如何科学计算动物疫病检测所需采样量？

    前段时间有个朋友问我检测所需采样量，我一开始觉得这个问题很简单，找了一篇文章里面的一些些表格发给了这位朋友。随后的一段时间里，这个问题时常出现在我脑海中，采样量的计算真的这么简单吗？我尝试以我粗浅的流行病学和统计学知识为大家介绍一些入门基础，如有错误请大家指正！

    在计算采样量之前首先要明确实验的目的，不同的实验目的适用于不同的公式，里面涉及到一些流行病学的基础概念请复习：新冠抗原检测不适合普通人群的数学解读，下面列出几种不同目的下的采样量计算：

一、证明无疫/净化评估的采样量计算

    证明无疫/净化评估的前提是某种疫病在某个特定群体（国家、地区、群体）的流行率接近0。

    1.背景

    在中国动物疫病预防控制中心发布的《动物疫病净化场评估技术规范(2021 版)》：“本规范适用于种猪场、种鸡场、种牛场、奶牛场、种羊场、种公猪站、种公牛站和规模养殖场( 不含种畜禽场、奶畜场) 主要动物疫病净化效果的评估。包括:猪伪狂犬病、猪瘟、猪繁殖与呼吸综合征、口蹄疫、非洲猪瘟、禽白血病、鸡白痢、新城疫、高致病性禽流感、布鲁氏菌病、牛结核病净化应达到的标准,抽样方案及现场综合审查要点。”

    在猪伪狂犬病非免疫净化评估实验室检测方法中抽样数量的计算使用的就是证明无疫的公式。

    2.计算公式

    证明无疫/净化评估的抽样数量计算公式为：

n：需要的抽样数量；

CL：置信水平，通常取0.95；

N：群体数量；

D：感染动物的数量

Se：诊断敏感性

本公式也可以用于已知群体流行率的情况下发现疫病所需采样数量的计算。

    3.举例

    假设一个群体，群体数量为500头，置信水平CL为0.95，流行率为10%（感染动物为50），诊断敏感性为100%，则需要的采样数量为28.

二、估计流行率的样本量计算

    疫病控制的关键是降低流行率，因此定期的进行群体监测以获得估计流行率就十分重要。

    1.背景

    在中国动物疫病预防控制中心发布的《动物疫病净化场评估技术规范(2021 版)》在猪伪狂犬病免疫净化评估实验室检测方法中除了证明无疫公式，还提到了预估期望值公式即估计流行率的抽样计算公式。

    2.计算公式

    预估期望值/估计流行率抽样计算公式为：

n：需要的抽样数量；

Z：Z分布的置信水平，通常取置信水平CL为95%，Z为1.96;

p：预期流行率；

q：1-p；

L：精密度或可接受误差，也可e表示。

    3.举例

    假设一个群体，群体数量为500头，置信水平CL为95%，Z为1.96，流行率p为20%，可接受误差L为3%，则需要的采样数量为683.

当计算的采样数量超过群体数量时，需要对采样数量进行调整，调整后的数量为289。

三、免疫状态评估的样本量计算

    疫苗免疫仍然是目前大部分疫病的主要防控手段，免疫状态评估分为2种类型：

1.估计免疫动物在群体中比例采用预估期望值/估计流行率公式：

   假设一个群体，群体数量N为500头，置信水平CL为95%，Z为1.96，预期流行率（免疫率）为80%，可接受误差为3%，则需要的采样数量为289.

2.估计免疫率临界值采用证明无疫/净化评估/发现疫病的抽样数量计算公式：

比如通常认为免疫抗体阳性率超过80%可达到群体免疫。

    假设一个群体，群体数量N为500头，置信水平CL为0.95，预期流行率p（免疫率）为80%（感染动物为400），诊断敏感性Se为100%，则需要的采样数量为3.

       采样量计算其实是个很复杂的问题：涉及到实验目的、检测方法的敏感性特异性、疫病流行率和群体数量等因素，得到的结果也只是一个预测值。即使如此，我们仍然需要将各种因素考虑在内已获得相对准确的结果。

参考文献：

    WOAH terrestrial manual chapter 1.1.2

 https://www.woah.org/en/what-we-do/standards/codes-and-manuals/terrestrial-manual-online-access/

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