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微生物風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估

        QMRA(微生物危險(xiǎn)性定量評(píng)估)系統(tǒng)地綜合了已有的暴露信息(如攝取的病原體數(shù)量) 與劑量 響應(yīng)模型,以對(duì)因接觸飲用水中的病原體而造成感染的可能性作出評(píng)估。無(wú)癥狀感 染頻次的流行病學(xué)數(shù)據(jù)、疾病的持續(xù)和嚴(yán)重程度都可以被用來(lái)評(píng)估疾病負(fù)擔(dān)。
        QMRA可用來(lái)確定績(jī)效目標(biāo)并作為改善水質(zhì)對(duì)人群和亞人群健康影響的評(píng)估基礎(chǔ)。 數(shù)學(xué)模型可用來(lái)評(píng)估飲用水中低濃度病原體對(duì)健康的影響。
        風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、包括QMRA,首先從提出問(wèn)題開(kāi)始,其目的是確定各種可能的危害及危 害從源頭到消費(fèi)者的各種遷移路徑。然后,將人接觸病原體的情況(環(huán)境濃度及攝入 量)和所選(或參考)生物體的劑量 反應(yīng)關(guān)系綜合起來(lái)以描繪出風(fēng)險(xiǎn)的特征。結(jié)合其他 信息(社會(huì)、文化、政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等)就可提出一些優(yōu)先選用的管理辦法。為鼓勵(lì)利 益相關(guān)各方的支持和參與,在處理過(guò)程的每一階段,都能做到透明并主動(dòng)溝通有關(guān)危險(xiǎn) 性的信息是非常重要的。表7.3給出了危險(xiǎn)性評(píng)估的一個(gè)例子并在下面進(jìn)行詳細(xì) 描述。 
        1)問(wèn)題的形成和危害的確定
        對(duì)飲用水系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié),不論它是否受飲用水供應(yīng)者的直接監(jiān)控,對(duì)所有的潛在危 害,包括導(dǎo)致微生物病原體出現(xiàn)的原因和具體的事件(可能發(fā)生什么和如何發(fā)生),都應(yīng)該查 明并形成文件。這包括點(diǎn)污染源(如生活和工業(yè)污水的排放)和分散污染源(如農(nóng)業(yè)和畜牧 業(yè)活動(dòng)造成的污染)。也要考慮持續(xù)的、間歇的或季節(jié)性的污染,還要考慮到極端的和不常 見(jiàn)的事件,如干旱和洪水。
        廣義上的危害還包括危害場(chǎng)景,比如那些可導(dǎo)致消費(fèi)者接觸某種病原微生物的事件。 在這種情況下,危害性事件(如由生活廢水引起的水源污染高峰)可稱為危害。
        由于QMRA不可能用于每一個(gè)確認(rèn)的危險(xiǎn),就需要選擇代表性(或參考)生物體,如果 代表性生物體得到控制,就可以確保所有關(guān)注的病原體得到控制。通常,這意味著至少要包 括一種細(xì)菌、病毒、原蟲(chóng)或蠕蟲(chóng)。在這一部分中,彎曲桿菌、輪狀病毒和隱孢子蟲(chóng)已經(jīng)作為示 例參考病原體來(lái)說(shuō)明如何應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和計(jì)算性能目標(biāo)。

