Expositionsmodell Campylobacter - Wiener Tierärztliche Monatsschrift

Werbung
Wiener Tierärztliche Monatsschrift – Veterinary Medicine Austria
102 (2015)
Aus dem Fachbereich Daten, Statistik & Integrative Risikobewertung, Abteilung Statistik und analytische
Epidemiologie, der Österreichischen Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES), Innsbruck
Expositionsmodell Campylobacter: Erkrankungswahrscheinlichkeit bei Zubereitung eines Hähnchens mit
1.000 KBE/g in Österreichs Küchen
M. MATT* und K. WEYERMAIR
eingelangt am 6. Juni 2014
angenommen am 10. September 2014
Schlüsselwörter: Kreuzkontamination, quantitative mikrobiologische
Risikobewertung (QMRA), Simulationsmodell, Küchenhygiene.
Zusammenfassung
Campylobacteriose ist in Österreich und der EU die am häufigsten
gemeldete bakterielle Darmerkrankung beim Menschen. Geflügel ist
als bedeutende Quelle anerkannt,
insbesondere die Übertragung des
Keims durch Kreuzkontamination
bei der Zubereitung. Ein MonteCarlo-Simulationsmodell wurde
zur Beantwortung folgender Frage
erstellt: „Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung,
verursacht ausschließlich durch
Kreuzkontamination (durchschnittliches Hygieneverständnis), bei einer
Belastung des Hähnchenprodukts
mit 1.000 KBE Campylobacter
pro Gramm Haut?“. Dazu wurden
Daten aus Österreich (z.B. Bevölkerungsdaten, Beobachtungsstudien)
mit bereits veröffentlichten quantitativen mikrobiologischen Risikobewertungen (QMRAs) in einem Expositionsmodell zusammengeführt.
Kreuzkontamination führt in diesem
Modell im Durchschnitt zu 7.465
[6.076–9.157] (Mittelwert [2,5–97,5
Perzentile] der Simulationsergebnisse) Campylobacter auf der Mahlzeit, also auf dem durchgegarten
Hähnchenprodukt mit Beilagen. Bei
der in der Schwellenwerttheorie
Keywords: cross contamination,
quantitative microbiological risk
assessment (QMRA), simulation
model, kitchen hygiene.
Summary
Campylobacter exposure model:
probability of illness due to crosscontamination given 1,000 CFU/g
on broiler meat in Austria
Introduction
Campylobacteriosis is the most
frequently reported gastrointestinal diseases caused by bacteria in
Austria and in the EU. Poultry has
been identified as the most relevant source of infection and cross
contamination is a well recognized
transmission route.
Materials and Methods
A second order Monte Carlo
simulation was used to address
the probability of illness, caused
by cross contamination, considering average hygiene practice
of the cook, for 1.000 CFU Campylobacter per gram of broiler
skin. This fixed input value was
chosen for a simple interpretation of results. Specific data from
Austria (population, observation surveys etc.) were incorporated in an exposition model based
on published quantitative risk
assessments and 10,000 simulations were performed with the
software R. Cross-contamination
was examined exclusively, neglecting undercooking as a possible
transmission route. The concentration of Campylobacter entering
the kitchen depended on contamination (assumed to be 1,000
CFU/g), serving size and skin
proportion of broiler meat (point
estimate). In the next step, crosscontamination was modeled
according to published work. The
amount of Campylobacter per
serving (cooked broiler meat with
side dishes) was simulated and
this dose used for the calculation
of infection/illness. A threshold of
500 CFU/g was considered for illness as well as a dose-response
model.
Results
In the simulation model, crosscontamination caused 7,465
[6,076–9,157] (mean [2.5–97.5 percentile]) Campylobacter per serving. More than 44,996 Campylobacter were estimated on the meal
in 1 % of the simulations and in
68 % values exceeded 500 Campylobacter/meal. An average
meal would thus lead to illness
*E-Mail: [email protected]
11
Wiener Tierärztliche Monatsschrift – Veterinary Medicine Austria
anerkannten infektiösen Dosis von 500 Keimen würde
der Verzehr dieser Mahlzeit zur Erkrankung führen (ca.
15-fache Überschreitung). Da diese „Schwellenwerttheorie“ mittlerweile durch Dosis-Wirkungsmodelle
ersetzt wurde, wird in diesem probabilistischen Modell
die Erkrankungswahrscheinlichkeit auch mittels eines
solchen Dosis-Wirkungsmodells kalkuliert. Nach dieser
Berechnung erkranken 32,6 % [27,1 %–37,6 %] (Mittelwert [2,5–97,5 Perzentile]) jener Personen, welche ein
Hähnchenprodukt mit einer Campylobacter-Belastung
von 1.000 KBE/g im Privathaushalt zubereiten und mit
Beilagen verzehren, als Folge der Kreuzkontamination.
Eine höhere Campylobacter-Belastung führt zwangsläufig zu einer höheren Transferrate von Campylobacter
über Utensilien/Hände auf fertige Speisen und damit
zu einer höheren Infektions- und Erkrankungsrate.
Die gewählte Input-Konzentration für das Modell von
1.000 KBE/g wurde unter anderem aufgrund der Tatsache gewählt, dass in Österreich 96,7 % der Proben aus
dem Handel (Probenziehungszeitraum: 2013), welche
routinemäßig auf Campylobacter untersucht wurden,
diesen Wert nicht überschreiten.
102 (2015)
(exceeding by 15 times the threshold). The probability of illness was calculated with a commonly used
Beta Binomial dose-response model. On average,
32,6 % [27.1 %–37.6 %] of persons who prepared
and ate broiler meat with an initial Campylobacter
load of 1,000 CFU/g became ill as a consequence
of cross-contamination. A larger quantity of Campylobacter would lead to a higher risk of infection and
illness. The input value of 1,000 CFU/g was chosen
as worst case scenario, as it was not exceeded by
96.7% of routinely tested samples (broiler meat at
retail) in Austria in 2013.
