动物疾病控制与预防：兽医流行病学的关键作用

工程6（2020）20研究动物疾病研究综述疾病控制、预防和农场生物安全：兽医流行病学的作用Ian D.罗伯逊a，baMurdoch大学兽医与生命科学学院兽医学院，Perth，WA 6150，Australiab阿提奇莱因福奥文章历史记录：2018年8月30日收到2018年11月28日修订2019年4月11日接受在线发售2019年关键词：生物安全疾病控制流行病学A B S T R A C T驯养和非驯养的动物，包括野生动物，为人类社会带来了巨大的经济和非经济利益;然而，疾病可能对这些动物种群的发病率、死亡率和生产力产生巨大影响，因此可能直接或间接地影响与它们相关的人类社会。本手稿概述了疾病预防和控制的重要特征，重点是牲畜疾病，并强调了兽医流行病学在这方面的关键作用总结了确定疾病风险因素所需的疾病频率和流行病学研究类型的措施讨论了生物安全在保持无病畜群方面的重要性，并概述了为实施良好的生物安全措施而采取的步骤它的结论是，一个良好的兽医流行病学知识是必要的，在农场，区域和国家一级制定疾病控制计划和实施©2020 The Corner.Elsevier LTD代表中国工程院出版，高等教育出版社有限公司。这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。1. 介绍驯养和非驯养动物为人类带来了畜牧业通过提供食物、纤维、皮革、燃料和肥料的粪肥以及牵引力，对社区和家庭发挥着重要的经济作用，同时具有文化意义，并在某些社会中对个人的地位发挥作用[1，2]。宠物动物，特别是狗和猫，是许多家庭的重要伴侣，有助于儿童的身体，社会和情感发展及其主人的福祉[3-然而，疾病会对牲畜的生产力和产品质量产生重大影响[9]，宠物的寿命和生活质量以及野生动物的生物多样性，许多疾病病原体可能会传播给人类[4]。此外，60%的人类新发传染病都是由寄生虫引起的。电子邮件地址：I. murdoch.edu.au。交配是人畜共患病，其中70%以上来自野生动物[10]。随着最近对改善食品安全、食品安全、生物多样性以及改善动物和公共卫生的重视，越来越多地采取措施来降低疾病在动物种群内以及从动物到人类种群的引入或传播风险[11]。控制（即，将发病率和/或流行率降低到当地可接受的水平），预防（即，防止进入）和/或根除（即，完全消除）研究动物和人类群体中的疾病需要对流行病学有透彻的了解[12]。兽医流行病学提供了调查疾病暴发、识别疾病风险因素、调查未知病因疾病、进行疾病监测和监控、实施畜群健康计划以及制定和实施生物安全措施的工具[13];因此，该学科是疾病控制、根除和预防的重要组成部分[12]。本文重点介绍了兽医流行病学在控制、预防和根除驯养和非驯养动物疾病以及在实施养殖牲畜种群生物安全计划中的作用和意义。https://doi.org/10.1016/j.eng.2019.10.0042095-8099/©2020 THE CONDITOR.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程杂志主页：www.elsevier.com/locate/engI.D. Robertson /工程 6 （2020）2021- 我...2. 流行病学的关键概念兽医流行病学的一个关键原则是，疾病不会在种群中随机发生，而是更有可能在特定时间和特定地点发生在种群的某些成员/群体中;换句话说，疾病遵循特定模式[12，14]。疾病控制的核心是识别这些患者和增加疾病可能性的风险因素，以及降低疾病可能性的因素，以便采取措施降低疾病的频率、严重程度和影响[9，12，13，15]。疾病是多因素的，直接和间接的原因、因素或属性共同作用产生疾病;为了清晰起见，这种相互关系通常以因果关系网的形式显示[15]。已经提出了许多疾病因果关系的模型，这些模型适用于传染病和非传染病。其中最简单的是流行病学三联体，这是传染病的传统模型[12，14]。