Risikovurdering af Giardia og Cryptosporidium i vand

7 Risikovurdering af vandbårne infektioner

I kap. 2 er metoden til mikrobiel risikovurdering og dens anvendelse beskrevet generelt. I dette afsnit vil de enkelte dele af risikovurderingen blive diskuteret i forhold til denne undersøgelse.

For at kunne udføre en mikrobiel risikovurdering er der behov for at kende patogenets biologi og opførsel, samt de humane eksponeringsveje. Disse aktiviteter udgør forskellige scenarier i de følgende kapitler, hvor eksponeringen kvantificeres til det antal (oo)cyster, der indtages i de forskellige scenarier.

I det følgende fastlægges de delelementer, der er ens for alle scenarier; nemlig

  • Identifikation og beskrivelse af farer
  • Vurdering af eksponering
  • Analyse af sammenhæng mellem dosis og respons
  • Beregning og vurdering af risiko

7.1 Identifikation og beskrivelse af farer

En mikrobiel risikovurdering indeholder altid en identifikation af f.eks. infektion, sygdom eller død samt hvilke (typer af) patogener, der skal indgå i analysen. Denne risikovurdering omfatter vandrelateret human infektion af protozoerne Giardia og Cryptosporidium. Også infektioner, der ikke giver sygdomssymptomer (symptomløse smittebærere), medtages i beregningerne. Sidstnævnte omfatter to tilfælde:

  • Personen, som er inficeret, men er symptomfri
  • Personen, som er inficeret og har symptomer, men antallet af udskilte (oo)cyster er så lavt, at personen ikke diagnosticeres for parasitær infektion.

Denne definition af human infektion er entydig og muliggør sammenligning med tilsvarende risikovurderinger af protozoer i andre sammenhænge. I en mere detaljeret risikovurdering kunne denne farebeskrivelse udvides med hvilke befolkningsgrupper der eksponeres. Det er velkendt, at personer med nedsat effekt af immunsystemet lettere bliver inficeret af de pågældende protozoer og samtidig har længerevarende og mere komplicerede sygdomsforløb.

Den valgte farebeskrivelse er et kompromis mellem på den ene side nødvendigheden af at have en entydig definition og på den anden side den dertil hørende nødvendige viden og en passende præcis beskrivelse af de faktiske forhold.

7.2 Vurdering af eksponering

Eksponeringen består i et indtag af protozoer via vand. Eksponeringen beskrives derfor dels som den mængde vand, der indtages pr. eksponering og dels som den forventede koncentration af protozoer i vandet.

Fordelingen af indtag af vand vil være stærkt afhængigt af scenarierne og vil variere inden for hvert scenarium som følge af den naturlige variation i indtag af vand og koncentrationer af protozoerne. Indtaget af drikkevand er 10-100 gange større end vandindtaget ved badning og en gennemsnitsdansker eksponeres 1000 gange overfor drikkevand for hver gang de bader ved kysten. Derfor kunne drikkevand godt være en mere væsentlig kilde til infektion af protozoer, selv om der kun sjældent er protozoer i drikkevand.

7.3 Analyse af sammenhæng mellem dosis og respons

Det kan være vanskeligt at fastlægge sammenhængen mellem dosis og respons for protozoer, fordi den afhænger af f.eks. eksponeringsmåde, sundhedstilstand af den inficerede og protozoernes infektivitet. Oftest er der undersøgt raske yngre forsøgspersoner eller forsøgsdyr udsat for relativt høje doser og herefter har man forsøgt at ekstrapolere til lavere doser ved hjælp af semi-mekanistiske modeller og brug af usikkerhedsfaktorer for at tage hensyn til personer med nedsat modstandskraft. En anden metode er at tage udgangspunkt i konkrete hændelser, hvor en population har været udsat for et patogen og så registrere antallet af påvirkede personer, men her er det meget svært at estimere den dosis, som folk har været udsat for. Samtidigt kan det også være svært at estimere antallet af syge.