Conclusions
Poultry meat exceeding 1,000 CFU Campylobacter/g
poses a risk for consumers with average hygienic
cooking.
Abkürzungen: CFU = colony forming units; DR = dose-response; EFSA = European Food Safety Authority; KBE = koloniebildende Einheiten; QMRA = quantitative mikrobiologische
Risikobewertung; TRF = Transferrate
Einleitung
In Österreich sind seit Jahren ca. 50 % der Broilerherden in der Primärproduktion im Jahresschnitt
Campylobacter-positiv. Die Belastung der österreichischen Broiler-Schlachtkörper beträgt 86 % am Ende
der Schlachtung (nach der Kühlung) (EFSA, 2010b), im
Handel wurden 77,8 % des frischen Hähnchenfleisches
Campylobacter-positiv getestet (ANONYM, 2008),
wobei 5,6 % mit mehr als 1.000 KBE/g belastet waren
(Zeitraum der Probenziehung: August–Oktober 2007).
Thermophile, humanpathogene Campylobacter
sind wenig widerstandsfähig: sie werden durch
Kochen zuverlässig abgetötet, eine Vermehrung
findet vornehmlich bei mikro-aerophilen Bedingungen und 37 °C–45 °C statt. Trotzdem stellt die
Campylobacteriose des Menschen die häufigste
gemeldete bakterielle Durchfallerkrankung Österreichs mit 5.786 registrierten Meldungen im Jahr 2013
(JELOVCAN u. KORNSCHOBER, 2014) dar – weit
häufiger als die Salmonellose. Hauptinfektionsquelle
sind Broiler (z.B. durch direkten Kontakt, über die
Umwelt) und unzureichend erhitztes Hähnchenfleisch. Im Speziellen wird das Hantieren mit rohem
Hähnchenfleisch bei der Nahrungszubereitung für
20–30 % der Erkrankungen verantwortlich gemacht
(EFSA, 2010a). Hähnchen wird generell nicht roh
verspeist. Campylobacter gelangen jedoch über
Kreuzkontamination auf die verzehrfertige Mahlzeit
(BRYNESTAD et al., 2008; EFSA, 2010a) abhängig vom Hygieneverhalten der Köchin/des Kochs
sowie der Ausgangsbelastung. Die so entstandene Campylobacter-Belastung „am Teller“ im
Privathaushalt kann naturgemäß nicht durch amtliche
Kontrollen ermittelt werden. Allerdings ermöglichen
12
Expositionsabschätzungen im Rahmen von quantitativen mikrobiologischen Risikobewertungen (QMRA,
quantitative mikrobiological risk assessment) eine
Schätzung der Keimzahlen, z.B. mittels Simulation.
Bei derartigen Modellen werden jene Faktoren des
gesamten Systems berücksichtigt, die für die konkrete Fragestellung von Bedeutung sind. Weitere
bekannte und unbekannte Faktoren hingegen, die
für die Fragestellung von minderer Bedeutung sind,
werden vernachlässigt. Die Modellannahmen müssen
daher transparent und nachvollziehbar dokumentiert
sein. Das Ergebnis eines probabilistischen Modells ist
zumeist eine Verteilung simulierter (also rechnerisch
generierter) Werte.
In der internationalen Literatur sind mehrere QMRAs
zum Thema Campylobacter veröffentlicht (NAUTA
et al., 2005; UYTTENDAELE et al., 2006; BRYNESTAD
et al., 2008; CALISTRI u. GIOVANNINI, 2008). Die
Fragestellungen unterscheiden sich von der obigen,
ebenso beziehen sich die meisten Input-Daten auf die
untersuchten Länder. Einen guten Überblick bietet eine
Veröffentlichung von NAUTA et al. (2009). Aus diesen
Gründen wurden Elemente aus bestehenden QMRAs
mit Österreich-spezifischen Daten verbunden. Vor
allem das „durchschnittliche Hygieneverhalten“ wurde
aus einer kürzlich erschienenen Studie (HÖLZL u.
ALDRIAN, 2011) herangezogen. Mit Hilfe eines Simulationsmodells (Ausgangsbelastung am Hähnchen
im Handel: 1.000 KBE/g) wurde die CampylobacterBelastung am Teller nach Zubereitung einer Mahlzeit,
bestehend aus Hähnchenfleisch mit Beilage, im Privathaushalt berechnet. Zusätzlich soll die Fragestellung:
„Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung,
Wiener Tierärztliche Monatsschrift – Veterinary Medicine Austria
102 (2015)
verursacht ausschließlich durch
Kreuzkontamination (bei durchschnittlichem Hygieneverständnis),
bei 1.000 KBE Campylobacter
pro Gramm Hähnchenhaut?“ beantwortet werden. Die infektiöse
Dosis wird im Allgemeinen mit ca.
500 KBE angenommen („Schwellenwerttheorie“), da diese Dosis
bei einem dokumentierten Selbstversuch zur Erkrankung führte
(ROBINSON, 1981). Es sind jedoch
auch Erkrankungen bei Aufnahme
weniger Keime publiziert (RIORDAN
et al., 1993). Dies führte unter anderem dazu, die infektiösen Dosis
durch
Dosis-Wirkungsmodelle
Abb. 1: Übersicht der Module des Modells/Structure of the Campylobacter exposure model
(engl. „dose-response“, DR) zu ersetzen (WHO u. FAO, 2003). Dabei
anderer Lebensmittel, das Baden in Oberflächengewässern oder der
wird jeder Dosis, auch <500 Keime, eine gewisse WahrKontakt mit Haustieren (siehe Tab. 1). Allerdings ist unzureichendes
scheinlichkeit der Erkrankung zugeordnet. Mit Hilfe des
Durcherhitzen des Hähnchenfleisches ein eher seltener Hygienefehler
vorliegenden Simulationsmodells soll die Zahl der durch
in der Küche (BRYNESTAD et al., 2008; HÖLZL & ALDRIAN, 2011).
