Sammenfatning

Bacillus thuringiensis og fødevareforgiftninger

Bakterien Bacillus thuringiensis er den aktive mikroorganisme i mange plantebeskyttelsesmidler, som anvendes til bekæmpelse af insekter. Den indgår således i ca. halvdelen af de mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler der anvendes i Danmark og i omkring 90% af de der anvendes på verdensplan. Disse midler udgør såvel mængdemæssigt som økonomisk langt den største del af de mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler på verdensmarkedet.

B. thuringiensis er kendt som et insektpatogen, der er aktiv overfor forskellige typer af insekter. Under sporuleringen producerer bakterien specifikke d-endotoksiner, som er toksiske overfor insektlarver. De specifikke toksiner anses for at være uskadelige overfor mennesker. Bortset fra de insekttoksiske egenskaber er B. thuringiensis ikke til at skelne fra B. cereus. B. cereus er kendt for at kunne forårsage levnedsmiddelforgiftninger hos mennesker, i form af såvel opkastninger som diarreer. Diareerne skyldes B. cereus evne til at producere en række forskellige enterotoksiner, hæmolysiner og enzymer under deres vegetative vækst i tarmen. Generne for disse toksiner og enzymer er kendt og det har derfor været muligt at undersøge hvorvidt stammer af B. thuringiensis er i besiddelse af disse gener ved hjælp af PCR og andre former for genetisk analyse. Sådanne genetiske analyser har vist, at en lang række stammer af B. thuringiensis har egenskaber, som potentielt kan medføre levnedsmiddelforgiftninger. Det er også blevet vist, at disse egenskaber kan udtrykkes af disse stammer under optimale vækstbetingelser i laboratoriet. Blandt de B. thuringiensis stammer, som har potentielt sygdomsfremkaldende egenskaber, er der stammer, som indgår i mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler. Sådanne midler anvendes i Danmark og i store dele af verden. Men uanset, at anvendelsen af B. thuringiensis har været udbredt i snart mange år, så har den kun været sat i forbindelse med sygdom i ganske få tilfælde (dog aldrig i Danmark).

Det er imidlertid sådan, at hverken medicinsk praksis eller metoderne der anvendes til at detektere fødevarepatogener skelner mellem B. cereus og B. thuringiensis, som den forårsagende agens, hverken i forbindelse med fødevarekontamineringer eller i forbindelse med fødevareforgiftninger (gastroenteritis). Derfor er det ukendt hvorvidt B. thuringiensis nogen sinde har været involveret i fødevareforgiftninger, som er blevet tilskrevet B. cereus, og i så fald i hvilket omfang.

Det var projektets formål:

At udvikle og indkøre metoder til at kvantificere forekomsten af B. cereus og B. thuringiensis i fæces fra mennesker, specielt med henblik på B. thuringiensis stammer, som anvendes i mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler
At estimere forekomsten af B. cereus og B. thuringiensis i fæces hos raske individer; herunder den eventuelle forekomst af B. thuringiensis stammer fra mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler
Med udgangspunkt i en pilot-undersøgelse at vurdere, om det ud fra et realistisk antal prøver fra patienter med gastroenteritis vil være muligt at identificere mindst 100 fæces prøver med stor forekomst af B. cereus gruppe bakterier. (Ønsket om at finde mindst 100 prøver med forekomst af B. cereus gruppe bakterier skyldes, at B. thuringiensis kun udgør nogle få procent af de B. cereus gruppe bakterier der findes i miljø-prøver, og det derfor blev vurderet, at det var nødvendigt med mindst 100 prøver for at finde prøver med en stor forekomst af B. thuringiensis.)

Fæces prøver fra raske individer

Bakterier fra B. cereus gruppen blev fundet hos 4,8 % af personerne i det danske normalmateriale bestående af 420 prøver. I en femtedel af personernes fæcesprøver fra det danske normalmateriale, som er fundet positive for B. cereus, kunne der identificeres bakterier, som kunne henføres til B. thuringiensis. Dette svarer til fund af B. thuringiensis hos 0,95 % af personerne. Halvdelen af B. thuringiensis isolaterne har bipyramidale krystaller og besidder gener for Cry1 og Cry2, ligesom flere stammer, der indgår i mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler. Ved RAPD analyse vises det, at der er fire forskellige typer af disse bakterier. Hos en af personerne er de fundne isolater identiske med B. thuringiensis kurstaki HD1 med hensyn til RAPD profil, men da de ikke i tillæg besidder et flagellin gen, som kan detekteres ved den anvendte PCR-analyse, kan de ikke henføres til denne stamme. Det er derimod sandsynligt, at de kan henføres til serotypen B. thuringiensis aizawai. Der markedsføres ikke plantebeskyttelsesmidler i Danmark, hvor aktiv-organismen er denne serotype, det gør der derimod i udlandet, så de kan stamme fra importerede fødevarer behandlet med sådanne midler. Men det kan ikke udelukkes at B. thuringiensis isolatet stammer fra fødevarer (f.eks. grøntsager) hvorpå der også naturligt findes B. thuringiensis.

