Ялка Кадария

Катедра по биостатистика, екологични науки и епидемиология, Държавен университет в Кент, Колеж по обществено здраве, 750 Hilltop Drive, Кент, Охайо 44242, САЩ

болест

Тара С. Смит

Катедра по биостатистика, екологични науки и епидемиология, Държавен университет в Кент, Колеж по обществено здраве, 750 Hilltop Drive, Кент, Охайо 44242, САЩ

Дипендра Тапалия

Катедра по биостатистика, екологични здравни науки и епидемиология, Държавен университет в Кент, Колеж по обществено здраве, 750 Hilltop Drive, Кент, Охайо 44242, САЩ

Резюме

1. Въведение

Хранителните болести са основна грижа за общественото здраве в световен мащаб [1, 2]. СЗО определя болестта, пренасяна от храни (FBD), като „болест с инфекциозна или токсична природа, причинена или смятана за причинена от консумацията на храна или вода“ [2]. Ежегодно около 76 милиона болести, 325 000 хоспитализации и 5000 смъртни случая са причинени от болести, пренасяни с храна в Съединените щати [3]. Сред тези случаи 31 известни патогени причиняват 9,4 милиона заболявания, 56 000 хоспитализации и 1300 смъртни случая [4]. Използвайки данни от 2000-2008 г., изследователите са изчислили, че патогените, които са замесени в повечето FBD, са норовирус (5,5 милиона, 58%), нетифоидна Salmonella spp. (1,0 милиона, 11%), Clostrodium perfringens (1,0 милиона, 10%) и Campylobacter spp. (0,8 милиона, 9%). Сред много хранителни патогени, нетифоидни Salmonella spp. и Campylobacter spp. са водещите причини за FBD в САЩ, Англия и Австралия [4].

2. Стафилококус ауреус

S. aureus е коменсален и опортюнистичен патоген, който може да причини широк спектър от инфекции, от повърхностни кожни инфекции до тежко и потенциално фатално инвазивно заболяване [15]. Тази вездесъща бактерия е важен патоген поради комбинацията от „токсин-медиирана вирулентност, инвазивност и антибиотична резистентност“. Този организъм се очертава като основен патоген както за вътреболнични, така и за придобити в общността инфекции. S. aureus не образува спори, но може да причини замърсяване на хранителни продукти по време на приготвянето и обработката на храната. S. aureus може да расте в широк диапазон от температури (7 ° до 48,5 ° C; оптимално 30 до 37 ° C), pH (4,2 до 9,3; оптимално 7 до 7,5) и концентрация на натриев хлорид до 15% NaCl. S. aureus е толерантен към десикация организъм със способността да оцелява в потенциално суха и стресова среда, като човешкия нос, както и върху кожата и неодушевените повърхности като дрехи и повърхности [16]. Тези характеристики благоприятстват растежа на организма в много хранителни продукти [2]. S. aureus може да остане жизнеспособен на ръцете и повърхностите на околната среда за продължително време след първоначален контакт [17, 18].

3. Стафилококова болест, пренасяна с храна

SFD е една от най-често срещаните FBD и е основна грижа в програмите за обществено здраве в световен мащаб [1, 2, 19]. Това е една от най-честите причини за докладвани FBD в Съединените щати [1, 20–22]. Първото документирано събитие на SFD поради консумацията на замърсено сирене е изследвано от Vaughan и Sternberg в Мичиган, САЩ, през 1884 г. [19]. Типичен FBD, причинен от S. aureus, има бързо начало след поглъщане на замърсена храна (обикновено 3-5 часа). Това се дължи на производството на един или повече токсини от бактериите по време на растеж при разрешителни температури [2]. Инкубационният период на SFD обаче зависи от количеството погълнат токсин [22]. Много малка доза SE може да причини SFD. Например, един доклад посочва, че приблизително 0,5 ng/ml концентрация на SE, замърсени с шоколадово мляко, причинява голямо огнище [22, 23].

