| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Sundhedsmæssige problemer ved brug af mikrobiologiske bekæmpelsesmidler i væksthuse

1 Indledning

Formålet med projektet er at undersøge om der er risiko for udvikling af Type I allergi og inflammatoriske lungelidelser i forbindelse med erhvervsmæssig eksponering for mikrobiologiske bekæmpelsesmidler (MB), målt ved udvikling af symptomer, ændringer i lungefunktion samt biokemiske markører for allergiudvikling.

Samtidig ønskes andre risikofaktorer i arbejdet og hos personen for sensibilisering og udvikling af sygdom karakteriseret.

1.1 Formål

Undersøgelsen vil belyse, om der er øget risiko for udvikling af allergi eller astma blandt ansatte i gartnerier, der benytter mikrobiologiske bekæmpelsesmidler. Der søges endvidere belyst, om der er sammenhæng mellem eksponeringens størrelse samt visse arbejdsprocesser og udvikling af allergi eller astma. Det bliver muligt på baggrund heraf at gennemføre risikovurdering og udarbejde anbefalinger vedrørende arbejdsprocedurer og beskyttelsesforanstaltninger med henblik på forebyggelse.

Det er hensigten at anvende undersøgelsens resultater som baggrund for udarbejdelse af anbefalinger vedrørende arbejdsprocedurer og beskyttelsesforanstaltninger i en målrettet forebyggelse af arbejdsbetinget luftvejssygdom som følge af udsættelse for mikrobiologiske bekæmpelsesmidler.

1.2 Baggrund

Flere gartnerier er i løbet af de senere år begyndt at bruge forskellige biologiske bekæmpelsesmidler. Det er dels forskellige dyr (tæger, mider, nematoder osv.) også kaldet makrobiologiske midler og dels forskellige mikroorganismer (bakterier, vira, svampe og protozoer) som kaldes mikrobiologiske bekæmpelsesmidler.

Mikrobiologiske bekæmpelsesmidler er bakterier, svampe eller virus som anvendes i stedet for kemiske stoffer (1). De første mikrobiologiske bekæmpelsesmidler kom på markedet omkring 1960, og fra midten af 1980erne blev de første produkter anvendt i Danmark. I dag bruges de fleste til sygdoms- eller skadedyrsbekæmpelse i væksthuse. Brugen af mikrobiologiske bekæmpelsesmidler udgør dog stadig kun en mindre procentdel af det samlede forbrug af bekæmpelsesmidler (2).

Lovgivningen om bekæmpelsesmidler er ganske kompliceret. Hovedreglerne om godkendelse af midlerne fremgår af kapitel 7 i kemikalieloven, men også andre af lovens regler gælder for bekæmpelsesmidlerne. I tilknytning til loven er udstedt bekendtgørelse om bekæmpelsesmidler, der indeholder en lang række konkrete anvisninger og krav til producenter, importører, forhandlere og brugere af bekæmpelsesmidler. Den nuværende lovgivning er kort skitseret i Bilag A.

Flere af de mikrobiologiske midler virker ved at mikroorganismen parasiterer skadevolderne og producerer toksiner (3).(4)

Af mikrobiologiske bekæmpelsesmidler har bakterien Bacillus thuringiensis (israelensis og kurstaki) siden 1960'erne været brugt inden for skovbrug og landbrug mod insektangreb, svampen Trichoderma harzianum er brugt i væksthuse mod svampeangreb, og svampene Paecilomyces fumosoroseus og Verticillium lecanii mod insektangreb.

Mikrobiologiske bekæmpelsesmidler anvendes til sprøjtning på planterne, tilblandet i vækstmedie, eller til at stiklinger dyppes i en opslemning af midlet. Erhvervsmæssig udsættelse for mikrobiologiske bekæmpelsesmidler kan ske dels ved blanding og udsprøjtning, dels ved håndtering af behandlede planter/jord (re-entry).

Både makro- og mikrobiologiske midler er i øjeblikket accepteret til anvendelse inden for økologisk dyrkning, hvilket måske vil øge forbruget i de næste år på grund af den stigende efterspørgsel af økologiske produkter.

1.2.1 Metode for litteraturstudie

I forbindelse med projektet blev der gennemført en litteratursøgning med udgangspunkt i de relevante områder, lungesygdomme, allergi og mikrobiologiske bekæmpelsesmidler. Der er søgt i databaserne Medline, Toxline, Embase og Nioshtic & HSELINE (OSH-ROM) med søgeprofiler der fremgår af Bilag B. Derudover er der opnået referencer via litteraturhenvisninger i læste artikler.