三联体包括外部媒介（细菌、病毒、寄生虫、真菌或朊病毒）、易感宿主和环境，包括管理和饲养实践，将宿主和媒介结合在一起。在该模型中，疾病是由病原体与易感宿主在支持病原体从来源传播至该宿主的环境中的相互作用引起的[14通过控制环境，例如减少粪便污染，减少过度拥挤，或消除病原体的携带者或媒介，我们可以减少疾病[4，12，14，17同样，通过选择抗病的动物或通过自然或人工方法增加种群的抵抗力[1，14]，我们可以降低疾病的严重程度，从而降低疾病相反，尽管一些宿主因素，特别是年龄和性别，与许多疾病密切相关，但我们不能在人群中操纵这些因素例如，Fentie等人[2]观察到雌性和幼龄动物分别比雄性和老龄动物更容易患绵羊痘和山羊痘，Zeng等人[20]报告牦牛布鲁氏菌病的患病率随着年龄的增长而增加。这些信息可用于预测种群或动物群内的感染，但在疾病控制计划中难以或不可能采取行动，因为这些动物属性不能被操纵或从种群中完全去除。仅在一个或少数人中导致疾病的药物物种更易于控制、预防或根除[12]而不是缺乏宿主特异性的病原体，如口蹄疫（FMD）和囊型包虫病[18，21]。同样，传播模式、环境阶段的存在和生存，以及水库、载体和媒介的存在都影响疾病控制的分布和措施[12，14]。野生动物的存在可以在某些疾病向人类和其他动物的传播中发挥重要作用，其作为诸如狂犬病毒和亨尼帕病毒和钩端螺旋体病的媒介的载体[22[4，18]。对于某些病原体和疾病传播至关重要的病媒，如蓝舌病，由于全球变暖的影响，已受到病媒分布增加的影响[26]。病原体（如肉毒梭菌[27]和炭疽杆菌[28]）在环境中的长期存活对于这些特定疾病的分布和持续至关重要，也有助于预测疾病的发生[14]。虽然代理人，主机，和环境的特点，一个dis-容易在预测疾病的位置和发生是有用的，为了评估疾病控制或预防计划的影响或成功，必须测量疾病的频率[12，14]。3. 发病频率流行病学中使用的疾病频率的两个度量是患病率和发病率，这些参数的变化是疾病控制计划的关键结果。流行率是疾病的静态衡量标准，通常报告为感染病原体/病原体阳性的个体比例该指标通常报告为百分比，并应包括95%置信区间（CI），以提供抽样总人群中疾病频率的估计值，并比较研究之间的结果。在中国西藏自治区三个县的牦牛布鲁氏菌病研究中，Zeng等。[20] 报 告 了 使 用 虎 红 试 验 （ RBT ） 和 竞 争 性 免 疫 酶 测 定 （ C-ELISA）平行解释的个体牦牛的试验流行率为2.8%（95%CI：2.0-然而，检测流行率受所用检测的灵敏度和特异性的影响;因此，许多研究使用公式真实流行率=（检测流行率）来调整诊断检测的这些特征的检测流行率+ 特异性1）（灵敏度+特异性）1)[14]第10段。例如，在调整测试不确定性后，Dukpa等人[29]报告了不丹牛中口蹄疫的真实动物水平患病率，17.6（95% CI：15.6当使用不同的诊断测试时，对疾病真实流行率的估计流行率是衡量疾病或抗体当前频率的静态指标，而发病率是衡量疾病传播的动态指标。发病率通常报告为发病风险（累积发病率）或发病率（发病密度）[14]。例如，Bran等人[32]的研究报告称，每4个月奶牛跛行的累积发生率（发病风险-在设定时间段内新发病例）为29.6%（表明研究期间近三分之他们的研究强调了跛足的特定风险因素的重要性与发病风险不同，发病率是群体中新发疾病病例数除以处于风险中的动物时间单位总数。在一项研究中，Watters等人[33]调查了牛舍奶牛体细胞计数（eSCC）升高的奶牛和奶牛水平风险因素，报告了所有研究牛群的平均牛群发生率为0.91 eSCC/牛-年。这些动态指标表明动物在特定时间段内感染疾病的风险或可能性[14]。疾病的患病率和发病率可以通过疾病术语、疾病记录和诊断技术的变化而改变[14]，也可以通过疾病传播导致的疾病频率的变化一个成功的疾病控制计划应该通过控制特定疾病的风险因素，以成本效益高的方式降低疾病的患病率和发病率[34]。4. 