CC BY
19
ВестникФГУМт/Proceedings of VSUET ISSN 2226-910X E-ISSN 2310-1202
DOI: http://doi.org/1Q.2Q914/2310-12Q2-2Q19-4-4Q-45_Оригинальная статья/Research article
УДК 664.8.037_Open Access Available online at vestnik-vsuet.ru
Корреляционный анализ уровня биологических рисков
Александра И. Новак 1 [email protected] 0000-0003-0345-7316 _Юлия О. Лящук 2 [email protected] 0000-0002-3612-1707_
1 Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова, ул. Шевченко, 34, г. Рязань, Россия
2 Московский университет имени С.Ю. Витте (филиал в г. Рязань), Первомайский проспект, 62, г. Рязань, Россия Аннотация. 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._
Ключевые слова: биологические риски, инфекционные заболевания, паразитарные заболевания, биологическая безопасность, пищевые продукты, микробиологическая безопасность
Biological risk correlation analysis
Aleksandra I. Novak 1 [email protected] 0000-0003-0345-7316 _Yuliya O. Lyashchuk 2 [email protected] 0000-0002-3612-1707_
1 Ryazan State Medical University named after academician I.P. Pavlova
2 Moscow University named after S.Y. Witte (Ryazan branch)_
Abstract. Analysis and assessment of the level of biological risks in the production and processing of food. The collection and analysis of information about the epidemiological and epizootological situation was carried out in the Ryazan region. Research results can be used by medical and veterinary institutions, as well as agricultural enterprises in the region. The dynamic and level of biological risks were analyzed over 10 years. It is concluded that, in accordance with the epidemiological and epizootic situation, out of 30 registered over 10 years in the Ryazan Region, biological risk factors are very high in 3.33% of the considered factors (Mycobacterium tuberculosis - Mycobacterium tuberculosis, M. bovis, M. avium), there are no high-risk factors, 13.33% of the considered factors have an average risk level (Staphylococcus aureus, subfamily helminths, echinococcin, Ascaris lumbricoides and Enterobius vermicularis), a low risk level is typical for 33.34%, very low - for 50 %, According to the results of research, medical and veterinary institutions are developing a set of measures to minimize and control them: conducting diagnostic (including laboratory tests), quarantine, treatment and prophylactic, disinfection, deratization and disinsection measures iyatiy.
Keywords: biological risks, infectious diseases, parasitic diseases, biological safety, food products, microbiological safety
Введение
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].
Для цитирования Новак А.И., Лящук Ю.О. Корреляционный анализ уровня биологических рисков // Вестник ВГУИТ. 2019. Т. 81. № 4. С. 40-45. doi:10.20914/2310-1202-2019-4-40-45
For citation
Novak A.I., Lyashchuk Yu.O. Biological risk correlation analysis. Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2019. vol. 81. no. 4. pp. 40-45. (in Russian). doi:10.20914/2310-1202-2019-4-40-45_
© 2019, Новак А.И. и др. / Novak A.I. et al.
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.
Table 1.
Quantitative assessment of biological risk factors at the regional level for agricultural enterprises of the Ryazan region in 2018
Факторы риска | Risk factors Эпидемиологический уровень риска, Уэпид | Epidemiological level of risk, Lepid Эпизоотический уровень риска, Уэпиз | Epizootic level of risk, Lepiz Региональный уровень риска, Урег | Regional level of risk, Lreg
Баллы Points Группа Group
1 2 3 4 5
Hymenolepis nana 0,001 0 0,001
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 Очень
Bacterium genus Campylobacter (С. coli, С. jejuni, С. intestinalis, С. upsaliensis, С. lari, С. fetus, С. sputorum) 0,009 0 0,009 низкий уровень риска
Bacterium genus Proteus (Р. vulgaris, Р. mirabilis) 0,009 0,016 0,025 Very low
Helminths genus Opisthorchis (O. felineus, O. viverrini) 0,041 0 0,041 level of risk
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. icterohaemorrhagiae, L. canicola, L. hebdomadis, L. grippothyphosa, 0,031 1,402 1,433
L. tarassovi, L. pomona)
Bacterium genus Yersinia (Y. enterocolitica, 2,000 0 2,000 Низкий
Y. pseudotuberculosis) уровень
Taenia solium 2,006 0,013 2,019 риска
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 Low level of risk
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
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 Low level of risk
Lamblia (Giardia) intestinalis 4,510 0 4,510
Helminths Echinococcine (E. granulosus, E. multilocularis) 2,008 4,296 6,304 Средний
Staphylococcus aureus 3,001 4,598 7,599 уровень риска Middle level of risk
Ascaris lumbricoides 8,419 0 8,419
Enterobius vermicularis 9,232 0 9,232
Очень
высокий
Mycobacterium tuberculosis, M. bovis, M. avium 18,960 11,917 30,877 уровень риска Very tall level of risk
33,34
V4V>
■■.'■-.V-'
VVv.
\W
\w
4W
\\v
13,13
I 3,33
50,00
50,00 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00
^ Очень низкий уровень риска / Very low level of risk
Низкий уровень риска / Low level of risk □ Средний уровень риска / Middle level of risk ^ 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 (зооантропо-нозы) 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).