Kreuzkontamination auf die verzehrfertige Mahlzeit geBeschreibung des Modells
langten Keime und die Wahrscheinlichkeit einer daraus
In diesem Simulationsmodell wird die Zubereitung einer Mahlresultierenden Campylobacteriose geschätzt werden.
zeit, bestehend aus Hähnchenfleisch mit einer fixen angenom-
Material und Methoden
Zur Erstellung des Modells wurde die Statistiksoftware R 3.0.2
(R CORE TEAM, 2013) verwendet und mit Hilfe des R Pakets „mc2d“
Tools for Two-Dimensional Monte-Carlo-Simulation (POUILLOT u.
DELIGNETTE-MULLER, 2010) durchgeführt. Simulation bedeutet
hier, dass Eingabewerte, welche nicht fixiert sind, aufgrund einer
Wahrscheinlichkeitsverteilung einem Vorgang wiederholt zugeordnet
werden. Es wurden jeweils 10.000 Vorgänge simuliert, wobei eine
Simulation einer Zubereitung und anschließendem Verzehr von einer
Mahlzeit, bestehend aus einem Hähnchenprodukt mit Beilagen,
welches mit einer fixen Campylobacter-Belastung (1.000 KBE/g) gekauft wurde, entspricht. Das Ergebnis wird anschließend als Anteil
der Erkrankten an allen Simulationen (Prozentsatz) ausgegeben.
Jedes Modell stellt eine mögliche Nachbildung der Wirklichkeit
dar. Dementsprechend ist es essentiell, dass damit ausschließlich
eine vorher exakt formulierte Fragestellung im Rahmen der Annahmen beantwortet werden kann. Diese Annahmen werden im
nächsten Abschnitt ausführlich beschrieben.
Zielsetzung des Modells, Annahmen
Ziel des hier beschriebenen Expositionsmodells ist die Darstellung
von Simulationsergebnissen zur Abschätzung der Erkrankungswahrscheinlichkeit an Campylobacteriose durch Kreuzkontamination im Privathaushalt, wenn ein Hähnchen mit fix angenommener Campylobacter-Konzentration zubereitet und gegessen
wird. Die dazu modellierte Speise ist Hähnchenfleisch (Hähnchenprodukt, z.B. halbes Hähnchen, Schenkel, etc.) mit Beilage.
Eine Verallgemeinerung stellt die untersuchte Bevölkerungsgruppe, nämlich die gesamte österreichische Population, dar. Beim
Hygieneverhalten wurden keine Differenzierungen bezüglich des
Geschlechts, Alters, der Berufsgruppen oder sonstige Einschränkungen getroffen. Der Fokus dieses Modells liegt auf der Kreuzkontamination in der Küche, da dieser Faktor als Hauptursache
für lebensmittelbedingte Campylobacteriosen angenommen wird.
Nicht berücksichtigt wurden in dieser Studie Faktoren wie unzureichendes Erhitzen, Campylobacter-Konzentration im Fleischinneren, sowie Übertragung durch den Konsum von Rohmilch und
menen Campylobacter-Kontamination (1.000 KBE/g) mit Beilagen,
10.000 mal simuliert. Ein Simulationsdurchgang kann mit einer
Nahrungszubereitung in einem Privathaushalt und anschließendem
Verzehr der Mahlzeit verglichen werden.
Im ersten Modul „Rohware“ wird berechnet, wie viel Campylobacter
durch Hähnchenfleisch mit einer fixen Campylobacter-Belastung in
Österreichs Privathaushalte gelangt. Der Verarbeitungsprozess wird in
Modul 2 „Zubereitung“ genauer betrachtet, wobei ausschließlich die
Kreuzkontamination modelliert wird. Das Ergebnis dieses Moduls
ist die eigentliche Exposition und entspricht somit der errechneten
Keimzahl auf der Mahlzeit. Diese Zahl wiederum dient als Input für
das dritte Modul „Infektion und Erkrankung“, welches Infektionsund Erkrankungshäufigkeit anhand eines DR-Modells kalkuliert. In
Abbildung 1 sind die Module grafisch dargestellt.
Modul 1: Rohware
Das erste Modul beschreibt, wie viel Campylobacter mit einer
Portion Hähnchenfleisch mit Haut in die Küche gelangen. Dabei
wird die Campylobacter-Konzentration mit 1.000 KBE/g fixiert (im
Gegensatz zu einer möglichen Verteilung als Input), da dadurch
die Interpretation der Ergebnisse einfacher verständlich und mit
weniger Unsicherheiten behaftet ist. Die Höhe des Wertes wurde
von Untersuchungsdaten aus dem Jahr 2013 abgeleitet. Es sollte
sich um die „Spitze des Eisbergs“ handeln, also um „hoch positive“ Frischfleischproben. Ca. 97 % der untersuchten Proben (frisches Hähnchenfleisch im Handel gezogen) lagen unter diesen
1.000 KBE/g (ANONYM, 2014).
Die Portionsgröße (500 g) richtet sich nach Rezeptvorschlägen:
Rezeptangaben in diversen Internetkochbüchern und Foren variieren von 250 g pro Person bis 750 g pro Person und Mahlzeit. Die
häufigste Empfehlung liegt bei 500 g und entspricht etwa einem
halben Hähnchen bzw. einem Hähnchenprodukt, wie z.B. Schenkel, Flügerl, etc. Der Nachweis von Campylobacter gelingt weitaus
öfter an der Oberfläche als im Fleischinneren (LUBER u. BARTELT,
2007) und Produkte mit Haut zeigen eine höhere Kontaminationsrate
(UYTTENDAELE et al., 1999). Weiters wird bei diesem Expositionsmodell ausschließlich der Übertragungsweg Kreuzkontamination
berücksichtigt - also eine Übertragung von der Hautoberfläche
des Lebensmittels auf Hände bzw. Utensilien, die Kontamination
im Fleischinneren wurde daher vernachlässigt. Der Anteil der Haut
am gesamte Hähnchen bzw. Hähnchenprodukt wurde ausführlich
13
Wiener Tierärztliche Monatsschrift – Veterinary Medicine Austria
vermessen, und liegt laut HAYSE und MARION (1973) bei 14,5 %.
