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摘要:蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)是一种兼性厌氧的杆状革兰氏阳性菌,广泛分布于自然界中,对环境具有很强的适应性。文章通过对Web of Science数据库及中国知网中国期刊全文数据库的检索,根据文献纳入和排除标准,系统筛选出2014—2023年间发表的有关我国食品蜡样芽胞杆菌污染情况的文献,并展开荟萃分析。经筛查,文章共纳入26篇研究文献,涵盖2014—2022年间全国13个省级地区(省、自治区和直辖市)共18 499份样品。部分菌株测序发现,腹泻型毒素基因的整体检出率高于呕吐型毒素基因。蜡样芽胞杆菌检出率荟萃分析结果显示,在7种明确的食品类别中,乳及乳制品最高(25.50%,95%CI:18.61%~33.89%);其次分别为生鲜产品(17.64%,95%CI:2.46%~64.48%)、豆制品(16.43%,95%CI:12.56%~21.21%)、餐饮及混合食品(14.67%,95%CI:9.05%~22.90%)、粮谷制品(14.26%,95%CI:9.29%~21.28%)、婴幼儿及儿童食品(12.10%,95%CI:8.72%~16.54%);肉及肉制品(7.48%,95%CI:1.92%~24.99%)的检出率较低;食品总体合并检出率为14.92%(95%CI:12.24%~18.08%)。可见,利用荟萃分析方法能明确不同食品类别、食品采样环节、食品地点和蜡样芽胞杆菌污染情况的关联特征,为我国食品中蜡样芽胞杆菌污染的风险研判和管理提供参考。
关键词:食品安全;蜡样芽胞杆菌;污染;荟萃分析
蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)是一种能形成芽胞、产生致病毒素的兼性厌氧革兰氏阳性杆菌[1-2]。该菌大量存在于土壤、水、植物、饲料,以及各种食品中。其芽孢体对环境具有很强的适应性,能够抵抗高温、紫外线、电磁辐射和有害化学物质等多种严苛的环境条件,是一类频繁出现于食品加工流通中的重要食源性致病菌[3-5]。近年来,蜡样芽胞杆菌其毒素污染导致的食源性疾病问题受到了生产部门、监管机构和社会公众的重视[6]。
研究表明,蜡样芽胞杆菌易污染米面制品、生鲜果蔬、乳及乳制品、肉及肉制品、即食食品等。其产生的肠毒素和呕吐毒素,是引发食源性疾病的主要原因[7-8]。消费者在摄入含有蜡样芽胞杆菌毒素的食物后,会出现严重的恶心、呕吐及腹痛等症状。据欧洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)和欧洲疾病预防控制中心(European Centre for Disease Prevention and Control,ECDC)统计,2021年欧盟区域报告了679例蜡样芽胞杆菌毒素导致的临床病例,包括1例死亡病例。在产毒食源性致病菌中,芽孢杆菌毒素的严重程度仅次于产气荚膜梭菌[9]。在法国,蜡样芽胞杆菌引起的食源性暴发事件数量仅次于金黄色葡萄球菌[10]。1994—2003年,我国报道蜡样芽胞杆菌引发的食物中毒事件共47起,共致1 758人患病,发病率达69.19%[11]。2008—2010年,我国疾病监测网归纳,在细菌性食物中毒案例中,由蜡样芽胞杆菌引起的食物中毒事件发生数和发病人数均位居前3位[12]。近年来,我国还发生了多起百人以上的校园蜡样芽胞杆菌中毒暴发事件[13-14]。可见,食品安全领域必须对蜡样芽胞杆菌危害和污染问题予以高度重视。
为了解我国蜡样芽胞杆菌在食品中的整体污染情况,本文采用荟萃分析方法,对2014—2023年间发表在国内外学术期刊中的中国食品中蜡样芽胞杆菌污染的相关研究展开筛选整合,并通过合并分析,量化比较高风险食品类别中蜡样芽胞杆菌的污染率,以期为我国食品中蜡样芽胞杆菌的风险研判和管理工作提供数据参考。
1材料与方法
1.1文献检索
本文对Web of Science(https://www.webofscience.com/)、核心文献库(Core Collection)和中国知网(www.cnki.net)中国期刊全文数据库中的蜡样芽胞杆菌污染相关中英文学术期刊文献进行检索和分析。期刊检索时间范围限于近十年,即2014年01月01日—2023年12月31日。其中,Web of Science数据库仅选择核心文献库(Web of Science Core Collection),布尔检索式为“TS=((“prevalence”OR“incidence”OR“occurrence”OR“quality”OR“contamination”OR“survey”OR“sampling”OR“character*”OR“quanti*”OR“epidemiol*”OR“isolate”OR“enumerate*”)AND“Bacillus cereus”AND(“China”OR“Chinese”))”;中国知网专业检索式为“SU%=‘蜡样’*‘食品’*‘污染’”,并选择同义词拓展。
