1

Evolutie van voedselinfecties en voedselpathogenen vanuit de industrie: welke pathogenen, de aantallen, welke producten, …

Dr Nadine Botteldoorn,Foodborne pathogens Institute of Public Health , Brussels

16 mei 2017 Flanders FOOD

Aantal humane gevallen in EU 2015

2

Percentage humane infecties veroorzaakt door voeding

Aantalpatiënten 2006

% van voeding * Effectief aantalinfecties

veroorzaakt door voeding

Salmonella spp 3630 95 3449

Campylobacter spp 5711 80 4569

L. monocytogenes 67 99 66

E. coli : O157 21 50 10

Shigella spp 174 10 17

Y. enterocolitica 264 90 237

* Schatting IVS (Fr) 2004

Risico percepties: Top Bezorgdheden

PESTICIDES: Greece, Italy, Hungary, France, Portugal, Slovenia, Germany, Spain, Finland

NEW VIRUSES LIKE AVIAN INFLUENZA: Malta, Latvia, The Netherlands

RESIDUES IN MEAT: Cyprus, Greece, Belgium

FOOD HYGIENE OUTSIDE HOME: Poland, United Kingdom, Denmark, Ireland, Spain

CONTAMINATION BY BACTERIA: Czech Republic, Luxembourg, Slovakia

POLLUTANTS LIKE MERCURY OR DIOXINS: Belgium

GMOs: Austria

ADDITIVES: Lithuania, Estonia

WELFARE OF FARMED ANIMALS:Denmark, Sweden

Vraag: Voor elk van de volgende knelpunten, geef we er of je erg bezorgd, gemiddeld bezorgd, niet erg bezorgd of helemaal niet bezorgd bent?

Antwoord: Bezorgd

2010, ESFA

3

14%

13%

9%

8%

7%

7%

16%Food poisoning

Chemicals

Obesity

Illnesses

GMOs

Food additives

No problems or risk

Vraag: Wat komt er in je op wanneer je denkt aan mogelijke problemen of risico’s die geassocieerd zijn aan voeding?

Voedselveiligheidsbarometer 2015

4

Voedselveiligheidsbarometer

Uitbraken veroorzaakt door voeding een belangrijke peiler in de voedselveiligheidsbarometer

NRL-Foodborne outbreaks

*Opvolging en ondersteuning bij uitbraken*Analyses voedingsstalen*Analyses humane stalen*Linken leggen binnen eenuitbraak en tussen uitbraken

5

Directive 2003/99/EC:

Food-borne outbreak means an incidence, observed under given circumstances, of two or more human cases of the same disease and/or infection, or a situation in which the observed number of human cases exceeds the expected number and where the cases are linked or are probably linked, to the same food source

Uitbraakonderzoek op EU niveau

EU heeft 28 lidstaten

EuropeseCommissie

DG SANTE

FVO

Verschillen:• Klimaat, populatie wilde dieren• Structuur en grootte• Patronen in voedselconsumptie• Voorkomen van pathogenen• Organisatie van de competente authoriteiten

Harmonisatie• Wetgeving diergezondheid, voedselhygiëneen zoönosen

6

- Geeft EFSA opdracht om gegevens te verwerken van de verschillende lidstaten van de EU over cVTIs en hiervan een jaarrapport te maken.

- Alle lidstaten hebben de verplichting om jaarlijks gegevens te rapporteren aan EFSA, met inbegrip van de behandelde cVTIs

Europa: wettelijke basis voor het onderzoek van voedselgerelateerde uitbraken

ParasitesBacteriaToxinsVirusesAlgaeFungus

Een voedseluitbraak kan veroorzaakt worden door:

7

Parasites

• Giardia Lambia• Entamoeba histolytica• Balantidium coli• Cryptosporidium• Anisakis• Trichinella spiralis• …..

Bacteria

• Salmonella• Campylobacter jejuni en coli• Listeria monocytogenes• E.coli O157 and VTEC• Clostridium perfringens• Yersinia enterocolitica• Vibrio parahaemolyticus

8

toxins

BacterialStaphyloccocus toxinsB. cereus toxinsClostridium toxins

Algae toxins Marine biotoxins oa amnesic, diarrhetic and

paralytic shellfish poisoning (ASP, DSP and PSP) toxins

Fungus toxins (exp aflatoxin)

Clostridium

Cl. perfringens:Prepared meat, sauce

Cl. botulinum: raw ham, home-made canned products, fish, honey

9

viruses

• Hepatitis A, E• Norovirus

• Rotavirus• Astrovirus• Calicivirus, ......

