小規模乳製品工場におけるリステリア管理
小規模な乳製品工場におけるリステリアの環境モニタリングプログラムに関する研究。
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リステリア・モノサイトゲネス(LM)は、人間にとって危険なバイ菌で、特に妊婦、高齢者、免疫力が低下している人たちに深刻な病気を引き起こすことがある。このバイ菌は食べ物、特にミルク、チーズ、アイスクリームなどの即食用の乳製品にしばしば見られる。LMによって引き起こされるリステリア症は、高い致死率があるため懸念されている。食品加工エリアでのバイ菌の存在の変動が、汚染や病気の発生につながる可能性がある。
LMの問題の一つは、食品加工環境で数年も生存できる能力だ。この長期的な生存は、食品製品における交差汚染のリスクを高めるので、公共の健康のために効果的な監視と管理が必要不可欠。
問題提起
最近のリステリア症の発生は、特に小規模および中規模の乳製品加工工場におけるLMのリスクを浮き彫りにしている。これらの工場は、大きな施設に比べてリソースが不足しているため、この危険なバイ菌の存在をどのように管理し、監視するのが最善かという疑問が生じている。
規制機関は、食品工場に環境監視プログラム(EMP)を実施して、LMや他の関連するリステリア種を検出し、管理することを推奨している。しかし、現在の監視方法は、小規模な工場にとっては実用的でも効率的でもないことがある。
現在の実践
従来のEMPは一般的に「探して排除する」方式で、食品加工施設のさまざまな場所から定期的にサンプルを収集する。リステリアが見つかった場合は、それを排除し、汚染源を取り除くためのフォローアップが行われる。しかし、このアプローチは普遍的ではない。食品加工工場はサイズや運営が大きく異なるからだ。
大規模な工場では、生産中に環境サンプルが収集されることが一般的だ。小規模な乳製品加工工場では、サンプルを取るために操業を中断する必要があり、それが生産の中断や食品安全問題につながる可能性がある。
革新的なサンプリングアプローチ
小規模な工場が直面している課題に対処するために、新しい環境サンプリング戦略が模索されている。具体的には、生産開始前、清掃後、そして生産サイクルを中断せずにバイ菌を検出できるパッシブサンプリングデバイスを使用してサンプルを収集することが含まれている。
これらのアプローチにより、小規模な工場でのリステリアの監視がより効率的かつ効果的に行えるようになり、製品の生産を妨げることなく食品の安全性を確保できるかもしれない。
研究の目的
この研究は、1年間にわたり8つの小規模および中規模の乳製品加工工場に環境監視プログラムを実施することを目指している。主な目的は次の通り:
- EMPの実施がこれらの工場でのリステリアの発生率にどのような影響を与えたかを評価すること。
- 生産前にサンプルを収集し、パッシブサンプリングデバイスを使用することが効果的な戦略であるかを評価すること。
- 全ゲノムシーケンシングなどの高度なテスト方法を使用して、これらの施設でのリステリアの持続性と伝播のパターンをさらに理解すること。
方法論の概要
研究デザイン
北東部のアメリカで8つの乳製品加工工場がこの研究のために選ばれた。このうち3つは流動乳を生産し、2つはチーズを作り、3つはアイスクリームを製造している。大半の工場は、年間1,000万ポンド未満の生乳を処理している。
初期サンプリング
研究が始まると、チームは各工場を訪れ、個別の環境サンプリングプランを作成した。初期のサンプリングイベントが実施され、さまざまな場所からスワブを取り、EMPが実施される前のリステリアのベースラインレベルを確立した。
監視手順
初期サンプリングの後、各工場には監視プログラムのための標準作業手順が提供された。工場は、規制機関から推奨されたように作業中盤に焦点を当てて定期的にサンプリングを行うよう指示された。研究チームは、追加のサンプルを収集し、必要に応じてコンサルテーションを提供することで、工場をサポートした。
フォローアップサンプリング
約1年後、リステリアの発生率の変化を分析するためのフォローアップサンプリングイベントが実施され、初期サンプリングの結果と比較した。
結果と発見
リステリアの全体的な発生率
この研究を通じて、8つの工場から2,000以上の環境スポンジサンプルが収集された。その中で約13%がリステリア陽性だった。発生率は工場によって大きく異なり、一部は他の工場よりもかなり高い汚染率を示した。
EMP実施の影響
ほとんどの工場では、EMPの実施後にリステリアの発生率に大きな変化が見られなかった。いくつかの工場では改善があったが、全体的には陽性サンプルの減少はわずかだった。この結果は、監視プログラムの実施だけでは不十分で、効果的な管理のためにはカスタマイズされた戦略や追加のトレーニングが必要かもしれないことを示唆している。
生産前 vs. 生産中サンプリング
生産前と生産中のサンプリングの効果を比較すると、リステリアの検出率は似たような結果だった。これは、生産前のサンプリングが、特に中断が問題となる小規模施設では、従来の生産中のサンプリングと同じくらい効果的であることを示唆している。
パッシブサンプリングデバイス
この研究は、リステリアを検出するための効果を評価するために、ムーアスワブやタンポンのようなパッシブサンプリングデバイスも試験した。これらのデバイスは、従来のスポンジサンプリング方法と同等の結果を出すことがわかり、製造を中断せずに監視するための有用なツールになる可能性がある。
遺伝子分析
全ゲノムシーケンシング
研究から選ばれたリステリアのアイソレートに対して全ゲノムシーケンシングを行い、遺伝的構造や持続性のパターンをより良く理解するために分析した。この遺伝子分析により、さまざまな工場からのアイソレートが類似の遺伝的マーカーを共有していることがわかり、施設内での長期生存や汚染源の可能性が示唆された。
持続性パターン
多くのアイソレートは、食品加工環境で生き残るための遺伝的変化を遂げていることがわかった。これは、これらの工場の環境に適応する能力を示している。特定の遺伝子マーカーは、病原性やストレス耐性に関連しており、LMがこれらの環境で持続する理由の理解を深める助けとなった。
結論
この研究は、環境監視プログラムの実施が小規模および中規模の乳製品加工工場でのリステリア管理に重要な役割を果たす一方で、追加のリソースやトレーニングが必要かもしれないことを示している。結果は、生産を妨げることなくリステリア管理に苦しむ小規模工場に大いに利益をもたらす可能性のある、簡略化されたサンプリング戦略や生産前のサンプリング、パッシブデバイスの使用の潜在能力を強調している。
推奨事項
カスタマイズされたトレーニング: 小規模工場がEMPを効果的に実施し維持できるように、ターゲットを絞ったトレーニングを提供する。
