《獸醫(yī)流行病學》參考獸醫(yī)流行病學近年來國內(nèi)外教材、文獻等的相關內(nèi)容組織編寫而成,內(nèi)容新穎!东F醫(yī)流行病學》共23章,包括緒論,病因推斷、決定因素和疾病生態(tài)學,觀察性研究,實驗研究,疾病頻率的度量,相關與效應的度量,樣本容量和抽樣方法,診斷試驗評價,獸醫(yī)流行病學資料, 偏倚與交互作用,問卷調(diào)查,數(shù)據(jù)分析,動物疾病的監(jiān)測與評價,動物疫病的防控對策,疾病的經(jīng)濟學,疾病的損失和控制成本的評估,經(jīng)濟學和疾病控制政策的決策,畜群健康和生產(chǎn),分子流行病學,動物疾病防控中的風險分析,流行病學的模型,血清流行病學及其他流行病學等方面內(nèi)容!东F醫(yī)流行病學》注重理論性和實用性,力求反映國內(nèi)外相關領域的新進展。
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《獸醫(yī)流行病學》可作為普通高等農(nóng)業(yè)院校動物醫(yī)學專業(yè)、動物藥學專業(yè)教材,也可以作為從事相關專業(yè)工作人員的參考用書。
第一章緒論
獸醫(yī)流行病學起源于醫(yī)學流行病學,二者基本原理相通,但蘊涵著相對獨立的特征和規(guī)律,前者研究的動物群體規(guī)模遠遠大于人群,并與人群不同程度地有機交融,與醫(yī)學流行病學形成了不可分割的整體,相互影響、相互制約、相互聯(lián)系而又相互獨立。獸醫(yī)流行病學將生命群體作為研究對象,既研究動物群體的社會屬性,又研究動物群體的自然屬性。動物群體涉及寵物、生產(chǎn)動物、野生動物、觀賞動物等群體,包括陸生動物群體、水生動物群體、飛行動物群體(如媒介昆蟲、鳥類和蝙蝠等)。盡管獸醫(yī)流行病學在臨床方面與醫(yī)學流行病學非常相似,但獸醫(yī)流行病學的研究領域顯示出豐富多彩的生態(tài)學特點,表現(xiàn)出顯著的群體多樣性和研究內(nèi)容的廣泛性。
第一節(jié)獸醫(yī)流行病學簡介
許多現(xiàn)有疾病問題可以借助動物群體調(diào)查得到解決。傳染性疾病的自然史能夠通過研究不同群體的分布加以闡明,對群體中傳染性和非傳染性疾病發(fā)生程度的度量有助于確定它們的重要性和防控策略的有效性,通過研究各種動物組群可以查明疾病的復合性病因與未知病因,在群體水平上評估與動物生產(chǎn)性能降低有關的疾病效應,評價疾病及其控制措施的經(jīng)濟學影響,其范圍可以從單個養(yǎng)殖戶到全國的養(yǎng)殖場。疾病的群體調(diào)查構(gòu)成了流行病學研究的基礎。
獸醫(yī)流行病學還包括其他與健康相關事件的調(diào)查和評估,特別是生產(chǎn)性能。所有這些調(diào)查包含對動物群體的觀察和對觀察的推論。
一、獸醫(yī)流行病學的定義
獸醫(yī)流行病學是一門在動物群體中描述疾病和健康的分布(疾病發(fā)生的性質(zhì)、地點、時間和程度)與疾病流行決定因素(疾病原因)調(diào)查的學科。
對于動物群體中的疾病、生產(chǎn)力和動物福利的調(diào)查處理,獸醫(yī)流行病學被用來描述不同因素或決定因素的相互作用,說明操縱這些決定因素對疾病發(fā)病率、病因、生產(chǎn)性能、福利等產(chǎn)生的影響,這些信息還被用于控制決定因素,以減少發(fā)病。
獸醫(yī)流行病學可以分為不同的組成成分(圖1-1)。其不可或缺的基礎之一是資料,通過定性或定量方法對其加以分析,闡述因果假設。作為流行病學分析中定量方法的一部分,流行病學調(diào)查研究的實施和流行病學問題的模型開發(fā)涉及現(xiàn)場研究或調(diào)查。其最終目標是控制疾病問題、減少生產(chǎn)力損失和改善動物福利。在動物疾病控制的過程中,獸醫(yī)流行病學早已在獸醫(yī)實踐中得到了潛移默化地應用。
