Nära UV-ljus som är ofarligt men ändå bakteriedödande

Forskare vid Strathclydeuniversitetet i England har testat en ny ljuskälla för desinfektion av utrustning och luft. Man använder en nära UV-ljuskälla som kallas HINS (High Intensity Narrow Spectrum) och som har våglängdsmaximum kring 405 nm. Detta är i bortre kanten av det synliga ljusspektrat, dvs mörklila ljus. Kortare våglängder kan vi människor inte uppfatta och det är det som vi kallar ultraviolett ljus (UV). UV-ljus har många applikationer och ju kortare våglängd, desto mer energirikt. UV-C används för effektiv desinfektion av olika ytor och har våglängder kortare än 280 nm.  Vanliga UV-lysrör som används i sjukhusmiljöer och på laboratorier har det mesta av sitt ljus kring 254 nm men också en liten andel kring 185 nm. Nackdelen med dessa lampor är dels att de är farliga för ögat men också att många plastmaterial påverkas kraftigt, de åldras snabbt och blir missfärgade.

Fördelen med HINS är att den går att använda i vanliga takarmaturer och det finns en del publicerade försök med lovande resultat från bl a sjukrum med brännskadepatienter.  Försöksutrustningen konstruerades med LED-lampor som kan belysa ca 10 kvm och man har gjort noggranna säkerhetskontroller för att garantera att inga strålskador eller andra negativa hälsoeffekter förekommer.  Metodiken är naturligtvis mycket intressant för en rad andra hygienapplikationer, t ex kontinuerlig belysning av kontaktytor där livsmedel passerar men också för belysning av vissa livsmedel för dekontaminering. Frukt och grönsaker skulle kunna vara intressant eftersom nära UV-ljus har störst effekt på bakterieceller men inte på sporer.

Kall eld - den ultimata torra desinfektionen?

Det har bedrivits forskning några år nu kring kall plasma, eller joniserad plasma. Detta är något som vi brukar dagligen, joniserad plasma finns inne i lysrör, plasma-TV m m. För dessa användningsområden används vakuumteknik eftersom lägre energier då behövs för att jonisera elektronerna. Plasma beskrivs som det fjärde aggregationstillståndet för atomer, förutom fast, flytande och gasformig fas. Det nya i tekniken är nu att man kan använda vanlig luft eller kvävgas (nitrogen) och utan vakuum jonisera gasen med rimlig energiinsats. Då erhålls det man kallar kall plasma, en blå låga som man kan stoppa in fingret i.

 

Det finns flera vetenskapliga studier med goda resultat på ytavdödning av kända patogena bakterier (E. coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus sporer m fl). Detta kan användas för såväl livsmedel som utrustningar eller förpackningsmaterial, även farmakologiska och medicinska tillämpningar forskas det kring. Ett intresse som uppstod nu i somras är ytavdödning av ehec från fröer som skall bli groddar. Idag pastöriseras dessa (med värme i vattenbad) men får då biologiska konsekvenser, groningen startar helt enkelt. Den ”snälla” förmågan hos kall plasma att inte förstöra biologiska strukturer hos mer komplexa organismer kan göra den mycket användbar, t ex har man haft goda resultat från behandling av sår där antibiotikaresistenta bakterier bitit sig fast.

Meloner – allvarlig smittkälla för Listeria

Ett större utbrott har nyligen inträffat i USA med cantaloupemeloner som odlats vid Jensen Farm i Granada, Colorado. Totalt har 13, kanske 14 dödsfall inträffat efter förtäring av dessa meloner och frågan är hur smittan kommit till melonerna? Cantaloupemeloner har associerats med utbrott i åtminstone 36 tidigare fall, dock är detta första gången som Listeria monocytogenes har varit orsaken. Listeriabakterien är en fruktad organism, med mycket hög dödlighet, särskilt bland riskgrupper. Till riskgrupper räknas alla som har nedsatt immunförsvar, gravida kvinnor inklusive deras foster, personer med sjukdomar som sätter ned immunförsvaret (t ex HIV) eller personer som äter medicin som sätter ned immunförsvaret (transplantationspatienter, ofta resten av livet). På senare år har vi även sett utbrott med nya stammar av Listeria där individer utanför riskgrupperna insjuknat och dött.

Melonerna har sålts hela och det kan vara hantering på fältet eller vid packning som orsakat kontaminering av utsidan på melonskalet. Man har återkallat alla meloner från denna odlare men det är svårt att spåra dem, bl a har man redan skänkt bort många för att melonerna är för mogna. En debattör i USA, Roy Costa, framställer med rätta detta scenario som den värsta sortens mardröm. Inga vanliga hygienråd hjälper - tvätta händerna, koka maten ordentligt, håll isär skärbrädor och redskap är verkningslöst här. Meloner innehåller dessutom alla näringsämnen som Listeria behöver, förvaring i kyla biter inte på denna köldtåliga eller t o m köldälskande organism.

