运用风险-收益分析与层次分析法决策大型家禽产业中快速沙门氏菌检测方法的实施

《Risk Analysis》：Using Risk–Benefit Analysis and the Analytical Hierarchy Process to Decide on the Implementation of Rapid Salmonella Detection Methods in Large Poultry Industries

　　

基于多准则决策分析（MCDA）的工具可用于涉及食品安全问题（FSI）的决策过程。研究人员运用风险-收益分析（RBA）和层次分析法（AHP）回答以下问题：在大型家禽产业中使用快速沙门氏菌检测方法有哪些收益和风险？用一种已实施的快速方法更换另一种方法有哪些收益和风险？在RBA中，研究人员描述了FSI，对沙门氏菌风险进行排序，并通过考虑七个标准（供应能力、国际验证、设备成本、操作简便性、技术支持、每样本成本及获得结果时间）分析了检测方法的收益和成本。AHP是一种基于成对比较的数学框架，用于确认RBA的发现。结果表明，RBA推荐大型家禽公司使用快速检测方法，因为这些方法以低到高的成本带来高收益。然而，RBA无法识别用一种已实施方法更换另一种方法的收益，因为广为人知的方法具有相似特性，决策应基于最佳商业提案。AHP分析证实，更快速的检测方法带来更高的收益，即使成本更高，也可能成为公司的首选，但必须满足广为人知方法的主要特性，包括设备借用。选择快速方法的主要标准优先排序为供应能力、技术支持、获得结果时间和国际验证。RBA和AHP得出了相同的结论；然而，RBA应用更简单，而AHP能够进行定量分析。

**论文解读：运用风险-收益分析与层次分析法决策大型家禽产业中快速沙门氏菌检测方法的实施**

**研究背景与问题**

沙门氏菌（*Salmonella* spp.）是全球最重要的食源性病原体之一，其检测对于提高禽肉产品的安全性至关重要。在巴西等大型家禽生产国，沙门氏菌控制复杂，因其是家禽自然微生物群的一部分，难以在养殖场和加工厂中完全预防。大型屠宰场（日屠宰10万至20万只家禽）需进行大量沙门氏菌检测，以满足国内法规（如巴西2022年法规要求25克样品中未检出肠炎沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌）和出口要求（如欧盟2073/2005法规）。目前，传统检测方法需3-5天才能获得阴性结果，而快速检测方法可在9-34小时内完成，但市场上存在多种商品化快速方法，其成本、收益和风险各异。选择一种合适的方法并非易事，需要考虑供应能力、国际验证、设备成本、操作简便性、技术支持、每样本成本和获得结果时间等标准。此外，从一种已实施的快速方法更换为另一种更快方法可能需要额外投资、新文档和内部验证，增加了管理风险和成本。因此，需要一种系统化的决策工具来评估快速检测方法的实施和更换。

**研究目的**

为解决上述问题，研究人员开展本研究，旨在：（1）评估在大型家禽产业中使用快速沙门氏菌检测方法的收益与风险；（2）评估用一种已实施快速方法更换另一种方法的收益与风险。为此，研究人员运用了风险-收益分析（RBA）和层次分析法（AHP）两种多准则决策分析（MCDA）工具，并比较了它们的适用性和结果一致性。

**论文发表在《Risk Analysis》。**

**主要技术方法**

研究人员首先采用RBA模型（由Tondo and Gon?alves于2021年开发），该模型包括三个部分：描述食品安全问题（FSI）的风险概况、对沙门氏菌进行风险排名、分析采纳控制措施的收益和成本大小。RBA由四名食品安全专家（包括大型家禽公司实验室经理、为家禽行业提供服务的资深技术实验室经理、食品微生物学教授及负责测试和分析快速方法的研究微生物学家）通过多次会议进行，列出了七个关键标准（供应能力、国际验证、设备成本、操作简便性、技术支持、每样本成本、获得结果时间）。随后，研究人员应用AHP方法（Saaty, 1987, 1990），构建层次结构，对七个标准进行成对比较（使用九点语义标度），并通过AHPWEB软件（Fran?ozo et al., 2023）计算标准优先级和替代方案（四种快速方法，包括三种已知方法和一种更快但尚未商业化的方法）的排名。为评估RBA和AHP结果的稳健性，研究人员扩大专家小组至19名专业人士（包括7名大型家禽公司实验室经理、9名资深实验室技术员和3名检测制造商专家），采用数值偏好量表（1-9分）对标准进行评分，并基于此进行AHP分析。最后进行了敏感性分析，调整更快方法（方法4）的特性（如满足供应能力和技术支持，或提供设备借用）以观察结果变化。

**研究结果**

**3.1 RBA结果**

**3.1.1 风险概况**

风险概况描述了在巴西大型家禽公司中使用快速沙门氏菌检测方法的FSI。沙门氏菌是关注的危害，其风险为中等（沙门氏菌病是严重疾病，在巴西鲜禽肉中的流行率为14.9%）。快速方法用于筛查，阴性结果可在9-34小时内获得，阳性结果需通过培养、生化和血清学确认（约一周）。传统方法需至少3天。快速方法的经济影响显著：假设一家大型公司每月检测450-1500个样本，每样本成本4-5美元，每月测试成本约2025-6750美元。更关键的是，等待结果期间的冷藏或冷冻卡车存储成本：24吨卡车每小时成本3.67美元（首24小时），之后每小时7.33美元；30吨卡车更高。快速方法可将等待成本从传统方法的439.92-791.76美元（24吨）降至33.03-161.38美元。

