Корреляционный анализ уровня биологических рисков

Автор: Новак А.И., Лящук Ю.О.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Статья в выпуске: 4 (82), 2019 года.

Бесплатный доступ

Дан анализ и оценка уровня биологических рисков при производстве и переработке продуктов питания. Сбор и анализ информации об эпидемиологической и эпизоотологической ситуации проводился по Рязанской области. Результаты исследований могут быть использованы медицинскими и ветеринарными учреждениями, а также предприятиями АПК региона. Динамику и уровень биологических рисков проанализировали за 10 лет. Сделали вывод о том, что в соответствии с эпидемиологической и эпизоотической обстановкой из 30 зарегистрированных за 10 лет на территории Рязанской области факторов биологического риска очень высокий уровень у 3,33% рассмотренных факторов (микобактерии туберкулёза - Mycobacterium tuberculosis, M. bovis, M. avium), факторы с высоким уровнем риска отсутствуют, средний уровень риска имеют 13,33% рассмотренных факторов (Staphylococcus aureus, гельминты подсемейства Echinococcine, Ascaris lumbricoides и Enterobius vermicularis), низкий уровень риска характерен для 33,34%, очень низкий - для 50 %. По результатам исследований медицинскими и ветеринарными учреждениями области разрабатывается комплекс мероприятий по их минимизации и контролю: проведение диагностических (в том числе лабораторных исследований), карантинных, лечебно-профилактических, дезинфекционных, дератизационных и дезинсекционных мероприятий.

Еще

Биологические риски, инфекционные заболевания, паразитарные заболевания, биологическая безопасность, микробиологическая безопасность, пищевые продукты

Короткий адрес: https://sciup.org/140248275

IDR: 140248275 | DOI: 10.20914/2310-1202-2019-4-40-45

Текст научной статьи Корреляционный анализ уровня биологических рисков

За последние десятилетия возросла доля смертности в мире из-за инфекционных и паразитарных заболеваний, которые передаются алиментарным путём. Например, от пищевых токсикоинфекций (ПТИ) и острых кишечных инфекций (ОКИ) в 2018 г. умерло около 1,8 млн чел. [4, 5].

Объекты и методы

В организм возбудители инфекционных и паразитарных заболеваний попадают, когда нарушены ветеринарно-санитарные гигиенические правила на этапах изготовления и употребления продуктов питания. Это может быть приемка растительного и животного сырья, содержащего возбудителей заболеваний или их токсины, или заражение продукции в ходе переработки, упаковки, транспортировки и хранения и т.д. Для снижения ОКИ и ПТИ нужно проводить постоянный мониторинг уровня биологических рисков при производстве и переработке продуктов [3].

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Проанализировали уровень биологического риска для Рязанской области. Полученными результатами могут воспользоваться медицинские и ветеринарные учреждения, а также предприятия АПК.

Проанализировали динамику эпидемиологической и эпизоотической ситуации в регионе, привели суммарную оценку риска по всем параметрам и сделали корреляционный анализ уровней риска. Шкала риска по Рязанской области следующая: до 1 балла – очень низкий уровень риска; от 1 до 6 баллов – низкий уровень риска; от 6 до 12 баллов – средний уровень риска; от 12 до 20 баллов – высокий уровень риска; выше 20 баллов – очень высокий уровень риска [1].

Из 30 зарегистрированных за 10 лет на территории Рязанской области факторов биологического риска [2], очень высокий уровень имеют 3,33 % (микобактерии туберкулёза), высокий уровень риска отсутствует, средний уровень риска имеют 13,33 % ( Staphylococcus aureus , гельминты подсемейства Echinococcine , Ascaris lumbricoides и Enterobius vermicularis ), низкий уровень – 33,34 %, очень низкий – 50 % (таблица 1, рисунок 1).

Таблица 1.

Количественная оценка факторов биологического риска на региональном уровне для предприятий АПК Рязанской области в 2018 г.

Quantitative assessment of biological risk factors at the regional level for agricultural enterprises of the Ryazan region in 2018

Table 1.

