采样设计对肉鸡盲肠-皮肤弯曲杆菌关系推断的影响

《Microbial Risk Analysis》：Impact of sampling design on inference of the caecal–skin Campylobacter relationship in broilers

　　

• 采样设计决定弯曲杆菌盲肠-皮肤关系的恢复能力。
• 配对采样能够恢复潜在的弯曲杆菌盲肠-皮肤关系。
• 非配对采样（通常为混合采样）会对此类关系的估计产生偏倚。
• 来自常规监测的参数可能使用于政策制定的风险模型产生偏倚。
• 非配对或混合采样可能无法推断食物链各阶段之间的关系。

**研究背景与问题**
弯曲杆菌（*Campylobacter* spp.）是欧盟和英国最常见的食源性胃肠道疾病细菌病原体，家禽被视为主要储存宿主和人类感染源。尽管英国在零售鸡肉中高度污染（>1000 CFU/g）的比例有所下降，但人类弯曲杆菌病病例数并未相应减少，甚至在2024年英国英格兰地区同比增长17.1%。这种偏差提示，现有监测数据推断的盲肠-皮肤污染关系可能未能准确反映真实生物学关联，从而影响基于此关系的定量微生物风险评估模型对干预措施效果的预测。

**研究目的与意义**
研究人员假设，在常规使用的非配对和混合采样策略下，盲肠-皮肤弯曲杆菌关系可能无法从观测数据中可靠恢复。通过模拟框架，评估不同采样设计对估计偏倚的影响，尤其关注用于政策制定的定量微生物风险评估模型参数来源。该研究发表在《Microbial Risk Analysis》，对优化监测方案和风险模型参数化具有重要意义。

**关键技术方法**
研究人员构建了一个包含100个鸡群（每群20,000只鸡）的模拟肉鸡群体，基于APHA/FSA监测数据设定盲肠污染分布（均值5.94 log₁₀ CFU/g，标准差3.71），并假设线性回归关系（斜率真值可变）生成皮肤污染。采用四种采样策略：配对个体、配对混合、非配对个体、非配对混合，每种重复1,000次迭代。应用检测限（5 CFU/g）并替换为半值（2.5 CFU/g）。通过线性回归估计采样斜率，比较与真值/目标值（0.276）的偏差。敏感性分析变化场内流行率（30%–100%）、残差标准差（0.1–5.0 log₁₀ CFU/g）和截距。

**研究结果**
**配对采样准确恢复关系**
配对个体和配对混合策略下，采样斜率的中位数和均值与真值高度吻合。当真斜率为0.276时，配对个体采样100%的迭代斜率落在±0.05范围内，配对混合采样为75.5%。
**非配对采样无法恢复关系**
无论真斜率为0、0.276、0.5、1还是10，非配对个体和非配对混合策略的采样斜率均集中于零，没有任何迭代落在真值±0.05范围内。这表明非配对破坏了盲肠-皮肤测量的协方差结构。
**目标斜率来源的再评估**
EFSA模型采用的目标斜率0.276源自英国非配对混合监测数据。模拟显示，当真斜率为10时，仍有5.5%的非配对迭代产生斜率在0.276±0.05内，说明该观测值可能由完全不同的真实关系经采样偏倚产生。
**敏感性分析**
场内流行率降低仅减小配对个体采样的精度，但非配对策略仍偏移零。残差标准差增大时，配对混合采样的斜率均值从0.230（残差0.1）降至0.169（残差5），但非配对仍为零。截距为负（如-10）时，所有采样策略的斜率均趋零，因多数皮肤浓度低于检测限。

**讨论与结论**
讨论指出，非配对和混合采样导致的关系不可恢复是采样设计的结构性后果，而非参数选择或生物变异所致。这解释了文献中报道的盲肠-皮肤关系不一致现象（如Boysen等发现强线性关系，但Allen等未发现相关性）。EFSA模型中基于非配对混合监测数据推导的斜率0.276可能不可靠，据此预测的干预措施公共卫生效果需谨慎解读。研究建议，在需要估计生产链阶段关系时，应采用配对采样设计。
**结论翻译**：本研究显示，常用采样设计可能无法保留推断生产链阶段关系所需的信息。以肉鸡弯曲杆菌为例，在人类感染率持续高企的背景下，非配对和混合采样可能产生不反映潜在关联的估计值。这些发现强调了在定量微生物风险评估中，需将采样设计与分析目标对齐。