**3.1.2 RBA风险排名**

基于严重性和可能性矩阵，沙门氏菌风险被排名为中等（严重性=3，可能性=3，风险评分=9），建议在短期至中期内采取控制措施。

**3.1.3 RBA收益和成本**

专家分析七个标准后得出：使用快速检测方法带来高至极高收益（因更快、更多样本、更少劳动力），成本为低至中等（取决于设备是否借用），因此RBA推荐采用快速方法。对于更换方法，由于已知方法特性相似（表6），收益为无至低，成本为高至极高，位于RBA不确定性区域（B区），需要更多信息。例如，方法1-3在供应能力、国际验证、设备成本上有相似表现，但方法2技术支持较低，方法3每样本成本较低（4美元 vs 5美元）。方法4（更快，9-10小时）尚未上市，无供应能力和技术支持信息，但假设成本高20%、设备成本高。专家将供应能力列为“必不可少”，国际验证、技术支持、获得结果时间为“非常重要”，操作简便性为“重要”，每样本成本为“中等重要”，设备成本为“无关紧要”。

**3.2 AHP结果**

**3.2.1 AHP标准排名**

专家小组1（n=4）的AIJ排名中，供应能力（中位数0.39）和支持（0.34）显著高于获得结果时间（0.08）、国际验证（0.06）、操作简便性和每样本成本（0.02）、设备成本（0.01）（Bonferroni检验，p<0.001）。专家小组2（n=19）的排名中，供应能力、国际验证、获得结果时间（0.16）和技术支持（0.15）显著高于设备成本（0.11）（Bonferroni检验，p<0.001），前四者之间无显著差异。操作简便性和每样本成本（0.13）居中。两个小组在设备成本和获得结果时间方面存在显著差异（Mann-Whitney检验，p<0.001），但整体排序一致。

**3.2.2 RBA与AHP标准优先级比较**

表7显示，RBA和AHP的前四个主要标准相同：供应能力（必不可少/第一）、技术支持（非常重要/第二）、获得结果时间（非常重要/第三）、国际验证（非常重要/第四），后三个标准排序也一致：操作简便性、每样本成本、设备成本。

**3.2.3 AHP替代方案排名**

两个专家小组的AIP结果显示，方法1和方法3被评估为等效（Bonferroni检验，p>0.05），是首选（优于方法2和方法4，p<0.001）；方法2排名显著优于方法4（p<0.001）。方法1和方法3在满足关键标准上相似，仅操作简便性和每样本成本有细微差异，因此选择取决于商业提案。方法2因技术支持较低而被降级。方法4虽结果最快，但缺乏供应能力和技术支持，排名最后。

**3.2.4 AHP敏感性分析**

在情境1中（方法4满足供应能力和技术支持），专家小组1将方法4提升至与方法1和3并列第一（无显著差异），而专家小组2仍将方法1和3列为第一，但方法4优于方法2。在情境2中（方法4进一步提供设备借用），专家小组2将方法4列为第一选择（p<0.001），方法1和3并列第二，方法2最后。这表明当快速方法在供应能力、国际验证、设备借用和技术支持上质量相当时，更快的方法可能成为首选。

**3.2.5 RBA与AHP的比较分析**

RBA和AHP得出一致结论：方法1和方法3优于方法2；方法4在满足供应能力、国际验证、技术支持且设备借用时，可成为最佳选择。RBA更简单易用，而AHP能提供定量分析。最终，结合AHP提供的额外信息，RBA得以评估更换方法的收益：当更快方法具备足够供应能力、技术支持、设备借用和国际验证时，收益高至极高，风险可接受。

**讨论与结论总结**

**讨论部分总结**：本研究展示了RBA和AHP在决策支持中的互补性。RBA定性分析快速，适合初步筛选；AHP通过成对比较量化标准权重，更精确但操作复杂（例如21次成对比较，需保持一致性比率CR<0.1）。专家小组成员因背景差异导致标准偏好有变异性，但聚合判断提供了客观决策。敏感性分析强调了供应能力和技术支持的关键作用。两种方法均支持使用快速方法，并指出更换方法需在新方法提供更快的速度、充分的供应能力和技术支持时才有收益。

**研究结论**：根据结果，大型家禽公司采用快速沙门氏菌检测方法具有优势，带来高至极高的收益和低至高的成本。鉴于这些结果，RBA推荐在这些公司中实施和使用快速方法。在第一次分析中，RBA无法识别用另一种已知方法更换一种方法的收益，因为已知方法具有相似特性和优势。RBA所需且由AHP提供的额外信息产生了类似结果，表明实施新方法的决策应基于最佳商业提案。然而，研究也表明，一种更快的方法将带来高至极高的收益，并且可能成为公司的首选，即使成本高于其他方法，只要其特性包括足够的供应能力、国际验证、设备借用和适当的技术支持。也就是说，更快的新方法的收益超过了更换已知方法的风险。最后，AHP证实了RBA结果在本研究中的稳健性，而后者更易执行，这有助于FSI风险管理中的决策过程。