Факторы риска \| Risk factors	Эпидемиологический уровень риска, У эпид \| Epidemiological level of risk, L epid	Эпизоотический уровень риска, У эпиз \| Epizootic level of risk, L epiz	Региональный уровень риска, У рег \| Regional level of risk, L reg
Факторы риска \| Risk factors			Баллы Points	Группа Group
1	2	3	4	5
Hymenolepis nаnа	0,001	0	0,001	Очень низкий уровень риска Very low level of risk
Cryptosporidium parvum	0,001	0	0,001
Listeria monocytogenes	0,001	0	0,001
Entamoeba histolytica	0,002	0	0,002
Strongyloides stercoralis	0,002	0	0,002
Toxoplasma gondii	0,006	0	0,006
Trichocephalus trichiuris	0,007	0	0,007
Helminths genus Diphyllobothrium (D. latum)	0,008	0	0,008
Bacterium genus Campylobacter (С. coli, С. jejuni, С. intestinalis, С. upsaliensis, С. lari, С. fetus, С. sputorum)	0,009	0	0,009
Bacterium genus Proteus (Р. vulgaris, Р. mirabilis)	0,009	0,016	0,025
Helminths genus Opisthorchis (O. felineus, O. viverrini)	0,041	0	0,041
Helminths genus Trichinella (T. spiralis, Т. pseudospiralis)	0,003	0,047	0,050
Taeniarhynchus saginatus	0,004	0,063	0,067
Bacterium genus Shigella (S. dysenteriae, S. boydii, S. flexneri, S. sonnei)	0,539	0	0,539
Hepatitis virus А (HAV) – Ortohepadnavirus genus Hepadnaviridae	0,695	0	0,695
Bacterium genus Leptospira (L. icterohaemorrhagiае, L. canicola, L. hebdomadis, L. grippothyphosa, L. tarassovi, L. pomona)	0,031	1,402	1,433	Низкий уровень риска Low level of risk
Bacterium genus Yersinia (Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis)	2,000	0	2,000
Taenia solium	2,006	0,013	2,019
Bacterium genus Salmonella (S. newport, S. agona, S. typhimurium, S. infantis, S. enterica, S. derby, S. enteritidis, S. london, S. typhi, S. paratyphi А, B)	1,999	0,301	2,300
Norwalk - Norovirus genus Caliciviridae	2,328	0	2,328
Francisella tularensis	2,331	0	2,331

Продолжение табл. 1 | Continuation of table 1

1	2	3	4	5
Rotavirus genus Reoviridae	2,896	0	2,896	Низкий уровень риска Low level of risk
Helminths genus Fasciola (F. hepatica, F. gigantica)	0	3,619	3,619
Diarrheagenic bacterium genus Escherichia coli, Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter, Serratia	3,085	1,045	4,130
Lamblia (Giardia) intestinalis	4,510	0	4,510
Helminths Echinococcine (Е. granulosus, Е. multilocularis)	2,008	4,296	6,304	Средний уровень риска Middle level of risk
Staphylococcus aureus	3,001	4,598	7,599
Ascaris lumbricoides	8,419	0	8,419
Enterobius vermicularis	9,232	0	9,232
Mycobacterium tuberculosis, M. bovis, M. avium	18,960	11,917	30,877	Очень высокий уровень риска Very tall level of risk

0,9

50,00

45,00

40,00

35,00

30,00

25,00

20,00

15,00

10,00

5,00

0,00

s Очень

33,34

13,13

3,33

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

низкий уровень риска / Very low level of risk

Эпизоотический уровень риска

Epizootic level of risk

Эпидемиологический уровень риска

Epidemiological level of risk

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Год (year)

^ Низкий уровень риска / Low level of risk

J Средний уровень риска / Middle level of risk

Рисунок 2. Динамика риска заражения

Staphylococcus aureus по Рязанской области за 10 лет

^ Очень высокий уровень риска / Very tall level of risk

Рисунок 1. Уровни биологического риска по Рязанской области в 2018 г. (%)

Figure 1. Biological risk levels in the Ryazan region in 2018 (%)

Корреляционный анализ для уровня биологического риска выше среднего (зооантропонозы) проводили с помощью программы Excel. Зооантропонозы вызывают общие для людей и животных болезни. Может происходить перекрестное заражение через продукцию АПК.