Voeding is slechts een transmissiemiddel!Risico-factoren VTIs:

Geïnfecteerd dier

Besmet rauw product/ingredient

Besmette omgeving

Geïnfecteerde voedselbereider

www.wiv-isp.be

10

Betrokkenheid voedselbereiders

� Geïnfecteerde voedselbereider:Besmet voeding tijdens de manipulatie (aerosol, rechtstreeks contact, …)

� Foutieve handelingen met voeding: Niet respecteren koude-/warmteketen,Gebruik besmette ingredientenMicrobiologische kruisbesmetting

� Slechte hygiene praktijkenOnvoldoende reinigen of desinfecterenGebrek aan persoonlijke hygiene

www.wiv-isp.be

Different agents and their way to cause an outbreak (CDC-US)

11

Type of Agent

Outbreaks Cases

Strong-evidence

outbreaks

Weak-evidence outbreaks

Total outbreaks

Reporting rate per 100,000

Human cases

Mean number

per outbreak

Hospitalized Deaths

N N N N N% of cases

N % of cases

Bacteria

Salmonella 184 769 953 0.21 6,616 6.9 1,719 26 3 0

Campylobacter 25 362 387 0.08 1,440 3.7 129 9 1 0.1

Shiga toxin-producing E. coli (STEC)

6 63 69 0.01 674 9.8 62 9.2 0 0

Listeria 5 9 14 <0.01 230 16.4 25 10.9 4 1.7

Yersinia 1 12 13 <0.01 54 4.2 9 16.7 0 0

Vibrio 0 4 4 <0.01 29 7.3 0 0 0 0

Brucella 0 1 1 <0.01 2 2 1 50 0 0

Other bacterial agents

3 26 29 0.01 337 11.6 23 6.8 0 0

Subtotal 224 1,246 1,470 0.32 9,382 6.4 1,968 21 8 0.1

Bacterial toxins

C. botulinum 15 9 24 0.01 60 2.5 43 71.7 0 0

Other bacterial toxins 87 738 825 0.18 8,787 10.7 454 5.2 3 0.1

Subtotal 102 747 849 0.18 8,847 10.4 497 5.6 3 0.1

Viruses

Calicivirus including norovirus (Norwalk-like virus)

38 251 289 0.06 13,536 46.8 352 2.6 1 0

Hepatitis A 2 11 13 <0.01 78 6 49 62.8 1 1.3

Other viruses / unspecified

5 94 99 0.02 1,140 11.5 130 11.4 3 0.3

Subtotal 45 356 401 0.09 14,754 36.8 531 3.6 5 0

Parasites

Cryptosporidium 0 9 9 <0.01 120 13.3 3 2.5 0 0

Trichinella 12 3 15 <0.01 119 7.9 34 28.6 0 0

Other parasites / unspecified

0 28 28 0.01 63 2.3 7 11.1 0 0

Subtotal 12 40 52 0.01 302 5.8 44 14.6 0 0

Other causative agents

Other causative agents

25 102 127 0.05 648 5.1 64 9.9 0 0

Subtotal 25 102 127 0.05 648 5.1 64 9.9 0 0

UnknownUnknown 14 1,449 1,463 0.32 11,941 8.2 788 6.6 1 0

Subtotal 14 1,449 1,463 0.32 11,941 8.2 788 6.6 1 0

Total (EU) 422 3,940 4,362 0.95 45,874 10.5 3,892 89.2 17 0.1

Other bacterial agents include Francisella, Shigella, pathogenic E.coli other than Shiga toxin-producing E.coli, and other unspecified bacteria. Other bacterial toxins include toxins produced by Bacillus, Clostridium other than Clostridium botulinum and Staphylococcus and other unspecified bacterial toxins. Other viruses include adenovirus, flavivirus, rotavirus and other unspecified viruses. Other causative agents include chemical agents, histamine, marine biotoxins, mushroom toxins, and scrombotoxin. Other parasites include Giardia and other unspecified parasites.