        2)暴露評(píng)估
        針對(duì)飲用水消費(fèi)的暴露評(píng)估包括個(gè)體接觸病菌數(shù)量的估計(jì),主要是指經(jīng)口攝入的病菌。 暴露評(píng)估不可避免地存在不可確定性,因此必須交代各種因素的變化,如在某個(gè)時(shí)段內(nèi)攝入 病原體的濃度和攝入量。
        暴露可以是消費(fèi)者在某一個(gè)時(shí)間段一次攝入的病原體劑量,或是多次暴露的總量(如一 年)。暴露取決于飲用水中病原體的濃度和消耗的水量。
        不大可能或很難定期直接測(cè)定飲用水中的病原體。常見(jiàn)的做法是推測(cè)或測(cè)定原水中的 濃度,并用估計(jì)的減少量(如經(jīng)過(guò)水處理)去估計(jì)已攝入飲用水中病原體的濃度。最好是在 病原體濃度最高的水域(一般為水源)進(jìn)行病原體測(cè)定。通常使用指示生物如大腸桿菌替代 腸道病原菌來(lái)估計(jì)經(jīng)過(guò)各種連續(xù)控制措施后的去除率(見(jiàn)7.4節(jié)及附錄1支持性文件《水處 理和病原體控制》)。
        對(duì)所有的病原體來(lái)說(shuō),暴露評(píng)估的另一個(gè)組成部分便是人群攝入的未經(jīng)煮沸的用 水量,其中包括飲水習(xí)慣的個(gè)體差異,特別是亞弱勢(shì)人群的飲水習(xí)慣。在微生物危害的 危險(xiǎn)性評(píng)估中,采用未經(jīng)煮沸的飲用水量(包括直接飲用和用于食品制作)是至關(guān)重要 的,因?yàn)榧訜釙?huì)使病原體迅速失活。這一水量比用于推導(dǎo)水質(zhì)目標(biāo),如化學(xué)準(zhǔn)則值所用 的水量低。
        用飲水中病原體的濃度乘上飲水體積(也就是劑量)便可評(píng)估一個(gè)消費(fèi)者的日暴露量。對(duì)于示例模型計(jì)算,未煮沸飲用水消耗量設(shè)定為每天一升,但是飲用水消耗量最好使用當(dāng)?shù)?數(shù)據(jù)。
        3)劑量 反應(yīng)評(píng)估
        暴露于一種或多種病原體后產(chǎn)生有害健康反應(yīng)的概率是從劑量 反應(yīng)模型中推導(dǎo)出來(lái) 的。已有的劑量 反應(yīng)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于對(duì)健康成年志愿者進(jìn)行的研究結(jié)果。但對(duì)某些亞弱 勢(shì)人群如兒童、老人和免疫功能受損者,他們可能會(huì)產(chǎn)生更嚴(yán)重的致病后果,這方面還缺乏 充分的數(shù)據(jù)資料。
        劑量 響應(yīng)模型的概念基于以下觀察,即接觸了已知?jiǎng)┝康牟≡w就會(huì)導(dǎo)致感染可能, 即攝入一種或多種不同的病原體是傳染病發(fā)生的必要前提。而且,這些攝入的病原體必須 已在宿主體內(nèi)存活。單擊理論(即一個(gè)病原體也能使人感染得?。┦且粋€(gè)重要的概念。這一 概念取代了以往文獻(xiàn)中常用的(最?。└腥緞┝扛拍睿ㄒ?jiàn)附錄1支持性文件《食物和水中病原 體的危害特性》)。
        一般來(lái)說(shuō),在水中分散良好的病原體屬泊松分布。當(dāng)任何生物體的存活和開(kāi)始感染的 個(gè)體概率相同時(shí),劑量 反應(yīng)關(guān)系可簡(jiǎn)化成指數(shù)函數(shù)。但如果這一概率存在異質(zhì)性時(shí),就導(dǎo) 致β 泊松分布的劑量 反應(yīng)關(guān)系,其中“β”指的是各種病原體(和宿主)的個(gè)體概率分布。當(dāng) 接觸程度低時(shí),這種情況在飲水中最常見(jiàn),其劑量 反應(yīng)模型接近線性關(guān)系,并僅代表因接觸 單個(gè)微生物引起的感染概率(見(jiàn)附錄1支持性文件《食物和水中病原體的危害特性》)。
        4)危險(xiǎn)性特征
        危險(xiǎn)性特征將有關(guān)病原體暴露、劑量 反應(yīng)、發(fā)病率和嚴(yán)重性等方面收集的數(shù)據(jù)資料集 中在一起。
        感染概率可以估計(jì)為暴露于飲用水后的結(jié)果和暴露于一個(gè)微生物就會(huì)導(dǎo)致感染的可能 性。每天的感染概率乘上365可計(jì)算出每年的感染概率。這樣計(jì)算時(shí),假定不同的暴露事 例是各自獨(dú)立的,并且沒(méi)有產(chǎn)生保護(hù)性免疫。這種簡(jiǎn)化只有在低風(fēng)險(xiǎn)時(shí)才是合理的,例如上 述討論。
        并非所有感染個(gè)體都會(huì)出現(xiàn)臨床癥狀,大多數(shù)病原體常常引起無(wú)癥狀感染。出現(xiàn)臨床 癥狀人群的百分比取決于病原體,也取決于其他因素如宿主的免疫狀況。年患病風(fēng)險(xiǎn)可用 感染率乘上感染后患病的概率來(lái)表示。
        表7.4中的數(shù)字表達(dá)了某一個(gè)體在一給定年份中得病的概率。如得彎曲桿菌病的風(fēng)險(xiǎn) 是2.2×10-4/年,表明平均每4600名攝入該飲用水的消費(fèi)者中會(huì)有一人得此病。
        當(dāng)需將一個(gè)病例中發(fā)生特定疾病的風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)化為疾病負(fù)擔(dān)時(shí),可以使用DALY(metric disabilityadjustedlifeyear)(見(jiàn)第3章3.1)。這不但反映了急性終點(diǎn)反應(yīng)(腹瀉),也反映了 死亡率和更嚴(yán)重的終點(diǎn)反應(yīng)(如與彎曲桿菌有關(guān)的格林 巴利綜合癥,即急性感染性多發(fā)神 經(jīng)炎)。每個(gè)病例的疾病負(fù)擔(dān)變化很大。例如,每1000例輪狀病毒的疾病負(fù)擔(dān)在低收入地 區(qū)為480DALYs,而且還經(jīng)常發(fā)生兒童死亡。但在大多數(shù)居民都能得到醫(yī)療救助的高收入 地區(qū)僅為14DALYs/1000例(見(jiàn)附錄1支持性文件《世界衛(wèi)生組織飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則中公共 衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)量化》)。由于這種疾病負(fù)擔(dān)上的明顯差別,為了要達(dá)到相同的危險(xiǎn)程度(以 DALYs/人/年表示),在相同水源質(zhì)量的情況下,在低收入地區(qū)就需要實(shí)施更嚴(yán)格的水處 理。表7.4中10-6DALY/人/年這樣的健康結(jié)果目標(biāo)最好能與具體國(guó)情相結(jié)合。表7.4中 沒(méi)有免疫缺陷人群的計(jì)算數(shù)值(如 HIV/AIDS患者中的隱孢子蟲(chóng)?。?,在某些國(guó)家,這些人群的數(shù)量還是很多的。3.2節(jié)中有更多關(guān)于DALY的信息,及關(guān)于如何將其用于獲取風(fēng)險(xiǎn) 參考值。