Обсуждение

Рассмотрим Staphylococcus aureus . Региональный уровень риска – 7,599. Сначала построим графическую модель динамики биологического риска (рисунок 2).

Figure 2. Dynamics of the risk of infection with Staphylococcus aureus in the Ryazan region over 10 years

Затем рассчитаем коэффициент корреляции r для показателей эпидемиологического и эпизоотического риска для Staphylococcus aureus: ẋ =∑хi/n, где ẋ – простая средняя арифметическая величина эпидемиологического риска; хi – показатель эпидемиологического риска за конкретный год; n – количество лет;

ӯ =∑уi/n, где ӯ – простая средняя арифметическая величина эпизоотического риска; уi – показатель эпизоотического риска за конкретный год; n – количество лет;

r = ∑dxdy/√(∑(dx)²×∑(dy)²), где dx = х i – ẋ, dу = у i – ӯ.

Таблица 2.

Динамика уровня риска заражения Staphylococcus aureus по Рязанской области за 10 лет

Table 2.

Dynamics of the risk level of infection with Staphylococcus aureus in the Ryazan region over 10 years

Годы Years	Уровни риска \| Levels of risk
Годы Years	Эпидемиологический уровень риска Epidemiological level of risk	Эпидемиологический уровень риска Epidemiological level of risk
2008	0,0751	0,3818
2009	0,2701	0,5137
2010	0,2094	0,4625
2011	0,1998	0,6210
2012	0,1656	0,3750
2013	0,1959	0,5910
2014	0,1590	0,2688
2015	0,1630	0,2956
2016	0,1218	0,3320
2017	0,3061	0,4370

Рассчитаны средние величины и коэффициент корреляции (таблица 3):

ẋ = (0,0751+0,2701+0,2094+0,1998+0,1656+ +0,1959+0,1590+0,1630+0,1218+0,3061) / 10 = = 0,1866

ӯ = (0,3818+0,5137+0,4625+0,6210+0,3750+ +0,5910+0,2688+0,2956+0,3320+0,4370) / 10 = = 0,4278

r = 0,0331 /√(0,0404×0,1295) = 0,0331/0,0723 =

= 0,4578 ≈ 0,5

Шкала оценки корреляции: r < 0,5 – слабая взаимосвязь (низкий уровень опасности). Нет угрозы эпидемии. Необходим контроль за производством, транспортировкой и переработкой сырья и готовой продукции;

0,5 ≤ r < 0,75 – средняя взаимосвязь (средний уровень опасности). Нет угрозы эпидемии на данный момент, но при росте динамики может быть индикатором возможных вспышек заболеваемости животных в хозяйствах. Важно регулярно мониторить данные о динамике биологического риска как на перерабатывающем предприятии, так и в хозяйствах-поставщиках сырьевой продукции животного происхождения;

0,75 ≤ r ≤ 1 – сильная взаимосвязь (высокий уровень опасности). Есть угроза эпидемии. Нужна аудиторская проверка на перерабатывающем предприятии и в хозяйствах-поставщиках. Если угроза распространения подтвердится, то сообщить в ветеринарные и эпидемиологические службы района или региона;

при r = 0,5 существует средняя взаимосвязь уровней эпидемиологического и эпизоотического риска для Staphylococcus aureus. Это не несет угрозы эпидемии на данный момент, но при росте динамики может быть индикатором возможных вспышек заболеваемости, в том числе с распространением инфекции от животных как при непосредственном контакте, так и с продукцией АПК [6-10].

Таблица 3.

Расчёт показателей корреляции для эпидемиологического и эпизоотического уровней риска для Staphylococcus aureus по Рязанской области за 10 лет

Table 3.