1.3 Luftvejssygdomme og allergi

1.3.1 Astma

Astma (bronchiale) er kendetegnet med symptomer som hoste og anfald af åndenød med pibende vejrtrækning, typisk sent om aftenen eller tidligt om morgenen. Typisk provokeres åndenøden uspecifikt af kold luft, fysisk anstrengelse, psykisk stress, luftvejsinfektioner og evt. specifikt af inhalationsallergener.

Karakteristisk for astma er bronkial hyperreaktivitet, som skyldes en inflammatorisk tilstand i bronkierne med øget tilbøjelighed til reversibel bronkieobstruktion på grund af kontraktion af glat muskulatur, slimhindeødem og øget bronkial sekretion. Bronkial hyperreaktivitet er karakteristisk for astma (5).

Astma angives at være den hyppigste kroniske sygdom i de industrialiserede lande og prævalensen menes at være stigende i verden (6). Øget fokusering, bedre diagnostik eller ændret klassificering kan ikke alene forklare stigningen i luftvejsallergi, ej heller ændringer i vores genetiske dispositioner. Årsagerne til stigningerne må derfor findes i vores miljø og livsstil (7).

Astma er en kronisk inflammatorisk luftvejssygdom, hvor en række celler, herunder mastceller, eosinofile celler og granulocytter spiller en rolle. Inflammationen er associeret med udtalt luftvejshyperreaktivitet overfor en række stimuli. Der er en generaliseret, men variabel luftvejsobstruktion, som tidvist bedres eller svinder spontant eller efter adækvat behandling.

Døgnvariationen i peakflow skal være større end eller lig med 20 % af patientens maksimale opnåede værdi, dog minimum 100 liter pr. minut. Bedømmes lungefunktionen ved FEV₁ (forceret ekspiratorisk volumen i 1. sekund) skal ændringen være større end 20 % af patientens maksimum, hvis FEV₁ er mindre end eller lig med 1,5 liter og større end eller lig med 15 %, hvis FEV₁ er større end 1,5 liter. Dog skal ændringen være mindst 200 ml.

1.3.2 Allergi

Sygdomsgruppen allergi omfatter rhinitis og rhinoconjunctivitis, asthma bronchiale, levnedsmiddeloverfølsomhed, urticaria (nældefeber) og angioødem, systemisk anafylaksi, insektallergi og lægemiddelallergi. Den tilgrundliggende hyperreaktivitet kan være ikke-immunologisk eller immunologisk, udløst af specifik IgE.

Allergisymptomer kan udvikles med essentielt samme inflammationspatagonese i et enkelt eller i flere organsystemer samtidigt: Næseflåd, tåreflåd, obstruktiv dyspnø, feber med dyspnø og nedsat diffusionskapacitet, diaré og kolik, urticaria, angioødem, anafylaktisk almenreaktion og anafylaktisk shock, hududslæt, feber og desuden vidtgående varieret organinvolvering efter indgift af lægemidler (5).

Allergiformen er karakteriseret ved, at patienten danner IgE-antistoffer mod fremmede stoffer. Reaktionen viser sig i løbet af få minutter efter, at kroppen har mødt det pågældende allergen, når patienten er sensibiliseret.

Atopi refererer til en arvelig prædisponeret evne til at producere IgE-antistof. Om en person har atopi defineres ud fra om vedkommende har dannet IgE antistoffer overfor almindelige forekommende inhalationsallergener, bedømt ved at personen har en positiv priktest for mindst én af de almindelige inhalationsallergener.

1.3.3 Allergisk alveolitis

Sygdommen kendes under mange navne, som tærskerlunge, farmers lung, pigeon breeders lung samt andre erhvervsassocierede navne.

Allergisk alveolitis er karakteriseret ved at være en inflammatorisk lungesygdom forårsaget af inhalation af antigenholdigt støv, som regel relateret til arbejde, f.eks. flytning af hø, halm, tærskning, avl af champignon, korn, kaffe, arbejde med ost, malt, mel, fjerkræ, laboratoriedyr, luftbefugtningsanlæg, fugleekskrementer.

Symptomer i den akutte form opstår ved eksponering hos forudgående specifikt sensibiliserede personer 4-8 timer efter eksponering som feber, kulderystelser, led- og muskelsmerter, tør hoste, dyspnø, ofte svær. Symptomerne svinder i løbet af 1-2 døgn, og optræder efter hver eksponering (5).

