1 Quelle est l’exposition réelle des populations sensibles face à la bactérie ? Professeur V. LIVRELLI, Pathogénie Bactérienne Intestinale, JE 2526 Faculté de Pharmacie, Université d’Auvergne Clermont Ferrand

2 Comment évaluer la contamination des steaks hachés au moment de leur consommation, donc la quantité de E. coli O157:H7 à laquelle le consommateur est exposé ? Quelle est la probabilité, pour un enfant de moins de 16 ans, de développer un SHU dans un contexte sporadique ou épidémique, en fonction de la dose (c'est-à-dire de la quantité de E. coli O157 :H7) ? Quels sont les leviers d’action utilisables pour la gestion de ce risque? V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

3 Identification du danger Appréciation des effets Appréciation de l’exposition Estimation du risque Appréciation quantitative des risques : V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

4 Identification du danger Appréciation des effets Appréciation de l’exposition Estimation du risque Appréciation quantitative des risques : STEC ou VTEC Escherichia coli producteurs de Shiga-toxines O157:H7 V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

5 Identification du danger Appréciation des effets Appréciation de l’exposition Estimation du risque Appréciation quantitative des risques : Quelle est la quantité de E. coli O157:H7 à laquelle le consommateur est exposé ? = Quelle est la quantité de E. coli O157:H7 présente dans les steaks hachés au moment de leur consommation ? V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

6 Identification du danger Appréciation des effets Appréciation de l’exposition Estimation du risque Appréciation quantitative des risques : Quelle est la relation dose-réponse ? = Quelle est la probabilité d’un effet chez le consommateur en fonction de la dose, donc de la quantité de E. coli O157:H7 dans une portion consommée ? V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

7 Identification du danger Appréciation des effets Appréciation de l’exposition Estimation du risque Appréciation quantitative des risques : Quelle est la probabilité, pour un enfant de moins de 16 ans, de développer un SHU en consommant en restauration familiale du steak haché surgelé ? V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

8 Appréciation quantitative des risques liés à Escherichia coli O157:H7 dans les steaks hachés surgelés consommés en restauration familiale par les enfants de moins de 16 ans. Groupe de travail « AQR STEC » de l’Afssa Coordonnateurs : Christine Vernozy-Rozand et Rozenn Saunier E. coli O157:H7 Steak haché industriel de bœuf surgelé Enfants de moins de 16 ans Restauration familiale Champ d’investigation : de la mêlée de viande hachée à la consommation V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

9 Identification du danger Appréciation des effets Appréciation de l’exposition Estimation du risque Appréciation quantitative des risques : V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

10 Appréciation de l’exposition 1 - Prévalence et niveau de contamination des steaks hachés 2 - Consommation de steaks hachés dans la population française 3 - Enquête sur les habitudes de cuisson des steaks hachés consommés par les enfants de moins de 16 ans. 4 - Destruction thermique Quelle est la quantité de E. coli O157:H7 présente dans les steaks hachés au moment de leur consommation ? V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

Prévalence et niveau de contamination des steaks hachés C. Vernozy-Rozand et M-L Delignette-Muller Données de l’étude des mêlées françaises Vernozy-Rozand et al., ,6% des mêlées contaminées à un niveau très faible (1, ufc.g -1 ) 2,6% des mêlées contaminées à un niveau très faible (1, ufc.g -1 ) probabilité de détecter une mêlée contaminée à ce niveau : 25% probabilité de détecter une mêlée contaminée à ce niveau : 25% prévalence sous-estimée prévalence sous-estimée => Hypothèse simplifiée : niveau de contamination commun à toutes les mêlées: 5 x10 -5 ufc.g -1 commun à toutes les mêlées: 5 x10 -5 ufc.g -1 Correspond aux cas sporadiques Correspond aux cas sporadiques V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