圖1-1獸醫(yī)流行病學的構(gòu)成
大多數(shù)流行病學調(diào)查的基礎是隨機假設某種疾病不會發(fā)生,因為調(diào)查的主要目標之一是要從潛在的風險因素和導致疾病或生產(chǎn)力損失結(jié)果之間找出因果關系。這兩種類型的損失均假定為受多重潛在因素的影響。流行病學調(diào)查的重點不僅在一般群體和疾病上,也在因果關系上。在此背景下,疾病發(fā)生的空間分布與時間分布一樣重要,所以必須進行群體參數(shù)的調(diào)查,包括群體健康狀況及其相關因素,如生育力、繁殖力、動物的移動(移入和移出群體)等。
這些參數(shù)不僅影響群體的數(shù)量,而且影響群體的免疫力和基本特征,如年齡結(jié)構(gòu)。群體內(nèi)部的疾病要考慮個體所處的狀態(tài),如死亡、臨床或亞臨床疾病及健康等。在個體中,疾病被定義為身體功能或形態(tài)不符合期望的狀態(tài)。在群體中,圖1-2疾病的冰山概念(Bonita et al ,2006)疾病體現(xiàn)為生產(chǎn)力低下或缺乏生存質(zhì)量。
不同群體中傳染病的表現(xiàn)存在定量的差異,被描述和比喻為“冰山”(圖1-2)。暴露于感染因子的動物大多不受感染,這些動物(群體)代表冰山的基礎部分。它們在未來可能容易受到感染或因曾經(jīng)暴露于感染因子而產(chǎn)生免疫力。向上一層的動物(群體)可能受到感染,但還沒有出現(xiàn)臨床癥狀。這組動物可能始終保持這種狀態(tài),或處在某個階段時,根據(jù)不同的影響因素出現(xiàn)相應的臨床癥狀,如環(huán)境壓力因素。冰山的上部包括具有不同臨床表現(xiàn)的動物群體。這些不同動物群體內(nèi)部傳染的能力,是傳染病流行的一個非常重要的因素。
二、獸醫(yī)流行病學調(diào)查的階段性
(1)初步診斷階段,確認疾病的存在。
(2)描述階段,描述高風險群體中疾病分布和疾病發(fā)生的決定性因素,就其對有關疾病發(fā)生頻率的影響、在風險群體中這種疾病的發(fā)生情況形成一系列的假設。
(3)調(diào)查階段,通常通過一系列設計性研究對這些假設進行驗證。
(4)檢驗階段,檢驗是在受控條件下對這些假設進行更詳細的檢測,是對調(diào)查階段結(jié)果的可行性證明。
(5)分析階段,對上述調(diào)查結(jié)果進行分析,通常使用疾病的流行病學模型。該階段要確定是否缺少有關疾病進程中的任何重要信息。
(6)干預階段,即選擇適當?shù)姆椒ǹ刂萍膊⊙芯康膶嶒灄l件。疾病過程中的干預是通過操縱現(xiàn)有的決定因素,或引入新的影響因素完成的。
(7)決策階段,疾病流行病學知識用來研究各種控制措施的效果和成本,并與生產(chǎn)者的利益相結(jié)合,在提高生產(chǎn)力方面形成最優(yōu)控制策略,降低疾病的發(fā)生和風險動物數(shù)量。這往往涉及建模。
(8)監(jiān)測階段,即對疾病控制措施的監(jiān)測,以確保措施運用得當,實現(xiàn)預期的效果,減少疾病的發(fā)病率,并通過迅速檢測消除和減少正在發(fā)展的有可能危害控制計劃的疾病發(fā)生。
第二節(jié)獸醫(yī)流行病學的歷史背景和必要性
縱觀歷史,傳染病控制的流行病學手段包括改善衛(wèi)生條件、避免接觸傳染源與病原體(隔離、封鎖、消毒、撲殺等)。滅菌和消毒的方法在很大程度上改善了衛(wèi)生條件,但直至今天,避免接觸(隔離或封鎖)仍然是一個防止傳染的好方法。例如,2003年,我國在控制SARS時采用隔離治療患者,并通過紅外測溫篩檢疑似病例加以隔離的方法,成功地在全國迅速平息了SARS的流行。目前,接種疫苗已廣泛成為防止嚴重傳染病發(fā)生,并借此途徑消滅傳染病的一個主要生物學方法,被認為是一項重大成就,如接種牛痘疫苗對消滅天花的貢獻。