-007之間。

圖2 SBV檢測(cè)ELISA敏感性Se(左)和特異性Sp(右)分布

圖3 95%高置信上限的養(yǎng)殖畜群SBV流行率分布

圖4 受精中心供體動(dòng)物SBV陽(yáng)性率模擬

2.4 進(jìn)口一批次精液的入境風(fēng)險(xiǎn)估算

按照德國(guó)官方提供的數(shù)據(jù),授權(quán)可以從已經(jīng)經(jīng)過(guò)認(rèn)證的19個(gè)精液生產(chǎn)企業(yè)805頭只的種牛作為供體動(dòng)物提供精液,假設(shè)一批次精液隨機(jī)來(lái)自19個(gè)精液生產(chǎn)企業(yè)中的一個(gè)或多個(gè),選取的動(dòng)物數(shù)量為隨機(jī)一個(gè)或多個(gè)精液生產(chǎn)企業(yè)中的805頭供體動(dòng)物中隨機(jī)抽樣選擇(最少選取1頭)。按照2011年-2013年度出口到亞洲地區(qū)精液批次標(biāo)準(zhǔn),假設(shè)一年出口到中國(guó)的精液批次最多為10個(gè)批次,最少1個(gè)批次,5個(gè)批次可能較大來(lái)計(jì)算。按照上述的假設(shè),可以得到從德國(guó)19個(gè)精液生產(chǎn)企業(yè)的805頭供體動(dòng)物出口到中國(guó)的精液風(fēng)險(xiǎn),一批次中可能的假陰性概率在95%的置信區(qū)間內(nèi)分布在5.419 1e-007到0.000 6之間,其意義為輸入10 000批次的精液假陰性檢出的批次在97.5%的概率在6個(gè)批次以內(nèi),大于6個(gè)批次的假陰性概率小于2.5%,一個(gè)批次檢出假陰性的概率大于73.77%。

2.5 暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

SBV作為蟲(chóng)媒病在進(jìn)入我國(guó)后將主要通過(guò)庫(kù)蠓叮咬傳播。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)C.obsoletus、C.dewulfi、C.chiopterus、C.scoticus、C.sonorensis和C.nubeculosus等6種庫(kù)蠓能夠攜帶與傳播SBV[39-41]。此外，SBV也可通過(guò)胎盤(pán)進(jìn)行垂直傳播,但目前尚未發(fā)現(xiàn)蚊子傳播該病。我國(guó)存在能夠攜帶與傳播SBV的C.obsoletus和C.chiopterus等多個(gè)種類的庫(kù)蠓,這些種類的庫(kù)蠓在我國(guó)東北區(qū)、華北區(qū)、蒙新區(qū)、青藏區(qū)、西南區(qū)、華南區(qū)和華中區(qū)有分布[40-41]。通過(guò)SBV風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)釋放,風(fēng)險(xiǎn)會(huì)隨諸多途經(jīng)暴露。如SBV隨精液進(jìn)口傳入我國(guó)后將經(jīng)生殖系統(tǒng)進(jìn)入畜群,母畜感染病毒后可能出現(xiàn)流產(chǎn)癥狀,病毒可能經(jīng)由畸形胎兒的排出進(jìn)入環(huán)境與媒介節(jié)肢動(dòng)物接觸,后將有可能經(jīng)媒介傳播至我國(guó)畜群并在生態(tài)環(huán)境中長(zhǎng)期存在。

圖5 輸入一批次假陰性精液風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景模擬

2.6 傳入后果評(píng)估

我國(guó)是牛、羊養(yǎng)殖大國(guó)，反芻動(dòng)物的飼養(yǎng)量大。畜牧業(yè)生產(chǎn)管理總體水平不高,不同地區(qū)飼養(yǎng)條件參差不齊,且生態(tài)環(huán)境中存有大量可攜帶與傳播SBV節(jié)肢動(dòng)物。一旦該病輸入我國(guó),將產(chǎn)生以下幾個(gè)方面的影響。

