土耳其牛主要BRD相关病毒血清流行率的多层随机效应Meta分析及蒙特卡洛情景经济损失模拟

《Veterinary Sciences》：Seroprevalence of Major Viral Pathogens Associated with Bovine Respiratory Disease in Cattle in Türkiye and Scenario-Based Estimates of Economic Loss

　　

牛呼吸道疾病（BRD）是全球牛生产中重要的健康与经济问题，可通过生产力下降、死亡以及治疗和兽医服务成本造成重大损失。本研究旨在估计土耳其牛中主要BRD相关病毒性病原的血清流行率，并采用基于情景的随机经济模型量化每头受BRD影响的奶牛潜在经济损失。按照PRISMA 2020指南开展系统评价和多层随机效应Meta分析。系统评价纳入2000年至2026年间发表的31项合格研究。仅将通过酶联免疫吸附试验（ELISA）或血清中和试验（SN）获得的抗体阳性估计纳入定量血清流行率Meta分析，而基于聚合酶链反应（PCR）的估计保留用于描述性评价。合并血清流行率估计为：牛呼吸道合胞病毒（BRSV）72.0%（95% CI：43.8–89.5），副流感病毒3型（PI-3）59.5%（95% CI：28.7–84.3），牛病毒性腹泻病毒（BVDV）55.5%（95% CI：42.1–68.2），牛疱疹病毒1型（BHV-1）43.6%（95% CI：15.7–76.1）。在多变量多层Meta回归中，病毒性病原、诊断方法和群体状态对血清流行率的总体影响无统计学显著性（p > 0.05）。Egger加权回归检验未显示四种病原中任一病原存在统计学显著的漏斗图不对称。采用10,000次迭代的蒙特卡洛模拟模型估计每头受BRD影响奶牛的潜在经济损失。平均潜在经济损失为每头受影响牛331.63美元，中位数为330.31美元，95%不确定性区间为245.90–423.97美元。活重损失、治疗和兽医服务成本、死亡相关损失及产奶量损失是基于情景经济损失的主要组成部分。这些发现表明土耳其牛群对BRD相关病毒性病原存在广泛暴露，并表明BRD可能在受影响奶牛中伴随相当大的经济后果。研究结果为支持BRD监测和控制策略以及预防措施的优先排序提供了证据。未来有必要开展采用标准化方法和代表性牛群的多中心流行病学研究，以提高国家估计的精确性和外推性。

1. 引言
牛呼吸道疾病（BRD）是多因素疾病复合体，由传染性病原、宿主因素和环境条件相互作用所致。病毒性病原可原发感染并增加继发细菌感染易感性，常见包括BRSV、BHV-1、BVDV和PI-3。BVDV经济后果研究较多，可致产奶量和增重下降、犊牛损失、流产、死胎、繁殖性能受损，以及兽医服务、诊断、治疗和控制项目成本；持续感染（PI）动物持续排毒并维持群内感染。经济后果不仅包括死亡，还包括生产效率和饲料效率下降等。BRD相关病毒分布受畜群、管理、生物安全、调运、疫苗、地理和诊断方法影响。土耳其已有区域血清学研究，但既往Meta分析多集中于BVDV和传染性牛鼻气管炎（IBR），需要整合主要BRD相关病毒证据并评估异质性。研究目的是用系统评价和多层随机效应Meta分析估计土耳其牛BVDV、BHV-1、BRSV和PI-3血清流行率，并用基于蒙特卡洛模拟的随机经济模型估计每头BRD受影响奶牛潜在经济损失。