Эпизоотический уровень риска Epizootic level of risk Эпидемиологический уровень риска Epidemiological level of risk
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
0 -
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 1 од (year)
Рисунок 2. Динамика риска заражения Staphylococcus aureus по Рязанской области за 10 лет 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:
X =^Xi/n,
где x - простая средняя арифметическая величина эпидемиологического риска; xi - показатель эпидемиологического риска за конкретный год; n - количество лет;
У ^У^
где у - простая средняя арифметическая величина эпизоотического риска; уi - показатель эпизоотического риска за конкретный год; n -количество лет;
r = Idxdy/V(I(dx)2x£(dy)2), где dx = Xi - x, dу = уi - у.
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
Уровни риска | Levels of risk
Годы Years Эпидемиологический Эпидемиологический
уровень риска Epidemiological level of risk 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):
х = (0,0751+0,2701+0,2094+0,1998+0,1656+
+0,1959+0,1590+0,1630+0,1218+0,3061) / 10 = = 0,1866
у = (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 /V(0,0404x0,1295) = 0,0331/0,0723 = = 0,4578 s 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 (¿у) 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 2) 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,
4045 [email protected]
медицинские специалисты учреждений санитарно-эпидемиологического 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.
Литература
1 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.
2 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.
3 Cameau S., Martin N.I., Vederas J.C. Two-peptide bacteriocins produced by lactik acid bacteria // Biochemie. 2002. V. 84. P. 577-592.
4 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.
5 Murray P.R. Basic Medical Microbiology. Elsevier Health Sciences, 2017. 240 p.
6 Yadav S. Correlation analysis in biological studies // Journal of the Practice of Cardiovascular Sciences. 2018. V. 4. №2. P. 116-121.
7 Porter J.R., Xie L., Challinor A.J., Cochrane K. et al. Food security and food production systems. 2017.
8 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.
9 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.
10 Балдов Д.В., Суслов С.А. Методика расчета уровня продовольственной безопасности // Вестник НГИЭИ. 2016. № 1 (56).
References
1 Kostrova Yu.B. On the issue of food safety management in the Ryazan region. Donetsk Readings 2018: Education, Science, Innovation, Culture and the Challenges of the Present: materials of the III International Scientific Conference. Donetsk, DSU, 2018. pp. 303-305. (Russian).
2 Novak A.I., Lyashchuk Yu.O. Analysis and assessment of risk factors of bacterial etiology, significant in the production and processing of food products. Modern aspects of biosafety of livestock products: materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference on October 16, 2018. Orel, Orel GAU, 2018. pp. 82-90. (Russian).
3 Carneau S., Martin N.I., Vederas J.C. Two-peptide bacteriocins produced by lactik acid bacteria. Biochemie. 2002. vol. 84. pp. 577-592.
4 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.
5 Murray P.R. Basic Medical Microbiology. Elsevier Health Sciences, 2017. 240 p.
6 Yadav S. Correlation analysis in biological studies. Journal of the Practice of Cardiovascular Sciences. 2018. vol. 4. no. 2. pp. 116-121.
7 Porter J.R., Xie L., Challinor A.J., Cochrane K. et al. Food security and food production systems. 2017.
8 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. vol. 32. no. 1. pp. 68-80.
9 Kuchma V.R., Sukhareva L.M., Rapoport I.K., Shubochkina E. et al. Population health of children, health risks and sanitary and epidemiological well-being of students: problems, solutions, technology. Hygiene and sanitation. 2017.vol. 96. no. 10.
10 Baldov D.V., Suslov S.A. Methodology for calculating the level of food security. Bulletin NGIEI. 2016. no. 1 (56).
Сведения об авторах
Александра И. Новак д.б.н., кафедра микробиологии, Рязанский государственный медицинский университет имени И.П. Павлова, ул. Шевченко, 34, г. Рязань, Россия, тале1а69@таД.га https://orcid.org/0000-0003-0345-7316
Information about authors
Aleksandra I. Novak Dr. Sci. (Biol.), professor, microbiology department, Ryazan State Medical University named after academician I.P. Pavlova, Shevchenko str., 34, Ryazan, Russia, [email protected]
https://orcid.org/0000-0003-0345-7316
Юлия О. Лящук доцент, кафедра бизнеса и управления, Московский университет имени С.Ю. Витте (филиал в г. Рязань), Первомайский проспект, 62, г. Рязань, Россия, [email protected] https://orcid.org/0000-0002-3612-1707
Вклад авторов
Авторы в равной степени принимали участие в написании рукописи и несут ответственность за плагиат
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Yuliya O. Lyashchuk associate professor, business and managemen department, Moscow University named after S.Yu. Witte (Ryazan branch), Pervomaisky avenue, 62, Ryazan, Russia, [email protected]
https://orcid.org/0000-0002-3612-1707
Contribution
Authors are equally involved in the writing of the manuscript and are responsible for plagiarism
Conflict of interest
The authors declare no conflict of interest.
Поступила 07/11/2019_После редакции 18/11/2019_Принята в печать 29/11/2019
Received 07/11/2019 Accepted in revised 18/11/2019 Accepted 29/11/2019