Sygdommen er en non-IgE medieret allergisk lungesygdom, som er forårsaget af inhalation af organisk støv.

1.4 Mikrobiologiske midler og sundhedsforhold

Der findes ikke epidemiologiske undersøgelser af helbredseffekter ved brugen af mikrobiologiske bekæmpelsesmidler i væksthuse. Derfor vil overvejelser om de sundhedsmæssige effekter på den ene side bygge på analogi til beslægtede mikroorganismer og forholdene i andre brancher, og på den anden side beskrivelse af mulige virkningsmekanismer. Men man har begrænset viden om, hvorvidt erhvervsarbejde med biologiske bekæmpelsesmidler eller arbejde i lokaliteter, hvor sådanne har været benyttet, indebærer en sundhedsmæssig risiko. De mulige sundhedsmæssige effekter af eksponering for mikrobiologiske bekæmpelsesmidler kan være inflammatoriske lungesygdomme. Mest vægt lægges på de to sygdomsgrupper astma og alveolitis. Begge kan forekomme som følge af en allergisk reaktion, men også ved en direkte toksisk (irritativ) påvirkning. Desuden kan forventes øvre luftvejssymptomer i form af rhinitis, øjensymptomer (conjunctivitis) eller hudsymptomer i form af udslæt eller kløe.

Selvom de mikroorganismer, der anvendes i biologiske midler, er naturligt forekommende, vil den humane eksponering ved erhvervsmæssig håndtering være langt større end ved "naturlig" eksponering. Alle mikrobiologiske bekæmpelsesmidler indeholder potentielt allergene proteiner, dels i selve mikroorganismen (f.eks. intracellulære enzymer eller strukturelle bestanddele af cellemembranen), dels i vækstmediet i form af næringsstoffer og eventuelt proteiner udskilt af mikroorganismen (8).

De vigtigste risici i forbindelse med anvendelse af mikrobiologiske bekæmpelsesmidler må forventes at være induktion af allergiske eller irritative reaktioner, infektion eventuelt på grund af forurening af produktet med humanpatogene mikroorganismer samt toksiske effekter som følge af toksinproduktion.

Udsættelse for store mængder mikroorganismer i luften er kendt fra industrier, arbejde på komposteringsanlæg og fra landbrug, hvor der har været udsættelse for mikroorganismer enten som fermenter eller som forurening. Her er kendskab til en række luftvejssygdomme som følge af udsættelse for mikroorganismer og deres omsætningsprodukter (9-15). Sygdommene strækker sig fra astma, allergisk alveolitis, toksisk alveolitis og hoste til høfeber og andre slimhindegener.

1.4.1 Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis er den mest anvendte mikroorganisme (16). Produkterne (Bactimos, Dipel og Vectobac) indeholder forskellige stammer af Bacillus thuringiensis, som hver især er relativt specifikke over for bestemte skadevoldende insekter (f.eks. Bacillus thuringiensis var. kurstaki over for sommerfuglelarver i skov- og landbrugskulturer, Bacillus thuringiensis var tenebrionis overfor billelarver herunder Colorado-billen samt Bacillus thuringiensis var israelensis over for diptera (myg- og fluelarver).

Bacillus thuringiensis er en gram positiv bakterie, som danner endosporer samt et såkaldt inklusionslegeme bestående af et krystallinsk protein, kaldet delta-endotoksin. Når insektlarver spiser bakterien aktiveres toksinet i parasporen i larvens tarmsystem, hvor der er basisk miljø. Toksinet hæmmer Na-K-ATPaser og forårsager paralyse og nekroser i tarmen. Herefter optages endosporerne med efterfølgende infektion (17).

Der findes nogle enkelte beskrivelser, hvor Bacillus thuringiensis optræder hos patienter med infektiøs sygdom, men ingen af disse studier demonstrerer en aktuel risiko for menneskers helbred på baggrund af brugen af Bacillus thuringiensis (16;18). Der er lavet talrige laboratorieeksponeringsforsøg på pattedyr med Bacillus thuringiensis som viser høj sikkerheds profil (18;19).

