Żywność pochodzenia zwierzęcego i roślinnego jako źródło wirusowych czynników zakaźnych

Dr Artur Rzeżutka

Zakład Wirusologii Żywności i Środowiska, Państwowy Instytut Weterynaryjny-Państwowy Instytut Badawczy, Al. Partyzantów 57,

24-100 Puławy

Zachorowania ludzi z objawami ostrego zapalenia żołądka i jelit notuje się na całym świecie. W wielu przypadkach ustalenie przyczyny zachorowania (innej niż bakteryjna) jest niezmiernie trudne, a czasami wręcz niemożliwe. Wynika to między innymi z faktu ograniczonych możliwości diagnostycznych infekcji wirusowych przenoszonych z żywnością, braku odpowiednich procedur badawczych oraz laboratoriów mogących wykonać analizy żywności pod kątem wirusologicznym.

Ponadto, częstą sytuacją jest brak samej próbki żywności, którą należałoby pobrać
do badań laboratoryjnych, gdyż całość została skonsumowana, a jej pozostałości wyrzucono. W takich przypadkach pozostaje tylko dochodzenie epidemiologiczne, które pozwala domniemywać, że przyczyną zachorowania mogły być wirusy zanieczyszczające żywność.

Do najczęściej opisywanych w literaturze czynników wirusowych przenoszonych przez żywność, należą norowirusy genogrupy I oraz II (NoV GGI, GGII), rotawirusy (HRoV), wirus zapalenia wątroby typu A (HAV) i E (HEV). Wirusy te charakteryzują się prostą budową, a ich kapsydy zawierają pojedynczą lub podwójną nić RNA, jak to ma miejsce w przypadku rotawirusów. W obrazie mikroskopu elektronowego widoczne są jako cząstki kształtu sferycznego, pozbawione otoczki oraz wypustek. Są oporne na niekorzystne warunki środowiskowe (niska i wysoka temperatura, zmiany pH, wysychanie), w których zachowują swoje właściwości zakaźne nawet przez okres kilku miesięcy. Enterowirusy nie są wrażliwe na większość powszechnie stosowanych środków dezynfekcyjnych (5, 8).

Udział zoonotycznych szczepów rotawirusów oraz wirusa wywołującego zapalenie wątroby typu E nie został jednoznaczne określony w etiologii biegunek
u ludzi. Szerokie rozpowszechnienie HEV w populacji świń rodzi pytania co do bezpieczeństwa produktów pochodzenia zwierzęcego spożywanych na surowo (np. niektóre gatunki kiełbas), a związku z tym możliwości zakażenia człowieka. Dotychczas opisano kilka przypadków zachorowań ludzi na wirusowe zapalenie wątroby typu E w wyniku spożywania surowej dziczyzny (11, 17).

Drogi transmisji oraz patogeneza zakażeń wywoływanych przez enterowirusy

Do zakażenia człowieka enterowirusami dochodzi drogą bezpośrednią
tj. w wyniku kontaktu z osobą chorą, lub na drodze pośredniej poprzez spożywanie zanieczyszczonej żywności lub wody. Dane źródłowe nie podają, jaki procent przypadków gastroenteritis wywołany był konsumpcją zanieczyszczonej żywności,
a jaki wynikiem bezpośredniego kontaktu z osobą chorą. Opisywane przypadki infekcji pokarmowych u ludzi, wywoływanych przez wirusy, dotyczyły konsumpcji mięczaków (6, 9), świeżych warzyw i owoców (4, 7, 12, 14) oraz potraw
z nich przygotowanych, które nie poddano obróbce termicznej.

Żywność może zostać zanieczyszczona wirusami na różnych etapach jej produkcji: w momencie jej wytwarzania (farmy mięczaków, plantacje, uprawy), pozyskiwania (zbiór) lub przygotowywania posiłków. Środowisko naturalne, a w szczególności te jego elementy jak np. rzeki odgrywają istotną rolę w transmisji wirusów. Wynika to m. in. z faktu zrzutu ścieków komunalnych do wód powierzchniowych. Ścieki trafiające do zbiorników wodnych będących miejscem hodowli mięczaków doprowadzają do zanieczyszczenia wody oraz organizmów w niej żyjących. Mięczaki pobierają pokarm na drodze filtracji wody, w wyniku czego pochłaniają znajdujące się w niej wirusy. Konsumpcja surowych, zanieczyszczonych wirusami małży lub potraw z nich przygotowanych, które poddano niedostatecznej obróbce termicznej, może prowadzić do wystąpienia zachorowań u ludzi (16).

