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. 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