Das Ergebnis dieses Moduls ist die Anzahl der Keime an der Oberfläche des Hühnchens CHaut, die bei der Zubereitung zu einer Kreuzkontamination führen können, nämlich 72.500 KBE (siehe Formel 1).
Formel 1
CHaut=Konzentration*Portionsgröße*Hautanteil
=1.000 KBE/g*500 g*0.145=72.500 KBE
Modul 2: Zubereitung des Hähnchenfleisches
Das Arbeiten in der Küche stellt einen sehr individuellen Vorgang
dar. Mittels des Simulationsmodells wird dieser Vorgang abhängig
von der Wahrscheinlichkeit eines Prozesses, wie zum Beispiel Händewaschen oder nicht Händewaschen, „nachgestellt“.
Der Detaillierungsgrad dieses Moduls beschränkt sich auf die
Kreuzkontamination von kontaminierter Hähnchenfleischhaut über
Kochutensilien und Hände auf die verzehrfertigen Lebensmittel
(Hähnchenprodukt selbst und Beilage). Dabei wird unterschieden,
ob eine Kreuzkontamination über Küchenutensilien (πKKuten) bzw.
über Hände (πKKhand) stattfindet oder nicht (weitere Erläuterungen
siehe Tab. 2). Falls eine Übertragung stattfindet, werden jedoch
nicht immer 100 % der Campylobacter-Keime übertragen, sondern
nur ein bestimmter Anteil (Transferrate, z.B.: TRFU, TRFH, weitere
Erläuterungen siehe Tab. 2). Dieses Modul entspricht im Grunde
jenem von CALISTRI und GIOVANNI (2008), allerdings wurden als
Parameter Werte einer österreichischen Beobachtungsstudie verwendet (HÖLZL u. ALDRIAN, 2011). In zehn von 40 Beobachtungen
wurden Küchenutensilien nach Kontakt mit rohem Hähnchenfleisch
nicht gründlich gereinigt. Gründliches Händewaschen mit Seife
nach direktem Kontakt mit rohem Hähnchen erfolgte bei 14 Personen, also 35 %. Diese aktuell beobachteten Verhaltensweisen
beschreiben den österreichischen Konsumenten besser als angloamerikanische Umfrageergebnisse aus früheren Jahren, daher
wurden diese Werte in den Verteilungen verwendet.
Am Ende dieses Moduls wurde simuliert, wie viele Campylobacter bei der Zubereitung auf die verzehrfertigen Nahrungsmittel, also sprichwörtlich auf den Teller, gelangen (CTeller). Im Modell
wird diese Mahlzeit von einer Person vollständig verspeist, näheres
dazu im Modul 3.
Modul 3: Infektion und Erkrankung
Infektion
In der Literatur sind verschiedene DR-Modelle für Campylobacter
beschrieben. Zur Berechnung der Infektion wurde ein Beta BinomialModell mit den Parametern α= 0,145, β=7,59 verwendet (TEUNIS u.
HAVELAAR, 2000). Durch die Beta-Verteilung wird die Variabilität
der individuellen Interaktion zwischen Mensch-Campylobacter mathematisch beschrieben (wobei p~Beta(α,β)). Die Wahrscheinlichkeit einer Infektion durch Aufnahme einer (bekannten) Dosis D ist
in Formel 2 beschrieben, wobei Γ(∙) die Gamma-Funktion darstellt.
Formel 2
Γ(α+β)Γ(β+D)
PInf (D)=1- Γ(β)Γ(α+β+D)
Die berechneten Konzentrationen an Campylobacter für die 10.000
simulierten Zubereitungsvorgänge werden in Formel 2 eingesetzt,
die „individuelle“ Dosis dient somit als Input. Das Ergebnis ist der
Anteil Infizierter nach einer Zubereitung von ursprünglich mit 1.000
KBE/g kontaminiertem Hähnchenfleisch und dem Verzehr des Hähnchenprodukts mit Beilage.
Erkrankung
Nicht jede Infektion mit Campylobacter führt automatisch zur
Erkrankung. Bei einer Studie aus dem Jahr 1988 wurde gesunden,
jungen Erwachsenen Campylobacter in Lösung verabreicht, anschließend Erkrankungssymptome beschrieben und Stuhluntersuchungen zum Beweis einer Infektion durchgeführt (BLACK et al.,
1988). Die Daten dieser Studie bilden die biologische Grundlage für
die Modellierung der Infektionswahrscheinlichkeit (mathematische
Realisierung siehe Formel 2, TEUNIS u. HAVELAAR, 2000). Beim
obigen Experiment zeigten 33 % der infizierten jungen Erwachsenen
14
102 (2015)
Erkrankungssymptome. Andererseits wurde die Immunitätslage
gegen Campylobacter in Deutschland auf 20 % geschätzt (LUBER
u. BARTELT, 2005). Da in diesem Modell die gesamte österreichische Bevölkerung betrachtet wird, und nicht nur ausschließlich
junge Erwachsene, wurde eine gemischte Verteilung, entsprechend
der österreichischen Bevölkerung, verwendet. Der Anteil junger
Erwachsener (18–28 Jahre) in Österreich beträgt 14 % (STATISTIK
AUSTRIA, 2012). Für diese Bevölkerungsgruppe wurde eine Erkrankungswahrscheinlichkeit von 0,33 und für die restliche Bevölkerung
eine Erkrankungswahrscheinlichkeit von 0,80 verwendet (unabhängig von der Aufnahme der Campylobacter-Menge).
