范冰潔，張 斐，肖開提，阿曼古麗，黃 炯

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052；2.新疆動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，新疆烏魯木齊 830011；3.新疆畜牧科學(xué)院獸醫(yī)研究所，新疆烏魯木齊 830011）

牛結(jié)核?。╞ovine tuberculosis）是一種人獸共患慢性消耗性傳染病，是我國(guó)的二類動(dòng)物疫病[1]。該病主要以結(jié)節(jié)性肉芽腫為特征，可使患病奶牛產(chǎn)奶量下降0.5%～14.6%[2]，產(chǎn)犢率下降5%左右[3]，嚴(yán)重影響牛的生產(chǎn)性能。同時(shí)人類可通過與患牛密切接觸，吸入含菌氣溶膠或食用受污染的乳制品而感染，從而對(duì)人類健康構(gòu)成極大威脅[4]。在牛結(jié)核病防控中，由于治療藥物劑量、所需時(shí)間等成本過高，并有可能產(chǎn)生細(xì)菌耐藥性，從而不利于根除牛結(jié)核病，所以感染動(dòng)物一般不采用抗菌治療，目前也沒有有效疫苗進(jìn)行預(yù)防。

我國(guó)牛結(jié)核病防控基于“檢疫-撲殺”策略，通過將檢出的陽性動(dòng)物進(jìn)行隔離撲殺，以降低疫病傳播風(fēng)險(xiǎn)。為降低因假陽性檢測(cè)結(jié)果對(duì)牛誤殺造成的經(jīng)濟(jì)損失，應(yīng)用世界動(dòng)物衛(wèi)生組織（OIE）推薦的比較皮內(nèi)變態(tài)反應(yīng)試驗(yàn)（SICTT）、γ-干擾素檢測(cè)試驗(yàn)（IFN-γ），在新疆昌吉市規(guī)模化奶牛場(chǎng)進(jìn)行牛結(jié)核病檢測(cè)，并在作為“金標(biāo)準(zhǔn)”的病原分離試驗(yàn)難以進(jìn)行的情況下，通過建立貝葉斯模型，來評(píng)估這兩種牛結(jié)核病免疫學(xué)診斷方法的準(zhǔn)確性[5]。

1 材料與方法

1.1 樣品

2019 年，對(duì)昌吉市2 個(gè)規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行牛結(jié)核病檢測(cè)。養(yǎng)殖場(chǎng)A，共存欄牛220 頭，其中高產(chǎn)奶牛120 頭；養(yǎng)殖場(chǎng)B，共存欄446 頭，其中高產(chǎn)奶牛420 頭，其余均為犢牛、青年牛。對(duì)540 頭高產(chǎn)奶牛進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)SICCT 試驗(yàn)，同時(shí)無菌采集抗凝血540 份，常溫8 h 內(nèi)送至新疆維吾爾自治區(qū)動(dòng)物疾病控制中心細(xì)菌室進(jìn)行IFN-γ 試驗(yàn)。

1.2 主要試劑

SICTT 試 劑（Bovine Tuberculin PPD 3000、Avian Tuberculin PPD 2500），購買于瑞士Prionics公司，批號(hào)16TU2601；牛分枝桿菌γ-干擾素檢測(cè)試劑盒（用于牛）BOVIGAM?，購自瑞士Prionics公司。

1.3 主要器材

電動(dòng)推毛器、連續(xù)注射器（德國(guó)）、數(shù)顯卡尺、酶標(biāo)儀、24 孔細(xì)胞培養(yǎng)板、恒溫培養(yǎng)箱、肝素鈉采血器、移液器及吸頭等。

1.4 檢測(cè)方法

SICCT 試驗(yàn)，參照GB/T 18645—2002 進(jìn)行操作；IFN-γ 試驗(yàn)，參照GB/T 32945—2016 進(jìn)行操作。

1.5 貝葉斯模型建立

由于SICCT 和IFN-γ 均依賴細(xì)胞免疫反應(yīng)，試驗(yàn)結(jié)果相關(guān)，所以采用“2 個(gè)相對(duì)獨(dú)立試驗(yàn)、1 個(gè)種群條件”相關(guān)模型[6]。將兩個(gè)檢測(cè)結(jié)果與設(shè)立的向量y對(duì)應(yīng)參數(shù)一一對(duì)應(yīng)。檢測(cè)結(jié)果陽性用“+”“1”表示，檢測(cè)結(jié)果陰性用“-”“0”表示。交叉參數(shù)見表1。

表1 SICCT 和IFN-γ 檢測(cè)結(jié)果的交叉排列

用向量p=（p1，p2，p3，p4）分別表示y11，y10，y01，y00 對(duì)應(yīng)的發(fā)生概率，n為樣品總數(shù)，則y～Multinomial[n，（p1，p2，p3，p4）]。

設(shè)患病率為π，SICCT 和IFN-γ 的敏感性分別為Se1和Se2，特異性分別為Sp1和Sp2。CovDp 是真值為陽性條件下兩診斷試驗(yàn)結(jié)果之間的協(xié)方差，CovDn 是真值為陰性條件下兩診斷試驗(yàn)結(jié)果之間的協(xié)方差，則：

1.6 確定先驗(yàn)分布

根據(jù)共軛先驗(yàn)分布原理，患病率πi、敏感性Sei、特異性Spi的先驗(yàn)分布為貝塔分布，即πi～Beta（απi，βπi），Sei～Beta（αSei，βSei），Spi～Beta（αSpi，βSpi），α、β為先驗(yàn)參數(shù)的超參數(shù)。結(jié)合前期預(yù)試驗(yàn)、文獻(xiàn)及專家經(jīng)驗(yàn)[7]，定義πi、Sei、Spi的合理取值范圍（Mmin～Mmax）。以區(qū)間中值為均值μ，區(qū)間1/4 間距的平方為方差（S2），即：