Der er kun meget begrænset viden om variationen i immunstatus i befolkningen og eventuel afhængighed af eksponeringsmetode (f.eks. gennem indånding af aerosoler, ved hudkontakt eller ved indtag). Desuden varierer modstandsdygtigheden med alder, årstid, sundhedstilstand, hidtidig eksponering mm.

Der er kun foretaget få epidemiologiske studier af protozoerne, og de tyder på, at sammenhængen mellem dosis og sandsynligheden for at blive inficeret, Pinf, kan beskrives ved en fordeling af denne type (Haas, 1983b):

Pinf = 1-e-Dosis/k

hvor parameteren k er større end eller lig med 1. Hvis k er 1, benævnes modellen 'maximum risk', svarende til den højest muligt infektivitet et patogen kan have.

Der er kun få undersøgelser af sammenhænge mellem dosis og respons for Giardia og Cryptosporidium, se tabel 7-1. Herudover er der en række undersøgelser af infektiøs dosis af Cryptosporidium, som understøtter resultatet fra de undersøgelser, der er nævnt i tabel 7-1. Det er en undersøgelse af hver protozo på tilfældigt udvalgte forsøgspersoner samt en undersøgelse af personer, der tidligere har været inficeret med og været syge af Cryptosporidium. Undersøgelsen af reinfektion med Cryptosporidium af 19 frivillige viste at ved reinfektion efter et år, blev det samme antal personer syge, men en mindre andel af de smittede udskilte oocyster i fækalierne. Antallet af diarréer pr. dag pr. smittet var også mindre ved anden infektion i forhold til første infektion (Okhuysen et al., 1997). Der er lavet flere statistiske bearbejdninger af undersøgelserne, men de bygger på de samme data. I undersøgelserne er der også analyseret for andre og mere komplicerede formeludtryk end i formel (7.1), men der er ikke fundet nogen bedre sammenhæng mellem dosis og sandsynligheden for infektion.

Tabel 7-1 Afrapporterede undersøgelser af dosis-respons sammenhænge ved oralt indtag. I parentes er der angivet 95% konfidensintervaller, som angivet af forfatterne til undersøgelsen.

Protozo Parameterestimat for k Reference
Giardia 50 (17-227) Teunis et al., 1996
  50 Rose et al., 1991
Cryptosporidium 238 (132-465) Haas et al., 1996
  249 (138-487) Teunis et al., 1996
  2.865* Okhuysen et al., 1997

* Undersøgelsen er baseret på 19 voksne reinficeret et år efter sygdom med C. parvum.

På grund af de væsentlige forbehold overfor repræsentativiteten af parameterestimaterne i tabel 7-1 er det antaget, at den faktiske usikkerhed er større end den afrapporterede. Det understøttes af resultatet i Okhuysen et al. (1997), som viste at ved reinfektion inden for et år, kræves en større dosis for at give en infektion.

Tabel 7-2 viser de modeller for sammenhænge mellem dosis og respons, der er benyttet i denne rapport. Effekten af usikkerheden er vist på figur 7-1, der viser at modellerne medfører moderat større konfidensintervaller og f.eks. ikke dækker den afrapporterede sammenhæng for personer, der tidligere har været inficeret for Cryptosporidium. Det skyldes dels, at der er lagt mest vægt på modellen for lave k (størst følsomhed) og dels, at incidensen af Cryptosporidium er så lav, at der kun er meget få, der vil blive inficeret 2 gange på ét år.

Figur 7-1 Fordelingen af risiko for infektion. Ved indtag af f.eks. 10 Giardia cyster er der mest sandsynligt at 18 % (Pinf = 0,18) bliver inficeret, med et 95% konfidensintervaller på 5-56%.

Figur 7-1 Fordelingen af risiko for infektion. Ved indtag af f.eks. 10 Giardia cyster er der mest sandsynligt at 18 % (Pinf = 0,18) bliver inficeret, med et 95% konfidensintervaller på 5-56%.