Ergebnisse
Das Ergebnis des ersten Moduls war aufgrund der
ausschließlichen Verwendung von Fixwerten ebenso
ein fixer Wert, nämlich 72.500 Keime auf der Haut des
verwendeten Hähnchens bzw. Hähnchenproduktes.
Eine weitere Modellierung der Zubereitung, welche
mittels Verteilungswahrscheinlichkeiten simuliert
wurde, ergab die Zahl der Keime auf „dem Teller“
(Ergebnis Modul 2). So befinden sich im Durchschnitt
7.465 [6.076; 9.175] (Mittelwert [2,5–97,5 Perzentile]
der Simulationsergebnisse), in 1 % der Fälle über
44.996 Keime auf dem Teller. Abbildung 2 zeigt die
Ergebnisse in Form eines Histogramms an, bei etwa
68 % der Fälle lag der Wert bei über 500 Campylobacter/Teller, in 23 % der Fälle lag der Wert bei null.
Zusätzlich zur Zahl der Keime auf dem Teller interessierte auch der Anteil an Erkrankungen. Die
Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung liegt bei 32,6 %
[27,1 %; 37,6 %] (Mittelwert [2,5–97,5 Perzentile] der Simulationsergebnisse). Die geschätzte Verteilungsfunktion
der Erkrankungswahrscheinlichkeit ist in Abbildung 3
grafisch dargestellt, die Vertrauensbereiche wurden in
Grautönen visualisiert. Die Abbildung kann wie folgt
interpretiert werden:
die Erkrankungswahrscheinlichkeit liegt immer
unter 0,6
die Wahrscheinlichkeit, dass die Erkrankungswahrscheinlichkeit (individuell) gleich 0 ist, liegt
bei 25 % (mittlere Linie)
der Knick in dieser Verteilungsfunktion ist ein
Resultat der Verwendung unterschiedlicher
Erkrankungswahrscheinlichkeiten für
verschiedene Bevölkerungsgruppen.
Diskussion
Die Häufigkeit und Höhe der Kontamination von
Campylobacter in der Primärproduktion und auf Hähnchenfleisch entlang der Produktionskette ist bekannt
(MATT et al., 2013): in Österreich wird Campylobacter in
ca. 50 % der Broilerherden (ANONYM, 2008) nachgewiesen, weiters sind 86 % der Broilerkarkassen (EFSA,
2010b) und ca. 78 % der Hühnerfleischprodukten im
Handel (ANONYM, 2008) kontaminiert. Der Anteil
„hoch positiver“ Ware (≥1.000 KBE/g) bei frischem
Hähnchenfleisch aus der Routineprobenziehung im
Handel betrug im Jahr 2013 (Probenziehung auf das
Wiener Tierärztliche Monatsschrift – Veterinary Medicine Austria
102 (2015)
Tab. 1: Grundlegende Annahmen im Modell/assumptions for the Campylobacter exposure model
• Es wird Hähnchen mit Haut bzw. ein Hähnchenprodukt (Schenkel, Flügerl, etc.)
mit Haut eingekauft
• Bei jeder Mahlzeit werden auch verzehrfertige Beilagen (z.B. Salat, rohes Gemüse,
Brot, etc.) konsumiert.
• Kein Unterschied in der Portionsgröße (Alter, Geschlecht).
• Die Zubereitung sowie der Verzehr der Mahlzeit erfolgt von einer Person allein.
• Personen können ausschließlich über kreuzkontaminierte verzehrfertige Beilagen
und kreuzkontaminiertes Geflügelfleisch (resp. Haut) infiziert werden.
• Das Durcherhitzen des Fleisches tötet alle Campylobacter vollständig ab.
• Übertragungswege für Kreuzkontaminationen von gekochtem Hähnchenfleisch
und Beilagen:
o rohes Hähnchenfleisch (Haut) ➝ Küchenutensilien (z.B. Schneidbretter, Teller,
Messer, Arbeitsoberfläche etc.) ➝ gekochtes Hähnchenfleisch (Oberfläche)
oder Beilagen,
o rohes Hähnchenfleisch (Haut) ➝ Hände des Koches ➝ gekochtes Hähnchenfleisch (Oberfläche) oder Beilagen.
• Nach erfolgter Kreuzkontamination werden die Lebensmittel (Fleisch, Beilagen) nicht mehr
so erhitzt, dass dadurch eine Reduktion der Kontamination stattfindet.
• Händewaschen vor dem Essen wird angenommen.
• Die gesamte kreuzkontaminierte Nahrung wird verspeist; daher werden alle Keime von
CTeller mit der Nahrung aufgenommen. Eine Portionsgröße entspricht daher auch der
verzehrten Menge an Hähnchenfleisch.
• Unter Campylobacter werden alle thermophilen, humanpathogenen Campylobacter spp.
verstanden (keine Unterscheidung z.B. in C. jejuni bzw. C. coli, etc.)
• Die Variabilität der Campylobacter-Pathogenität wird vernachlässigt.
• Händewaschen bzw. Reinigen von Utensilien wird zu 100 % effektiv angenommen,
während bei Fehlen der Hygienemaßnahmen eine Übertagung teilweise
(siehe Transferraten Tab. 2) angenommen wird.