12 Epidémie de 2005 Analyse de 22 échantillons du lot incriminé (détection et dénombrement) (détection et dénombrement) distribution homogène (loi de Poisson) distribution homogène (loi de Poisson) concentration moyenne : 5.9 ufc.g -1 concentration moyenne : 5.9 ufc.g -1 Incertitude (95%): [3 ; 9 ufc.g -1 ] Incertitude (95%): [3 ; 9 ufc.g -1 ] V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

Consommation de steaks hachés dans la population française Rozenn Saunier Estimation de la consommation (masse) de steaks hachés surgelés dans la population cible (3 classes d’age, entre 0 et 16 ans) Utilisation de quatre sources d’information : enquête Bébés Sofres (2005); enquête INCA2; effectif INSEE (2007); panel SECODIP (2004)  Exemple : estimation de la consommation / enfants de 0 à 5 ans = 113,73 millions de steaks hachés par an (dont 47,77 millions = steaks surgelés). V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

Enquête sur les habitudes de cuisson des steaks hachés consommés par les enfants de moins de 16 ans 3 - Enquête sur les habitudes de cuisson des steaks hachés consommés par les enfants de moins de 16 ans Habitudes de cuisson des consommateurs indispensables à la construction des modèles Habitudes de cuisson des consommateurs indispensables à la construction des modèles Absence de données dans la littérature Absence de données dans la littérature  Enquête ad hoc réalisée par les membres du groupe  Enquête ad hoc réalisée par les membres du groupe Réalisation et choix des photos (AFSSA) Rédaction du questionnaire Réalisation de l’enquête (Ecoles, Pédiatres) V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

15 Photos choisies CruSaignant Rosé Bien cuit V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

16 Résultats : exemple [0 - 5 ans[ V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

Destruction thermique M. Cornu, M-L Delignette-Muller et H. Bergis Etude bibliographique :  modèles et données inappropriés à la cuisson domestique française Nécessité d'une étude expérimentale :  réalisée au LERQAP (Afssa Maisons-Alfort)  cuisson à la poêle avec un seul retournement V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

U[0-0,9] U[0,2-1,4] U[1,2-2,8] Photo B :  division par 1 à 8  13% à 100% de survie Photo C :  division par 1,6 à 25  4% à 63% de survie Photo D :  division par 16 à 600  0,2 % à 6% de survie Résultats :

19 Identification du danger Appréciation des effets Appréciation de l’exposition Estimation du risque Appréciation quantitative des risques : Quelle est la relation dose-réponse ? = Quelle est la probabilité d’un effet chez le consommateur en fonction de la dose, donc de la quantité de E. coli O157:H7 dans une portion consommée ? V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

20 Appréciation des effets = Evaluation quantitative de la nature des effets néfastes sur la santé V. Livrelli, M. Cornu, E. Espié, V. Leclerc, M-L Delignette-Muller, et P. Mariani-Kurkdjian Schéma simplifié des différents modules pour l'appréciation des effets de l’ingestion d’E. coli O157:H7 chez l’enfant de moins de 16 ans Exposition P décès/SHU Effet 1- P décès/SHU P infection Dose ingérée Infection Guérison Maladie : - Diarrhée -Vomissements - Douleurs digestives Décès SHU P décès/maladie P maladie/infection P SHU/maladie 1-P décès/maladie V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

21 Loi Dose Réponse Objectif : établir le lien entre le niveau d’une exposition microbienne (dose ingérée) et la probabilité de survenue d’une conséquence (infection, maladie, symptôme) Objectif : établir le lien entre le niveau d’une exposition microbienne (dose ingérée) et la probabilité de survenue d’une conséquence (infection, maladie, symptôme) Synthèse des données bibliographiques Synthèse des données bibliographiques Infections expérimentales Infections expérimentales Shigella – EPEC / volontaires sains Shigella – EPEC / volontaires sains EHEC O157:H7 / lapins EHEC O157:H7 / lapins Epidémies utilisées dans la construction ou la validation de relations dose/réponse O157:H7 Epidémies utilisées dans la construction ou la validation de relations dose/réponse O157:H7 Modèles utilisés Modèles utilisés  Evaluation de la pertinence des données V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