Calculation of correlation indicators for epidemiological and epizootic risk levels for Staphylococcus aureus in the Ryazan region over 10 years

Годы \| Years	x	у	dx	dу	(dx) ²	(dу) ²	dхdу
2008	0,0751	0,3818	-0,1115	-0,0460	0,0124	0,0021	0,0051
2009	0,2701	0,5137	0,0835	0,0859	0,0070	0,0074	0,0072
2010	0,2094	0,4625	0,0228	0,0347	0,0005	0,0012	0,0008
2011	0,1998	0,6210	0,0132	0,1932	0,0002	0,0373	0,0026
2012	0,1656	0,3750	-0,0210	-0,0528	0,0004	0,0028	0,0011
2013	0,1959	0,5910	0,0093	0,1632	0,0001	0,0266	0,0015
2014	0,1590	0,2688	-0,0276	-0,1590	0,0008	0,0253	0,0044
2015	0,1630	0,2956	-0,0236	-0,1322	0,0006	0,0175	0,0031
2016	0,1218	0,3320	-0,0648	-0,0958	0,0042	0,0092	0,0062
2017	0,3061	0,4370	0,1195	0,0092	0,0143	0,0001	0,0011
Средняя арифметическая \| Arithmetic mean	0,1866	0,4278
Сумма (∑) \| Amount (∑)					0,0404	0,1295	0,0331

Заключение

Данную методику могут использовать специалисты по работе с хозяйствами, менеджеры по закупкам сырья, специалисты по менеджменту качества и риск-менеджеры перерабатывающих предприятий, ветеринарные специалисты хозяйств, ветеринарных станций и инспекций, медицинские специалисты учреждений санитарноэпидемиологического надзора. Анализ может проводиться с периодичностью от 1 раза в месяц до 1 раза в год.

По результатам анализа уровня биологических рисков ветеринарными и медицинскими специалистами разрабатывается комплекс мероприятий по их минимизации и контролю.

Список литературы Корреляционный анализ уровня биологических рисков

Кострова Ю.Б. К вопросу об управлении продовольственной безопасностью Рязанской области // Донецкие чтения 2018: образование, наука, инновации, культура и вызовы современности: материалы III Международной научной конференции. Донецк: ДонГУ, 2018. С. 303-305.
Новак А.И., Лящук Ю.О. Анализ и оценка факторов риска бактериальной этиологии, значимых при производстве и переработке пищевой продукции // Современные аспекты биобезопасности продукции животноводства: материалы Всероссийской научно-практической конференции 16 октября 2018 года. Орёл: ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, 2018. С. 82-90.
Carneau S., Martin N.I., Vederas J.C. Two-peptide bacteriocins produced by lactik acid bacteria // Biochemie. 2002.
V. 84. P. 577-592.
Lee K. Mitochondria and the Future of Medicine: The Key to Understanding Disease, Chronic Illness, Aging, and Life Itself. Chelsea Green Publishing Co, 2018. 272 p.
Murray P.R. Basic Medical Microbiology. Elsevier Health Sciences, 2017. 240 p.
Yadav S. Correlation analysis in biological studies // Journal of the Practice of Cardiovascular Sciences. 2018. V. 4.№ 2. P. 116-121.
Porter J.R., Xie L., Challinor A.J., Cochrane K. et al. Food security and food production systems. 2017.
Garibaldi L.A., Gemmill-Herren B., D'Annolfo R., Graeub B.E. et al. Farming approaches for greater biodiversity, livelihoods, and food security // Trends in ecology & evolution. 2017. V. 32. № 1. P. 68-80.
Кучма В.Р., Сухарева Л.М., Рапопорт И.К., Шубочкина Е. и др. Популяционное здоровье детского населения, риски здоровью и санитарно-эпидемиологическое благополучие обучающихся: проблемы, пути решения, технологии деятельности // Гигиена и санитария. 2017. Т. 96. № 10.
Балдов Д.В., Суслов С.А. Методика расчета уровня продовольственной безопасности // Вестник НГИЭИ. 2016. № 1 (56).

Еще

Статья научная