Ryzyko wystąpienia zakażenia w dużej mierze determinowane jest opornością wirusów na czynniki środowiskowe, liczbą cząstek wirusowych znajdujących się
na/w żywności oraz wrażliwością konsumenta na zakażenie. Ilość wirusów mogąca wywołać zakażenie jest bardzo mała i wynosi około 10 - 100 cząstek (2). Wirusy po pokonaniu bariery, jaką stanowi kwaśne środowisko żołądka, wnikają do komórek nabłonka jelitowego, gdzie następuje szybka ich replikacja. W wyniku uszkodzenia nabłonka oraz zmian morfologicznych kosmków jelitowych dochodzi do stanu zapalnego błony śluzowej przewodu pokarmowego i zaburzeń jej funkcji (10).
W przypadku zakażenia HAV, cząstki wirusowe po namnożeniu w komórkach nabłonka jelitowego przedostają się do wątroby przez żyłę wątrobową (1, 13). Następuje intensywna replikacja wirusów, która w sposób bezpośredni nie prowadzi do uszkodzenia hepatocytów. Komórki wątroby ulegają uszkodzeniu w wyniku procesów immunologicznych indukowanych zakażeniem (3). Wirusowe zapalenie żołądka i jelit ma zazwyczaj przebieg ostry w postaci silnych wymiotów oraz intensywnej biegunki występującej już po 24 - 48 godzinach od zakażenia.
W przypadku zakażenia HAV dochodzi do pojawienia się charakterystycznego zażółcenia skóry oraz błon śluzowych określane mianem żółtaczki.

Wykrywanie wirusów w żywności

Klasyczne metody wirusologiczne np. mikroskopia elektronowa czy hodowle komórkowe, które znajdują zastosowanie w diagnostyce wirusologicznej nie są rutynowo wykorzystane do wirusologicznych analiz żywności. Wynika to z faktu niskiej ich czułości, ponadto norowirusy jak też terenowe szczepy HAV nie namnażają się w hodowlach komórkowych. Metody stosowane do wykrywania wirusów
w żywności składają się z dwóch etapów: a) ekstrakcji i koncentracji wirusów oraz
b) wykrywania wirusowego RNA metodami molekularnymi (15). Ze względu na niewielką ilość cząstek wirusowych znajdujących się w żywności, zastosowane metody muszą charakteryzować się wysoką czułością, gdyż tylko wówczas spełnią swoją funkcję. Powinny one być niedrogie oraz uniwersalne, aby umożliwić wydajną koncentrację wirusów bez względu na rodzaj badanej próbki. Przeprowadzenie etapu ekstrakcji i koncentracji bez zastosowania odpowiedniej metody detekcji nie udzieli jednoznacznej odpowiedzi na pytanie czy dana próbka żywności była zanieczyszczona przez wirusy. W tej sytuacji z pomocą przychodzą metody biologii molekularnej np. RTPCR, real-time PCR czy NASBA, które pozwalają niemal ze 100% dokładnością zidentyfikować materiał genetyczny drobnoustrojów znajdujących się w żywności.

Zapobieganie infekcjom wirusowym przenoszonym przez żywność

Analiza epidemiologiczna przypadków wirusowych infekcji pokarmowych dowodzi, że najskuteczniejszą formą ich zapobiegania jest ścisłe przestrzeganie zasad higieny wśród osób zajmujących się pozyskiwaniem i przetwarzaniem żywności. Szczególny nacisk należy położyć na najprostsze sposoby postępowania, jak np. częste mycie rąk, noszenie rękawiczek, czy też zapewnienie odpowiednich warunków sanitarnych dla pracowników. Używanie jednorazowych rękawiczek jest szczególnie ważne tam, gdzie żywność ma bezpośredni kontakt z dłońmi. Należy pamiętać,
że rękawiczki nie zabezpieczą żywności przed jej wtórnym zanieczyszczeniem, jeżeli dotykano nimi powierzchni uprzednio zanieczyszczonych wirusami. Wirusy znajdujące się na powierzchni owoców lub w ciele mięczaków nie namnażają się, tak więc liczba drobnoustrojów jaka została do nich wprowadzona w miejscu pierwotnej kontaminacji nie ulega zwiększeniu, wręcz przeciwnie może się zmniejszyć
w związku z przedłużonym okresem i warunkami ich przechowywania. Przechowywanie żywności w niskich, często ujemnych temperaturach, wpływa konserwująco na obecne na/w niej czynniki wirusowe (16).

W celu zapewnienia bezpiecznej żywności, należy nie tylko monitorować jej parametry mikrobiologiczne, ale również prowadzić monitoring poszczególnych etapów począwszy od etapu produkcji poprzez etap przetwarzania i obrotu. Takie działania pozwolą przygotować odpowiednie zalecenia będące podstawą zmian
w istniejącym systemie HACCP, oraz umożliwią pełny nadzór nad produkcją żywności. Kontrolując jakość sanitarną żywności należy również zwrócić uwagę na środowisko, z którego ona została pozyskana. Jest to szczególnie ważne w przypadku owoców, warzyw oraz mięczaków. Woda używana do nawadniania upraw czy plantacji, która nie spełnia wymogów sanitarnych może stanowić główne źródło zanieczyszczenia wirusami. Hodowla mięczaków powinna być prowadzona
w wodach spełniających kryteria sanitarne, a ich zbiór z obszarów permanentnie zanieczyszczonych powinien być surowo zakazany.