Началото на SFD е внезапно. Симптомите включват хиперсаливация, гадене, повръщане и коремни спазми със или без диария. Ако се загуби значителна течност, физикалният преглед може да разкрие признаци на дехидратация и хипотония [1, 6, 22, 24]. Коремни спазми, гадене и повръщане са най-честите [2]. Въпреки че SFD обикновено е самоограничаващ се и отзвучава в рамките на 24–48 часа от началото, той може да бъде тежък, особено при кърмачета, възрастни хора и пациенти с имунен компромис [1, 6, 22]. Антибиотиците не се използват за терапия [7]. Приблизително 10% от лицата, причинени от SFD, ще се явят в болница [22, 24]. Управлението на SFD е подкрепящо. Скоростта на атака на SFD може да бъде до 85% [22]. S. aureus може да не бъде открит от култура в случаите, когато храната е замърсена и токсинът се образува преди готвене [22, 25]. Проучване, включващо 7126 случая, показва, че степента на смъртност от SFD е 0,03% .; всички смъртни случаи са при възрастни пациенти [22]. Възстановяването завършва за приблизително 20 часа [22, 24].

Различните видове храни служат като оптимална среда за растеж на S. aureus. Храните, които често са замесени в SFD, са месо и месни продукти, птици и яйчни продукти, мляко и млечни продукти, салати, хлебни изделия, особено сладкиши и сладкиши, пълнени със сметана, и пълнежи за сандвичи [2, 6, 30]. Храните, замесени с SFD, се различават в различните страни, особено поради разликата в консумацията и хранителните навици [2]. Ако храната се приготвя на централно място и се разпространява широко, огнищата на SFD могат да имат сериозни последици, засягащи хиляди хора. Например, над 13 000 случая на SFD са възникнали в Япония през 2000 г. в резултат на замърсяване на млякото в предприятие за производство на млечни храни [22, 31].

4. Стафилококов ауреус Ентеротоксини

S. aureus произвежда широка гама от токсини. Стафилококовите ентеротоксини (SE) са семейство от девет основни серологични типа топлоустойчиви ентеротоксини (SEA, SEB, SEC, SED, SEE, SEG, SEH, SEI и SEJ), които принадлежат към голямото семейство на пирогенни токсини суперантигени [1, 6]. Пирогенните токсини причиняват суперантигенна активност като имуносупресия и неспецифична пролиферация на Т-клетки [2]. Предполага се, че суперантигенната активност на SE помага да се улесни трансцитозата, която позволява на токсина да навлезе в кръвта, като по този начин му позволява да взаимодейства с антиген-представящи клетки и Т клетки, водещи до суперантигенова активност [1, 6, 19]. Счита се, че по-голямата част от ефектите на SE при SFD се предизвикват чрез иницииране на фокална чревна възпалителна реакция поради тяхната суперантигенна активност или чрез въздействие върху чревните мастоцити, причиняващи тяхната дегранулация [1, 22, 32].

SE са силно стабилни и силно топлоустойчиви и устойчиви на условия на околната среда като замразяване и сушене [2, 19]. Те също са устойчиви на протеолитични ензими като пепсин или трипсин и ниско рН, което им позволява да бъдат напълно функционални в стомашно-чревния тракт след поглъщане [2, 6]. Топлинната стабилност, характерна за S. aureus, представлява значителна заплаха в хранителната промишленост [1]. Механизмите на SE, причиняващи хранително отравяне, не са ясно известни. Смята се обаче, че SEs влияят пряко върху чревния епител и блуждаещия нерв, причинявайки стимулация на еметичния център [2, 19]. Всички стафилококови ентеротоксини причиняват повръщане [22, 32]. Приблизително 0,1 μg SE могат да причинят стафилококово хранително отравяне при хората [2].