2.6.1 造成重大經(jīng)濟(jì)損失 如果SBV隨精液傳入我國(guó)并在我國(guó)畜群和生態(tài)系統(tǒng)中定殖,該病將引起反芻動(dòng)物發(fā)病,導(dǎo)致生產(chǎn)性能下降。不僅造成重大直接經(jīng)濟(jì)損失,還將造成較大的間接經(jīng)濟(jì)損失。模擬測(cè)算結(jié)果顯示,直接經(jīng)濟(jì)損失在95%的置信度內(nèi)超過(guò)100億元人民幣/年,超過(guò)320億元人民幣/年的概率小于10.71%。

圖6 SBV輸入導(dǎo)致的中國(guó)反芻動(dòng)物養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)年損失模擬評(píng)估

2.6.2 帶來(lái)嚴(yán)重的生態(tài)學(xué)問(wèn)題 庫(kù)蠓是SBV傳播和定植的媒介,而且SBV在庫(kù)蠓體內(nèi)可以發(fā)生重組。我國(guó)的庫(kù)蠓一旦接觸進(jìn)口精液釋放的暴露風(fēng)險(xiǎn),必將會(huì)在我國(guó)生態(tài)體系中并定植,這種形式的外來(lái)物種入侵將帶來(lái)嚴(yán)重的生態(tài)學(xué)問(wèn)題。

2.6.3 影響國(guó)際貿(mào)易 如果我國(guó)暴發(fā)該病,許多國(guó)家將限制中國(guó)牛、羊及其產(chǎn)品的進(jìn)口,退運(yùn)或銷毀來(lái)自中國(guó)的相關(guān)畜產(chǎn)品,緊急取消已簽訂的貿(mào)易合同,從而影響對(duì)外貿(mào)易正常進(jìn)行。甚至引發(fā)國(guó)際間貿(mào)易摩擦與糾紛,影響雙邊或多邊國(guó)際關(guān)系。

3 討論

3.1 德國(guó)養(yǎng)殖畜群及其牛精液產(chǎn)品貿(mào)易輸入SBV風(fēng)險(xiǎn)

德國(guó)畜群SBV的發(fā)生率分布在1.227e-006到2.297e-006之間 (95% CI),供體動(dòng)物陽(yáng)性率分布在7.8e-008到5.2e-007之間 (95% BCI)。精液評(píng)估模擬顯示,出口中國(guó)的一批次精液中可能的假陰性概率 為5.4191e-007到0.6‰之間(95% BCI),其意義為輸入10,000批次的精液假陰性檢出的批次在97.5%的概率在6個(gè)批次以內(nèi),大于6個(gè)批次假陰性概率小于2.5%,檢出一個(gè)批次假陰性的概率大于73.77%。由于德國(guó)SBV畜群、供體動(dòng)物及精液出口體系等中存在的一定的SBV釋放風(fēng)險(xiǎn),可以認(rèn)為經(jīng)進(jìn)口德國(guó)牛精液產(chǎn)品會(huì)對(duì)我國(guó)養(yǎng)殖畜群和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的暴露風(fēng)險(xiǎn)。模擬測(cè)算結(jié)果顯示,直接經(jīng)濟(jì)損失在95%的置信度內(nèi)超過(guò)100億元人民幣/年,超過(guò)320億元人民幣/年的概率小于10.71%,84.27%的置信度內(nèi)損失會(huì)在100億元～320億元之間。