解以上聯(lián)立方程，可得超參數(shù)α、β：

敏感性和特異性的先驗(yàn)分布參數(shù)，見表2。

表2 SICCT 和IFN-γ 的先驗(yàn)分布參數(shù)

患病率π因缺乏先驗(yàn)信息，采用無先驗(yàn)信息分布Beta（1，1）。CovDp 和CovDn 缺乏先驗(yàn)信息，且（Se1-1）（1-Se2）≤CovDp ≤min（Se1，Se2）-Se1Se2，（Sp1-1）（1-Sp2）≤CovDn≤min（Sp1，Sp2）-Sp1Sp2，故其先驗(yàn)分布為：

1.7 編程計(jì)算

將SICCT 和IFN-γ 檢 測(cè) 結(jié)果，代 入OPENBUGS 程序模型，完成Gibbs 抽樣和相關(guān)參數(shù)的計(jì)算。

2 結(jié)果

2.1 診斷試驗(yàn)

分別使用SICCT 和IFN-γ，對(duì)540 頭牛進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果匯總見表3，兩種診斷試驗(yàn)交叉結(jié)果匯總見表4。

表3 SICCT 和IFN-γ 檢測(cè)結(jié)果 單位：頭

表4 SICCT 和IFN-γ 檢測(cè)結(jié)果的交叉排列

2.2 貝葉斯模型評(píng)價(jià)兩種診斷試敏感性、特異性

兩種診斷方法敏感性和特異性的后驗(yàn)分布中位數(shù)及95%置信區(qū)間見表5。

表5 SICCT 和IFN-γ 敏感性和特異性的貝葉斯估計(jì)

SICCT的敏感性估值為78.0%（55.1%～93.0%），特異性為97.8%（96.6%～98.8%）；IFN-γ 敏感性為87.1%（73.4%～95.5%），特異性為98.1%（96.9%～99.0%）。比較兩種試驗(yàn)的敏感性發(fā)現(xiàn)，SICCT 試驗(yàn)敏感性、特異性的中值低于IFN-γ 試驗(yàn)，95%置信區(qū)間也較寬。因此牛結(jié)核病診斷中，IFN-γ 試驗(yàn)的準(zhǔn)確性會(huì)更高。

3 討論

本試驗(yàn)應(yīng)用SICCT 和IFN-γ 試驗(yàn)，對(duì)昌吉市540 頭泌乳奶牛進(jìn)行牛結(jié)核病檢測(cè)，在無金標(biāo)準(zhǔn)的情況下，匯總試驗(yàn)交叉結(jié)果，通過建立貝葉斯模型評(píng)估了這兩種診斷方法的準(zhǔn)確性，發(fā)現(xiàn)貝葉斯模型能夠很好地評(píng)估出診斷方法的敏感性、特異性，且IFN-γ 試驗(yàn)的準(zhǔn)確性相對(duì)較高。

診斷試驗(yàn)實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)就是概率論。進(jìn)行檢測(cè)的相關(guān)人員（獸醫(yī)、重大動(dòng)物疫病監(jiān)測(cè)人員）對(duì)所檢測(cè)畜群作出評(píng)價(jià)的過程是一個(gè)對(duì)各種證據(jù)進(jìn)行收集、綜合、篩選、概率分析的過程。在進(jìn)行相關(guān)診斷試驗(yàn)檢查后，根據(jù)診斷結(jié)果和養(yǎng)殖場(chǎng)的規(guī)模、環(huán)境、管理水平進(jìn)行綜合判斷。我國(guó)控制牛結(jié)核病的措施基于“檢疫-撲殺”策略，因此準(zhǔn)確診斷是控制牛結(jié)核病的基礎(chǔ)。經(jīng)典的通過比較符合率評(píng)價(jià)診斷試驗(yàn)的方法（如kappa 分析），僅評(píng)價(jià)了診斷試驗(yàn)的可靠性，不能評(píng)價(jià)診斷試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法建立的貝葉斯模型評(píng)價(jià)方法很好地填補(bǔ)了這一空缺。但貝葉斯模型的建立基于先驗(yàn)信息的收集、加工，被測(cè)場(chǎng)群的患病率、診斷試驗(yàn)方法的敏感性、特異性取值范圍，這些都是重要的先驗(yàn)信息。越準(zhǔn)確的先驗(yàn)信息，會(huì)令貝葉斯模型估算出的診斷試驗(yàn)的敏感性、特異性更接近真實(shí)值。

我國(guó)大多數(shù)牛場(chǎng)僅應(yīng)用單純皮內(nèi)變態(tài)反應(yīng)進(jìn)行頸部皮膚試驗(yàn)[8]，但單純皮內(nèi)變態(tài)反應(yīng)并不能區(qū)分牛分枝桿菌和其他分枝桿菌感染，易產(chǎn)生假陽性結(jié)果，因而會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。SICCT 和IFN-γ 方法能有效解決這一問題，目前已被引入我國(guó)并作為牛結(jié)核病的常規(guī)篩查補(bǔ)充方法。本研究通過建立貝葉斯評(píng)價(jià)模型，分析了SICCT 和IFN-γ兩種方法的敏感性和特異性，為我國(guó)奶牛場(chǎng)牛結(jié)核病診斷試驗(yàn)的選用提供了借鑒。