Konklusioner:

De anvendte metoder er blevet fundet anvendelige til at detektere B. cereus gruppe bakterier i fæces, til at differentiere mellem B. cereus og B. thuringiensis og til at karakterisere B. thuringiensis på stamme-niveau.
B. cereus gruppe bakterier blev fundet hos 4,8 % af personerne i det danske normalmateriale
B. thuringiensis blev fundet hos 0,95 % af personerne i materialet
Der var ingen af B. thuringiensis isolaterne der kunne henføres til B. thuringiensis kurstaki HD1 og dermed med sikkerhed til et isolat fra et mikrobiologisk plantebekyttelsesmiddel.
På baggrund af arbejdet med det relative lille prøvemateriale der er anvendt i nærværende undersøgelse synes hverken B. cereus og B. thuringiensis at være arter der er særligt hyppigt forekommende i fæces hos almindelige raske danskere, på trods af at vi ved at de fleste danskere eksponeres for de to arter via fødevarer.

Fæces prøver fra individer med gastroenteritis

B. cereus gruppe bakterier blev fundet i 10,2 % af 343 patient-prøver. Kun hos fire patienter oversteg antallet af B. cereus gruppe bakterier 1000 cfu/g.

Isolater, som kunne identificeres som B. thuringiensis, blev fundet i 2,3 % af prøverne. Dette er ca. dobbelt så stor en forekomst som i normalmaterialet, men da resultaterne ikke er direkte sammenlignelige, er det ikke muligt at afgøre, om dette er en virkelig forskel.

Alle B. thuringiensis isolaterne har bipyramidale krystaller og 12 af dem besidder gener for Cry1, Cry2 og flagellin. Fire af disse isolater fra fire patienter er identisk med RAPD-profilen for B. thuringiensis HD1, så det er meget sandsynligt, at disse isolater stammer fra et mikrobiologisk plantebeskyttelsesmiddel baseret på B. thuringiensis HD1. De øvrige isolater, som producerer bipyramidale krystaller, har også mange ligheder med stammer fra mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler, men det er ikke muligt med vores nuværende kendskab til isolaterne at afgøre, hvorvidt de stammer fra plantebeskyttelsesmidler eller ej.

B. thuringiensis er blevet identificeret i tarmmateriale fra 8 personer. Det er ikke muligt ud fra dette materiale at afgøre, hvorvidt B. thuringiensis har været involveret i tilfælde af gastroenteritis, men det vurderes, at det ikke er særligt sandsynligt, da bakterierne er fundet i lave koncentrationer som sporer.

Det er mest sandsynligt, at disse personer enten har spist fødevarer med udsprøjtede sporer og som stadig fandtes på fødevaren ved indtagelse eller at de har spist fødevarer (fx grøntsager) hvorpå B. thuringiensis forekommer naturligt. Isolater identiske med B. thuringiensis kurstaki HD1 er tidligere blevet identificeret på tomater, agurker, peberfrugter og forskellige typer af kål indkøbt til konsum.

Konklusioner:

B. cereus gruppe bakterier blev fundet hos 10,2 % af prøverne fra personer med gastroenteritis
B. thuringiensis blev fundet hos 2,3 % af prøverne fra personer med gastroenteritis
Fire isolater fra i alt fire personer kunne henføres til B. thuringiensis kurstaki HD1 og stammer dermed med stor sandsynlighed fra et mikrobiologisk plantebeskyttelsesmiddel.
Det må med udgangspunkt i den gennemførte undersøgelse konkluderes, at der ikke, som beskrevet i projektets formål, vil være muligt, ud fra et realistisk antal prøver fra patienter med gastroenteritis, at identificere mindst 100 fæces prøver med et højt niveau af B. cereus gruppe bakterier, idet det vil kræve i størrelsesordenen 10.000 prøver.

Miljøstyrelsens vurdering

Ud fra undersøgelsen af det relativt beskedne antal fæcesprøver, der indgår i dette studie, kan det konkluderes, at det ikke synes at være sandsynligt, at B. cereus og B. thuringiensis forekommer i særligt stort antal i fæces hos raske danskere. Miljøstyrelsen vurderer endvidere, at man på baggrund af projektresultaterne må antage, at B. thuringiensis kun sjældent findes i fæces hos patienter med gastroenteritis, og at organismen i de få tilfælde næppe har været årsagen til sygdommen. Men idet fæcesprøverne formentlig er indleveret til patienternes læge adskillige dage efter symptomerne er påbegyndt, er det dog stadig vanskeligt helt at udelukke muligheden for at B. thuringiensis har været årsag til gastroenteritis hos nogle enkelte patienter.

Miljøstyrelsen vurderer, at der ud fra nærværende undersøgelse ikke er nogen grund til at antage, at brugen af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler baseret på B. thuringiensis har medført gastroenteritis hos danskere.