3.2 不確定性分析與貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷

精液是具有高度風(fēng)險(xiǎn)不確定性的遺傳物質(zhì)，F(xiàn)MD、ASFV等多種疫病可以通過(guò)精液貿(mào)易傳播。SBV是一種可通過(guò)精液傳播的蟲(chóng)媒病毒,蟲(chóng)媒病毒通常都具有傳染性強(qiáng)、傳播快速、危害巨大等幾個(gè)方面的特性,對(duì)其的風(fēng)險(xiǎn)控制措施都是在傳入前實(shí)施嚴(yán)格的檢疫和禁入措施,但一旦其在特定環(huán)境和體系中定殖,根除其的可能性基本不存在。世貿(mào)組織(WTO)對(duì)地區(qū)和國(guó)家間自由貿(mào)易的條件是貿(mào)易風(fēng)險(xiǎn)要達(dá)到進(jìn)口國(guó)家的可接受風(fēng)險(xiǎn)水平。針對(duì)特定的無(wú)特定疫病國(guó)家,可接受風(fēng)險(xiǎn)水平的確定一般都是由進(jìn)口國(guó)家根據(jù)本國(guó)自身狀況制定風(fēng)險(xiǎn)可接受水平。德國(guó)具有較為良好的動(dòng)物養(yǎng)殖體系和疫病風(fēng)險(xiǎn)管理體系,其精液的生產(chǎn)和供應(yīng)也已形成產(chǎn)業(yè)鏈,如其在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)和控制措施等方面進(jìn)一步優(yōu)化風(fēng)險(xiǎn)管理，有望可以達(dá)到我國(guó)可接受風(fēng)險(xiǎn)水平。

貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷的方法是國(guó)際上風(fēng)險(xiǎn)分析、評(píng)估和預(yù)測(cè)等方面有廣泛應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是具有科學(xué)性強(qiáng)、邏輯嚴(yán)密和適用性廣的特點(diǎn)，但同時(shí)因其不同于經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分布理論，嚴(yán)重依托于主觀判斷和經(jīng)驗(yàn)值，故而存在很多爭(zhēng)議。本文中在對(duì)德國(guó)SBV風(fēng)險(xiǎn)狀況模擬中僅依托與有限的信息主觀推斷德國(guó)牛鏡液輸出產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)可能存在一定的局限性， 但考慮到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理的復(fù)雜性和主觀特點(diǎn)，依托于貝葉斯統(tǒng)計(jì)推斷開(kāi)展量化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和模擬也不失為一種有益的探索和嘗試。

[1] O'Brien S J,Roelke M E,L Marker.,et al.Genetic basis for species vulnerability in the cheetah[J].Science,1985,227:1428-1434.

[2] GE Seidel Jr.Superovulation and embryo transfer in cattle[J].Science,1981,211:351-358.

[3] Eaglesome M D,Garcia M M.Disease risks to animal health from artificial insemination with bovine semen[J].Rev Sci Tech Off Int Epiz,1997,16 (1):215-225.

[4] Phillpot M.The dangers of disease transmission by artificial insemination and embryo transfer[J].Br Vet J,1993,149:339-369.

[5] Afshar A,Eaglesome M D.Viruses associated with bovine semen[J].Vet Bull,1990,60 (2):93-109.

[6] Cottral G E,Gailiunas P,Cox B F.Foot-and-mouth disease virus in semen of bulls and its transmission by artificial insemination[J].Archiv für die gesamte Virusforschung,1968,23(4):362-377.

[7] Perry E J.The artificial insemination of farm animals[M].3rd ed.New Brunswick,NJ:Rutgers University Press,1960.

[8] Nappa S,Allepuza A,García-Bocanegrac B L.,et al.Quantitative assessment of the probability of bluetongue virus transmission by bovine semen and effectiveness of preventive measures [J].Theriogenology,2011,(75):920-932.

[9] Roberts D H,Lucas M H,Bell R A.Animal and animal product importation and the assessment of risk from bluetongue and other ruminant orbiviruses[J].Br Vet J,1993,149(1):87-99.

[10] Wentink G H,Frankena K,Bosch J C.,et al.Prevention of disease transmission by semen in cattle[J].Livest Prod Sci,2000,(62):207-20.