2. 材料与方法
2.1. 研究设计
研究采用多层随机效应Meta分析和基于蒙特卡洛模拟的随机经济模型，确定土耳其牛主要BRD相关病毒血清流行率并估计每头BRD受影响奶牛潜在经济损失。
2.2. 文献检索策略
通过Google Scholar于2026年3月1—15日检索2000年1月1日至2026年3月15日文献，组合检索式为“cattle + prevalence + BVDV + BHV-1 + BRSV + PI-3 + Turkey”。初检150条，去重后144条，经题录筛选排除107条，全文评估37项，排除6项数据不足研究，最终纳入31项。流程遵循PRISMA 2020，方案未前瞻注册，未对每种病原单独检索。
2.3. 纳入与排除标准及数据提取
纳入土耳其牛原创研究，报告样本量及阳性动物数或阳性率；排除综述、病例报告、会议摘要、实验感染、非牛物种、重复发表及数据不足研究。提取第一作者、发表年份、地区、样本量、群体特征与健康状态、疫苗状态、病原、诊断方法（ELISA、SN或PCR）和阳性数据；两名作者独立选择、提取和偏倚评估，分歧讨论解决。采用JBI患病率数据批判性评估清单评价质量，总体偏倚风险分为低、中、高。
2.4. Meta分析
仅ELISA和SN抗体阳性数据纳入定量Meta分析，PCR结果作描述性评价。比例经logit转换，标准误按阳性数和阴性数计算，结果回转换为百分比。采用多层随机效应模型处理同一研究多个效应量的依赖性，研究水平随机效应纳入模型，方差成分用限制性最大似然（REML）估计。分病原计算合并血清流行率及95%置信区间（CI）和95%预测区间（PI），以方差成分（σ²）表示研究间异质性。多层随机效应Meta回归评估病原、群体状态（健康/患病）和血清学诊断方法（ELISA/SN）的差异，并拟合同时纳入三者的多变量模型；以发表年份为连续调节变量并调整病原评估时间趋势；疫苗状态因研究不足未定量评价。以小研究效应漏斗图和Egger加权回归检验评估发表偏倚，双侧p < 0.05为显著。
2.5. 经济建模
目标群体为奶牛，估计每头BRD受影响奶牛潜在经济损失；Meta分析血清流行率不作为经济模型输入。模型参数包括死亡比例、治疗成本、兽医服务费用、产奶量损失和活重损失；依据文献和当前市场数据设定最小值、最可能值和最大值，构建三角概率分布。模型包括死亡导致动物价值损失、产奶和活重生产损失、治疗和兽医服务成本，不包括疫苗接种、净化、生物安全等控制措施及其他间接运营成本。治疗成本包括药物、耗材和应用费用，兽医服务成本包括检查、出诊和专业服务费用，并明确区分以避免重复计算。死亡损失按M×V_animal计算；产奶损失按(1 ? M)×M_loss×P_milk计算；活重损失按(1 ? M)×W_loss×P_kg计算，其中(1 ? M)为存活比例，避免对已计入死亡损失的动物重复计算生产损失。总损失公式为E(Loss) = [(C_treat + C_vet) + (M × V_animal) + (1 ? M) × [(M_loss × P_milk) + (W_loss × P_kg)]]。参数设低、基、高情景，基准锚定文献，低高值为合理界限；货币按2026年土耳其市场价值和2026年3月平均汇率（1 USD = 44.14 TRY）折为美元，早期研究仅用于生物和生产损失参数。蒙特卡洛模拟进行10,000次迭代，估计每头平均潜在经济损失及95%不确定性区间（UI）。
2.6. 统计分析
Meta分析和Meta回归使用jamovi 2.7.17的MAJOR模块；经济分析使用Microsoft Excel；显著性水平p < 0.05。

3. 结果
31项研究发表于2005—2026年，覆盖土耳其不同地理区域，主要涉及BVDV、BHV-1、BRSV和PI-3；ELISA和SN最常用，PCR结果因不反映血清流行率未纳入Meta分析，疫苗状态因研究不足未评价。31项研究共11,247头牛，单研究样本量56—1288头；排除PCR结果后纳入104个血清学效应量。BVDV检测8,998头，阳性4,822头（53.6%）；BHV-1检测6,715头，阳性2,035头（30.3%）；BRSV检测3,287头，阳性2,198头（66.9%）；PI-3检测4,059头，阳性2,086头（51.4%）。地理上中部和西部中高血清流行率较常见，东部安纳托利亚部分省缺乏合适数据。合并血清流行率BRSV最高72.0%（95% CI：43.8—89.5），BHV-1最低43.6%（95% CI：15.7—76.1），BVDV 55.5%（95% CI：42.1—68.2），PI-3 59.5%（95% CI：28.7—84.3）；病原类型效应不显著（F(3,1.03)=5.67，p=0.290）。Egger检验未显示四种病原漏斗图不对称有统计学显著性。患病动物合并血清流行率64.6%（95% CI：31.5—87.8）高于健康动物44.1%（95% CI：28.6—60.9），但不显著（F(1,6.58)=2.56，p=0.157）；ELISA 60.2%（95% CI：34.8—81.0）高于SN 43.4%（95% CI：24.2—64.9），亦不显著（F(1,10.43)=1.60，p=0.234）。多变量模型中诊断方法、病原和群体状态总体效应均不显著（p > 0.05）；发表年份与血清流行率无显著关联（p=0.066）。确定性情景分析显示每头BRD受影响奶牛潜在经济损失低情景115.02美元、基情景288.23美元、高情景642.35美元；蒙特卡洛模拟均值331.63美元，中位330.31美元，95% UI 245.90—423.97美元。