确定疾病的危险因素识别增加疾病风险的因素或降低疾病风险的因素（保护性因素）非常重要，以便可以实施潜在的措施来减少疾病或防止其进入[12，14，35]。22I.D. Robertson /工程 6 （2020）20疾病的风险或保护因素可以是人口统计学、畜牧业/管理、环境或社会经济因素，并通过进行描述性流行病学研究（横断面、病例对照或队列研究）进行评估最常使用计算的比值比（OR）及其95% CI评估推定风险因素与疾病之间的关联强度[12，14]。4.1. 横断面研究横断面研究经常用于评估疾病Miyama等人[36]报道了在日本南部109个奶牛群的横截面中，钩端螺旋体病的试验群患病率为65%在该研究中，他们确定了较大的畜群和包含从北海道引进的动物的畜群然而，他们的研究结果突出了疾病控制方面的一些挑战，因为与较小的牛群相比，较大的牛群提供了经济效益和规模经济。类似地，在澳大利亚对猪的食管胃溃疡（OGU）进行的一项大型研究中自由采食：OR 13.7;使用自动饲喂系统：OR 7.8;和饲喂颗粒状日粮：OR 384）不能经济有效地操作，因为它们与减少饲料浪费、提高生长速度和降低劳动力成本有关。相反，与OGU患病率较高相关的其他因素（即，使用来自大坝而不是地下钻孔的水：OR 3.8;肥育猪日粮配方的改变：OR 1.5）适合操作。同样，在一项关于狗肥胖的研究中[37]，发现超重的狗被绝育（OR 2.8），被喂食零食（OR 1.5），每天喂食一次（OR 1.4）和生活在一个单身狗家庭（OR 1.6）的几率更高相比之下，每周锻炼每小时，肥胖的几率就会降低（OR 0.9）-也就是说，锻炼对降低肥胖风险具有保护作用根据这些发现，建议主人停止提供零食，将当前的膳食分成两半，并在一天中的两个不同时间喂食，并增加他们的狗的运动[37]。4.2. 病例对照研究病例对照研究非常适合罕见疾病，包括选择病例（患病动物/农场/牛群）和随机选择或匹配对照（未患病动物/农场/牛群）[12，14]。Jiang等人[38]在中国鄱阳湖地区的家庭家禽中进行了一项禽类传染病的病例对照研究，其中病例和对照是根据家禽死亡史确定的。在该研究中，他们表明，采用疫苗接种计划是降低病例可能性的保护因素（OR 0.4），而与其他后院鸡群接触会增加鸡群死亡的风险（OR 1.72），距离农户房屋20 m半径内的家禽饲养密度也会增加死亡风险White等人[39]使用病例对照研究确定了澳大利亚肉牛群该研究强调使用流行病学方法调查病因不明疾病的风险因素，牧场类型、地形和土壤钾水平的存在影响疾病这些发现提供了证据，产妇营养失调和疾病之间的关联。Toyomakia等人[40]类似地，在日本流行病的早期阶段，使用病例对照方法来确定猪流行性腹泻（PED）的风险因素他们发现，在过去五年内发生猪生殖和呼吸综合征（OR 1.97），使用普通堆肥站处理尸体和废物（OR 2.51），以及使用猪粪便处理服务（OR2.64）增加了PED的可能性。这些发现强调了管理因素加上并发疾病对PED存在的影响，正如许多其他疾病所报告的那样[14]。Puerto-Parada et al.[41]进行了一项回顾性病例对照研究，以评估选定的风险因素与奶牛群感染鸟分枝杆菌亚种之间的关联副结核病（MAP）。牛群规模（OR 1.17）和过去五年每年购买的奶牛占总牛群规模的比例（OR 5.44）与MAP牛群状态呈阳性显著相关后一项发现强调了通过引入动物将MAP引入无MAP畜群的风险，这也是许多其他传染病的风险。4.3. 队列研究队列研究--尽管实施成本高、耗时长且不适用于罕见疾病--具有提供数据以计算发病率和通常最小化混杂结果的优势[12，14]。在Pires等人的一项研究[42]，进行了一项纵向队列研究，包括对900头猪进行8次重复采样，以评估动物的沙门氏菌脱落。冷暴露（温度低于动物研究人员得出结论，他们的数据表明，猪同样，Pinchbeck等人[43]进行了一项为期两年的比赛损伤前瞻性队列研究，并测量了英国一组马匹的损伤发生率（每1000次起跑中有28.8次）。