[11] Santman-Berends I,Bartels C,van Schaik G,et al.The increase in seroprevalence of bluetongue virus (BTV) serotype 8 infections and associated risk factors in Dutch dairy herds,in 2007[J].Vet Microbiol,2010,(142):268-275.

[12] Gard G P,Melville L F,Shorthose J E.Investigations of bluetongue and other arboviruses in the blood and semen of naturally infected bulls[J].Vet Microbiol,1989,(20):315-22.

[13] Ponsart C,Pozzi N,Breard E,et al.Evidence of excretion of Schmallenberg virus in bull semen[J].Vet Res,2014:45-37.

[14] ProMed-mail:Schmallenberg virus-Europe (76) virus RNA in bovine semen[EB/02].[www.promedmail.org],2012.

[15] ProMed-mail:Schmallenberg virus-Europe (77) (NL,FR) virus RNA in bovine semen[EB/02].[www.promedmail.org],2012.

[16] Tarlinton R,Daly J,Dunham S,et al.The challenge of Schmallenberg virus emergence in Europe[J].Vet J,2012,194(1):10-18.

[17] Conraths F J,Kamer D,Teske K,et al.,Reemerging Schmallenberg virus infections,Germany,2012[J].Emerg Infect Dis,2013,19(3):513-514.

[18] OIE.OIE Technical Factsheet Schmallenberg Virus,November 2013 [DB].http://www.oie.int/fileadmin/Home/eng/Our-scientific-expertise/docs/pdf/A Schmallenberg-virus.pdf.OIE,Paris,France (2013).

[19] Zhang Z C，Wang Z L，Hou Z S，et a1．Case control study on cluster detection of equine influenza in China[J].(in Chinese)．Chin Sci Bull(ChinaVer)．2012,57：2192-2199．doi：10．1360/972011．384.

[20] 張志誠(chéng),李長(zhǎng)友,黃保續(xù),等.中國(guó)禽群高致病性禽流感發(fā)生狀況及其風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào),2010,41(4):454-462.

[21] 張志誠(chéng),劉擁軍,黃保續(xù),等.基于Bernoulli分布的全球瘋牛病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的研究[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào),2010,41(7):866-872.

[22] 張志誠(chéng),李興元,吳曉東,等.俄羅斯東部濱海邊疆與阿穆?tīng)柕貐^(qū)口蹄疫發(fā)生狀況及其監(jiān)測(cè)抽樣模擬[J].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2016,37(10):48-52.

[23] 李興元,張志誠(chéng),魯富有,等.中緬邊境猛阿渡口邊貿(mào)傳入口蹄疫風(fēng)險(xiǎn)不確定性研究[J].畜牧與獸醫(yī),2016，48 (10) : 22- 27.[24] David V.Risk analysis :a quantitative guide/David Vose[M].3rd ed,John Wiley Sons,Ltd,The Atrium,Southern Gate,Chichester,West Sussex,PO19 8SQ,England.

[25] Bayes T.An essay towards solving a problem in the doctrine of chances[J].Philosophical Transactions Royal Society,2015,53:370-418.

[26] Huelsenbeck J P,Rannala B,Masly J P.Accommodating phylogenetic uncertainty in evolutionary studies[J].Science,2000,288:2349-2350.

[27] Huelsenbeck J P,Ronquist F.MrBayes:Bayesian inference of phylogeny[J].Bioinformatics,2001,17:754-755.

[28] Huelsenbeck J P,Ronquist F,Nielsen R,et al.Bayesian inference of phylogeny and its impact on evolutionary biology[J].Science,2001,294:2310-2314.

[29] Evans M ,Swartz T B.Methods for approximating integrals in statistics with special emphasis on Bayesian integration[J].Statis Sci,1995,10(3):254-272.

[30] Berry D A.Bayesian statistics and the efficiency and ethics of clinical trials[J].Statis Sci,2004,19:175-187.

[31] Casella G.Empirical Bayes Gibbs sampling[J].Biostatistics,2001:485-500.