22 Loi Dose Réponse : exemple de données concernant les épidémies Information sur l'épidémie (espèce, souche, population...) Référence des calculs dose- réponse Commentaires sur les calculs Italique : choix final du groupe de travail D moy (ufc) P mal (nombre d'infectés / nombre d'exposés) P mal (nombre de malades / nombre d'exposés) Calculs publiés pour construire/valider une loi dose- réponse Italique : Calculs retenus par le groupe Epidémie dans l'école élémentaire de Morioka city, au Japon, enfants et adultes Teunis et al., 2004 Nauta et al., 2001 Groupe de travail Bonne estimation de la dose, bon recensement des nombres d'exposés, infectés, malades. Remarque : les nombres de malades ne figuraient pas dans les calculs de Teunis et al. (2004) et Nauta et al. (2001) qui considéraient tous les infectés Le groupe de travail retient les estimations ponctuelles (sans incertitude) et retient seulement les malades Enfants : 31 Enfants : 208/828 = 25% Enfants : 114/828 = 14% Adultes : 35 Adultes: 7/43 = 16% Adultes: 4/43 = 9% V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

23 Loi Dose Réponse : exemple de données concernant les épidémies Information sur l'épidémie (espèce, souche, population...) Référence des calculs dose- réponse Commentaires sur les calculs Italique : choix final du groupe de travail D moy (ufc) P mal (nombre d'infectés / nombre d'exposés) P mal (nombre de malades / nombre d'exposés) Calculs publiés pour construire/valider une loi dose- réponse Italique : Calculs retenus par le groupe Epidémie eau de baignade, Illinois, USA Haas et al., 2000 Le calcul est effectué par jour, la dose est vraisemblablement surestimée : la contamination est estimée égale au dénombrement minimal d'E. coli (660/100ml) et la consommation à 100ml / pers. / jour 660nd0,255/pers./jour Strachan et al Le calcul est effectué sur la durée de l'épidémie, la contamination est estimée égale à 10% du dénombrement médian d'E. coli (750/100ml) et la consommation à 100ml par personne Le groupe de travail ne retient pas ces données 75nd12/2350 = 0,5% Epidémie scouts Strachan et al. 2001, 2005 Les hypothèses retenues sont très peu réalistes Le groupe de travail ne retient pas ces données 14nd20/228 = 9% V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

24 RéférenceEffet étudiéModèle surParamètres Modèles ajustés sur données d'épidémies Teunis et al., 2004 Infection bêta -Poisson : r suit une loi bêta (a, b) ; et P(maladie/infection) = 0.55 Population adulte  =0,050;  =1,001 Population enfants  =0,084;  =1,44; Strachan, 2005 Essentiellement maladie bêta -Poisson : r suit une loi bêta (a, b) et le nombre de cas suit une loi binomiale de paramètre p avec p issu de la loi bêta (P mal /q;(1- P mal )/q )  =0,0565;  =2,5487 et q = 0,3758 Modèles ajustés sur données Shigella / volontaires sains Crockett et al., 1996 et limite à gauche de l'enveloppe (Powell et al 2000) Maladie bêta -Poisson : r suit une loi bêta (a, b)  =0,162;  =15,86 Cassin et al., 1998 Maladie bêta -Poisson : r suit une loi bêta (a, b) et b suit une loi log- normale  =0,267 et ln  ~Normal (5,435;2,47) Modèle ajusté sur données EPEC / volontaires sains Powell, 2000 : limite à droite de l'enveloppe Maladie bêta -Poisson : r suit une loi bêta (a, b)  =0,221;  =3, Modèle ajusté sur données O157:H7 / lapins Haas et al., 2000 Maladie bêta -Poisson : r suit une loi bêta (a, b)  =0,49;  = Loi Dose Réponse : les modèles V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

25 Loi Dose Réponse : comparaison des données et des modèles Représentation graphique de données potentiellement pertinentes pour l’évaluation de la loi dose-réponse V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