Aantal gerapporteerde uitbraken in EU 2015

De bron en het causative agens

12

Resultaten België 2016Vlaanderen Wallonië Brussel Nationaal België

Aantal meldingen 154 171 51 1 377Aantal zieken 916 772 166 135 1989Aantal gehospitaliseerden 14 21 0 38 73Gemiddeld aantal zieken peruitbraak

5.9 4.5 3.3 / 5.3

% gehospitaliseerd 1.5 2.7 0 28 3.7

Causatief agens

Zwakke evidentie Sterke evidentie Alle uitbraken

Aa

nta

l u

itb

rak

en

Aa

nta

l zi

ek

en

Ho

spit

ali

sati

es

Aa

nta

l u

itb

rak

en

Aa

nta

l zi

ek

en

Ho

spit

ali

sati

es

Aa

nta

l u

itb

rak

en

Aa

nta

l zi

ek

en

Ho

spit

ali

sati

es

Bacillus cereus 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Campylobacter 3 6 4 0 0 0 3 6 4

Clostridium perfringens 0 0 0 4 302 0 4 302 0

Coagulase positieve stafylococcen 0 0 0 2 25 2 2 25 2

VTEC/E. coli O157:H7 1 11 1 1 3 1 2 14 2

Listeria monocytogenes 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Norovirus 3 53 0 4 152 6 7 205 6

Salmonella 0 0 0 2 139 41 2 139 41

Onbekend agens 68 436 14 0 0 0 68 436 14

Geen stalen ontvangen 289 862 4 0 0 0 289 862 4

TOTAAL 364 1368 23 13 621 50 377 1989 73

Resultaten België 2016

13

Oorsprong van VTIs België 2016

N=377

Plaats van blootstelling bij VTIs België 2016

N=377

14

27

Opvolging trends bij voedselgebonden uitbraken

www.wiv-isp.be

cVTI (number) Human cases (Number)Agent|Year 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Salmonella 5 2 6 10 5 4 2 55 7 38 33 80 68 139Staphylococcus 0 2 2 4 3 4 2 0 7 3 59 36 112 25Bacillus cereus 4 8 2 4 11 5 0 88 87 24 30 46 83 0Campylobacter 3 5 1 9 1 2 3 4 103 2 45 2 10 6Norovirus 7 2 9 1 5 2 7 429 13 94 20 275 29 205E. coli O157/STEC 2 3 3 10 1 2 2 6 8 30 41 2 8 14

Listeria 0 1 0 2 1 0 0 0 11 0 4 2 0 0C. perfringens 0 0 0 2 1 0 4 0 0 0 88 17 0 302other 6 5 9 9 4 4 0 3058 229 192 45 23 9 0No samples 58 170 195 192 227 248 289 305 521 544 575 842 850 862

Unknown agent 21 83 100 68 111 80 68 137 553 557 372 464 504 436

Total 106 281 327 311 370 351 377 4211 1539 1484 1312 1789 1673 1989

Campylobacter

15

Campylobacter Belgium

Population at risk : especially children < 5 years and young adults between 20-29 years old

30

Diversity very big

ST-48 (10/72)

ST-45 ST 50 andST-5970

27,8% geneticoverlap

between H andMBC isolates

<

Campylobacter sub-population not transfered

to humans

Campylobacter from other sources

Braadkippen een belangrijke bron voor Campylobacteriosis

16

Proceshygiëne criterium thv slachthuis voor Campylobacter

PHC zou 1000 cfu/g

Een daling van het aantal humane gevallen als gevolg

Salmonella

Bereidingen opbasis van rauwe eieren Gevogelte vlees VarkensvleesMelk en melkproducten Chocolade

Veroorzaakt meestal gastro-enteritidis in de ontwikkelde landen

Incubatieperiode: 6-72 u

Koorts, braken, buikpijn, secundaire diarree ter hoogte van de

dunne darm, met ontsteking en toename van de secretie

In bepaalde gevallen, septicemie (bloedvergiftiging)

17

Relatie tussen de diersoort en het Salmonella serotype die voorkomt

Voorkomen van de verschillende serotypes bij braadkippen

18

Salmonella sources in FBO outbreaks

Observations: 01/08/2009-31/12/200939 human Salmonella Ohio casesAll ages involvedCluster: Liege region

Official monitoring plan: Increase Salmonella Ohio isolated from porc carcasses

Case study : Source identification: Salmonella Ohio 2009

XbaI-fingerprints Salmonella Ohio 2009, WIV-ISP NRCSS

food human

19

Salmonella Ohio 2009

Molecular Dbase allowed:Trace back and source identification,

Control measures undertaken

Avoid further spread of the pathogen and new human cases

! 2005Bertrand S et al., 2010

Listeria monocytogenes

20-30% mortaliteit

Risico voor ouderen en zwangerevrouwen

De klassificatie van het genus ListeriaL. murrayiL. grayiL. seeligeriL. welshimeriL. innocuaL. ivanovii (sporadisch ook humaan

aangetroffen) L. monocytogenes humaan pathogen

20

NRC(human) of Listeria : received human Listeria monocytogenes strains:

Period January - May 2011 : 29

Period January - May 2010: 14

2-fold of the number of strains !!!!!