S. aureus може да оцелее в множество видове гостоприемници. Молекулярното типизиране като многолокусно типизиране на последователности (MLST) е помогнало да се добие представа за популационната структура на S. aureus. Изследванията са идентифицирали над 2200 типа последователности (ST) на S. aureus, използвайки MLST техниките. ST могат да бъдат групирани в клонални комплекси (CC). Няколко проучвания показват, че по-голямата част от свързаните с добитъка СТ принадлежат към малък брой клонове, свързани с животни. Например CC97, ST151, CC130 и CC126 често се срещат при говежди инфекции. CC133 са често срещани сред дребните преживни животни като овце или кози. ST1, ST8, CC5, ST 121 и ST398 се срещат в човешки видове гостоприемници [41]. ST5 е преобладаващ сред птичи изолати [42]. CC133 и ST522 са свързани най-вече с мастит при овце и кози. Едно датско проучване показва, че ST133 е преобладаващата линия при овцете и козите [42].

5. Допринасящи фактори

В Съединените щати приблизително 30% и 1,5% от населението са колонизирани с чувствителен на метицилин S. aureus (MSSA) [43] и MRSA, съответно [43–45], като най-важното място за колонизация са предните нори (ноздри) [46]. Въпреки че самата колонизация не вреди на гостоприемника, тя е рисков фактор за развитие на последващи симптоматични инфекции [43, 47]. Тези колонизирани здрави лица, категоризирани като персистиращ превоз и прекъсващ превоз, служат като кариера на S. aureus и са в състояние да предадат бактерията на податливи лица [46].

Счита се, че неправилните практики за боравене с храни в хранително-вкусовата промишленост на дребно допринасят за голям брой огнища на ФБР [55]. Проучванията показват, че повечето огнища на ФБР са резултат от подобни практики [55, 56]. Съобщава се, че ръцете на лица, занимаващи се с обработка на храни, са замесени в 42% от огнищата, пренасяни от храната, настъпили между 1975 и 1998 г. в Съединените щати [55, 57].

Откриването на висок брой бактерии във въздуха и върху повърхностите, които контактуват с храни в околната среда след преработката, предполага наличието на кръстосано замърсяване на сурови продукти и е най-важният рисков фактор, засягащ микробиологичното качество на храните [13]. Проучване [58] установи, че преработените храни, които изискват повече обработка по време на приготвянето, са по-уязвими от замърсяване със S. aureus [13]. Друго проучване [59] демонстрира, че повишената човешка работа допринася за замърсяването от S. aureus в предприятие за преработка на свинско месо.

6. Ферма, храна и отвъд

През последните години нов щам на S. aureus, свързан с добитъка метицилин-резистентен Staphylococcus aureus (LA-MRSA), бе признат за нов патоген, който се превърна в бързо възникваща причина за човешки инфекции [60, 61]. LA-MRSA е открит за първи път през 2005 г. при свиневъдите и свине във Франция и в Холандия [62–64]. Изследователите са изолирали LA-MRSA от редица страни в Азия [65–67], Европа [68–74] и Северна Америка [75, 76]. Проучванията са установили повишена човешка колонизация и инфекция на LA-MRSA, принадлежащи към многолокусната последователност тип 398 (ST398) родословни линии в гъсти животни в Европа [77–80]. Холандските изследователи показват, че ST398 сега представлява 20% от случаите на MRSA при хора [81] и този щам представлява 42% от новооткритите MRSA в тази страна, което предполага, че животните могат да бъдат важен резервоар за инфекции с MRSA при хората [77]. . В сравнение с общата популация холандските свиневъди са 760 пъти по-склонни да бъдат колонизирани с MRSA [82].

Първият доклад за огнище на стомашно-чревни заболявания, причинени от резистентна на метицилин S. aureus в Съединените щати, засегна 3 членове от същото семейство. Замърсеният салат от асимптоматичен манипулатор на храни е източникът на MRSA [6, 33]. И тримата членове на семейството, които са яли храни (нарязано свинско барбекю и зелева салата) 30 минути след закупуването в деликатес на удобен пазар, развиват стомашно-чревни симптоми. Изолираните от S. aureus изолати от пробите на изпражненията на тримата болни членове на семейството и салда от зеле и нос от препарат за приготвяне на храна са идентични при анализа на PFGE. Смесеният щам произвежда стафилококов токсин С и е идентифициран като MRSA [33].

