食品病原微生物学
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4.4 肥料作为食源性病原来源

胃肠道系统除了提供营养功能外,在生理学、免疫学和保护宿主等方面具有重要功能。微生态对宿主健康十分重要,包括免疫反应、保护机体免受病原侵袭,但也可能储藏有大量的有害微生物。在人类1415种病原中有61%是人畜共患病原,即868种病原是人畜共患的,868种包含313个种属,病毒和朊病毒占19%,细菌和立克次体占31%,真菌占13%,原虫占5%,蠕虫占32%,其中很多就是食源性的。75%新现病原是人兽共患(132种),在新现传染病中,Jones和Taylor的不同研究得出结果又有差异,病毒和朊病毒分别占25%和44%,细菌和立克次体分别占54%和30%;这种差异主要是分类和对药物抗性作为不同病原分类依据所致;来自于野生动物占72.8%,比伴侣动物和生产动物多。

4.4.1 肥料来源的食源性疾病和传染模式

肥料一般是家畜禽的排泄物,包括尿和粪混合后发酵产物,也包括杂草、各种洗涤水等,少数边远地区也包含人的粪便。这样的肥料可能包括鼻、喉、阴道、乳腺和皮肤分泌物,也可能包括血等,典型的细菌含量1010个/g。来自于肉牛、乳牛、肉鸡、蛋鸡、羊等的养殖所产生的粪便,现在作为工业废弃品或副产品用于农业,经发酵后再被农业利用,使土壤更肥沃。有的用于沼气生产,在处理相关粪便时对人有潜在的人兽共患病传播风险。感染可能因直接接触:加工和处理肥料而接触到病原;间接接触途径:肉、乳及其产品和水。英国动物源性食品(肉、乳及海产品)引起的疾病死亡率占65%~68%;屠宰动物、加工肉品时都可污染肉,也可能直接接触动物胃肠道和皮肤而污染肉。英国的蔬菜源性疾病和死亡率分别为3%和2%(2005年)。乳加工条件不好可引起7%疾病和5%死亡率。从中可看出,动物源性食品也是人兽共患病病原的主要传播途径之一。

水中病原微生物有些是致命的,很多水源都发现含有肥料污染的病原,含病原的肥料对水源的污染可经多种途径。对于人用水源的污染,可用过滤方式除去绝大部分病原,尤其是雨水较大情况下更加有效。融雪水容易进入人兽共患病病原微生物的生存环境中,也要注意地表水、灌溉水和饮用水供应的卫生安全。水源的污染也可能通过动物和牧群传播。

动物生产工业化(规模化),通过其动物饲料、动物产品和废弃物,包括肥料增加了环境中的微生物数量,人与其接触都有风险。如微生物气溶胶是主要传播方式之一,在圈舍内工人直接接触带有病原的气溶胶,提高了患病风险。肥料作为一种发酵剂起到了机械性传播作用,如在舍内和环境中气溶胶,通过喷淋水或植物而传播污染。

作为公共卫生工作者要注意蔬菜类和牛体上大肠杆菌O157∶H7的卫生处理,也要对室内饲养动物卫生清洁。肥料中的病原可在其中存活很长时间(如O157∶H7可在肥料中存活21个月),可通过向肥料中加入其他一些成分,以物理的、化学的或生物的处理方法处理后再使用,可明显减少病原的存在。最后还要对食品加工设备经常进行卫生清洁。

4.4.2 接触肥料引起的重要人兽共患病

肥料中病原类型和数量因来源的动物种类、地理区域、肥料的物理化学组成不同而差别较大。细菌、病毒、原虫性人兽共患病微生物都可以通过肥料传播给人,但以细菌为主。美国曾对3862941例食源性疾病的病因学研究发现6种主要病原占70%,这6种病原占死亡人数2718人的95%:沙门氏菌31%,李氏杆菌28%,弓形虫21%,诺如病毒7%,空肠弯曲菌5%,大肠杆菌O157:H7占3%(1999年)。除诺如病毒和弓形虫外,这些病原将肥料作为人的直接感染来源或通过食物链污染传播给人。最近公布(2009年)的51种主要食源性疾病和水源人兽共患病分布结果支持这种论据。沙门氏菌、空肠弯曲菌、李氏杆菌和VETC大肠杆菌是最主要的食源性人兽共患致病菌。

