Monitoring en SurveillanceMonitoring en Surveillance

Annemarie Bouma

DiagnostiekDiagnostiek

• Individueel dierniveau

(herhaling)

• Bedrijfsniveau

DiagnostiekDiagnostiek

• Individueel dierniveau

• Bedrijfsniveau / Koppeldiagnostiek

Kwaliteit KoppeldiagnostiekKwaliteit Koppeldiagnostiek

1. Kwaliteit van testen in individuele dieren• Sens & Spec (week 1)

Hoe zat het ook al weer??Hoe zat het ook al weer??

Sensitiviteit:

Specificiteit:

PVW:

NVW

a/(a+c)

d/(b+d)

a/(a+b)

d/(c+d)

Ziek Gezond

Test + a b

Test - c d

Kwaliteit van testKwaliteit van testss in in individuele dierenindividuele dieren

• Sensitiviteit (Se): fractie van geïnfecteerde dieren met een positief testresultaat

• Specificiteit (Sp): fractie niet-besmette dieren met een negatief testresultaat

Voorspellende waardeVoorspellende waarde

• PVW = percentage dieren met een positieve test dat werkelijk ziek isde kans dat een dier met een positieve test inderdaad ziek/besmet is

• NVW = percentage dieren met een negatieve test dat werkelijk niet ziek isde kans dat een dier met een negatieve test inderdaad niet ziek/niet besmet is

Kwaliteit KoppeldiagnostiekKwaliteit Koppeldiagnostiek

1. Kwaliteit van testen in individuele dieren• Sens & Spec (week 1)

2. Transmissie van kiemen binnen bedrijven

• Dynamisch proces (week 2)

2. Transmissie kiemen binnen een 2. Transmissie kiemen binnen een bedrijfbedrijf

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

number of chickens

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33

days post IBV introduction

SIR

vb: IBV-infectie in koppel vleeskuikens

Kwaliteit KoppeldiagnostiekKwaliteit Koppeldiagnostiek

1. Kwaliteit van testen in individuele dieren• Sens & Spec (week 1)

2. Transmissie van kiemen binnen bedrijven

• Dynamisch proces (week 2)

3. Toepassing van testen op bedrijfsniveau• Bedrijf is observationele eenheid

3. Toepassing van tests op 3. Toepassing van tests op bedrijfsniveaubedrijfsniveau

KoppeldiagnostiekKoppeldiagnostiek

• Redenen?

• Klinisch probleem• Subklinisch probleem• Status van koppel

KoppeldiagnostiekKoppeldiagnostiek

• Klinisch probleem – Kliniek– Kengetallen (bijv daling voer- en wateropname,

mortaliteit, eilegdaling)

• Subklinisch probleem– Kengetallen: (bijv uniformiteit, vc)

• Status koppel– Meestal serologisch onderzoek– Ook Ag detectie (bv Salmonella, Campylobacter)

Klinisch probleemKlinisch probleem

• Doel: aantonen ziekte / agens in koppel

• Selectie dieren?

• Wanneer noem je koppel besmet?

• Bedrijfssensitiviteit (Hse) = – kans op 1 of meer positieve uitslagen,

gegeven een positief bedrijf.

• Hoe wordt Hse beinvloed?

BedrijfssensitiviteitBedrijfssensitiviteit

• Steekproefgrootte en kansen

• Aanname: juiste selectie AFR:– n=1: P (test+ | ziek +) = Se– n=1: P (test- | ziek +) = 1 - Se– n=n: P (test- | ziek +) = (1 – Se)n

• Hse = 1- kans alles negatief bij n monsters: 1-(1-Se)n

Vb: aantal monsters en Vb: aantal monsters en bedrijfssensitiviteit HSebedrijfssensitiviteit HSe

• AI PCR: Stel Se = 0.9• n = 1 :

Se = 0.9, (1-0.9)1 = 0.1Hse = 1-0.1 = 0.90

• n = 3 : Se = 0.9, (1-0.9)3 = 0.13 = 0.001Hse = 1- 0.13 = 0.999

• Dus: grote kans op aantonen AI-besmet bedrijf bij insturen van 3 swabs van AFR

HSpHSp

• Bedrijfsspecificiteit (HSp):– Kans op 0 positieve uitslagen gegeven een

negatief bedrijf

• Effect van steekproefgrootte op HSp?

Vb: aantal monsters en Vb: aantal monsters en bedrijfsspecificiteit HSpbedrijfsspecificiteit HSp

• AI PCR: Stel Sp = 0.98• n = 1 :

Sp = 0.98, HSp = 0.981 = 0.98

• n = 3 : HSp = 0.983 = 0.94

• Dus: grotere kans op ten onrecht AI-besmet verklaren (indien bedrijf vrij van AI) bij insturen van meer monsters

Vb: aantal monsters en Vb: aantal monsters en bedrijfsspecificiteit HSpbedrijfsspecificiteit HSp

• Stel Sp = 0.8

• n = 3 : HSp = 0.83 = 0.51

• Test karakteristieken van invloed op uitspraak op koppel niveau

Subklinisch probleemSubklinisch probleem

• Op basis van kengetallen– Wanneer is het afwijkend?

Behandeld in week 1– Steekproef?

Gezondheidsstatus bepaling / Gezondheidsstatus bepaling / vrijwaringvrijwaring

• Doel: aantonen aan- of afwezigheid van kiem

• Koppel is in principe niet afwijkend

• ‘Gezondheidstatus’ van de koppel

• Monitoring / surveillance

Monitoring/surveillance in Monitoring/surveillance in pluimveehouderij?pluimveehouderij?

• Monitoring: a continuous investigation of a population and its environment to detect changes in the prevalence of a disease or characteristics of a pathogenic agent.

