Infectious gastroenteritis - opportunities for dose response modeling

Abstract

When pathogenic microorganisms enter the human body via ingestion of food or drinking water, they encounter a system of barriers mounted by the host. Defense mechanisms against microbial infection and invasion may be immunological or non-immunological. To reach parts of the intestinal tract that are suitable for growth and attachment, they must overcome each of the barriers successfully. According to the present view on infection, at least one of the ingested pathogens must survive if colonization is to start. This is the basis for dose response models used for quantitative risk assessment. The validity of such a model, the Beta Poisson model, was demonstrated for multiple barriers, with some attention being given to the single-hit principle. Also discussed was an approach to the derivation of the Beta Poisson model, an aspect which is usually neglected. This approach was shown here to produce results for certain parameter values that were different from the exact formula. Finally, several initiatives for new models are presented in which extra information on infection and illness is incorporated.

Pathogene micro-organismen die het menselijk lichaam binnendringen via voeding of door het drinken van besmet water, krijgen te maken met een door de gastheer opgeworpen systeem van barrieres. Teneinde delen van het spijsverteringskanaal te bereiken die geschikt zijn voor groei en hechting, moet elk van de tussenliggende barrieres overwonnen worden. De gangbare visie op infectie gaat ervan uit dat minstens een van de ingeslikte pathogenen moet overleven om te kunnen koloniseren. Dit is de basis voor dosis-responsmodellen zoals toegepast bij de microbiologische risico-analyse. Afweermechanismen tegen infectie en invasie door micro-organismen kunnen immunologisch zijn of non-immunologisch. In dit rapport wordt de geldigheid van het Beta-Poissonmodel voor meer dan een barriere gedemonstreerd en wordt enige aandacht besteed aan het 'single-hit' principe. Ook besproken wordt een benadering in de afleiding van het Beta-Poissonmodel, en aangetoond wordt dat deze benadering voor bepaalde parameterwaarden resultaten oplevert die verschillen van de exacte formule. Tenslotte worden enkele aanzetten gedaan tot modellen, waarbij extra informatie over infectie en ziekte kan worden gebruikt.