Tabel 7-2 Modeller for variation af k i dosis-respons modellen. X N(m; s) betyder, at X er en stokastisk normalfordelt variabel med middelværdi m og spredning s.

  Model for variation af parameter Median og konfidensintervaller
Giardia Ln k~N(3,9; 0,7) 49 (12-200)
Cryptosporidium Ln k~N(5,5; 0,4) 245 (110-544)

7.4 Beregning og vurdering af risiko

Det er i denne undersøgelse valgt at arbejde med samme identifikation af farer og analyse af dosis og respons i alle de scenarier, der vurderes. Forskellen i risiko skyldes dermed eksponering, dvs. mængde af indtaget vand og koncentration af patogener i vandet samt, hvor ofte befolkningen eksponeres overfor patogenet via smittevejen. Det generelle formelapparat er:

Dosis = Cpatogen × Qindtag    (7.2a)

Pinf = 1-exp(-Dosis/k)    (7.2b)

Pinf,år = nPinf    (7.2c)

hvor

Qindtag er indtaget af vand pr. eksponering
Cpatogen er koncentrationen af patogen i det pågældende vand ved eksponeringen
n er antallet af eksponeringer pr. år.
Pinf år er antallet af inficerede pr. år.

Dette generelle formelapparat ændres, hvis koncentrationen er nul i en del tilfælde såsom i svømmebade. Hver af variablene Qindtag, Cpatogen og n er stokastiske variable, der antages at være uafhængige af hinanden. Herefter kan de resulterende værdier til den resulterende tabel findes f.eks. ved hjælp af Monte Carlo simuleringer.

Dataindsamlingen er således målrettet mod at fremskaffe information om de tre variable (Qindtag, Cpatogen og n). Ud fra kvalitative informationer om f.eks. indtag og skøn over relative koncentrationer af protozoerne kan der derefter udvælges en række scenarier, der er relevante til en egentlig kvantitativ risikoanalyse.

Den kvantitative beregning af risikoen ved at blive eksponeret vil variere fra gang til gang, afhængigt af hvor kraftig eksponeringen er og hvor følsom personen er. Variationen vil typisk være flere størrelsesordener afhængigt af hvor præcis beskrivelsen af de enkelte processer er og hvor stor den naturlige variation af processerne er.

I denne rapport er der dels fokuseret på den "typiske risiko" og dels på en "worst-case" risiko. Den typiske risiko er den infektionshyppighed, der beregningsmæssigt overskrides i 50% af eksponeringerne. Risikoen svarende til "worst-case" er den risiko, der beregningsmæssigt vil være i op til 5% af eksponeringerne, svarende til at 95% af alle eksponeringer vil have en risiko der er lavere end den angivne. Denne værdi svarer til den værst mulige situation, hvor det er en immunsvækket person, der indtager mere vand end normalt og hvor vandet indeholder flere (oo)cyster end normalt. De to fraktiler er vist i figur 7-2.

Figur 7-2. Beregnet risiko ved risiko for infektion med <em>Giardia</em> ved oversvømmelse med kloakvand i huse. Der beregnes en risiko fra under 1·10-7 (1 inficeret ud af 10 mio. eksponeringer) til mere end 2·10-5 (1 inficeret ud af 50.000 eksponeringer). Den typiske risiko angives som 50%-fraktilen svarende til 1·10-6 og den risiko, som kan forekomme i op til 5% af eksponeringerne (worst-case) angives til 2·10-5.

Figur 7-2. Beregnet risiko ved risiko for infektion med Giardia ved oversvømmelse med kloakvand i huse. Der beregnes en risiko fra under 1·10-7 (1 inficeret ud af 10 mio. eksponeringer) til mere end 2·10-5 (1 inficeret ud af 50.000 eksponeringer). Den typiske risiko angives som 50%-fraktilen svarende til 1·10-6 og den risiko, som kan forekomme i op til 5% af eksponeringerne (worst-case) angives til 2·10-5.

 



Version 1.0 Februar 2006, © Miljøstyrelsen.