26 Loi Dose Réponse : comparaison des données et des modèles Représentation graphique de données potentiellement pertinentes pour l’évaluation de la loi dose-réponse V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

27 Loi Dose réponse : Bilan  Sélection de trois modèles dose-réponse de type bêta-Poisson Modèle de Crockett Modèle de Crockett risque de maladie (données Shigella sur volontaires sains) risque de maladie (données Shigella sur volontaires sains) Modèle de Strachan Modèle de Strachan risque de maladie (données issues de plusieurs épidémies) risque de maladie (données issues de plusieurs épidémies) Modèle de Teunis Modèle de Teunis risque d’infection (données issues d’une épidémie en restauration scolaire) risque d’infection (données issues d’une épidémie en restauration scolaire) V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

28 Concernant les relations maladie / SHU / décès :  Revue de la littérature : probabilité (ou risque) de faire un SHU lorsqu’on est malade varie de 3% à 10% dans les séries de cas sporadiques et jusqu’à 20% dans certaines épidémies  Nous avons choisi d’utiliser les valeurs suivantes :  Nous avons choisi d’utiliser les valeurs suivantes : < 5 ans : P (SHU/maladie) = 8% à 12% < 5 ans : P (SHU/maladie) = 8% à 12% 5 à 15 ans : P (SHU/maladie) = 2% à 5% 5 à 15 ans : P (SHU/maladie) = 2% à 5% < 16 ans : P (décès/SHU) = 0,5 à 1% < 16 ans : P (décès/SHU) = 0,5 à 1% Loi Dose réponse : Bilan V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

29 Identification du danger Appréciation des effets Appréciation de l’exposition Estimation du risque Appréciation quantitative des risques : V. Livrelli, Steakexpert Juin 2008

30 Appréciation de l’exposition pour chaque classe d’âge :[0 – 5[, [5 – 10[ et [10-16[ viande hachée Cmêlée (ufc.g -1 ) Concentration au sein de la mêlée de viande hachée cuisson Mcuisson Mode de cuisson défini à partir de 4 photos (cru, saignant, rosé, bien cuit) Nréduct (log 10 [ufc.g -1 ]) Nombre de réductions décimales consommation Ningéré (ufc) Nombre de bactéries ingérées portion (g) Masse de la portion consommée Simulation de Monte Carlo: Distribution de Ningéré Nconso classe Nombre de portions de steaks provenant de la mêlée consommées dans la classe d’âge

31 Estimation du risque ML Delignette-Muller et M. Cornu Utilisation de toutes les données => simulations Modèles de la littérature - plus grande sensibilité au pathogène des jeunes enfants non prise en compte - sous-estimation du nombre de malades chez les moins de 10 ans Décision du groupe : nécessité d’estimation de nouvelles lois dose-réponse pour les moins de 10 ans à partir des résultats de l’appréciation de l’exposition du nombre de cas de SHU observé par classe d’âge

32 Estimation de la loi dose-réponse (par classe) Distribution a priori des paramètres modèles dose-réponse de la littérature Données distribution simulée de la dose ingérée nombre estimé de portions ingérées nombre de cas de SHU observés Inférence bayésienne (simulation de chaînes de Markov) Distribution a posteriori des paramètres de la loi dose-réponse

33 Simulation du risque individuel moyen de SHU cuisson « restauration familiale » Cmêlée = 0,01 ufc.g -1 R SHU = (8 cas pour ) Niveau épidémie Niveau cas sporadiques approximation: log 10 R SHU = -2 + log 10 C

34 Effet de la cuisson ([0 – 5 ans[, modèle exponentiel) cru  saignant risque / 2 cru  rosé risque / 4 cru  bien cuit risque / 47

35 CONCLUSION Des indications utiles pour le gestionnaire du risque –Une information sur l’inefficacité relative de la cuisson pratiquée dans les ménages français, donc sur l’importance des mesures de maîtrise de l’hygiène en amont –Une proposition de graphique : risque individuel en fonction du niveau de contamination ouvrant la perspective de fixer des objectifs de performance (PO)