Tab. 2: Übersicht der Parameter in Modul 2/parameters used in module 2 of the Campylobacter exposure model
Variable
Erklärung
Quelle/Verteilung
Transfer:
πKKuten
Wahrscheinlichkeit einer Kreuzkontamination durch
fehlende Reinigung von Utensilien (wobei Utensilien auch
die Arbeitsfläche beinhaltet); 1 für kein Waschen,
0 für gründliches Waschen
CALISTRI u. GIOVANNINI, 2008,
HÖLZL u. ALDRIAN, 2011
Bernoulli(Beta(10+1;40-10+1))
Transfer:
πKKhand
Wahrscheinlichkeit einer Kreuzkontamination durch
fehlendes, gründliches Händewaschen; 1 für kein Waschen; 0 für gründliches Waschen:
CALISTRI u. GIOVANNINI, 2008,
HÖLZL u. ALDRIAN, 2011
Bernoulli(Beta(26+1;40-26+1))
TRFU
Transferrate (Fleisch ➝ Utensilien)
LUBER et al., 2006
TRUNm
Transferrate (Utensilien ➝ verzehrfertige Nahrungsmittel)
TRFH
Transferrate (Fleisch ➝ Hand)
TRHNm
Transferrate (Hand ➝ verzehrfertige Nahrungsmittel)
Cuten
Kontamination auf verzehrfertigen Nahrungsmitteln aufgrund der KKuten
πKKuten * Binom(CHaus ; TRFU *
TRUNm)
Chand
Kontamination auf verzehrfertigen Nahrungsmitteln aufgrund der KKhand
πKKhand * Binom(CHaus ; TRFH *
TRHNm)*
CTeller
Zahl der Keime auf dem „Teller“
Cuten + Chand
15
Wiener Tierärztliche Monatsschrift – Veterinary Medicine Austria
102 (2015)
gesamte Kalenderjahr verteilt)
ca. 3,3 % (ANONYM, 2014). Wie
hoch der Anteil bzw. die Konzentration von Campylobacter auf der
schlussendlich verzehrten Mahlzeit
ist, kann naturgemäß nicht mittels
behördlicher Probenziehungen
ermittelt werden, da der letzte
Schritt der Zubereitung im Privathaushalt stattfindet. Das Hygieneverständnis des Kochs/der Köchin
beeinflusst – neben der Ausgangsbelastung – die Wahrscheinlichkeit
und Höhe der Kreuzkontamination.
Die Ergebnisse des vorliegenden
Expositionsmodells zeigen eine
durchschnittliche Belastung der
Abb. 2: Histogramm der Ergebnisse aus Modul 2: Campylobacter am Teller (CTeller)/
verzehrfertigen Mahlzeit mit 7.465
Results of module 2: Campylobacter per plate (CTeller)
[6.076; 9.157] Keimen, wenn die
Ausgangsbelastung 1.000 KBE/g
Hähnchenfleisch beträgt. Im Expositionsmodell verauf das Ergebnis hat die Wahl des DR-Modells. Die
ringert sich die Gesamtzahl der Keime im Allgemeinen
Wahrscheinlichkeit, an einer Campylobacter-Infektion
von der Rohware bis zur verzehrfertigen Mahlzeit, alzu erkranken, liegt beim verwendeten DR-Modell bei
lerdings ist in wenigen Fällen am Ende der Zubereitung
32,6 %, bei Annahme einer infektiösen Dosis von
die Belastung fast so hoch wie im Rohzustand. Als
500 KBE bei 68 % der betroffenen Personen. Die
Ursache für die Belastung wurde hierbei ausschließlich
Angabe eines fixen Schwellenwerts wurde von unKreuzkontamination modelliert. Dies stellt einen domiterschiedlichen DR-Modellen abgelöst. Diese Monanten Übertragungsweg dar, während mangelndes
delle werden generell in Exponentialmodell und Beta
Durcherhitzen von Hähnchenfleisch einen seltenen
Binomial/Poisson-Modelle eingeteilt (TEUNIS u.
Hygienefehler und damit ein geringeres Risiko darstellt
HAVELAAR, 2000; HAAS, 2002; STELLBRINK u.
(LUBER, 2009; EFSA, 2011). Andere Studien zeigen
DAHMS, 2004). Die Exponentialmodelle basieren auf
jedoch auch, dass Campylobacter in Hähnchentheoretischen Annahmen, während die publizierten
fleisch hitzeresistenter ist, als allgemein angenommen
Beta Binomial/Poisson-Modelle aus Erkrankungsda(DE JONG et al., 2012). Somit stellen die hier dargeten generiert wurden und somit eine biologische Basis
stellten Ergebnisse eine vorsichtige Schätzung bzw. eine systematische Unterschätzung des
Gesamtrisikos dar.
Ergebnisse eines Simulationsmodells müssen kritisch hinterfragt werden. Alle weiteren Pfade
für eine Übertragung von Campylobacter, z.B. durch kontaminiertes
Verpackungsmaterial oder durch
direkte Aufnahme (Ablecken der
Finger, etc.), wurden in diesem
Modell nicht berücksichtigt. Die
simulierten Ergebnisse beziehen
sich ausschließlich auf Kreuzkontamination, unter Annahme eines
„üblichen Hygieneverhaltens“. Änderungen im Gesamtmodell (z.B.
