Patogendynamikk og desinfeksjon i resirkuleringsanlegg for laks

Bakgrunn

Oppdrett av fisk i RAS-systemer, som har lite kontakt med miljøet rundt, er ideelt fordi fisken kan beskyttes bedre mot sykdommer og skiftende miljøforhold, og en kan opprettholde biosikkerheten i større grad enn i åpne systemer ved å forhindre at fiskepatogener kommer inn i systemet. 

Likevel finnes det fortsatt enkelte potensielle kilder for overføring av sykdom, som for eksempel vanninntaket og infiserte fiskebestander. 

Derfor vil et sett av biosikkerhetstiltak forhindre inntrengning, etablering, smitte og overføring av sykdomsfremkallende organismer (patogener) i produksjonsanleggene. 

En rekke laksefiskpatogener er vist å utgjøre et alvorlig problem i RAS-basert oppdrett. Disse patogenene setter fiskens helse og velferd i fare, og i verste fall kan de forårsake massedød og betydelige økonomiske tap for produsentene. 

Ettersom vannet i RAS-systemer skiftes ut bare i liten grad, skaper dette et unikt miljø som generelt inneholder større konsentrasjoner av vannbårne metabolitter, næringsstoffer, organisk materiale og oppløste metaller. Nivåene av og dynamikken til disse stoffene i systemet kan potensielt trigge spredning av opportunistiske patogener, eller skape et miljø som er gunstig for vekst og overlevelse av uønskede mikroorganismer. 

Et av de viktigste spørsmålene man må forske videre på, er kritiske steder (hotspots) for etablering og spredning av patogener i RAS-anlegg. 

Desinfeksjon dreper, inaktiverer og/eller eliminerer mikroorganismer, og anses som en viktig faktor i å ivareta biosikkerheten i RAS-systemer. 

Strategien omfatter tre hovedaspekter: 

• i) desinfeksjon for å sikre at patogener forhindres fra å komme inn i systemet (dvs. desinfeksjon av inntaksvann og hjelpematerialer) 
• ii) desinfeksjon som sikrer at patogener og opportunistiske mikroorganismer ikke sprer seg og forårsaker sykdomsutbrudd (dvs. desinfisering av resirkulert vann i RAS) 
• iii) desinfeksjon som sørger for at patogener ikke befinner seg i systemet for neste produksjonssyklus, og at sykdom ikke overføres mellom anlegg (dvs. desinfisering av hele systemet) 

Det finnes en rekke kjemiske desinfeksjonsmidler på markedet, med aktive komponenter som blant annet hydrogenperoksid, pereddiksyre, klor eller glutaraldehyd. 

Effektiviteten for et gitt desinfeksjonsmiddel avhenger av konsentrasjonen av middelet, kontakttid, halveringstid, temperatur, organisk partikkelkonsentrasjon, spesifikke mikroorganismer og om de befinner seg i en biofilm eller ikke (patogener i biofilm er vanskeligere å drepe). 

Bruken av desinfeksjonsmidler i norsk oppdrettsvirksomhet reguleres av Mattilsynet, der godkjenning av det kommersielle produktet skal innhentes fra Miljødirektoratet. 

Mål

Det overordnede målet med PathoRAS er å kunne sørge for førsteklasses biosikkerhetstiltak i RAS-anlegg for lakseoppdrett gjennom en bedre forståelse av hvordan patogener sprer seg, etablerer seg og overlever i det komplekse økosystemet i RAS-miljøer. 

Delmål

Mer spesifikt skal PathoRAS: 

1. simulere et patogent brudd på biosikkerheten i et RAS-system og kartlegge miljøfaktorene som påvirker etableringen av patogener i ulike deler av systemet 
2. kartlegge hvor lenge patogener overlever i systemet, og effektiviteten av systemdesinfeksjon i etterkant av et sykdomsutbrudd 
3. kartlegge hvordan det patogene bruddet på biosikkerheten påvirker fiskehelsen, systemytelsen og de mikrobielle samfunnene i RAS 
4. undersøke biofilmdannelsen in vitro og in situ for ulike akvakulturrelevante patogener på overflater i RAS-systemer, og disse patogenenes følsomhet for desinfeksjonsmidler 
5. sammenstille historiske og empiriske data for å utarbeide en overordnet anbefaling til praksisfor RAS-biosikkerhet 

Hva vi gjør

De forventede prosjektresultatene er mangefasetterte og relevante både nasjonalt og internasjonalt. 