他们发现受伤的危险因素与比赛的速度和马蹄的适应性有关。这些发现再次强调，并非所有疾病风险因素都可以操纵。开展与所列研究类似的流行病学研究的主要成果是确定疾病的风险因素对这些风险因素的了解有助于制定控制疾病的建议，随后将这些知识纳入为相关牲畜物种制定的生物安全计划。5. 生物安保在21世纪和20世纪后期，已经从治疗个人转向疾病预防，这导致越来越重视生物安全的实施[44]。为了使一个农场、地区或国家免于疾病，生物安全至关重要。生物安全被描述为对害虫和疾病进入、出现、建立或传播并对动物、植物、人类健康、经济、环境或社区造成危害的风险的管理[45]。虽然这一概念在国家和国际层面上运作，但大多数兽医都参与评估和预防疾病在其护理下的个体养殖企业中的传播[17]。农场生物安全的一个关键组成部分是I.D. Robertson /工程 6 （2020）2023生物遏制或内部生物安全，它被描述为防止传染性病原体在农场动物群体之间传播的一系列管理实践或旨在防止传染性病原体离开农场的管理实践[46为了促进采用并强调企业内生物安全和生物遏制的关键概念，已经开发了一系列首字母缩略词，包括隔离，抵抗和卫生（IRS）[49]和卫生，交通控制，评估，隔离，抵抗和安全（STAIRS）[50]。教育、培训和所有利益相关者的参与对于企业、区域和国家层面的生物安全的成功至关重要;这些利益相关者包括畜牧企业的所有者、管理者和工人、行业机构以及农村和城市社区[51在国家和国际一级，有许多关于生物安保的文章和网站[51、54、55]。本节重点介绍在农场或企业层面实施在畜牧业企业中制定和实施生物安全计划需要一个记录在案的方法，并且已经开发了评分系统来对生物安全协议及其实施进行排名[56，57]。Carr和Howells[17]总结了家禽和养猪企业的生物安全要求，并强调引入同一物种的动物是引入疾病的最高危险。Fèvre等人[58]同样强调了动物贸易在将病原体引入以前没有疾病的畜群/地区方面的重要性，Siengsanan-Lamont等人[59]证明，通过引进鸟类，泰国家禽群中的禽流感风险增加，Dukpa等人[59]证明，[29]报道了在多个畜群混合的公共放牧畜群中发生口蹄疫的风险增加，La等人[60]Phillips et al.[61] 显 示 了 通 过 引 入 活 猪 将 Brachyspirahyochytteriae引入猪的危险如果将活体动物引入单元，则应将引入的动物与居民隔离至少一个月，在此期间，可以评估其健康状况，并且可以将新动物暴露于其新位置的菌群[17]。由于存在通过引入活体动物传播疾病的危险，因此建议集约化畜牧业应保持封闭式畜群/羊群/单位[62]。然而，维持封闭畜群系统的挑战之一是以安全的方式引入新的优良遗传虽然传统上这是通过使用进口精液或胚胎进行的，但这种方法仍然存在疾病引入的风险[63，64];例如，de Smit等人。[65]报道了在公猪精液中存在猪瘟病毒，但没有任何临床疾病的证据。牲畜与邻近动物或同种野生动物的接触也被确定为疾病进入的风险[60，61，66，67]。这种风险可以通过围栏和种群控制来最大限度地减少野生动物[68，69]。安全的周边围栏-特别是对于密集的畜牧业-以尽量减少其他动物，人和车辆的进入被认为是必不可少的[17]。大量的研究报告表明，除了饲养的物种之外，其他物种（包括驯养动物和野生动物）在引入一系列疾病方面所起的作用La等人[60]报告了在圈养的狗、啮齿动物和鸟类中检测到猪短螺旋体，并提出这些动物可能将病原体或新菌株引入猪。在小鼠、大鼠、苍蝇和狐狸中检测到与产蛋鸡相似的沙门氏菌菌株后，Liebana等人[70]提出这些动物和媒介可能在家禽企业之间引入和传播细菌。 多个作者[23，59，71]也强调了野生鸟类作为禽流感病毒携带者的可能性，建议尽量减少牲畜与所有野生或野生动物之间的接触[17]。