1

4

6

13

5

0

2

4

6

8

10

12

14

jan feb maa apr meiwww.wiv-isp.be

Monthly distribution

Num

ber

of s

trai

ns

Outbreak due to cheese contaminated with Listeria monocytogenes

Characteristics of outbreak cases

1/2a :171/2b : 11/2c : 24b : 9

Dominance of serovar 1/2a instead of previous years serovar 4b

Distribution in the serotypes in 2011

21

PFGE of the human strains

11 human strains had the same phenotypical and genotypical characterisitic:Serovar 1/2a; SS (sensitive for arsene and cadmium); MLST-37; same pulsotype profiles

www.wiv-isp.be

EPIS alert to other European countries (ECDC-network)

in France a recent isolated strain from hard cheese Pavé du Nord (origin Belgium)

Recall of Belgian hard cheeses :

22

Auto-control at the dairy companyAnalyses done in a private lab in Belgium

Isolates sent to NRC Listeria for serotyping and molecular typing

Two isolates showed the same profile as the human outbreak strain

Post contamination of the cheeses in the dairy company due to a contaminated machine used to turn around the cheeses

Source in the dairy company:

www.wiv-isp.be

23

Uitbraak verse kaas door coagulase positieve staphylococcen toxines(2016)22 humane gevallen gerapporteerd25 blootstellingen, kinderen 3-4 jaarOp school, 27/10/2016

Symptomen: braken, 2-3h na consumptieVerse rauwmelkse kaas met verse kruiden

Fabricatie: 20/10/2016, DLC 10 dagenConsumptie: 27/10/2016

Henegouwen

25/10 rauwe melk geconsumeerd met granenLevering melk: 21/10/2016

⇒ Test voor toxine producerende bacteriën die emetisch zijn (B. cereus , coagulase positive staphylococci) en SEs

⇒ Test voor E. coli, Listeria monocytogenes, Campylobacter en pathogene E. coli STEC

24

Stalen

FAVV stalen op school:Resten verse kaas met kruidenLege verpakking kaas (vuilbak)Rauwe melk (fles)

FAVV stalen operator:Verse kaas nieuwe batchVerse kaas uit tankkruiden

Operator autocontrolekaas Geen humane stalen

Analytische resultatenSample ref E. coli

(cfu/g or ml)CPS(cfu/g or ml)

SEs(/25g-25ml)

Leftovers cheese (school)

S16FP05884 7.3 10^4 <100 A/25

Empty can (school)

S16FP05885 9.9 10^2 9.6 10^3 A/25 (A/strain)

Raw milk (school) S16FP05886 2.7 10^1M = 100 cfu/ml

<10 A/25

Negatief Listeria monocytogenes, Campylobacter en B cereusVermoedelijke aanwezigheid STEC (O157, stx2) in sommige stalen

Sample ref E. coli (cfu/g or ml)

CPS(cfu/g or ml)

SEs(/25g-25ml)

Leftovers cheese (school)

S16FP05884 7.3 10^4 <100 A/25

Empty can (school)

S16FP05885 9.9 10^2 9.6 10^3 A/25 (A/strain)

Raw milk (school) S16FP05886 2.7 10^1M = 100 cfu/ml

<10 A/25

Fresh cheese new batch (operator)

S16FP05881 >1.5 10^5M = 1 10^5 cfu/g

<100 P/25

Raw milk (tank operator)

S16FP05882 4.5 10^1 <10 A/25

Herbs (operator) S16FP05880 <10 <100 N/A

Raw milk cheese(5 samples, operator)

S16FP06009�6013

>10^8 cfu/g <100 P/25 (1/5 samples )

Sample ref E. coli (cfu/g or ml)

CPS(cfu/g or ml)

SEs(/25g-25ml)

Leftovers cheese (school)

S16FP05884 7.3 10^4 <100 A/25

Empty can (school)

S16FP05885 9.9 10^2 9.6 10^3 A/25 (A/strain)

Raw milk (school) S16FP05886 2.7 10^1M = 100 cfu/ml

<10 A/25

Fresh cheese new batch (operator)

S16FP05881 >1.5 10^5M = 1 10^5 cfu/g

<100 P/25

Raw milk (tank operator)

S16FP05882 4.5 10^1 <10 A/25

Herbs (operator) S16FP05880 <10 <100 N/A

Fresh raw milk cheese (5 samples, operator)

S16FP06009�6013

>10^8 cfu/g <100 P/25 (1/5 samples )