Resultatene vil være nyttige for ulike sektorer i oppdrettsnæringen, spesielt innen lakseoppdrett, herunder for forskere og akademikere, leverandører av fiskehelsetjenester, oppdrettere og teknologileverandører samt nasjonale og internasjonale regulerings- og lovgivningsorganer (f.eks. Mattilsynet, Miljødirektoratet og Statens legemiddelverk). 

PathoRAS skal identifisere de områdene i RAS-anlegg der patogener trives best og overlever i størst grad. Vi vet at til tross for de ulike biosikkerhetstiltakene som anvendes, kan det fortsatt forekomme at patogener kommer inn i systemet via ulike vektorer som fisken selv, inntaksvannet eller utstyret som brukes. 

Derfor vil det å besvare spørsmål om hvor og hvordan disse trives og overlever i størst grad, gi viktig informasjon om hvordan man kan utvikle desinfeksjonsstrategier rettet mot kritiske punkter som må overveies nøye. 

Denne informasjonen kan også brukes av teknologileverandører i arbeidet med å bygge nye RAS-oppdrettsanlegg, særlig for å kunne ta hensyn til disse patogen-hotspotene i utviklingen av blant annet desinfeksjonsteknologier, hydrodynamikk, vannbehandling og systemstrømmer. 

PathoRAS skal bruke erfaringsbasert kunnskap og generere empiriske bevis. Vi mener en god tilnærming til å ta for oss spørsmål knyttet til patogendynamikk er å kombinere kunnskapen vi har om hva som har skjedd tidligere, og utforske disse spørsmålene gjennom empirisk forskning. 

Med denne informasjonen kan næringen gjennomgå eksisterende rutiner på nytt, revidere risikostyringsplanene sine og redesigne praksiser og tilnærminger basert på anbefalingene fra PathoRAS. 

Ved å identifisere noen av faktorene som bidrar til sykdomsutbrudd, vil vi kunne fremme forbedrede proaktive og stedspesifikke tiltak. 

PathoRAS skal være en pådriver for etablering av empirisk støttede desinfeksjonstiltak i RAS-systemer. Dagens desinfiseringspraksiser er hentet direkte fra næringsmiddelindustrien, og mange av desinfeksjonsmidlene som er godkjent i oppdrettsnæringenhar ikke blitt eksperimentelt testet mot sentrale patogener i settinger som tilsvarer et normalt produksjonsscenario. 

PathoRAS-prosjektet skal tette dette kunnskapshullet ved hjelp av pilot- og karbaserte forsøk med desinfeksjonsmidlene som i dag er godkjent for bruk i oppdrettsnæringen i Norge. 

Dette vil gi næringen kunnskap om gjennomføring av patogenspesifikk og/eller rutinemessig generell desinfisering. 

PathoRAS skal utarbeide anbefalte retningslinjer for desinfisering i RAS. Vi har som mål å gi næringen praktisk kunnskap om desinfeksjon på best mulig måte. De anbefalte retningslinjene som utvikles på slutten av prosjektet, skal fungere som en hvitbok som kan anvendes av næringen i sine egne produksjonsmiljøer. 

Retningslinjene skal også fungere som en veiledning for lovgivning om godkjente rutiner i RAS-systemer, særlig med tanke på at denne teknologien blir stadig mer utbredt i Norge. 

Publikasjoner

Towards sustainable water disinfection with peracetic acid in aquaculture: A review

Reviews in Aquaculture, 2024 Vitenskapelig oversiktsartikkel/review

Verdt å vite