4. 讨论
本研究合并血清流行率较高，提示土耳其牛群对主要BRD相关病毒暴露广泛；多变量Meta回归中病原总体效应不显著。土耳其血清学研究表明多病原共阳性常见，BVDV、BHV-1、BRSV和PI-3常共同循环而非单独存在。与既往Meta分析比较，BVDV合并血清流行率高于全球抗体估计但接近中国奶牛估计；PI-3与全球估计相近；BRSV高于全球估计但处于其置信区间上限内；BHV-1与土耳其近期Meta分析大规模研究估计一致。患病动物和ELISA研究血清流行率数值较高但差异不显著；多变量模型中各调节因素均不显著；发表年份与血清流行率无显著关联。但研究间异质性大、置信区间和预测区间宽、部分比较研究簇少，非显著结果不能解释为不存在关联。PCR与血清学反映感染不同方面，不宜合并；同一群体可呈高ELISA阳性而低RT-PCR阳性。血清阳性不表示活动感染或临床疾病，但反映既往暴露和群水平暴露；高血清流行率提示病毒在群内广泛循环和持续感染压力。BVDV各研究报告血清流行率范围宽，预测区间宽，提示研究间变异与流行病学条件、群体特征、地理区域和采样策略有关。多病毒同群循环可增加临床严重性和经济损失；BVDV和BHV-1具免疫抑制作用，可增加继发细菌感染、治疗需求，并降低增重、饲料利用效率、胴体品质和群体性能。BVDV经济影响不仅包括临床疾病和死亡直接损失，还包括产奶下降、生长迟缓、饲料效率受损、繁殖性能损失和管理成本等间接损失。蒙特卡洛模型显示BRD受影响奶牛潜在经济损失由多个成本组成。与肉牛持续感染暴露损失研究相比，本研究估计较高，应结合生产系统、动物类别和成本组成差异解释；本模型纳入治疗和兽医服务、死亡、产奶和活重损失。经济影响不限于死亡和治疗，产奶和性能损失亦重要；有研究报道新生儿BRD或腹泻降低第一泌乳产奶量，BVDV和呼吸系统疾病可致产奶量下降约20—30%；本模型产奶损失情景参考平均产奶损失121.2 kg/头。活重损失参数基于现场数据；有研究报道亚临床和临床病例胴体重损失。治疗成本范围按2026年土耳其治疗成本设定；模拟显示治疗和兽医服务成本、死亡相关损失、产奶损失和活重损失均为重要组成。总均值高于部分BVDV感染估计，低于严重临床暴发估计，与奶牛替代母牛BRD成本及持续感染牛经济损失研究范围总体可比；文献范围宽源于临床严重性、生产系统、感染压力、流行病学条件、建模方法和成本组成不同。土耳其BoHV-1感染经济研究估计每头约285.18—383.21美元，主要涉及繁殖性能；本研究聚焦呼吸病相关生产损失、死亡、治疗和兽医服务，均值落在其范围内。群体和行业层面，BVDV和BRSV可造成显著年度损失。群水平因素如引种、群规模、密度和邻近畜群接触与BoHV-1引入风险相关，而纳入研究未充分报告这些特征，解释异质性时需考虑。BVDV亚临床损失包括体细胞数增加、过早淘汰、犊牛死亡、首产日龄延迟和产犊间隔延长，流产和繁殖损失尤其持续感染动物可增加农场负担。高血清流行率不直接证明持续感染动物存在，但提示BVDV广泛和持续感染可能；持续感染动物持续排毒，是群内感染延续的主要储库和控制净化成功的关键，采用抗原或分子方法识别和清除持续感染动物是打断传播链和降低长期损失的基本策略。未免疫群高血清阳性支持自然感染广泛循环。经济研究表明BVDV控制和净化项目长期具有经济收益，农场层面高效疫苗可降低BRD发病风险。疫苗状态对解释抗体血清流行率重要，但纳入研究报告不一致且疫苗群研究少，无法按疫苗状态定量分析；检索仅用Google Scholar和组合检索式也可能限制病原特异性研究识别。纳入研究主要方法学局限与样本选择和群体代表性有关，许多研究基于临床病例、选择畜群或单个农场，限制外推；合并血清流行率应解释为纳入群体病毒暴露指标，而非临床BRD发病率或全国代表性血清流行率。

5. 结论
本研究系统评价土耳其牛主要BRD相关病毒血清流行率，发现牛群暴露广泛；BRSV合并血清流行率数值最高，但病原类型间差异不显著。经济模型显示BRD受影响奶牛潜在经济损失由治疗和兽医服务成本、死亡相关损失、产奶量损失和活重损失等多成本组成，蒙特卡洛模拟均值331.63美元/头。研究为BRD监测和控制策略、资源优先配置和成本效益预防规划提供科学依据。