        DALY,殘疾調(diào)整生命年。
        a數(shù)據(jù)得自高收入地區(qū),在低收入地區(qū)的嚴(yán)重程度更高(見(jiàn)支持性文件《在飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則中定量公共衛(wèi)生危險(xiǎn)》附 錄1)。
        b對(duì)彎曲桿菌和輪狀病毒的劑量 反應(yīng)來(lái)自Haas,Rose&Gerba(1999);隱孢子蟲(chóng)來(lái)自附錄1支持性文件《飲用水中 隱孢子蟲(chóng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估》。
        c一人每天飲用一升水(犞)。


        人群中可能只有一部分人對(duì)某些病原體是敏感的,因?yàn)樵诟腥臼状伟l(fā)作后可產(chǎn)生免疫 力或患病后可獲終生免疫保護(hù),例如HAV和輪狀病毒。據(jù)估計(jì)在發(fā)展中國(guó)家,所有5歲以 上兒童都對(duì)輪狀病毒有免疫力。這是由于在生命的頭幾年中,他們總是反復(fù)地接觸該病毒 所致。所以,總?cè)丝谥?,平均有17%?duì)輪狀病毒是敏感的。在發(fā)達(dá)國(guó)家的嬰幼兒中,輪狀病 毒感染也很普遍,主要是在低齡兒童中診斷出此病,但他們?cè)谡麄€(gè)人口中的百分比是較低 的。這樣,在發(fā)達(dá)國(guó)家中,平均有6%的人口是敏感的。
        危險(xiǎn)性評(píng)估的各個(gè)階段所收集數(shù)據(jù)的不確定性和可變性導(dǎo)致了危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果的不確 定性。雖然我們這里只提到點(diǎn)值的估計(jì)(見(jiàn)下文),但危險(xiǎn)性評(píng)估模型應(yīng)該對(duì)這些可變性和 不確定性進(jìn)行合理的解釋。
        對(duì)每一個(gè)變量來(lái)說(shuō),選擇最適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)值估計(jì)是很重要的。理論上說(shuō),風(fēng)險(xiǎn)與攝入量的算 術(shù)平均值成正比。因此,推薦了下列變量的算術(shù)平均值:病原體在原水中的濃度,水處理后 除去的量,以及消耗的飲用水量。這一推薦與微生物學(xué)家和工程師們常用的計(jì)算是不同的, 他們將濃度和處理效果轉(zhuǎn)化成對(duì)數(shù)值,并按對(duì)數(shù)刻度進(jìn)行計(jì)算和解釋。這樣得出的評(píng)估值 是幾何平均值,而不是算術(shù)平均值,這樣會(huì)明顯低估所評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。因此,分析現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)時(shí)可能要求返回去使用原始數(shù)據(jù)(例如計(jì)數(shù)結(jié)果和測(cè)試體積等),而不是依靠所報(bào)告的對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換 值,否則會(huì)引起模棱兩可。

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