4.4.3 肥料作为耐药微生物和耐药基因的来源

肥料除了作为人兽共患病病原的直接来源或通过污染环境而引起人兽共患病外,在动物饲养时使用大量抗生素,诱导这些环境中的微生物产生耐药性。耐药菌株对人产生风险主要有两方面影响:①是潜在感染人的耐药菌株来源的主要途径;②是耐药基因的储藏宿主。储藏在肥料中的耐药基因可水平转移,如存在于胃肠道和粪便中,这样肥料就构成了感染和环境污染病原的潜在来源,而且这些病原具有耐药性。肥料中可能含有大量具有耐药性病原,并且广泛散布于环境中,对人类健康构成潜在威胁。

4.4.4 其他来自于肥料的重要食源性人兽共患病

与肥料有关的病原和疾病多数经粪—口途径传播,引起胃肠道疾病,超过100种人兽共患病病原是通过食物链传播的。虽然涉及的微生物谱很广,但重要的病原还是少数。下面我们就较为重要的肥料源性人兽共患病病原作一简要介绍。

小肠结肠耶尔森氏菌是一种食源性病原,引起急性胃肠炎和肠系膜淋巴结炎,是欧盟第三重要人兽共患病病原。猪是主要的储藏宿主,常与未熟的猪肉有关。螺旋菌与人的胃肠疾病有关,在绵羊(幽门螺杆菌)、猪(猪螺杆菌)和牛(牛螺杆菌)都发现带染。艰难梭菌已经在牛、猪和肉鸡及其零售肉中发现。产气荚膜梭菌存在于许多动物胃肠道中,包括各种生产动物。母源和新生儿破伤风全球范围都有发生,每年180000例死亡,主要见于发展中国家,WHO最终目标是清除这种疾病。布鲁氏菌病是再现人兽共患病,已有报告称与职业性接触肥料有关,尤其是山羊,也包括绵羊和牛。猪丹毒杆菌与猪和火鸡有关,存在于多种动物的粪便中,包括牛、绵羊、马等动物,临床上表现为非化脓性蜂窝织炎,典型的在手臂上,其他的可能产生重要的疾病。2型猪链球菌也发现于猪胃肠道和粪便中,与猪接触感染为脑膜炎。禽分枝杆菌亚种——副结核分枝杆菌与Crohn’s病有关。副结核分枝杆菌是Johne’s病病因,主要感染牛,在其他反刍动物、猪和兔子也有报道。感染方式是经粪-口途径,也可以通过垂直接触肥料污染的环境感染。研究报道副结核分枝杆菌于粪便、水、牛活动的泥浆中存活250d。

禽类也涉及很多潜在的人兽共患病病原。鸡感染鼻疽杆菌通常是无症状的,禽类对粪便中的芽胞具有较强的抵抗力,因此,对感染和污染环境具有较大的潜在风险。新型隐球菌见于禽类粪便中,包括鸡、特别是鸽子,临床上隐球菌病少见,人可以抵抗。鹦鹉热是一种潜在的致命性疾病,临床表现各异,典型的是呼吸道感染,可进一步影响其他器官。鹦鹉热感染涉及465种鸟类,包括鸡、火鸡、鸭和鹅,主要通过气溶胶化的尿液、呼吸或眼分泌物、干燥的粪便等传播。

4.4.5 处理肥料,减少风险

通过直接或间接接触肥料成分构成严重的公共卫生风险。肥料可隐藏多种食源性疾病病原和人兽共患病病原,由于养殖业快速发展和工业化,肥料的公共卫生风险日益突出。许多国家已发展了很多方法来减轻肥料存在的病原生物。肥料处理方式可分为化学的、物理的或生物学方式,典型的是一般预防性卫生措施或控制或清除特殊病原的措施。病原数量减少并不是主要目的,应该是去除才是最终目的,这样才能保证食品的安全。方法上如肥料去氨或磷沉淀,其他实践操作也可以作为减少肥料病原数量的方式选择。

对于固体肥料和泥浆肥料,化学处理方法包括:石灰水、福尔马林、苛性钠、过乙酸、石灰氮等。化学处理也同时将病原处理掉了。物理处理方法如加热或辐射,也可以作为肥料的消毒手段;干燥和阳光暴晒也是物理方法。生物技术包括需氧和厌氧技术,也能够减少肥料中的病原。生物手段包括抗生物成分添加、改变pH、氧化还原方式调整、营养缺乏、外热代谢等,提高肥料的温度,杀死病原生物。