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      食源性致病微生物監控,守護“舌尖上的安全”

      2022-06-06 18:13:15 中國食品報網

      天津科技大學食品科學與工程學院黨委書記、院長 杜欣軍

        新冠肺炎疫情全球蔓延以來,生物安全問題已經成為全世界、全人類面臨的重大生存和發展威脅之一,我國也已將生物安全作為國家總體安全的重要組成部分。在過去的幾十年中,隨著生物安全漸漸成為食品安全問題的重要組成部分,食源性致病微生物也成為了食品安全領域研究的重點。目前,我國在食源性致病微生物的識別、防控、風險評估等方面均已取得較大進展,未來在食源性致病微生物監控方面將追求更加地快速化、精準化、智能化,以期推動食品行業的進一步發展,守護人民“舌尖上的安全”。

        本期中食智庫專題,特邀中食智庫專家、天津科技大學食品科學與工程學院黨委書記、院長杜欣軍,圍繞“食源性致病微生物監控,守護‘舌尖上的安全’”撰寫署名文章,分享自己的獨到觀點。

        天津科技大學食品科學與工程學院黨委書記、院長杜欣軍(中)

        食品安全和食源性致病微生物

        食品安全是關乎人民健康的重大基本民生問題?!吨腥A人民共和國食品安全法》第十章附則第九十九條規定:食品安全,指食品無毒、無害,符合應當有的營養要求,對人體健康不造成任何急性、亞急性或者慢性危害。當食品安全得不到保障時,就容易導致食源性疾病。食源性疾病是指通過攝食而進入人體的有毒有害物質(包括生物性病原體)等致病因子所造成的疾病,一般可分為感染性和中毒性,包括常見的食物中毒、腸道傳染病、人畜共患傳染病、寄生蟲病以及化學性有毒有害物質所引起的疾病。不管是發達國家還是發展中國家的人群都會受到食源性疾病的危害。相對而言,由于衛生和醫療條件的不足,大多數的發展中國家受到的危害更為突出。根據中國疾病預防控制中心(CDC)統計,在2020年,我國共報告了7073例食源性疾病暴發事件,其中已確認病因的有4662例,共造成了37454人發病和143人死亡。毒蕈是最常見的暴發和死亡原因,占暴發事件數和死亡人數的58.0%和57.6%。而細菌病原體是最常見的致病原因,細菌導致的發病人數占總發病人數的41.7%。由此可見,隨著我國經濟及食品產業的發展,化學性危害物引起的食源性疾病正在逐漸減少,而難以完全控制的微生物所導致的問題漸漸成為食源性疾病的主要部分。

        食源性致病微生物是指通過食品媒介能夠引起人類機體各種損傷乃至死亡的微生物。食品中常見的病原微生物包括細菌、病毒、寄生蟲、真菌、立克次體、產毒藻類等,其中細菌是主要的危害因素。食源性致病微生物感染的典型臨床癥狀包括惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等,可伴有發熱,嚴重者可出現脫水。食源性致病微生物感染具有暴發性、地區性、季節性等特點。暴發性指微生物引起的食源性疾病多為集體發病,且潛伏期較長(通常在6-39小時)。地區性指疾病常發生于某一地區或某一人群。例如,肉毒桿菌中毒在中國新疆地區更為多見。季節性指疾病在一定季節內發病率升高。例如,細菌性食物中毒一年四季均可發生,但以夏秋季發病率最高;霉變甘蔗中毒主要發生在2-5月份。

        目前全球的政治、經濟和文化交流頻繁,人口流動性的大量增加,貿易、旅行往來的頻次增加,也進一步提升了生物病原傳播的風險,導致一些新型疾病的防控難度增加,其中食源性疾病的相關報道也屢見不鮮。一些世界組織十分關注相關食品安全的控制,如世界衛生組織(WHO)發布的《實施動植物衛生檢疫措施協議》,促進了各國共同合作對食源性疾病進行有效控制,特別是食物鏈與人獸共患病的風險監控。在這種發展趨勢的要求下,對于可能對人類造成傷害的食源性致病微生物,應更加廣泛而深入的研究其致病機理,探討并制定食源性致病微生物防治和消除的手段及方法,充分利用先進的現代檢測手段實現對有害微生物及時精確的檢測和判斷,為危害控制爭取寶貴時間,達到將其危害最小化的防控目的。