Fresh raw milk cheese (operators check)

S16FP06547 N/A N/A P/25

25

Pathogene E. coli : VTEC = STEC vs EHEC

EHECVTEC

� Verocytotoxins (vt): VTEC= shiga-like toxins (stx) :STEC

vt1 (stx1), vt2 (stx2)variants vt1, vt1c, and vt1d

vt2, vt2a, vt2c, c2, d, dact, e, f, g

� LEE = locus of enterocyte effacementT3SS cell deathintimin cellular attachment eae

� Enterohemolysin plasmid encoded ehxApore-forming, cellular lysis

Reservoirs en transmissie van VTEC

ReservoirsHerkouwersA-symptomatische gezonde dragers

Bron/transmissieondoorbakken vlees van runder originongepasturiseerde zuivelproducten (melk, yoghurt, kaas

ijscreme)Gecontamineerd waterbezoek aan kinderboerderijenhumaan-humaan

26

epidemiologically

Dat

e on

set s

ympt

oms

FAV

V-Z

&G

In collaboration with Dr. D. Pierard and K. De Rauw, NRC pathogenic E. coli, UZ Brussels

06/06LIM1

08(?)/06ANT

1 03/07LIM

3

∑18 human cases

Case study : Outbreak investigation, trace back/trace forward: E. coli O157 vt2 eaeoutbreak 2013

Steak tartare

25/06

Dat

e of

dia

gnos

isN

RC

08/05 24/06

13

+ 6 with unknown date of diagnosis

Clustering of human and food isolates of E. coli O157 vt2 eae

IS629 outbreak 2013 (24 entries)

96.8

95.4

IS629 L+R

100

999897

96

IS629 L+R

IS62

9 L

:L1

IS6

29

L:L3

IS6

29

L:L4

IS6

29

L:L

5

IS62

9 L

:L6

IS6

29

L:L7

IS6

29

L:L

8

IS6

29

L:L

9

IS6

29

L:L

10IS

62

9 L:

L12

IS6

29

L:L

13

IS6

29 L

:L14

IS6

29

L:L

15IS

62

9 L:

L16

IS6

29

R:R

1

IS62

9 R

:R2

IS6

29

R:R

3

IS6

29

R:R

4

IS6

29 R

:R5

IS6

29

R:R

6IS

62

9 R

:R7

IS6

29

R:R

8

IS62

9 R

:R1

0IS

62

9 R

:R1

1

IS6

29

R:R

12

IS6

29

R:R

13

IS6

29

R:R

15

IS6

29

R:R

16

Key

EH2274

EH2275

EH2277

EH2278

EH2279

EH2280

EH2281

EH2285

EH2287

EH2288

EH2289

EH2290

EH2291

EH2297

EH2012

EH2264

EH2268

EH2295

EH2299

EH2308

EH2216

EH2217

EH2220

EH2272

Source

Human

Human

Human

Human

Human

Human

Human

Human

Food

Food

Food

Food

Food

Human

Human

Human

Human

Human

Human

Human

Human

Human

Human

Human

In collaboration with NRC pathogenic E. coli (Dr D. Pierard, UZ Brussels)

E. coli O157 IS629 type B

Distribution of human E. coli O157 cases

27

Case study: Norovirus outbreak dueto infected foodhandler

Organization ill Not ill Total thatanswered thequestionnaire

KWB 56 16 72

Mini soccer 73 18 91

private 29 3 32

total 158 37 195

aantal dagen afwezig Frequency Percent Cum Percent

1 17 27,4% 27,4% 2 20 32,3% 59,7% 3 18 29,0% 88,7% 4 4 6,5% 95,2% 5 3 4,8% 100,0% Total 62 100,0% 100,0%

Different leftovers of the barbecue analysed: NegativeThe faeces of the butcher was negative but the stool of the

butchers wife was positive for NorovirusThe child of the butcher was ill the week before

Detection of Norovirus in the stool confirmed that NoV was at the origin of the outbreak

The manipulation of the food by an infected foodhandler was the possible transmission route

Norovirus outbreak due to infected foodhandler

28

General conclusion

Origin of FBOs is diverse and often difficult to trace back

Investigation: requires communication between different authorities: Health inspectors, FASFC, communities, National Reference Laboratory

Prevention of FBO: Hygiene is very important!!!

Ons NRL team :

Marie

Laurence

NadineCristina

Bavo

Sarah

De laboranten

Florence

E-mail: nrlvti-lnrtia@wiv-isp.be

29

THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!

Contact: Nadine.botteldoorn@wiv-isp.be