Tilbage i 1959 blev der foretaget eksperimentelle humane eksponerings forsøg uden målbar helbredseffekt. 18 forsøgspersoner deltog. De indtog blandt andet 1 gram Thuricide (Bacillus thuringiensis) i kapsler dagligt i 5 dage. Desuden inhalerede 5 af personerne desuden 100 mg dagligt i 5 dage. Personerne blev undersøgt ved klinisk undersøgelse, og der blev foretaget en række laboratoriemæssige undersøgelser fra blod-, urinprøver (samt røntgenundersøgelse for dem, der havde inhaleret Bacillus thuringiensis), undersøgelsesprogrammet blev gentaget ved afslutningen af de 5 dage og igen 4 eller 5 uger senere (20).

Bacillus thuringiensis var. kurstaki har været anvendt til insektbekæmpelse i afgrøder samt i beboede skovområder i mere end 30 år. Der foreligger kun få undersøgelser vedrørende sundhedsmæssige effekter på befolkningen bosat i områder hvor der har været sprøjtet med Bacillus thuringiensis var. kurstaki. I en amerikansk undersøgelse (Lane Country, Oregon) fra 1985/86 af sundhedseffekter forårsaget af applikation over skovområder (med et befolknings antal på 80.000 i berørte område i 1985, og 40.000 i berørte område i 1986), fokuseres udelukkende på risikoen for infektioner forårsaget af Bacillus thuringiensis var. kurstaki . Områdets 4 største kliniske laboratorier skulle i sprøjteperioden supplere almindelige undersøgelser af dyrkninger fra patienter med en Bacillus dyrkning. Alle dyrkninger der rutinemæssigt var udført i perioden og 1 måned senere og som var positive for Bacillus thuringiensis typer blev specialdyrket og sendt til undersøgelse for om det var Bacillus thuringiensis. Der blev fundet 55 Bacillus thuringiensis var. kurstaki positive dyrkninger ved rutinedyrkninger fra patienter i de to perioder, 52 af de positive af dyrkningerne blev bedømt til at være uden årsag til sygdom, hos 3 kunne man ikke sige om Bacillus thuringiensis var. kurstaki var eller ikke var patogen, men alle tre patienter havde anden tilgrundliggende sygdom. Der blev overordnet fundet en minimal øget risiko for infektion med Bacillus thuringiensis var. kurstaki , men kun hos immunsupprimerede personer (21).

I Nordamerika blev løvskovsnonne et tiltagende problem i starten af 1990’erne. Bacillus thuringiensis var. kurstaki . var et meget anvendt og som alene i foråret 1992 blev udspredt fra luft over 161 km² i Vancouver (British Columbia), 469 km² i Tacoma (Washington) og 30 km² i Portland (Oregon).Ved et studie (i 1992) blandt personer der blev eksponeret ved selve udsprøjtningen (120) og personer (1.400.000) der boede i området for "a major spray programme for gypsy moth control" med Bacillus thuringiensis blev der ikke fundet alvorlige helbredsproblemer (kun sprukne læber, tør hud, øjenirritation og næse- løbe/stoppet) (22).

I foråret 1999 blev et område på cirka 135 km² i Southern Vancouver, fra fly, oversprøjtet x 3 med Bacillus thuringiensis var. kurstaki (cirka 80.000 indbyggere i området). Der blev i perioden set nærmere på evt. helbredspåvirkning af indbyggere (blandt andet med fokus på astma hos børn). Der blev ikke fundet sammenhæng mellem udsættelsen for Bacillus thuringiensis var. kurstaki og korttids helbredspåvirkning (23).

I nogle lande i Asien er der tilsat Bacillus thuringiensis var. israliensis til drikkevand som myggebekæmpelse. Fra disse områder er der ikke rapporteret bivirkninger på mennesker. I Afrika har visse floder været tilsat Bacillus thuringiensis var. israliensis. hvor der ligeledes for mennesker, der har drukket vand fra floderne, ikke har været rapporteret bivirkninger (16).

Der foreligger nogle få kasuistikker om infektioner forårsaget af Bacillus thuringiensis. En landbrugsmedarbejder fik hornhindesår i det ene øje efter ved uheld at have sprøjtet Bacillus thuringiensis i øjet (24). En studerende der havde arbejdet med et medie med Bacillus thuringiensis og en kontaminant (Acinetobacter), udviklede en infektion efter et nålestiksuheld (25). Ved et enkelt tilfælde af udbrud af gastroenteritis på et plejehjem er der fundet Bacillus thuringiensis (26). P.H. Damgaard, der har set på Bacillus thuringiensis og Bacillus cereus’s evner til at producere diaréfremkaldende enterotoksin, fremfører at visse tilfælde af gastroenteritis kan være Bacillus thuringiensis udløst, men at tilfældene kan være "skjult" bag diagnostiserede Bacillus cereus gastroenteritis tilfælde (27).