• Surveillance: the investigation of a population to detect the presence of a pathogenic agent or disease; the frequency and type of surveillance will be determined by the epidemiology of the pathogenic agent or disease, and the desired outputs.

SurveillanceSurveillance

• A dynamic, ongoing process of data recording and analysis supporting the decision making process (Last, 1988)

SurveillanceSurveillance

• Wat bepaalt ontwerp/opbouw van een surveillanceprogramma?

– Doel– Hoe:

* Aantal dieren getest (steekproefgrootte)

* Interval tussen de bemonsteringen

Surveillance op basis van random Surveillance op basis van random bemonsteringbemonstering

• Als ziekte er is, hoeveel dieren moet ik testen om bedrijf positief te verklaren?

• Hoeveel dieren moet je testen om bedrijf met enige betrouwbaarheid “negatief” te verklaren als dat ook zo is?

Steekproefgrootte (n):Steekproefgrootte (n):

• Gewenste detectie-niveau (d)

• Gewenste betrouwbaarheidsniveau (B)

• Aantal dieren in de populatie (N)

))(

(*))((2

111

1

d

NBn d

(Cannon and Roe, 1982)

Voorbeeld 1Voorbeeld 1

• Kalkoenen bedrijf met 1000 kalkoenen• Wanneer wil je een besmetting vinden? Bij welke

prevalentie?• Stel: Infectie opsporen als minstens 1% van de koppel

besmet is (10 dieren van 1000)• Hoe groot moet steekproef dan zijn?• 95% betrouwbaarheid:

n = [ 1- (1 - 0.95) 1/10 ] * [1000 - ((10 - 1) / 2) ] = 258 dieren

• 99% betrouwbaarheid:n = [ 1- (1 - 0.99) 1/10 ] * [1000 - ((10 - 1) / 2) ] =368 dieren

Voorbeeld 2Voorbeeld 2

• Er zijn n dieren onderzocht; allemaal negatief getest.

• Hoeveel dieren kunnen maximaal besmet in dit koppel?

• Herschrijf formule in:

D = [ 1 - ( 1 - B)1/n ] * [ N - (( n-1 ) / 2) ]• VB: 20 leghennen uit koppel van 5000 hennen,

allen test-negatief voor coccidiose.• Maximum aantal besmette dieren?

Voorbeeld 2Voorbeeld 2

• 95% confidence :D = [ 1 - (1 - 0.95)1/20 ] * [ 5000 - (( 20 - 1) / 2) ]= 695 (14%) hennen maximaal besmet

• Als steekproef 200 was geweest, en allen test-negatief :D = [ 1 - (1 - 0.95)1/200 ] * [ 5000 - ((200 - 1) / 2) ]= 73 hennen (1.5% maximum)

Bedrijfssensitiviteit HSeBedrijfssensitiviteit HSe

• HSe: kans op minstens 1 monster met een positieve testuitslag, gegeven een positief bedrijf

• Beinvloed door – Steekproefgrootte: n HSe– Prevalentie: P HSe

Bedrijfsspecificiteit HSpBedrijfsspecificiteit HSp

• HSp: kans dat alle monsters negatieve testuitslag hebben, gegeven een negatief bedrijf:

• Beinvloed door:– Steekproefgrootte (HSp = Spn)

Bedrijfssensitiviteit HSeBedrijfssensitiviteit HSe

• Verbeteren HSe:– Verhogen TestSe– Parallel testen – Afkapwaarde op bedrijfsniveau veranderen– Kennis van de epidemiologie van de ziekte

– steekproefgrootte – prevalentie (AFR en random)

Bedrijfsspecificiteit HSpBedrijfsspecificiteit HSp

• Verbeteren HSp:– Verhogen TestSp– Serieel testen – Afkapwaarde op bedrijfsniveau veranderen– Gepoolde monsters– Kennis van de epidemiologie van de ziekte

– Verkleinen steekproefgrootte ?

Poolen van monstersPoolen van monsters

• Voordelen– Meer individuen voor dezelfde prijs– Vergroting HSp– Lage prevalentie ~ grote steekproef

• Nadelen– HSe verlaagd– PoolSe < TestSe

Surveillance op basis van random Surveillance op basis van random bemonsteringbemonstering

• Sensitiviteit en specificiteit op koppel niveau : Hse en HSp

• Beinvloed door

– Steekproefgrootte

– Interval bemonsteringen (prevalentie)

Frequentie bemonsteringFrequentie bemonstering

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

number of chickens

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33

days post IBV introduction

SIR

vb: virus infectie in koppel

Transmissie kiemen binnen een Transmissie kiemen binnen een bedrijfbedrijf

vb: Simulatie verloop Campylobacter infectie in a groep van 400 vleeskuikens

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15

time after Campylobacter introduction (days)

nu

mb

er

of

co

lon

ize

d b

roile

rs

Kans op detectie infectieKans op detectie infectie

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

dpi

Kan

s op

det

ectie 1 keer per maand n=10

1x per 2 maanden n=10

1 x per maand n=20

1x per 2 maanden n=20

Kanttekeningen bij surveillanceKanttekeningen bij surveillance

• Aantoonbare prevalentie– Minimale prevalentie ?– Acceptabele prevalentie ?

• Dynamica infectie– Variabele prevalentie

• Serologie – Beetje laat– Vraag is: wat is snel genoeg?

Toepassing bij monitoring Toepassing bij monitoring programma’sprogramma’s

• Monitoringsprogramma’s AI, Mg, Se, Campylobacter, ND,

• Doel van een programma ?• Steekproeven

– Randomisatie ?– Keuze van steekproeffrequentie ?– Aan te tonen prevalentie ?

• Kengetallen/kliniek– Keuze ?– Afkapwaardes ?