durch das Einbeziehen zusätzlicher Routen) oder Modifizierung
von Input-Parametern können
Abb. 3: Geschätzte kumulative Verteilungsfunktion des Parameters Erkrankungswahrscheinlichkeit mit Vertrauensbereichen, Farbcodierung: dunkelgrau: 25 % und 75 % Perzu höheren bzw. niedrigeren Erzentile, hellgrau: 2,5 % und 97,5 % Perzentile/Estimated cumulative distribution: probability
krankungszahlen führen. Einen
of illness (confidence interval: dark grey: 25 % and 75 % percentiles, light grey: 2.5 % and
weiteren, offensichtlichen Einfluss
97.5 % percentiles)
16
Wiener Tierärztliche Monatsschrift – Veterinary Medicine Austria
haben. Das hier verwendete Beta Binomial-Modell
hat sich durchgesetzt, es wird unter anderem von
EFSA, FAO und in vielen weiteren wissenschaftlichen
Publikationen verwendet (Überblick zu Campylobacter-Modellen siehe NAUTA et al., 2009). Dabei wird
im Anschluss zur Infektion von einer bestimmten
Erkrankungswahrscheinlichkeit, in diesem Fall 33 %,
ausgegangen. Diese Annahme rührt von Versuchen
an jungen Erwachsenen (BLACK et al., 1988), da hier
33 % der Infizierten auch Symptome zeigten. Die
Immunitätslage für die Österreichische Bevölkerung
ist nicht bekannt, für Deutschland wurde diese mit
20 % angenommen (LUBER u. BARTELT, 2005)
Die Immunitätslage respektive Erkrankungswahrscheinlichkeit für die Gesamtbevölkerung ist daher
in diesem Expositionsmodell in Relation zur Altersverteilung gesetzt worden (siehe dazu auch das Kapitel
„Erkrankung“). Wie auch in anderen quantitativen
Risikoabschätzungen, stellt die Dosis-WirkungsBeziehung eine Quelle für Variabilität und Unsicherheit dar.
Ausschließlich österreichische Daten wurden
in Modul 2: „Zubereitung“ nach CALISTRI und
GIOVANNINI (2008) implementiert. Bei der Studie
von HÖLZL und ALDRIAN (2011) wurde unter anderem das Händewaschen nach direktem Kontakt mit
Hähnchenfleisch bzw. der Wechsel von Utensilien
nach Fleischkontakt beobachtet. Bei CALISTRI und
GIOVANNI (2008) wechselten 13,8 % die Utensilien
nicht, was in etwa der Beobachtung in Österreich
entspricht (14 % kein Wechsel). Die größte Häufigkeit
des „nicht-Händewaschens“ wird bei CALISTRI und
GIOVANNINI 2008) mit 21 % angenommen, während
in der österreichischen Beobachtungsstudie ca. 15 %
ihre Hände gar nicht wuschen, nachdem sie rohes
Hühnerfleisch angegriffen hatten, 65 % benutzten
beim Händewaschen keine Seife. Bei weniger „hygienischem Verhalten“ würde zwangsläufig die Wahrscheinlichkeit zu erkranken entsprechend steigen.
102 (2015)
Das öffentliche Gesundheitsrisiko könnte laut Berechnungen der EFSA z.B. um 50 % reduziert werden,
wenn Fleisch von Broilerschlachtkörpern (unmittelbar
nach der Schlachtung) mit einer CampylobacterBelastung von ≥1.000 KBE/g nicht in die Nahrungskette gelangen würden (EFSA, 2011). Dies entspräche in Österreich 23 % der Broilerschlachtkörper
(EFSA, 2010a; MATT et al., 2013). Aufgrund der Erregereigenschaften kommt es zur Keimreduktion im
Laufe der Zeit am Produkt – also auch in der Zeit
zwischen Schlachtung und dem Verkauf im Handel. So lagen im Jahr 2013 in Österreich ca. 3,3 %
der untersuchten Hähnchenfleischproben aus
dem Handel ≥1.000 KBE/g (ANONYM, 2014). Die
Simulationsergebnisse veranschaulichen, dass Campylobacter aufgrund von Kreuzkontamination auf die
verzehrfertige Mahlzeit gelangen können. Richtiger
Umgang mit Rohware ist daher nach wie vor essentiell
zur Verringerung des individuellen Gesundheitsrisikos.
Zuzügliche Maßnahmen zur Reduktion der Campylobacteriose obliegen dem Risikomanagement.
Fazit für die Praxis:
In Österreich sind knapp 80 % der im Handel erhältlichen Hühnerfleischprodukte mit Campylobacter kontaminiert. Der Anteil „hoch positiver“ Ware mit ≥1.000
KBE/g lag 2013 bei 3,3 %. Die Wahrscheinlichkeit für
den Konsumenten, durch so ein Produkt an Campylobacteriose zu erkranken, liegt bei üblicher Küchenhygiene bei ca. 30 %. Richtiger Umgang mit Rohware
ist daher nach wie vor essentiell zur Verringerung des
individuellen Gesundheitsrisikos.
Literatur
ANONYM, (2008): Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic
Agens in Humans, Foodstuffs, Animals and Feedingstuffs in 2007.
http://www.efsa.europa.eu/en/zoonosesscdocs/zoonosescomsumrep.htm, letzter Zugriff 01.09.2014.
ANONYM, (2014): Trends and Sources of Zoonoses
and Zoonotic Agens in Humans, Foodstuffs, Animals and Feedingstuffs in 2013. http://www.efsa.europa.eu/en/zoonosesscdocs/zoonosescomsumrep.htm.
BLACK, R.E., LEVINE, M.M., CLEMENTS, M.L., HUGHES, T.P., BLASER, M.J. (1988): Experimental Campylobacter jejuni infection in
humans. J Infect Dis 157, 472–479.
BRYNESTAD, S., BRAUTE, L., LUBER, P., BARTELT, E. (2008): Quantitative microbiological risk assessment of Campylobacteriosis
cases in the German population due to consumption of chicken
prepared in homes. Int J Risk Assess Manage 8, 194–213.
CALISTRI, P., GIOVANNINI, A. (2008): Quantitative risk assessment of
human Campylobacteriosis related to the consumption of chicken
meat in two Italian regions. Int J Food Microbiol 128, 274–287.
DE JONG, A.E.I., ASSELT, E.D. VAN, ZWIETERING, M.H., NAUTA,
M.J., JONGE, R. DE (2012): Extreme heat resistance of food borne
pathogens Campylobacter jejuni Escherichia coli, and Salmonella
typhimurium on chicken breast fillet during cooking. Int J Food
Microbiol 2012, Article ID 196841, 10 pages.
EFSA, (2010a): Scientific Opinion on Quantification of the risk posed by broiler meat to human Campylobacteriosis in the EU.
EFSA Journal 8, 89.