1.2文献筛选与信息整理
根据PRISMA2020(http://prisma-statement.org/)荟萃分析方法,对检索文献进行筛选,在排除重复文献、信息不全文献、非中国蜡样芽胞杆菌污染相关文献后,确定最终纳入统计分析的文献。
同时,结合前期关于蜡样芽胞杆菌高风险食品的调研,本文明确定义了7种重要的食品类别,分别为粮谷制品、乳及乳制品、肉及肉制品、豆制品、婴幼儿及儿童食品、生鲜产品、餐饮及混合食品,以及未被涵盖的食品类型。相关定义如表1所示。
通过提取选定文献中的重要信息,如食物类别、采样地域、样品来源、样本数量、阳性数量、检验方法和产毒潜力等,形成荟萃分析信息表,用于进一步亚组分析。
1.3统计分析
首先,GONZALES-BARRON等提出[15],固定效应模型不适用于分析高变异性的生物系统参数。因此,本文采用随机效应模型和Dersimonian-Laird法开展荟萃分析。其次,根据食品类别、采样环节、采样地点的不同,将收集到的文献进行亚组合并统计,以获得合并检出率及其95%置信区间(95%CI)。再次,通过亚组分析评估合并检出率,推断具有较高异质性的可能来源,并评估不同食品类别、采样环节、采样地区等因素对检出率的影响。最后,采用Q检验和异质性指数(I2)进行异质性检验,若p≥0.10或I2≤50%,说明检验结果一致性较好,否则认为研究间存在较强异质性(p<0.10或I2>50%)。分析使用R软件(https://cran.r-project.org/,3.5.1版本)进行处理。
2结果与分析
2.1文献纳入与整体污染情况
文献筛选详细流程如图1所示。依据检索式中英文献库初步确定824篇文献,结合文献纳入标准,排除重复文献,最终共获得符合分析要求的文献26篇。其中,中文文献21篇;英文文献5篇。经整理,纳入文献包含2014—2023年全国13个省级地区(省、自治区和直辖市)采集的各类食品蜡样芽胞杆菌的污染监测信息,可据此展开后续荟萃分析。
纳入文献主要来自各地方疾病预防部门。其中,92%以上的检测结果依据食品安全国家标准GB 4789.14-2014《食品安全国家标准食品微生物学检验蜡样芽胞杆菌检验》,其余则参考美国FDA细菌学分析手册(Bacteriological Analytical Manual)。此外,有6篇纳入文献对分离的475株蜡样芽胞杆菌菌株毒力基因进行了测序分析,共涉及8种重要毒力基因检出情况,如图2所示。结果表明,与编码非溶血性的肠毒素(Nonhaemolytic Enterotoxin,Nhe)相关的毒力基因nheB(89.3%)、nheA(87.4%)和nheC(85.1%)检出率较高;有一半左右的菌株检出了参与编码溶血素BL(Hemolysin BL,Hbl)的hblD(58.5%)、hblC(50.9%)、hblA(49.1%),以及编码细胞毒素K(Cytotoxin K,cytK)的CytK(57.9%)毒力基因。同时,主要的肠毒素基因entFM检出率也达到了47.6%。整体来看,分离菌株携带的腹泻型毒素基因检出率高于呕吐型毒素基因(ces、cer)。
2.2不同采样地域的蜡样芽胞杆菌污染情况分析
针对纳入文献的地域亚组,图3展示了中国13个具体省级地区(省、自治区、直辖市)的监测结果。部分文献由于未明确具体省份或跨省份采样,不纳入统计。其中,贵州省的合并检出率高达68.75%(95%CI:43.32%~86.36%),位居第一;吉林省(22.61%)和河南省(21.11%)的合并检出率均超过20%;青海省(2.16%)的蜡样芽胞杆菌合并检出率则相对较低。
2.3不同采样环节的蜡样芽胞杆菌污染情况分析
通过分析纳入文献的样品来源发现,监测样品主要源于食品的零售、餐饮,以及相关原料的种植养殖环节。如表1所示,种植养殖阶段食品原料中的蜡样芽胞杆菌合并检出率最高,超过40%;零售餐饮阶段作为主要的采样环节,合并检出率处于10%~20%区间内。
2.4不同类型食品的蜡样芽胞杆菌污染情况分析