但是單純應用接種疫苗并不能徹底解決所有重要傳染病的控制問題,要強調(diào)在一定范圍,尤其是在世界范圍實現(xiàn)某種或某些傳染病的根除,需要接種疫苗與流行病學手段的相互配合。例如,美國1963年開始的消滅豬瘟計劃。首先是立法階段,然后通過疫苗接種、隔離、封鎖和限制豬群及豬的流動等減少發(fā)病和流行,通過感染豬群的全群撲殺消除傳染源;其次是保護抵抗再感染階段,該階段是整個消滅計劃最為艱難的階段,需要不斷利用便于大群操作和敏感而特異的檢驗方法剔除非典型和不明顯的豬瘟病毒感染。美國直至1978年才消滅豬瘟,耗時15年?梢娖渲辛餍胁W手段的不可或缺。對于已經(jīng)消滅的傳染病的病原體,是否應在實驗室內(nèi)存儲仍然存在爭議,一方面認為存儲這類病原體是為了保證消滅的疫病再次出現(xiàn)時能快速生產(chǎn)疫苗;另一方面認為保存這類病原體會帶來其泄漏的風險,導致已消滅傳染病的再現(xiàn)。在多數(shù)傳染病不能實現(xiàn)根除時,還需要不斷警惕那些反復出現(xiàn)和持續(xù)感染的傳染病,因為傳染病病原體的感染與維持具有生態(tài)學意義,需要從流行病學角度去深入認識才能不斷減少感染與發(fā)病。
在過去的幾十年,獸醫(yī)行業(yè)不僅在群體動物水平上防控疾病面臨著一系列挑戰(zhàn),而且在個體動物水平,尤其是臨床實踐上也面臨挑戰(zhàn)。為了畜主和公眾的利益,診治動物的手段和精確性提高促成了以流行病學為基礎的循證獸醫(yī)學在西方出現(xiàn),其重要性現(xiàn)在已經(jīng)得到充分認識,并促使循證獸醫(yī)學的迅速發(fā)展。在群體水平出現(xiàn)的問題也帶來了困擾。例如,原本是傳統(tǒng)疾病的牛結(jié)核在一些背景下重新出現(xiàn),帶來了諸多的公共衛(wèi)生問題。藍舌病本身是一種地理限定性疾病,但隨著全球氣候變暖,藍舌病在歐洲許多國家相繼暴發(fā),且分布范圍不斷擴大,出現(xiàn)緯度北移現(xiàn)象。一般認為,該病毒的分布范圍在40°N~35°S,這剛好是傳播媒介——庫蠓某些種的分布地域,但在美國,該病的分布范圍可以一直擴展至50°N附近。最近的研究顯示,病毒也可以通過初乳感染新生牛,病毒在食肉動物之間可以經(jīng)口傳播,通過弱毒疫苗散毒也是一種重要的病毒傳播方式。例如,牛傳染性海綿狀腦病(BSE)在被認識之前就已經(jīng)擴散到許多國家。與之相對應,社會發(fā)展到今天,人們對食品安全和動物福利標準有更高的期待。然而,即使忽略疾病控制時間和成本,根除疾病也幾乎不可能完成。
流行病學調(diào)查表明,動物疾病可以在小規(guī)模的基礎上被消滅而得到控制,即存在建立一個在嚴格措施下無感染畜群或地區(qū)的可能性,之后還必須采取嚴格的后續(xù)控制措施避免群體或地區(qū)的感染,這就必須依賴于良好的監(jiān)測工作。因此,監(jiān)測程序的發(fā)展和評價已經(jīng)成為新的獸醫(yī)流行病學工具。
家畜及其產(chǎn)品的貿(mào)易限制對流行病學和來自監(jiān)測程序的統(tǒng)計論據(jù)的嚴重依賴性,使獸醫(yī)流行病學在世界各地的動物及其產(chǎn)品貿(mào)易中發(fā)揮著重大作用。
第三節(jié)獸醫(yī)流行病學與其他學科的關系
獸醫(yī)流行病學的研究內(nèi)容不僅包括各種動物群體的傳染性疾病控制,還包括非傳染性疾病控制及動物的健康問題。它涉及的學科范圍十分廣泛,從基礎學科到應用學科,從航天航空到細胞分子,包括數(shù)學、計算生物學、進化生物學、生態(tài)學、群體生物學、微生物學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、免疫學、生物統(tǒng)計學、化學、獸醫(yī)學、畜牧科學、野生動植物生物學、農(nóng)業(yè)科學、物理學、大氣科學、海洋學、工程、城市規(guī)劃、教育、執(zhí)法、通訊技術、媒體、臨床護理和公共衛(wèi)生政策等。其中,有些學科與獸醫(yī)流行病學已經(jīng)有了長期的合作并共同得到發(fā)展,但與其他一些學科幾乎彼此忽略,相互的聯(lián)系與合作甚少。流行病學可能是所有生物醫(yī)學科學中的公共學科,沒有任何其他的生物醫(yī)學科學分支與人類和動物活動有如此廣泛的聯(lián)系。