EFSA, (2010b): Scientific Report of EFSA: Analysis of the baseline
survey on the prevalence of Campylobacter in broiler batches
and of Campylobacter and Salmonella on broiler carcasses in
the EU, 2008 Part A: Campylobacter and Salmonella prevalence
estimates. EFSA Journal 8, 100.
EFSA, (2011): Scientific Opinion on Campylobacter in broiler meat
production: control options and performance objectives and/or
targets at different stages of the food chain. EFSA Journal 9, 141.
17
Wiener Tierärztliche Monatsschrift – Veterinary Medicine Austria
HAAS, C.N., (2002): Conditional dose-response relationships for
microorganisms: development and application. Risk Anal 22,
455–463.
HAYSE, P.L., MARION, W.W. (1973): Eviscerated yield, component
parts, and meat, skin and bone ratios in the chicken broiler. Poult
Sci 52, 718–722.
HÖLZL, C., ALDRIAN, U. (2011): Lebensmittelsicherheit und Hygiene im Privathaushalt. http://www.ages.at/uploads/media/Lebensmittelsicherheit_und_Hygiene_im_Privathaushalt.pdf, letzter
Zugriff 01.09.2014.
JELOVCAN, S., KORNSCHOBER, C. (2014): Jahresbericht Campylobacter 2013. http://bmg.gv.at/cms/home/attachments/5/0/2/
CH1435/CMS1394194608761/jahresbericht_Campylobacter_2013_final_korr.pdf, letzter Zugriff 01.09.2014.
LUBER, P. (2009): Cross-contamination versus undercooking of
poultry meat or eggs — which risks need to be managed first?
Int J Food Microbiol 134, 21–28.
LUBER, P., BARTELT, E. (2005): Campylobacteriose durch Hähnchenfleisch: eine quantitative Risikoschätzung, Berlin: BfR, Pressestelle, 1-85.
LUBER, P, BARTELT, E. (2007): Enumeration of Campylobacter spp.
on the surface and within chicken breast fillets. J Appl Microbiol
102, 313–318.
LUBER, P., BRYNESTAD, S., TOPSCH, D., SCHERER, K., BARTELT,
E. (2006): Quantification of Campylobacter species cross-contamination during handling of contaminated fresh chicken parts
in kitchens. Appl Environ Microbiol 72, 66–70.
MATT, M., JELOVCAN, S., LASSNIG, H., MANN, M., PÖLZLER,
T., POHLA, H., SCHMID, D., SPRINGER, B., WEYERMAIR, K.
(2013): Themenbericht Campylobacter, http://www.ages.at/uploads/media/Themenbericht_Campylobacter.pdf, letzter Zugriff
01.09.2014, AGES.
NAUTA, M., VAN DER FELS-KLERX, I., HAVELAAR, A., (2005): A
poultry-processing model for quantitative microbiological Risk
Assessment. Risk Anal 25, 85–98.
NAUTA, M., HILL, A., ROSENQUIST, H., BRYNESTAD, S., FETSCH,
A., LOGT, P. VAN DER, FAZIL, A., CHRISTENSEN, B.B.,
KATSMA, E., BORCK, B., HAVELAAR, A., NAUTA, M., HILL, A.,
ROSENQUIST, H., BRYNESTAD, S., FETSCH, A., LOGT, P. VAN
DER, FAZIL, A., CHRISTENSEN, B.B., KATSMA, E., BORCK, B.,
HAVELAAR, A., (2009): A comparison of risk assessments on
Campylobacter in broiler meat. Int J Food Microbiol 129, 107–123.
POUILLOT, R., DELIGNETTE-MULLER, M.L. (2010): Evaluating variability and uncertainty separately in microbial quantitative risk
assessment using two R packages. Int J Food Microbiol 142,
330–340.
R CORE TEAM, (2013): R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. Vienna,
Austria. URL http://www.R-project.org/.
RIORDAN, T., HUMPHREY, T.J., FOWLES, A. (1993): A point source
outbreak of Campylobacter infection related to bird-pecked milk.
Epidemiol Infect 110, 261–265.
ROBINSON, D.A. (1981): Infective dose of Campylobacter jejuni in
milk. Br Med J (Clin Res Ed) 282, 1584.
STATISTIK AUSTRIA, (2012): Bevölkerung nach Alter und Geschlecht.
http://www.statistik.at/web_de/statistiken/bevoelkerung/bevoelkerungsstruktur/bevoelkerung_nach_alter_geschlecht/, letzter
Zugriff 01.09.2014.
STELLBRINK, E., DAHMS, S. (2004): Dose-response-models and
their implications for quantitative risk assessment for Campylobacter infections. Berl Munch Tierarztl Wochenschr, 117, 207–213.
TEUNIS, P.F.M., HAVELAAR, A.H. (2000): The Beta Poisson doseresponse model is not a single-hit model. Risk Anal 20, 513–520.
18
102 (2015)
UYTTENDAELE, M., BAERT, K., GHAFIR, Y., DAUBE, G., ZUTTER,
L. DE, HERMAN, L., DIERICK, K., PIERARD, D., DUBOIS, J.J.,
HORION, B., DEBEVERE, J., (2006): Quantitative risk assessment
of Campylobacter spp. in poultry based meat preparations as one
of the factors to support the development of risk-based microbiological criteria in Belgium. Int J Food Microbiol 111, 149–163.
UYTTENDAELE, M., TROY, P. DE, DEBEVERE, J. (1999): Incidence
of salmonella, campylobacter jejuni, campylobacter coli, and
listeria monocytogenes in poultry carcasses and different types
of poultry products for sale on the belgian retail market. J Food
Prot 62, 735–740.
WHO, FAO (2003): Hazard characterization for pathogens in food
and water: guidelines, Geneva, Rome: World Health Organization, Food and Agriculture Organization of the United Nations.
Herunterladen