智能项圈自动化驱虫:一项为期24个月的前瞻性随机双盲现场试验评估及其在“一体健康”策略中的应用价值

【字体: 时间:2025年09月19日 来源:Science in One Health CS3.7

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  本研究针对棘球蚴病防控中犬类驱虫覆盖率与频率难以保障的难题,开展了一项基于“一体健康”框架的前瞻性随机双盲现场试验。研究人员通过对比智能项圈自动化投药系统与人工驱虫方式,证实智能项圈可显著提升驱虫频率(24个月时91.6%犬只年驱虫≥6次),降低犬类细粒棘球绦虫感染风险(OR=0.432,保护效果56.8%),为实现棘球蚴病消除目标提供了创新技术路径。

  

棘球蚴病(Echinococcosis)是一种严重的人畜共患寄生虫病,被世界卫生组织列为被忽视的热带病。其中囊型棘球蚴病(CE)和泡型棘球蚴病(AE)对人类健康构成重大威胁,尤其在青藏高原等流行区,疾病负担沉重。犬类作为细粒棘球绦虫(Echinococcus granulosus sensu lato)和多房棘球绦虫(Echinococcus multilocularis)的终末宿主,其驱虫工作是阻断传播链的关键。尽管中国自2006年起推行全国性犬类月度驱虫计划,使用吡喹酮(PZQ)后犬类粪便抗原阳性率从2012年的4.25%降至2022年的0.44%,但在偏远地区仍面临兽医人力不足、覆盖难持续、成本高昂等挑战。调查显示部分地区驱虫依从性仅21.7%-68.9%,与WHO提出的犬类感染率<0.01%的消除目标相距甚远。

为突破这一瓶颈,中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所(国家热带病研究中心)自2016年开发了基于物联网(IoT)技术的远程管理系统(RMS),集成可自动投放PZQ饵剂的智能项圈。前期短期试验显示其能提升驱虫覆盖率和频率,但长期效果和现场适用性仍需验证。为此,研究团队在甘肃省天祝藏族自治县——一个囊型棘球蚴病流行区,开展了为期24个月的前瞻性、随机双盲、人工驱虫对照的现场试验,评估智能项圈在真实世界中的效能。

研究采用集群随机化设计,将8个乡镇随机分至智能项圈驱虫组(SCDG)和人工驱虫组(MDG)。SCDG通过智能项圈自动按月投放PZQ饵剂,MDG由村兽医上门投药。通过广义估计方程(GEE)分析驱虫效果,主要结局包括粪便抗原阳性率、驱虫频率、项圈回收率和完好率。研究共纳入1920只犬(SCDG 800只,MDG 1120只),收集并检测5119份粪便样本。

关键技术方法包括:1)基于乡镇的集群随机化与盲法实施;2)智能项圈(含12粒PZQ饵剂)的部署与远程监控;3)犬粪便样本的采集与酶联免疫吸附测定(ELISA)检测(使用深圳康百得生物技术公司的棘球绦虫抗原检测试剂盒);4)广义估计方程(GEE)统计模型分析纵向数据;5)项圈性能评估(回收率、完好率、饵剂残留计数)。研究现场为天祝县,代表青藏高原棘球蚴病流行特征,基线犬感染率为1.44%。

3.1. 犬只入组与基线特征

集群随机化覆盖19个乡镇6542只登记犬,最终纳入1920只。两组在体重、齿龄、性别分布上无显著差异,基线粪便抗原阳性率无统计学差异(SCDG 0.8% vs MDG 1.2%, P=0.36)。

3.2. 棘球绦虫抗原阳性结果

24个月时,SCDG抗原阳性率降至0%(0/661),MDG为0.6%(5/789)。GEE分析显示智能项圈显著降低感染风险(OR=0.432, 95% CI: 0.194–0.959, P<0.0001),相当于56.8%的保护效果。时间趋势分析表明SCDG感染率下降更快。

3.3. GEE模型分析

未发现“组别-时间”交互效应(χ2=0.253, P=0.615),但组别效应显著(Wald χ2=4.316, P=0.038),证实智能项圈优于人工驱虫。

3.4. 智能项圈性能指标

12个月时项圈回收率83.3%,完好率74.3%;24个月时显著提升至93.6%和94.1%(P<0.0001)。2023年部署的647个项圈回收率达99.8%,完好率96.4%。主要损坏原因包括投药口松动、壳体裂损、犬只啃咬等。

3.5. 驱虫频率与效能

SCDG中年驱虫6-12次的比例在12个月和24个月时分别达86.7%和91.6%,显著高于MDG(P<0.001)。智能项圈实现了更持续的高频驱虫,且随时间推移效益累积。

研究结论表明,智能项圈在现场应用中具有操作可行性,能可持续地提高驱虫频率,比人工方法更有效地降低犬类感染率。56.8%的保护效果进步有助于减少环境中的虫卵污染,从而降低人畜共患传播风险。讨论部分指出,尽管存在项圈适用性限制(仅60.3%犬只适合佩戴)和随访流失等局限,但智能项圈技术为棘球蚴病控制提供了创新解决方案。其长期效益、成本效果和规模化应用潜力仍需进一步评估,但本研究为全球流行区实现消除目标提供了高质量证据和实践路径。

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