第四節(jié)獸醫(yī)流行病學的應用
獸醫(yī)流行病學獲取一個動物群體中不同發(fā)病水平所表現(xiàn)的個體特征,主要通過詢問、調(diào)查、監(jiān)測等方法,發(fā)現(xiàn)那些在高頻發(fā)病動物群體中存在而低頻發(fā)病動物群體中不存在的問題,進一步確定影響疾病的風險因素。
在疾病管理上,獸醫(yī)流行病學和臨床方法存在區(qū)別。流行病學通過已經(jīng)確定的疾病風險因素,針對性采取措施減少群體對這些風險因素的暴露,降低動物群體(及人群)發(fā)病的可能性,從而可以在不知道確切發(fā)病機制(或病因)的情況下,使疾病及時得到控制。相比之下,臨床方法主要針對個體動物,其目的在于診斷疾病并加以治療。通過體檢產(chǎn)生一個鑒別診斷列表,實驗室檢驗和治療反饋可逐步縮小診斷范圍直至單一診斷。
疾病在動物群體(及人群)中不是隨機分布的,而是表現(xiàn)出一定的時間、地區(qū)和群體(社會性)的分布特征,這種分布上的差異與動物宿主所暴露的風險因素的強弱、環(huán)境因素和群體內(nèi)部個體的易感性有關。研究病因時,要充分考慮個體的內(nèi)環(huán)境因素及其所處自然和社會的外環(huán)境因素,即疾病的多因性,F(xiàn)代獸醫(yī)流行病學已經(jīng)超越了以動物傳染病為主要研究內(nèi)容的傳統(tǒng)范疇,而更多地要考慮動物各種非傳染性疾病分布的相關性。一、流行病學的研究目的
(1)描述健康和疾病問題在群體中的分布和程度。
(2)找出疾病發(fā)病機制中的致病因素(風險因素)。
(3)為防控和治療疾病提供數(shù)據(jù)、必要的規(guī)劃、實施和評價服務,并確立優(yōu)先的服務內(nèi)容。
流行病學研究的最終目的是消除或減少生物群體的健康問題,從自然和社會整體促進人群和動物群體的健康。
二、獸醫(yī)流行病學的應用
(1)已知病因疾病來源的確定。許多已知病因的疾病可以通過對患病動物的表現(xiàn)確診,或通過適當?shù)膶嶒炇覚z查和其他臨床程序確診。例如,一組犢牛沙門氏菌診斷相對簡單(經(jīng)常感染產(chǎn)生明顯的臨床癥狀),然而,要確定暴發(fā)的原因并使用正確的方法防止復發(fā)卻很困難,因為購買感染動物或通過污染的飼料都有可能造成沙門氏菌病暴發(fā),所以,只有通過流行病學調(diào)查,才能更有效地確定感染來源,真正解決問題。
(2)未知或知之甚少病因疾病的調(diào)查與控制。根據(jù)流行病學觀察,有許多疾病在原因被確定之前能夠得到控制。例如,在病原體被分離鑒定前,美國學者通過傳染病性質(zhì)的評價實現(xiàn)了牛傳染性胸膜肺炎的根除。又如,牛瘟在其病原體被發(fā)現(xiàn)之前,就通過撲殺政策得到了控制。愛德華?詹納在18世紀發(fā)現(xiàn)感染牛痘病毒可以對人類天花起到免疫保護作用,而這也是在病毒分離鑒定之前完成的,從而奠定了全球根除天花的基礎。英國的流行病學研究表明,牛傳染性海綿狀腦病(瘋牛。┡c患癢病綿羊的肉和骨粉的添加飼料有關。盡管當時尚未確定病原體,但立法禁止飼喂反芻動物源性蛋白后該疾病得到了控制。
(3)疾病病因和風險因素的研究。為了徹底達到預防疾病的目的,必須了解疾病發(fā)生或流行的原因,即流行病學必須發(fā)掘病因及疾病風險因素。
有些疾病的病因是單一的,如豬瘟病毒引起的豬瘟。有些疾病則不是這樣,非傳染病往往由多種因素綜合作用而發(fā)生,如高血壓、高血脂、吸煙、少活動、肥胖等,這些