Listeria monocytogenes har varit känd som kastsjuka hos får sedan 1940-talet, de gravida tackorna som blivit infekterade har då kastat sina ofödda lamm. Första kända livsmedelsburna utbrottet av Listeria var i Kanada i slutet på 1970-talet där ”cole slaw” som görs på vitkål var kontaminerad på fältet med gödsel. Idag kan den utbredda ensilage-tekniken med jäst gräs eller vallgröda (de vita bollarna som syns i vårt landskap varje sommar) också vara en källa till Listeria i foder om det uppstått en feljäsning. Listeria går i praktiken knappt att utrota eftersom den är en så vanlig organism i vår omgivning, t o m inne i livsmedelsfabrikerna. Det finns egentligen bara en strategi, att trovärdigt arbeta in förebyggande arbete med hygien, från åker till bord, och med väl utarbetad riskanalys lyckas hitta fram de viktigaste parametrarna för styrning och kontroll.

E. coli O104:H4 - redo att erövra världen

Bakterier är ena effektiva rackare att sprida sig, om vi tar den mest ökända varianten av ehec, E. coli O 157:H7, så har den på ca 25 år spridit sig över planeten. Dock inte till Island, skälet är troligen att denna variant har sin naturliga hemvist i tarmen hos nötboskap och till Island är det förbjudet att föra in levande djur. Den varianten som orsakade utbrottet i Tyskland, E. coli O104:H4, har man ännu inte funnit var den har sin naturliga hemvist. Man har lyckats att karakterisera den nu och den har en annan variant på hur den fäster till tarmen mot andra ehec. O104:H4 har en stor förekomst av fibriller (små trådar som sticker ut från bakteriecellen) och dessa gör att bakterierna fastnar i varann som kardborrar och sitter många ihop på tarmväggen. Detta tror man är orsaken till att denna stam var extra aggresiv och också gjorde många vuxna sjuka.

Det har länge varit känt att dessa stammar av E. coli, med många fibriller (eller fimbriae) orsakar långvariga diarréer. Men nu när O104:H4 också har starka Shigatoxiner så blir resultatet förödande. Förmodligen är detta inget annat än ett bevis på den starkaste drivkraften i naturen, evolutionen. Människans inverkan är ofta påhejande då vi skapar nya miljöer där bakterier frodas och byter gener med varandra. O104:H4 hade också multiresistens mot antibiotika vilket i sig kan vara ett bevis på att den kommer från en sådan miljö. Exempel på sådana miljöer kan vara mycket intensiv djurhållning där stora populationer av grisar, fåglar eller nötboskap finns på begränsade ytor. Dessutom leder det till hantering av stora mängder gödsel eller träck som ofta får en spridning ut i närmiljö och natur. WHO har pekat ut extremt stora djurfarmer som orsak till globala epizootier (epidemi i djurvärlden).

Vad äter en mikrobiolog?

Ehec-utbrottet i Tyskland verkar nu ha fått sin smittkälla klarlagd, färska böngroddar från en ekologisk gård. Ingen högoddsare för en oss som är verksamma inom livsmedelssäkerhet. Faktum är att jag var på tjänsteresa i norra Tyskland i början av maj. Vi åt lunch på en enklare kantin, jag käkade stekt lever med potatismos, brun sås och äppelmos (!). Salladsbuffén ingick inte i luncherbjudandet så den stod jag alltså över. Men det hade inte haft någon betydelse eftersom jag aldrig äter färska böngroddar. Efter eller under en av mina många föreläsningar har jag fått frågan -"Vad äter du egentligen, Patrick?". Jag svarar alltid samma sak - "Jag äter allt, utom tre saker. Ostron, råbiff och färska böngroddar." Det är faktiskt helt sant, jag är väldigt matintresserad och testar gärna nya saker, på resor inte minst.

Bild från New York Post, June 10, 2011 Fresh beansprouts growing in nutrition broth at 37°C.


Denna restriktion i dieten är ganska lätt att leva med, det känns så onödigt att utsätta sig för denna vetenskapligt klart bevisade risk att äta dessa födoämnen. Det är inte bara ehec eller andra farliga bakterier, det kan också vara virus, t ex har många fått gulsot av ostron. Ganska tråkigt att förstöra sin lever för livet med en enda smaklig upplevelse? Det har tagits upp på vetenskapliga konferenser i livsmedelshygien att om man förbjöd dessa tre livsmedel så skulle en mycket stor andel av matförgiftningar inklusive riskerna för livslånga men och dödsfall vara reducerade. Detta är dock inget som gourmeter och elitkockar tycker är en god idé.