[32] Dempster A P,Selwyn M R,Weeks B J.Combining historical and randomized controls for assessing trends in proportions[J].J Am Statis Asso,1983,78:221-227.

[33] Dickey J M,Jiang J M,Kadane J B.Bayesian methods for censored categorical data[J].J Am Statis Asso,1987,82:773-781.

[34] King R,Brooks S P.On the Bayesian analysis of population size[J].Biometrika,2001,88:317-336.

[35] Madigan D,York J C.Bayesian methods for estimation of the size of a closed population[J].Biometrika,1997,84:19-31.

[36] Zelen M,Parker R A.Case-control studies and Bayesian inference[J].Statis Med,1986,5:261-269.

[37] van der Poel W H.Diagnostics for Schmallenberg virus[J].Vet Rec,2012,171(12):294-295.

[38] van der Poel W H,Cay B,Zientara S,et al.Limited interlaboratory comparison of Schmallenberg virus antibody detection in serum samples[J].Vet Rec,2014,174(15):380.

[39] 張永寧,吳紹強(qiáng),林詳梅.施馬倫貝格病研究進(jìn)展[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào),2014,45(7):1029-1037.

[40] 李金明,鄒艷麗,張志誠(chéng),等.施馬倫貝格病自然傳入中國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)分析[J].動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2013,34(9)：107-112.

[41] 戈勝?gòu)?qiáng),梅 月,吳曉東,等.施馬倫貝格病毒的生物媒介[J].中國(guó)預(yù)防獸醫(yī)學(xué)報(bào),2015(37):75-78.

Risk Assessment on Introduced Schmallenberg Virus Derived From Importation of German Bovine Semen

ZHANG Zhi-cheng1，WU Xiao-dong1，GE Sheng-qiang1,XU Tian-gang1, LI Xing-yuan2，WANG Shu-shuang1，WANG Zhi-liang1
(1.ChinaAnimalHealthandEpidemiologyCenter,Tsingdao,Shandong,266032,China; 2.CenterforAnimalDiseaseControlandPrevention,Puer,Yunnan,665099,China)

Within the risk assessment framework of Office International Des Epizooties (OIE),Bayesian inference was applied to explore the Schmallenberg virus (SBV) risk derived from the importation of bovine semen from German.The priority distributions of release assessment modeling indicated that SBV was existed within the bovine population of German,prevalence of which was distributed between 1.227e-006 to 2.297e-006 (95% Confidence Interval,CI),and the prevalence within the population of donor animals was distributed between 7.8e-008 to 5.2e-007 (95% Bayesian Credible Interval,BCI).The posterior probability modeling for at least one batch consignment semen of false negative detected at boundary was distributed between 5.4191e-007 to 0.0006 (95% BCI),which means that there could have 6 batches of false negative consignment detected at 97.5% upper limit confidence if randomly choosing 10 000 batches semen consignment imported from German,while the probability of getting more than 6 batches of false negative consignment was statistically less than 2.5%,getting at least one false negative consignment was larger than 73.77% chances.Given the imported risk,exposure assessment showed that importation of Germen bovine semen can give great impact on China animal husbandry,and the modeling of economic loss derived from Germen semen importation indicated that there could have 10-32 billion yuan (84.27% BCI) loss entailed,the probability of more than 10 billion yuan loss was larger than 95%,more than 32 billion yuan was less than10.71%.

Bayesian inference; Schmallenberg virus; semen; false negitive

2016-06-15

牛羊“重要蟲(chóng)媒病”關(guān)鍵技術(shù)研究 (201303035);國(guó)家十三五重大科技專項(xiàng)(2016YFD0501104)

張志誠(chéng)(1973-)，寧夏賀蘭人，副研究員，主要從事動(dòng)物公共衛(wèi)生研究。 *通訊作者

S852.65

A

1007-5038(2017)06-0091-07