优化年龄结构抽样方法以估算疟疾血清流行病学中的血清转化率：一项模拟研究

《Scientific Reports》：Optimizing age-structured sampling for estimating the seroconversion rate in malaria seroepidemiology: a simulation study

　　

摘要

血清流行率和血清转化率（SCR）是衡量疟疾负担的关键指标，尤其是在传播率较低的环境中。优化基于年龄的采样方法可以提高SCR估计的效率和准确性，但这一点在疟疾血清流行病学研究中尚未得到系统探讨。我们通过蒙特卡洛模拟，在不同的假设条件下（包括SCR、血清逆转率（SRR）以及SRR是否已知的情况下），确定了最佳的基于年龄的采样策略。利用反向催化模型及其扩展模型，我们考虑了两种传播情景：一种是SCR保持稳定，另一种是在某个特定时间点后SCR下降。SCR和SRR的实际范围是根据先前的研究结果选定的，这些研究基于对恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）MSP1抗原的血清学反应。在传播率稳定的情况下，对年龄较大的人群进行采样可以提高低传播率环境中的估计准确性；而在传播率较高的情况下，当SRR已知时，年轻人群的样本更具信息价值。当SRR未知时，对更年轻的人群进行采样并保持年龄分布平衡可以提高估计精度。在传播率变化的情况下，对变化点之后出生的人群进行采样有助于更准确地估计变化后的SCR；而在SRR未知的情况下，平衡采样方法效果最佳。为了说明这些发现的实际意义，我们将该框架应用于斯里兰卡发布的疟疾血清学数据。原始研究采用的年龄分布严重偏向成年人，导致变化后SCR的估计精度降低，且检测传播变化的能力有限。我们的模拟表明，在相似条件下，采用不同的基于年龄的采样策略可以显著提高估计的精度和统计功效。这些发现强调了精心设计采样方案的重要性，尤其是在人员或资金资源有限的情况下，同时表明在通过单次横断面疟疾血清学调查估计SCR时，应慎重考虑基于年龄的采样策略，以确保足够的精度。