宠物保险数据:预测人兽共患病的新利器

【字体: 时间:2025年04月26日 来源:Scientific Reports 3.8

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  在人、动物和环境健康紧密相连的当下,疾病监测意义重大。研究人员对比 2008 - 2022 年美国宠物保险理赔数据与人类疾病数据,发现莱姆病、贾第虫病和谷热(球孢子菌病)在人和狗中的发病趋势相似,且加入狗数据能提升疾病预测模型效果,对公共卫生意义重大。

  在当今这个高度互联的世界,人类、动物和环境的健康息息相关。许多传染病可以在人和动物之间传播,然而现有的疾病监测和预测方法存在不少问题。就拿莱姆病(Lyme disease)来说,它由伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)细菌引起,通过蜱虫传播。在美国,莱姆病误诊率较高,这不仅导致患者长期患病,甚至可能引发致命的莱姆心肌炎(Lyme carditis)。贾第虫病(Giardiasis)是由原生动物寄生虫引起的腹泻疾病,人和狗感染的类型有所不同,但都在幼儿和幼犬中更为常见。谷热(Valley Fever,即球孢子菌病 Coccidioidomycosis)则是由吸入球孢子菌的孢子引发,在人和狗中症状相似且常被误诊。土壤传播蠕虫病(Soil - transmitted helminths)虽被认为在美国罕见,但仍有感染的情况存在,而且由于缺乏近期数据,难以进行监测。这些疾病的监测难题,使得早期发现和防控变得困难重重,所以迫切需要新的疾病检测和预测方法。
为了解决这些问题,弗吉尼亚 - 马里兰兽医学院(Virginia - Maryland College of Veterinary Medicine)、Fetch Insurance Services, LLC 以及 Spryfox GmbH 的研究人员开展了一项研究。他们从宠物保险数据入手,试图探究其在疾病预测方面的潜力。研究人员收集了 2008 年至 2022 年 Fetch, Inc. 在美国 50 个州和加拿大 12 个省(不包括魁北克)的宠物保险理赔数据,同时从美国疾病控制与预防中心(CDC)网站获取人类疾病数据,对比分析了莱姆病、贾第虫病、谷热在人和狗之间的发病情况,并研究了狗肠道寄生虫的诊断情况。

研究人员主要采用了数据统计分析和建模的方法。在数据处理方面,对宠物保险数据按州、年、月进行分类统计,计算发病率;对于人类疾病数据,从 CDC 网站获取并进行整理。在建模过程中,运用 R 语言中的 “caret” 和 “metrics” 包,构建了仅含人类数据的模型和加入狗数据的模型,通过五折交叉验证评估模型效果,比较平均绝对误差(MAE)来判断模型的优劣。

研究结果主要分为以下几个方面:

  • 宠物群体和诊断数据:在 2008 - 2022 年期间,共有 1,743,709 只独特的狗被纳入研究,代表了 1,254,522.5 狗年。在感染性疾病诊断中,蜱传疾病占 21%,贾第虫病占 37%,真菌病占 15%,肠道寄生虫病占 26%。从年龄分布来看,幼犬更容易感染贾第虫病和肠道寄生虫病,年轻成年犬则更容易感染蜱传疾病和真菌病。在品种方面,纯种狗和混血狗在疾病诊断上没有明显差异12
  • 与人类疾病趋势的比较:莱姆病方面,狗的发病率约为人类的 44 倍,狗的发病季节更长,地理分布上在部分相邻州发病率高于人类,且狗的发病率变化比人类早 1 - 2 年。贾第虫病中,人和狗的发病趋势相似,都在某些年份出现高峰和低谷,狗在春季发病率最高,人在八月达到高峰,地理分布也相似。谷热的地理分布在人和狗中几乎相同,发病趋势线也相互匹配。肠道寄生虫方面,狗的发病率在纽约、新泽西等州较高,总体呈下降趋势,夏季发病率较高,但因缺乏人类近期数据,无法直接对比345
  • 机器学习:加入狗发病率数据后,所有疾病模型的平均绝对误差都有所降低,这表明狗数据能够提升模型的预测能力。

研究结论和讨论部分指出,尽管研究使用的宠物保险数据存在一定局限性,比如受宠物主人经济状况和地域的影响,部分病例可能漏报等,但初步看来,它在监测至少三种人犬共患疾病方面非常有用。通过监测宠物保险数据,有望提前发现疾病高发期,为公共卫生部门提供预警,以便提前规划资金用于疾病防控和宣传教育。此外,Fetch 宠物保险现有的机器学习算法若能重新调整,用于群体层面的疾病预测,将更快速地检测疾病的出现和复发,对保障人类和动物健康意义重大。这项研究为疾病监测和预测开辟了新的途径,为公共卫生领域提供了重要的参考依据,也为后续进一步研究奠定了基础。

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