Това огнище дава доказателства за замърсени с MRSA храни като средство в групите заболявания, засягащи лица с нисък риск в общността. Мениджърите на храни, участващи в това огнище, бяха посетили старчески дом. Важно е да се отбележи, че много изолати на S. aureus, получени като част от разследването на огнището, може да не бъдат тествани за чувствителност към антибиотици, тъй като антибиотиците не се използват в схемата на лечение. Като такова е правдоподобно, че хранително огнище, причинено от резистентни към метицилин щамове на S. aureus, може да остане незабелязано. Преди това храната е била замесена като източник на предаване на MRSA при едно огнище на инфекции на кръв и рани при хоспитализирани имунокомпрометирани пациенти [33, 98].

7. Пропуски в научните изследвания

Много разследвания на огнища успешно проследяват манипулаторите на храни като източник на замърсяване, съответстващ на щамовете на S. aureus в хранителните продукти и манипулаторите. Тези ретроспективно проведени проучвания обаче имат някои ограничения и не могат да установят, че манипулаторът също не е бил колонизиран поради излагането на заразена с S. aureus храна.

Въпреки че многобройни проучвания са фокусирани върху документирането на риска, наложен от токсините на S. aureus в хранителната промишленост и здравето на потребителите, малко се знае за потенциалната роля на непокътнатите бактерии, предавани чрез суровите месни продукти и самоинокулацията в носната кухина на работниците в хранителната промишленост и потребителите. Освен това, докато изследванията показват възможността за предаване на S. aureus в домашни условия [99, 100], връзката на колонизация и предаване на този организъм с хранителните продукти, внесени в дома, не е изследвана.

Няколко европейски проучвания, разследващи MRSA в месото на дребно, установяват ST398 като най-често срещания тип MRSA [95, 97, 101]. Предполага се, че месото може да бъде потенциално средство за предаване на ST398 от фермата в общността, но трябва да се извършат допълнителни изследвания, за да се провери тази хипотеза.

Изследователите са изолирали други щамове на S. aureus, които не са ST398, като ST8, щам, който включва САЩ 300, основната причина за асоциирани с общността инфекции с MRSA, от американски свинеферми [102] и месо на дребно [28, 84–88] . Не е ясно обаче дали манипулаторите са играли някаква роля по време на преработката след клането за замърсяване на месо, положително за ST8. Предполага се, че тъй като S. aureus присъства и в чревния тракт [103], суровото месо може да съдържа MRSA поради труповете, замърсени с чревно съдържание по време на процеса на клане [95]. Намирането на асоциирани с човека щамове MRSA от сурово пилешко месо в Япония и Корея осигурява известна подкрепа на тази хипотеза [89, 93, 94].

Само няколко проучвания са проведени специално, за да се изследва значението на MRSA в SFD [19]. Въпреки че MRSA често е изолиран от животни за производство на храни и сурово месо на дребно, значението на неговото замърсяване е неизвестно. По-нататъшно проучване е оправдано, за да се изследва вероятността от колонизация на стомашно-чревния тракт и екстраинтестинална инфекция след консумация на храни, замърсени с MRSA [104]. Тъй като изолатите на S. aureus, получени от огнища на SFD, може да не бъдат тествани за чувствителност към антибиотици, истинското разпространение на MRSA, участващо в SFD, е неизвестно [33]. Тъй като други видове стафилококи също са в състояние да произвеждат SE и не са рутинно тествани, по-нататъшни изследвания са оправдани [2].

8. Профилактика

SFD може да се предотврати [10]. Потребителите трябва да са наясно с потенциалното замърсяване на храните в дома и по време на готвене в кухнята. Готвенето на храна старателно е важно, но предотвратяването на замърсяване и кръстосаното замърсяване и поддържането на критични точки са най-ефективните начини за предотвратяване на SFD. Тъй като констатациите от изследванията и разследванията на огнища предполагат, че SFD се дължи до голяма степен на неправилни практики за боравене с храни, знанията и уменията на работниците в хранителната промишленост са оправдани. Независимо от това, намесата в областта на общественото здраве трябва да бъде предназначена да предотврати S. aureus от преди и след клане в месопреработвателните предприятия. Информираността на обществеността относно безопасното боравене с месо би спомогнала за предотвратяване на кръстосано замърсяване [104], както и потенциална колонизация на манипулаторите от замърсени хранителни продукти. Други интервенции в областта на общественото здраве, като персонализирана и съобразена образователна програма за безопасност на храните, насочена към различни социодемографски хора, биха могли да бъдат крайъгълен камък за предотвратяване на огнището на SFD [10].