Polska jest jednym z największych producentów warzyw i owoców miękkich (maliny, truskawki) w Unii Europejskiej, dlatego też jakość i bezpieczeństwo żywności oferowanej przez polskich producentów jest obecnie najważniejszym kryterium jej oceny dokonywanej przez zagranicznych odbiorców. Polscy plantatorzy, a w dalszej kolejności, przetwórcy powinni zapoznać się z podstawowymi zagadnieniami związanymi z wirusologią żywności. Dzięki temu będą oni mogli
w sposób świadomy monitorować swoją produkcję, zwracając szczególną uwagę na te miejsca w procesie jej pozyskiwania i przetwarzania, w których najczęściej dochodzi do jej zanieczyszczenia. Takie działania wpłyną na zwiększenie zaufania konsumentów w stosunku do jakości oferowanej żywności w kraju i poza jego granicami.

Przestrzeganie zasad higieny przez osoby zatrudnione w przemyśle rolno-spożywczym oraz zasad dotyczących nawadniania i nawożenia pól uprawnych osadami ścieków, a także okresów karencji, jakie należy zachować przed zbiorem warzyw i owoców z plantacji, pozwoli znacznie zredukować ryzyko wirusologicznego zanieczyszczenia żywności.

Piśmiennictwo

1. Blank C. A., Anderson D. A., Beard M., Lemon S. M.: Infection of polarized cultures of human intestinal epithelial cells with hepatitis A virus: vectorial release of progeny virions through apical cellular membranes. J. Virol. 2000, 74, 6476-6648.

2. Caul E.O.: Small round structured viruses: airborne transmission and hospital control. Lancet 1994, 343, 1240-2.

3. Cook N., Rzeżutka A.: Hepatitis viruses. W: Emerging foodborne pathogens. Motarjemi Y., Adams M. eds., Woodhead Publishing Limited, Cambridge England. 2006, s. 282-308.

4. Dentinger C. M., Bower W. A., Nainan O. V., Cotter S. M., Myers G., Dubusky L. M., Fowlere S., Salehi E. D. P., Bell B.: An outbreak of hepatitis A associated with green onions. J. Infect. Dis. 2001, 183, 1273-1276.

5. Duizer E., Bijker P., Rockx B., de Groot A., Twisk F., Koopmans M.: Inactivation of caliciviruses. Appl. Environ. Microbiol. 2004, 70, 4538-43.

6. Fiore A. E.: Hepatitis A transmitted by food. Clin. Infect. Dis. 2004, 38, 705-15.

7. Hutin Y. J. F., Pool V., Cramer E. H., Nainan O. V., Weth J., Williams I. T., Goldstein S. T., Gensheimer K. F., Pell B. P., Shapiro C. N., Alter M. J., Margolis H. S.: A multistate, foodborne outbreak of hepatitis A. N. Engl. J. Med. 1999, 340, 595-602.

8. Koopmans M., Duizer E.: Foodborne viruses: an emerging problem. Int. J. Food Microbiol. 2004, 90, 23-41.

9. Lees D.: Viruses and bivalve shellfish. Int. J. Food Microbiol. 2000, 59, 81-116.

10. Lopman B.A., Brown D.W., Koopmans M.: Human caliciviruses in Europe. J. Clin. Virol. 2002, 24, 137-60.

11. Matsuda H., Okada K., Takahashi K., Mishiro S.: Severe hepatitis E virus infection after ingestion of uncooked liver from a wild boar. J. Inf. Dis. 2003, 188, 944.

12. Nygard K., Andersson Y., Lindkvist P., Ancker C., Asteberg I., Dannetun E., Eitrem R., Hellstrom L., Insulander M., Skedebrant L., Stenqvist K., Giesecke J.G.: Imported rocket salad partly responsible for increased incidence of hepatitis A cases in Sweden, 2000-2001. Euro Surveill. 2001, 6, 151-3.

13. O'Connor J. A.: Acute and chronic viral hepatitis. Adolesc. Med. 2000, 11, 279-92.

14. Pönka A., Manula L., von Bonsdorff C.H., Lyytikäinen O.: An outbreak of calicivirus associated with consumption of frozen raspberries. Epidemiol. Infect. 1999, 123, 469-74.

15. Rzeżutka A., Cook N. Review of currently applied methodologies used for detection and typing of foodborne viruses. In: Global Issues in Food Science and Technology. Barbosa-Cánovas G. Mortimer A., Lineback D., Spiess W., Buckle K., Colonna P. eds, ELSEVIER Publishing , 2009, s.229-246

16. Rzeżutka A., Kozyra I., Chrobocińska M., Kaupke A., Mizak B.: Norowirusy w środowisku i żywności - nowe zagrożenie? Med. Vet. 2007, 63, 379-383.

17. Tei S., Kitajima N., Takahashi K., Mishiro S.: Zoonotic transmission of hepatitis E virus from deer to human beings. Lancet 2003, 362, 371-373.

28

---