Det tyska utbrottet, som nu också har klassats som det hittills största och allvarligaste utbrottet av ehec från livsmedel, kom alltså från en ekologisk produktion. Detta kan bl a annat innebära att man använder mer av naturgödsel i sin produktion eftersom konstgödsel är förbjudet. Jag är också godkänd certifieringsrevisor för ekologisk produktion (EU eller KRAV) och vi är även ganska restriktiva i vår syn på användning av kemikalier, t ex klorbaserade rengöringsmedel eller andra bekämpningsmedel mot skadedjur. Sammantaget ökar definitivt risken för biologiska angrepp i en ekologisk livsmedelskedja och ordet "biologisk mångfald" får en annan klang. Detta gör oss kluvna, eftersom livsmedelssäkerhet och miljöomsorg kan stå emot varandra. Vi kommer med stort intresse att  följa den vidare utredningen från den utpekade gården för att få mer kunskap om spridningsvägarna för bl a ehec.

Hamburgerbakterien slår till i Hamburg

Den ökända E.coli-varianten "ehec" som orsakar blodiga diarréer har nu i maj månad fått ett utbrott i norra Tyskland. Tidigare utbrott har ofta orsakats av serotypen O157 som har spårats tillbaks till sent 1970-tal i nordöstra USA. Där härjade den i malet nötkött och hamburgare under 1980-1990 och skapade problem för köttindustrin, efter utbrottet på hamburgerkedjan Jack-In-the-Box med uppmärksammade dödsfall av barn så bestämde sig Clinton-administrationen för att bannlysa denna bakterie på rått nötkött i USA. I Sverige hade vi våra första stora utbrott 1996 med stor spridning i landet och inte någon klarlagd smittkälla. Senare på 2000-talet hade vi utbrott på grönsallad som odlats i Halland och vattnats med åvatten. Jag träffade dessa odlare och hade föreläsning om den enorma spridningskraften hos just ehec (enterohemorrhagic E. coli).

Man hade från data i USA analyserat infektionsdosen av ehec, utifrån två olika fall (pojkar som badade i utomhuspool och tog kallsupar samt opastöriserad äpplejuice i Kalifornien) som låg bakom detta. Man kan alltså bli smittad av så lite som 10 bakterieceller! Man införde pastöriseringstvång på juicer i Kalifornien efter dessa studier. Salladsodlarna i Halland fick ta del av en enkel beräkning av hur mycket vatten som krävs för att späda ut en triljon bakterieceller, dvs halten i kodyngan. Det räckte inte med liter eller kubikmeter, det krävdes stora dammar (50x 20 m) för att komma ned i en ännu smittsam halt, dvs 10 celler/ml. Därefter förstod de bättre hur det var möjligt att en kohage intill en å några km uppströms kunde vara riskabel om de vattnade med åvatten. Bakterien finns naturligt i tarmkanalen hos f f a nötboskap.

Nu har man typat stammen som härjar i Tyskland och det är O104 denna gång, en mycket ovanlig stam. Tyvärr är den också starkt bakterieresistent men det spelar inte så stor roll när väl fått infektionen. Bakterien bildar nämligen kraftiga cytotoxiner som kommer in i blodet och slår ut njurar och blodplättar. Det enda som hjälper då är att rena blodet, dvs dialys. I värsta fall utvecklas en värre komplikation, HUS (Hemolytic Uremic Syndrome) och dödsfall kan inträffa p g a njursvikt eller blodproppar i hjärnan. I Tyskland har man associerat fallen till konsumtion av färska grönsaker (tomater, gurka och sallad) men någon ursprunglig smittkälla har man ännu inte hittat.

Positiva laddningar - negativt för mikrorganismer

Det kommer flera nyheter nu om nya material som kan användas för bl a ytor och minimera påväxt och infästning av bakterier och virus. I Ny Teknik visades idag upp forskning från KTH där en polymer som är positivt laddad kan användas i pappersfiber eller andra ytor för att ge en antibakteriell effekt. Detta kan få stort genomslag i en rad olika pappersfibersbaserade hygienprodukter, t ex torkdukar, bindor, våtservetter. Endast en en fysikalisk effekt (elektrostatisk laddning) skall räcka för att bakterier och virus skall "fastna" eftersom de är negativt laddade. Nu har jag kommit i kontakt med liknande "genombrott" tidigare, bl a finns på marknaden det Göteborgsbaserade Appeartex som har samma typ av koncept i sin produkt. Deras applikationer är inom medicinteknik med kläder och dukar, förband m m. Man kan även hitta ett kemiföretag från Helsingborg, Noviba, som har sin polymerprodukt vätskebaserad istället, man kan då spraya på ytor och få en långtidsverkande effekt. Samtliga av dessa som beskrivs här är inte miljöovänliga och skall även kunna fungera bra ihop med livsmedelsapplikationer.

Elektronmikroskopibild på Xylella bakterier (H.C. Hoch, Cornell University; Journal of Bacteriology 189:7507-7510).