Хранителното отравяне със стафилококи от 1985 г. поради замърсено шоколадово мляко в Кентъки, САЩ и обширното огнище на стафилококово хранително отравяне през 2000 г. поради замърсено мляко с ниско съдържание на мазнини в Япония, са класическите примери за SFD, които илюстрират стабилността и устойчивостта на топлина на SE, както и важността на осветяването на всякакви източници на замърсяване по време на преработката и охлаждането на храните и хранителните съставки. И в двата случая високата температура, използвана при пастьоризация, убива бактериите, но няма ефект върху SE [2, 31].

Разрешителната температура за растежа и производството на токсини от S. aureus е между 6 ° C и 46 ° C. По този начин идеалната температура за готвене и охлаждане трябва да бъде съответно над 60 ° C и под 5 ° C. Проучване, преразглеждащо работата на битовите хладилници по целия свят, установи, че много хладилници работят над препоръчителната температура [105]. Друго проучване, проведено в Португалия, установи, че повече от 80% от участниците почистват хладилника си само месечно [106]. Докато тези проучвания показват необходимостта от осведоменост на потребителите относно безопасността на храните, други превантивни мерки като практиката на бързото поднасяне на храна, когато се съхраняват при стайна температура, носенето на ръкавици, маски, мрежи за коса по време на обработката и обработката на храната, честото измиване на ръцете, добрата лична хигиена боравещи с храна и използването на „кихалки“ на бюфетни маси може да помогне за предотвратяване на SFD [22, 58].

Поддържането на студената верига е от съществено значение за предотвратяване на растежа на S. aureus в хранителните продукти [5]. Трябва да се прилагат и други превантивни мерки като контрол на суровите съставки, правилно боравене и обработка, адекватно почистване и дезинфекция на оборудването, използвано при преработката и приготвянето на храни [19, 104]. Стриктното прилагане и спазването на микробиологичните насоки като анализ на опасностите и критични контролни точки (HACCP), добра производствена практика (GMP) и добри хигиенни практики (GHP), разработени от Световната здравна организация и Администрацията по храните и лекарствата на САЩ, могат да помогнат за предотвратяване Замърсяване със S. aureus [13, 107].

9. Заключение

SFD е една от най-честите причини за FBD в световен мащаб. Разследванията на огнищата на болестта предполагат, че неправилното боравене с варени или преработени храни е основният източник на замърсяване. Липсата на поддържане на студена верига позволява на S. aureus да образува SE. Въпреки че S. aureus може да бъде елиминиран чрез термична обработка и чрез съревнование с друга флора в пастьоризираните и ферментиралите храни, съответно, SE, произведени от S. aureus, все още са способни да причинят SFD поради способността им за толерантност към топлина. Този факт трябва да се вземе предвид при оценката на риска и разработването на подходящи интервенции в областта на общественото здраве. Предотвратяването на замърсяването със S. aureus от фермата до вилицата е от решаващо значение. Бързото наблюдение в случай на огнище на SFD и текущото наблюдение за рутинното разследване на S. aureus и SEs, замесени в хранителни продукти, заедно с подобрени диагностични методи могат да помогнат за борба със SFD през 21 век. Последните констатации на високо разпространение на S. aureus, включително MRSA в сурово месо на дребно, представляват потенциална опасност за потребителите, както като класически SFD, така и като потенциален източник на колонизация на работниците с храни. Необходимо е по-нататъшно проучване, за да се запълни дупката в изследванията.

Признание

Тази работа е частично финансирана от Конкурентен грант № 1 на Инициатива за научни изследвания в областта на земеделието и храните. 2011-67005-30337 (TCS) от Националния институт по храните и земеделието на USDA.