比较发现,在具体食品类别中,乳及乳制品中蜡样芽胞杆菌的合并检出率最高,达到25.50%;生鲜食品(17.64%)、豆制品(16.43%)、餐饮及混合食品(14.67%)、粮谷制品(14.26%)、婴幼儿及儿童食品(12.10%)的合并检出率均超过10%;肉及肉制品(7.48%)中蜡样芽胞杆菌的合并检出率相对较低。其他食品(20.85%)主要涉及传统发酵食品,检出率也相对较高。通过不同食品的污染异质性对比发现,除豆制品、肉及肉制品外,各样本食品的蜡样芽胞杆菌污染差异较大。具体如表2所示。
3讨论
蜡样芽胞杆菌作为一种典型的食源性致病菌,在自然界中分布广泛,引发的食源性疾病事件更是屡见不鲜[16-18]。本文利用荟萃方法,通过筛查2014—2023年间公开发表的相关期刊文献,总结归纳了蜡样芽胞杆菌在不同食品类别中的合并污染情况。
从地理整体污染水平来看,我国西北部和东南沿海地区蜡样芽胞杆菌的合并检出率较低,而中部及东北部则较高,且大部分省份缺少对相关监测结果的具体报道。因此,在后续监督工作中,需要进一步加大对食品中蜡样芽胞杆菌的污染监测范围和力度。结合食品类别结果发现,主要的乳品生产加工地区和有传统发酵食品消费习惯的地区,其蜡样芽胞杆菌的检出率相对较高。对于乳及乳制品中的蜡样芽胞杆菌高检出率问题,国内外均有报道,并证实其主要与乳品原料及生产环境、工艺和储存条件等因素存在密切联系[2,19-23]。因此,为确保乳制品的安全和品质,生产商应严格执行卫生标准和生产规程,保证生产过程的卫生保障和质量控制。同时,消费者在购买和消费乳制品时,也要注意观察产品的保质期和储存条件[24]。此外,许多传统发酵食品主要是依赖开放或半开放式自然发酵获得的,其生产过程中可能会引入包括蜡样芽胞杆菌在内的环境微生物,导致相关产品检出率升高[25-26]。同时,结果表明,蜡样芽胞杆菌在生鲜产品种养环境中普遍存在。这与部分环境监测研究相一致。例如,QU等[27]通过对生菜养殖场环境的检测发现,蜡样芽胞杆菌在农药(55.6%)、土壤(52.2%)、粪便(12.3%)和水(1.8%)中均有检出。这可能与生鲜食品在种植过程中主要处于蜡样芽胞杆菌能够快速增殖的夏秋季有关,同时不恰当的储存和运输条件,也会导致生鲜食品受到蜡样芽胞杆菌污染。因此,亟须加强生鲜产品的源头控制和全过程监管工作。此外,分析还发现,粮谷制品作为我国蜡样芽胞杆菌重要高风险食品之一,近十年的污染问题并不突出,可能与我国食品监管部门近年来较为重视相关产品微生物安全性问题并加大抽检执法力度有关。
此外,蜡样芽胞杆菌主要通过产生多种毒素导致摄入者食物中毒[28]。分析发现,编码肠毒素、溶血素BL、细胞毒素K的相关毒力基因检出率更高,推测我国目前由蜡样芽胞杆菌引起的食物中毒主要为肠毒素腹泻型。特别地,本文纳入分析的生鲜食品源蜡样芽胞杆菌样品均携带有肠毒素相关毒力基因。其中,nheB的检出率达到100%。值得注意的是,我国现行GB 4789.14-2014《食品安全国家标准食品微生物学检验蜡样芽胞杆菌检验》并未涉及蜡样芽胞杆菌相关毒素的检测方法。同时,GB 29921-2021《食品安全国家标准预包装食品中致病菌限量》未涉及蜡样芽胞杆菌及其毒素的限量,仅在GB 31607-2021《食品安全国家标准散装即食食品中致病菌限量》中对以米为主要原料制作的散装即食食品中的蜡样芽胞杆菌进行了限量(≤104 CFU/g或CFU/mL),可接近认定为蜡样芽胞杆菌最低产毒水平(105 CFU/g或CFU/mL)。同时,蜡样芽胞杆菌能以芽胞的状态通过热杀菌程序,并在低温条件下长期存活,在室温下快速复苏增殖,存在风险低估的可能性。
综上所述,本文建议未来研究应加强对生鲜产品不同子类别及更广泛地理区域的检测,以便收集全面的蜡样芽胞杆菌流行率数据。该举措将有效促进对行业风险管理的科学支持,并为我国各地不同食品类别中蜡样芽胞杆菌污染现状的深入评估提供数据支撑。同时,监管部门也须提高对生鲜产品中蜡样芽胞杆菌的监测频率,特别是针对流行率较高的中北部、东北部和西北部地区。鉴于该细菌在夏秋季节的高流行趋势,有必要从多角度入手,结合当地饮食习惯,加强食品安全的监测与管理措施。
4结论
经过对近十年我国不同地区、采样环节,以及食品类别中蜡样芽胞杆菌检出率的荟萃分析,发现我国对食品中蜡样芽胞杆菌的污染监测信息仍存在局限和不足。其中,乳及乳制品和生鲜产品是现阶段的高污染食品类别,而肠毒素腹泻型蜡样芽胞杆菌是主要的流行菌株。因此,建议未来加大对全国范围内食品蜡样芽胞杆菌的污染监测力度,尤其需要开展对种养环节、生鲜产品中蜡样芽胞杆菌污染的系统分析,并通过进一步开展定量风险评估工作,完善相关产品的蜡样芽胞杆菌及其毒素的检测与限量标准。
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