同样，应控制有可能将病原体转移给牲畜的病媒，特别是鸟类、啮齿动物、苍蝇和其他昆虫[23，59访问畜牧企业的人员-包括兽医、畜牧顾问、兽医、修蹄工和饲料供应商-也是疾病传入单位的潜在风险[17，57，62，72]。为了降低这种风险，只有必要的访客才能被允许参观动物饲养的区域/建筑物，企业应向这些访客提供防护服和防护鞋[62，73，74]。应向所有工人和来访者提供此类防护服和防护鞋，不得在任何其他单位或企业外部穿戴[62]。同样，应要求来访者和工人进出企业时注意安全，以减少疾病传入和逃离企业的风险。应移除死亡动物并通过焚烧、掩埋或堆肥处理，以减少病原体的存活并避免食腐动物进入[17，18，75]。粪便和用过的垫料/垫料也应堆肥处理，以防止其他动物进入[75猪的危险（即，食用）未烹调的肉或食品（即，在包括非洲猪瘟、经典猪瘟（猪瘟）和口蹄疫在内的几种流行病中因此，许多国家已禁止用泔水喂养，以尽量减少这些疾病的风险。受污染的饲料和水可导致引入疾病，如猫弓形虫包囊污染引起的弓形虫病[81-83]，以及摄入被棘球在小反刍动物的感染中很重要[18]。确保饲料棚和水源免受害虫和其他动物的侵害对于降低这些风险至关重要。只有必要的车辆才能进入牲畜饲养场，并且可以通过建立周边围栏来最大限度地减少牲畜饲养场的进入建设基础设施，使饲料能够从外部运送到企业，然后通过螺旋输送机运送到储存箱/筒仓和巷道，用于将动物从建筑物引导到周边围栏之外，这有助于降低可能受污染的饲料卡车和牲畜运输车辆带来的疾病进入风险。应要求进入机构的车辆仅通过一个点进出，通过设施清洗和消毒车轮，最好是整个车辆[67]。引入被粪便和其他动物产品污染的设备（例如，毛发、羽毛、唾液）进入农场也是一种潜在的疾病传播风险[67]，许多研究强调了通过受污染的设备和污染物进入农场而传播疾病（如新城疫）的风险[72，74]。应劝阻或阻止畜牧业企业的工人在其他畜牧业企业工作或饲养类似的牲畜[17，62，70]。还应劝阻员工参观其他畜牧单位、动物市场、动物展览和屠宰场，或者如果他们参观，在此类事件发生后至少三天内不应与雇用企业的动物接触[17，84，85]。畜牧企业的密度、邻近同种单位的距离、屠宰场和主要运输路线的距离也被认为会影响疾病传入牛群/羊群的风险[21，77]。传统的密集型工业能够比小农户或粗放型工业更有效地24I.D. Robertson /工程 6 （2020）20然而，Compo等人[86]强调，尽管许多农民了解生物安全做法，但许多人没有采用为其企业建议的协议。几位作者还强调，与大型商业企业相比，业余爱好或小型企业的生物安全水平较低，这些企业更有可能对生物安全需求缺乏了解，动物圈养条件较差，基础设施较差[57，87]。其他人[53，88]强调教育在确保畜牧业采用生物安全做法以减少疾病进入的风险，从而使这些行业的生产力最大化方面的重要作用。疾病控制和预防需要采取多方面的方法，全面了解企业当前的疾病状况、可能的疾病威胁以及如何最大限度地降低引入风险。这种方法需要对兽医流行病学学科有良好的了解，了解疾病的传播和传播、疾病的风险因素以及预防疾病的方法。得出的结论是，生物安全是至关重要的，以确保企业，地区和国家内的牲畜的健康和生产力，以及兽医流行病学的知识是必不可少的发展健全的生物安全的做法。引用[1] Perry B，Grace D.牲畜疾病及其控制对有利于穷人的增长和发展进程的影响。PhilosTrans R Soc Lond B BiolSci 2009;364（1530）：2643-55.[2] Fentie T ， Fenta N ， Leta S ， Molla W ， Ayele B ， Teshome Y ， et al. Sero-prevalence ， risk factors and distribution of sheep and goat pox in Amhararegion，Ethiopia. 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