        食源性致病微生物的檢測

        近年來,食源性致病微生物污染所導致的食品衛生安全事件受到了社會各界的廣泛關注,由食源性致病微生物引起的食源性疾病已經成為一個嚴重的世界性公共衛生問題。食源性致病微生物的及時、準確檢測能夠及早確認危害微生物的存在,將為制定有效的控制措施、最大程度降低其危害性爭取先機,高效的檢測技術在保障食品安全、維護消費者健康方面具有重要的實際意義。近年來,食源性致病微生物的檢測技術得到了飛速發展,經歷了從生化檢測、免疫學、分子生物學檢測等幾個階段,朝著快速、高通量、特異性強、準確度高的方向發展。

        傳統檢測方法

        目前,我國食品微生物檢驗方法標準主要是基于傳統檢測方法。傳統檢測方法是基于微生物形態學和培養特性為評價標準的方法。長期以來,食品微生物檢測一直遵循增菌培養、分離純化、形態學和生化、血清學鑒定的傳統方法。傳統檢測方法準確性和靈敏度較高,但檢測流程繁雜、檢測時間長、準備和收尾工作繁重、效率不高等問題突出,尤其是部分類別的食品保質期短,采用傳統檢測方法,嚴重影響和制約了食品在市場上的銷售及流通。另外,傳統檢測方法無法對難以培養或不可培養的微生物進行檢測。隨著儀器自動化、分子生物學等分析技術的發展,開發、應用并推廣準確高效的食品微生物檢測方法是食品安全檢測的重要目標之一。

        分子生物學快速檢測技術

        分子生物相關技術是食源性致病微生物快速檢測的方法之一,廣泛應用于食品微生物的檢驗檢測工作中,它主要包括核酸雜交技術、核酸擴增技術和基因芯片技術等。其中以PCR (polymerase chain reaction) 技術為主的一些分子生物學檢測技術具有檢測時間短、靈敏度高、特異度強等優點,為食品檢測技術的發展提供了有力的技術支持,并逐漸成為食品安全監督的有力工具,目前廣泛用于新型冠狀病毒檢測的實時熒光定量PCR即屬于這一類技術。但是在實際應用中仍然存在一些不足之處,例如分子生物學技術大多需要專業的實驗室和設備,操作人員應具有良好的分子生物學專業技術,不能廣泛應用于生產實踐當中等,需要研究工作者繼續研究和改進。

        免疫學技術

        免疫學檢測法是利用抗原抗體間特異性結合的基本原理進行微生物檢測,不同的微生物有其特異的抗原,并能激發機體產生相應的特異性抗體?;诖?,可制備特異性單克隆抗體檢測微生物的特異抗原,也可利用相應的微生物抗原檢測體內產生的特異性抗體。免疫學檢測法主要包括酶聯免疫吸附技術(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)、免疫層析技術(immunochromatography assay,ICA)、免疫磁性分離技術(immunomagnetic separation,IMS)及免疫熒光(immunofluorescence)技術等。這些免疫學檢測技術在食源性致病微生物的檢測中發揮了重要作用,其中最為典型的就是膠體金試紙條法,膠體金試紙條法因其簡單、快捷、方便的特點在即時檢測領域表現出顯著的優勢。目前,通過將現有常規的免疫檢測技術與日新月異的新型分析技術相結合,研究者逐漸探索出了更具優勢的基于免疫學的檢測新方法。

        生物傳感器

        生物傳感器是將新興的傳感器技術和分子診斷技術相結合而成的一種新技術,該技術可以借助于新型納米材料將生物響應信號轉化為其他信號,是現代食源性致病微生物檢測發展的一個新方向。與常規的核酸和免疫檢測相比,生物傳感器具有檢測準確、操作簡單等特點,但也存在靈敏度低、易受雜質干擾等不足,需要進一步深化研究與技術方法改進。

        長期以來,科研工作者一直在努力開發既簡便快速、又靈敏準確的技術來鑒別和區分各種食源性致病微生物,新技術層出不窮,但是真正具有實用價值的技術仍不多見。近年來,隨著新材料、新技術的不斷發展,食源性致病微生物將向著簡便、快速、高通量、自動化的方向發展。

