畜禽产品中微生物风险评估和预警系统的构建与初步应用

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动物源性食品病原微生物引发的人类食物中毒和人兽共患疾病，危害范围广，经济损失大。为有效预防和控制食源性病原微生物传播和感染，增强对食源性疾病暴发的反应和预警能力，国际组织和发达国家纷纷开展了食源性致病菌的风险评估，不断建立和完善食源性疾病的监测和预警系统。国外对动物源性食品致病微生物风险评估和预警方面的研究主要集中在从农场到餐桌的食品安全生产体系（如 HACCP 体系）探索和建立，食品中主要致病性微生物污染的风险评估，以及开发食品中致病微生物风险预警系统与实际应用。如美国疾病预防控制中心（CDC）开发的 FoodNet 网络，通过实验室调查、医生调查、人口调查和特殊研究 4 种方式进行数据汇总和分析评估，确定通过食品传播的致病菌感染的发生率，判断各种可能的危害暴露和操作作为特定病原体引起疾病的可能性；欧盟创建的食品和饲料安全预警系统（Rapid AlertSystem for Food and Feed，RASFF）具有方便可查询的官方网站、连续完整的年度报告、规范有效的通报方式和及时完善的政策法规，使其在风险预警和应对上的可操作性大大增强，极大程度地确保了欧盟消费者的食品安全和健康。

我国动物源性食品（主要为猪、禽制品等）生产消费量居全球之首，但动物源性食品致病微生物风险评估和预警研究水平与国际先进水平还存在不小差距。虽然我国也越来越重视动物源性食品的质量安全问题，如原农业部在 2001 年就建立了农产品质量安全例行监测制度，但是尚未将畜禽产品中致病微生物纳入。致病微生物风险评估由于系统监测数据的匮乏而导致开展成效不很显著。原国家质检总局于 2007 年开发了“快速预警和快速反应系统（RARSFS）”，构建了质检部门动态监测和趋势预测网络，但并未涉及致病微生物的预测生长和风险评估。国家食品安全风险评估中心于2021 年推出了“基于规则库引擎构建食品安全风险评估及预警系统”，通过使用结构化查询语言，基于规则库引擎的可视化方法，研究构建了可实现实时预警和定时预警的食品安全风险评估及预警系统。但是该系统重视的是食品中各种危害因子大数据的实时抓取，并未特别考虑微生物的增殖和交叉传播等特异属性。目前我国畜禽产品中致病微生物的风险评估多集中在生产链关键控制点或终端产品对消费者危害的研究阶段。为更好地指导生鲜畜禽产品的科学有效监管、安全生产和安心消费，亟需构建畜禽产品全链条微生物风险评估预警体系。

本研究针对国内外研究背景以及我国的现实需求，以动物养殖和屠宰过程为切入点，以肉蛋奶中重要人畜共患食源性致病微生物为对象，以监测的污染数据为基础，通过微生物风险评估技术、相关数学运算法以及计算机软件开发技术等，结合预测微生物学模型和剂量 - 反应关系，整合了一系列畜禽养殖屠宰过程重要致病微生物的风险评估模型，并结合 BP 神经网络法，构建了一套对畜禽养殖屠宰过程致病微生物风险进行实时预警的体系，最终创建形成了可视化软件操作平台。系统应用时，只需输入实时监测数据，后台就可以调用模型或算法进行风险评估，然后根据评估结果对本批次产品的微生物风险进行实时预警。如果风险极低可忽略时，显示不预警；如果有一定的风险，就显示相应的预警，同时会显示相应的风险防控措施。

本系统分了 3 个模块，包括基础数据库、风险评估模型和风险预警决策。系统还针对企业、监管机构和技术机构的不同需求，设有 3 种操作模式，对提升产业安全生产和产品质量安全具有重要指导意义。目前系统正推广到不同企业和监管技术机构试用，在试运行过程中应该还会发现一些需要改进的问题。本开发团队将会对系统进行持续优化完善，争取早日使其在畜禽产品生产过程的卫生控制和质量安全的有效监管中发挥实际作用，提升我国畜禽产品全生产链致病微生物的风险管理能力，完善动物源性致病微生物的风险预警能力建设，保障畜禽产品的质量安全和民众消费安全。

致谢：中科软科技股份有限公司负责该风险评估预警系统的计算机语言体系和软件开发；中国动物卫生与流行病学中心动物卫生信息处郑雪光副研究员、彭东副研究员在系统调试和试运行过程中给予网络方面问题的指导；“十三五”重点研发专项项目组及本课题参与单位扬州大学、华南农业大学、中国兽医药品监察所和中山大学在系统构建过程中给予建议和协助；农业农村部农产品质量安全监管司畜禽产品病原危害风险评估项目和畜牧兽医局屠宰环节微生物风险监测项目给予持续支持。在此一并表示感谢。

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