簡略化された戦略の採用: 小規模施設に、生産を中断せずにリステリアを検出するための生産前サンプリングおよびパッシブサンプリングアプローチを用いるよう奨励する。
継続的なサポート: これらの工場がトラブルシューティングを行い、清掃と衛生管理の実践を改善できるよう、継続的なサポートメカニズムを確立する。
持続性の調査: 将来の研究は、リステリアの持続性を促進する加工環境内の特定の場所を特定すること、およびバイ菌の生存に寄与する遺伝的要因を理解することに焦点を当てるべきである。
技術の進展: リステリア株のより正確な監視と汚染経路の理解のために、全ゲノムシーケンシングのような高度なテスト方法の使用を奨励する。
最後の考え
食品加工環境におけるリステリアの管理は、依然として重要な公衆衛生の問題だ。小規模な乳製品加工工場のニーズと能力に合わせた革新的で適応可能な実践を開発することで、食品の安全性を向上させ、消費者をリステリア症の潜在的な発生から守ることができる。これらの戦略の成功した実施は、より強固な食品安全文化を生み出し、公衆の健康のための結果を改善することにつながる。
タイトル: Intensive environmental sampling and whole genome sequence-based characterization of Listeria in small and medium sized dairy plants reveal opportunities for simplified and size-appropriate environmental monitoring strategies
概要: Small and medium sized dairy processing plants (SMDPs) may face unique challenges with respect to controlling Listeria in their processing environments, e.g., due to limited resources. The aim of this study was to implement and evaluate environmental monitoring programs (EMPs) for Listeria control in eight SMDPs in a [~]1-year longitudinal study; this included a comparison of pre-operation (i.e., after cleaning and sanitation and prior to production) and mid-operation (i.e., at least 4 h into production) sampling strategies. Among 2,072 environmental sponge samples collected across all plants, 272 (13%) were positive for Listeria. Listeria prevalence among pre- and mid-operation samples (15 and 17%, respectively), was not significantly different. Whole genome sequencing (WGS) performed on select isolates to characterize Listeria persistence patterns revealed repeated isolation of closely related Listeria isolates (i.e., [≤]20 high quality single nucleotide polymorphism [hqSNP] differences) in 5/8 plants over >6 months, suggesting Listeria persistence and/or re-introduction was relatively common among the SMDPs evaluated here. WGS furthermore showed that for 41 sites where samples collected pre- and mid- operation were positive for Listeria, Listeria isolates obtained were highly related (i.e., [≤]10 hqSNP differences), suggesting that pre-operation sampling alone may be sufficient and more effective for detecting sites of Listeria persistence. Importantly, our data also showed that only 1/8 plants showed a significant decrease in Listeria prevalence over 1 year, indicating continued challenges with Listeria control in at least some SMDPs. We conclude that options for simplified Listeria EMP programs (e.g., with a focus on pre-operation sampling, which allows for more rapid identification of likely persistence sites) may be valuable for improved Listeria control in SMDPs.
著者: Samantha Bolten, T. T. Lott, R. D. Ralyea, A. Gianforte, A. Trmcic, R. H. Orsi, N. H. Martin, M. Wiedmann
最終更新: 2024-01-23 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.22.576548
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.22.576548.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。