        食源性致病微生物有效控制策略

        食源致病微生物的有效防控,是保障食品、食用農產品質量安全的必要手段,直接關乎老百姓“舌尖上的安全”和食品、食用農產品產業的優質可持續發展,是廣大科研工作者努力探索研究的目標,更是不可推卸的社會責任。

        目前預防和控制致病微生物的首選仍為抗生素,特別是發現初期,抗生素在人類和動物疾病治療乃至食品、農產品防腐保鮮上都發揮了巨大作用,但隨著抗菌藥物的長期廣泛、不合理使用后,其帶來的副作用及導致的病原菌耐藥性問題越來越突出,嚴重威脅到了人類和動物健康乃至生態安全。另一方面,由于生活方式的改變,如對新鮮食物和即食食品消費的提高,增加了這些食源性病原菌從農場到餐桌流通的風險。因此,加強建設食源性疾病的監測系統、篩選新型安全抗菌類藥物、提升食品安全全程監管的力度,將三者有機結合將是有效降低由致病微生物引起的食源性疾病暴發流行的有效措施。

        加強建設食源性疾病的監測系統

        建立完善、健全的食源性疾病監測系統,對食源性疾病做到早期預警和高強度監測,將有助于降低疾病的發生,及時發現微生物食源性疾病的暴發流行,并迅速反應控制微生物食源性疾病的擴散。當前一些發達國家對食源性疾病的監測采用多套監測系統,對整個國家的食源性疾病的發生和變化趨勢進行主動監測,這些監測系統的優勢在于將傳統的被動檢測升級為以食源性疾病發生過程和病例為導向的主動監測,目前其監測結果已能夠快速、準確圍繞食源性疾病監測出病原菌基因亞型,在確保準確度的前提下,整個監測反應工作最快在幾個小時內就可以完成。

        篩選新型安全抗菌類藥物

        控制病原微生物的方法有三種:物理方法、化學方法和生物方法。物理方法常用的是紫外線照射,但紫外線由于穿透力弱,通常用于物體表面和室內空氣的滅菌?;瘜W方法是指使用具有抗菌活性的新藥物制劑,抗菌生物活性肽作為一類具有抗菌功能的生物多肽類蛋白質,被普遍認為是對人類和動物以及生態環境安全、有望替代抗生素用于防控致病微生物的新型安全抗菌類藥物。據國際權威抗菌肽數據庫最新收錄信息顯示:登記收錄的各類抗菌肽數量已達3000多種。目前抗菌肽在替代農獸藥防控動植物病害、食品、農產品防腐保鮮的應用研究方面效果較為顯著。近年來納米材料在解決細菌感染治療方面表現出巨大的應用潛力,將材料加工到納米尺度后,比表面積增加,理化性能會發生極大程度的改變,賦予材料特殊的生物活性,由于納米材料往往通過多種機制發揮抗菌作用,因而其引起細菌產生耐藥性的傾向較低。生物方法常指應用噬菌體及其相關蛋白作為治療手段控制食品中病原菌。利用噬菌體(細菌病毒)對食品,尤其是動物性產品在其養殖、屠宰、運輸、儲備及食用過程中的各個環節可能受到的細菌污染進行防控,目前取得了很大進展,越來越多噬菌體產品已通過審批,廣泛應用于生產實踐中。例如,2013年,Micreos推出了全球第一個基于噬菌體裂解酶的人類健康產品,名為StaphefektTM,它專門針對金黃色葡萄球菌,包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。

        提升食品安全全程監管的力度

        由食源性疾病引起的食品污染主要分為3個環節:人員污染、流通環節污染和原材料污染,其中原材料污染是最初的污染形式,食品的加工過程會造成食品中病原微生物污染加重的現象,最終導致銷售環節中產品的高檢出率。為了有效預防食源性疾病暴發、傳播,需要從食品原材料這一源頭開始抓起,構建完善、健全的原材料、流通等生產全程安全監管,將檢驗監管重點由終產品轉移至食品生產各環節,提高食品生產單位的檢驗能力,改善食品生產環節的衛生狀況,堅持預防為主,從源頭治理,降低食源性疾病的發生幾率,保障食品安全。

        責任編輯:趙鈺   審核:彭宗璐

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