Andre Bacillus species, især Bacillus cereus, som kendes fra kontaminering af fødevarer, kan give alvorlige infektioner hos mennesker (28). Bacillus cereus. og Bacillus thuringiensis er nært beslægtede (29;30) og nogle undersøgelser tyder på, at Bacillus cereus kan omdannes til Bacillus thuringiensis og vice-versa ved plasmidoverførsel, når begge stammer er til stede (31).

Allergi som følge af inhalation af Bacillus thuringiensis i forbindelse med sprøjtning og håndtering af Bacillus thuringiensis er en potentiel risiko. I et enkelt studie er der fokuseret på dette. Landbrugs medarbejdere (n=48) eksponeret for Bacillus thuringiensis blev undersøgt før og 1 måned efter eksponering (n=32) samt 4 måneder efter eksponering (n=20). To grupper, der ikke direkte blev eksponeret, blev delt op i lavt eksponeret (n=44) og mellem eksponeret (n=34) blev ligeledes undersøgt.

Sammenfattende kunne anføres at udsættelse for Bacillus thuringiensis kan medføre allergisk hudsensibilisering og/eller induktion af IgG og IgE antistof. På trods af at der blandt medarbejdere var tilfælde med symptomer fra luftveje, øjne og hud, kunne ingen af symptomerne henføres til arbejdsrelaterede kliniske sygdomme (32).

1.4.2 Verticillium lecanii (V.l.)

Svampen (produkter Mycotal og Vertalec) benyttes til bekæmpelse af bl.a. bladlus, mellus, trips, spindemider og andre skadedyr. Den anvendes i kulturer med høj luftfugtighed. Svampen virker ved at inficere insektet via sporer som påhæfter sig insektets overflade, trænger ind og opformerer sig i insektet, der til sidst dræbes og bliver overgroet af mycelium.

Af helbredsrelaterede undersøgelser er der kun en enkelt. K. K. Eaton udførte i 1986 en undersøgelse af ansatte ved to forskningscentre. På centrene blev Verticillium lecanii udviklet til brug som pesticid. Formålet med studiet var at afklare om udsættelse for Verticillium lecanii. kunne udløse allergi eller toksiske problemer for medarbejdere (n=147), for derved at opnå information om sikkerhed til brug ved markedsføring. Der blev fundet 8 sensibiliserede personer, 3 var anført som eksponerede og 5 som ueksponerede. Fælles var at der var et lille udslag ved hudpriktest og alle udslag var mindre end den positive histamin- kontrol. Der var ingen sammenhæng med kliniske symptomer eller grad af eksponering. Der blev ikke foretaget eksponeringsmålinger i forbindelse med undersøgelsen (33).

1.4.3 Trichoderma harzianum & polysporum (T.h.)

Trichoderma arter er svampe (produkterne Supresivit og Binab T.) som kan kolonisere og gro på rodoverflader for at modvirke vækst af plantepatogene svampe. De anvendes til svampebekæmpelse i både grøntsager og prydplanter. Midlerne anvendes til frø, stiklinger eller jordbehandling, desuden udsprøjtes de over kulturerne til behandling mod plantepatogenet gråskimmel (Botrytis cinerea).

Også Trichoderma harzianum producerer og udskiller toksiske metabolitter (antibiotika og toksiner) og den antagonistiske virkning er sandsynligvis afhængig af disse metabolitter sammen med parasitisme og udkonkurrering.

Ved søgning i litteraturen fandtes ikke relevante referencer om helbredseffekter som følge af eksponering for Trichoderma harzianum produkter.

1.4.4 Paecilomyces fumosoroseus

Svampen (produkt Preferal) benyttes primært mod mellus, men har også effekt mod bladlus, thrips, spindemider og andre skadedyr. Midlet anvendes i kulturer med høj luftfugtighed, f.eks. i formeringsafdelinger hvor nyt plantemateriale ønskes rent for skadedyr. Svampen virker ved at inficere insektet som anført under Verticillium lecanii

Midlet er ikke generelt markedsført, men anvendt som forsøgsprodukt.

Ved søgning i litteraturen fandtes ikke relevante referencer om helbredseffekter som følge af eksponering for Paecilomyces fumosoroseus produktet Preferal.