肉の微生物の安全性のためのバクテリオファージの潜在的な用途

投稿日: 2023 年 6 月 8 日 | エスティバリス・ルイス、マリア・ラヴィラ | コメントはまだありません

AZTI-BRTA のマリア・ラヴィラ氏とエスティバリス・ルイス・サンタマリア氏は、AMR との戦いにおいて食物連鎖全体にバクテリオファージを適用する利点を共有しています。

抗菌薬耐性（AMR）は、世界の健康にとって大きな脅威となっています。 AMR の主な原因は抗菌薬の過剰使用であることは広く知られています。 主に人間の医療における抗菌薬の使用だけでなく、家畜における継続的な使用に対する認識の高まりにより、食物連鎖全体にわたる AMR 細菌の選択と拡散が促進されています。1 その結果、抗菌薬は細菌感染症の治療に不可欠であるにもかかわらず、現在の規制は抗菌薬の使用量を減らすことを目的としています。家畜に使用します。

さらに、主に加熱が不十分な家禽肉や卵などの動物由来の汚染製品の摂取は、人間に人獣共通感染症を引き起こす最も一般的な食中毒菌であるカンピロバクターやサルモネラ菌の主な発生源と考えられています。 志賀毒素産生大腸菌 (STEC) および腸管出血性大腸菌 (EHEC; O157:H7) も食肉分野に関連するよく知られた食中毒菌であり、牛は人獣共通感染症の主な感染源となっています。 これらの細菌は、動物との直接接触（例えば、屠殺または屠殺処理中、直接の糞便汚染による）、またはベクターによる間接的により、食物連鎖のどの時点でも食品を汚染する可能性があり、進歩にもかかわらず、世界中で入院や死亡に大きく寄与している。病原体管理において。 従来の食品保存料と食品加工方法 (低温殺菌、高圧、紫外線 (UV) または化学処理を含む) は、さまざまなレベルで食品中の病原体を減らすことができます。 しかし、これらの方法は、感覚特性および/または栄養価に悪影響を及ぼし、食品中の有益な微生物を除去する可能性もあります。

したがって、細菌感染を制御するための革新的で効果的な代替手段の開発が緊急の課題となっており、動物の健康と福祉を強化し、より安全な食物連鎖のために抗菌薬の責任ある使用を促進するために追加の戦略を実施する必要があります。 最も有望なアプローチの 1 つは、細菌に感染するウイルスであるバクテリオファージ (ファージ) を使用するもので、ほとんどの食中毒菌に対して強力な抗菌活性が実証されています。2

これらの微生物の主な利点は次のように要約できます。

これらのユニークな特性を組み合わせると、バクテリオファージは病原性細菌を効果的に阻害し、人獣共通感染症や食中毒を減らすための最も信頼できる代替品となります。 実際、バクテリオファージの使用が特に規制されていないヨーロッパでは、私たちの最近の研究の 1 つにより、生産者の 90 パーセントと消費者の 85 パーセントが、食品の生産および加工における標準的な生物防除手段としてバクテリオファージを受け入れる傾向にあることが明らかになりました。動物育種および食品の安全性における使用が承認されているファージベースの市販製品の数は、多くの国で増え続けています。 以下では、生物防除および食品 (肉) の安全対策としてのファージの使用に関連する入門的なハイライトを提供することに焦点を当てています。

数多くの研究が、食料生産のための動物において、特にカンピロバクター、サルモネラ菌、または大腸菌によって引き起こされる病気を予防および治療するためのファージの使用を報告している。 ほとんどの研究では、これら 3 つの病原体に対するファージの生物的防除が成功し、感染症に対する大幅な防御 (予防的使用)、組織内の病原性細菌のレベルの低下、および関連する動物の死亡率と罹患率の減少につながることが示されており、6、ファージが重要な役割を果たしていることが示されています。抗生物質の有望かつ効果的な代替品。

抗菌耐性：まだ消えていない

動物の健康保護とは別に、同様に、ファージ処理後のサルモネラ菌またはカンピロバクターの減少における統計的に有意な差は、動物の成長の後期段階でのそれらの適用も、食品生産チェーンのその後の段階でこの細菌を制御するための有望な手段である可能性があることを実証した。 たとえば、屠殺前にブロイラー鶏の腸内のカンピロバクター量を 3 丸太削減すると、家禽肉の摂取に起因するヒトのカンピロバクター症のリスクが 58 パーセント減少すると推定されています。7 この意味で、少なくとも 1 つの試験で次のことが実証されています。カンピロバクター ジェジュニに対する 2 つの異なるファージを連続的に適用すると、腸内微生物叢に副次的な影響を与えることなくこの目標を達成できます。6

ファージの生物的制御は、生物防腐剤として食品に直接適用することにより、食品の生産、流通、消費の段階における安全管理アプローチとして使用できる大きな可能性も示しています。 食品生産における適切な衛生習慣や管理措置に代わる解決策はありませんが、ファージは、残りの微生物叢や新鮮な肉の官能特性に影響を与えることなく、微生物数を 1 ～ 3 対数減少させたり、保存期間中の微生物の増殖を防ぐのに役立つ可能性があります。8ハードルベースのアプローチでファージの使用を非熱技術またはパッケージング（例えば、ファージおよび改変雰囲気パッケージングまたは高静水圧）と組み合わせて採用することも、最終結果を向上させる可能性がある。

多数の科学的報告とは別に、いくつかの市販製品がすでに入手可能であり、肉製品、生肉（家禽、七面鳥、牛肉）、ペットフード、その他の食品（魚、野菜、乳製品）に含まれる食中毒病原体の効果的な生物防除が証明されています4。 6 さらに、特定のファージの適用は、表面を消毒し、食品と接触する表面のバイオフィルムを減らすための革新的な代替手段を提供する可能性もあります。

前述したように、入手可能な市販製品と発表された研究結果は、ファージがすでに病原体の生物的防除に有効な選択肢であることを示しています。 それにもかかわらず、ファージの最適な有効性と安定性を得るには、ファージの投与タイミング（予防的対治療的）、投与経路、使用するファージの数（単一対カクテル）、食品マトリックスまたは保存など、動物や食品の多くの要素を個別に最適化する必要があります。 9 最後に、ファージのアプリケーションは関連する規制に従わなければなりません。 したがって、ファージベースのソリューションの承認には、他の治療薬や食品添加物と同様に、各用途に最も適したファージを正確に特徴付けて選択し、有効性と安全性を実証し、問題を克服することを目的とした綿密な研究と投資が必要です。未解決のギャップや課題により、その使用が制限される可能性があります。

マリア・ラヴィラ (ORCID 0000-0003-1287-9035) は、食品安全研究において 20 年の経験があります。 2009 年から、彼女は AZTI – バスク研究技術同盟 (BRTA) の食品研究部門で研究員として働きました。 彼女の現在の研究活動は主に、食品生産に関連する微生物とその代謝産物（乳酸菌や酵母菌など）の単離と特性評価、および食品や水産養殖における病原体の生物学的制御のための新しい戦略とツール（バクテリオファージ）の開発に焦点を当てています。 。

エスティバリス・ルイスバイオテクノロジーの学士号を取得し、微生物学と健康を専門としました。 彼女は現在、AZTI – バスク研究技術同盟 (BRTA) の食品研究部門で博士論文に取り組んでいます。 彼女の研究は、食品業界における生物防除剤としてのバクテリオファージの単離、特性評価、および応用に焦点を当てています。

食品の安全性、実験技術、品質分析と品質管理 (QA/QC)、研究開発、世界の食糧

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