Objectives: The burden of disease associated with acute gastrointestinal illness (AGI) in Canada is estimated to be ~ 20 million cases/year. One known risk factor for developing AGI is recreation in freshwater bodies such as lakes. The proportion of cases attributable to freshwater recreation in Canada, however, is currently unknown. The study objective was to estimate the risk of developing AGI from exposure to Giardia, Cryptosporidium, Campylobacter, Escherichia coli O157:H7, norovirus, and Salmonella during freshwater recreation in Ontario, Canada.
Methods: A quantitative microbial risk assessment (QMRA) was conducted to estimate the number of AGI cases per 1000 recreational events associated with freshwater recreation. QMRA utilizes four steps: hazard identification, exposure assessment, dose-response modelling, and risk characterization. A probabilistic model was developed using the following inputs accounting for uncertainty and variability: published data on pathogen prevalence and concentration in freshwaters in Ontario (hazard identification), recreator water ingestion volumes (exposure), pathogen-specific dose-response models, and ratios between numbers of infections and symptomatic disease cases to estimate illness risks (risk characterization).
Results: The mean estimated AGI risk associated with recreation ranged from 0.8 to 36.7 cases per 1000 swimmers (5th-95th probability interval: 0-226.3 cases/1000) which is in line with previous studies conducted in Lake Ontario, as well as prior QMRAs of freshwater recreation. Upper range predicted values exceeded the Health Canada guideline of less than 20 cases per 1000 recreators.
Conclusion: This study shows that QMRA can be used to estimate disease risk in the absence of large-scale epidemiological studies. The results demonstrate a range of risk that is in line with exposure to pristine (low risk estimates) and more contaminated waters (high risk estimates) and capture the potential risk to vulnerable populations.
RéSUMé: OBJECTIFS: Le fardeau de la maladie associée aux maladies gastro-intestinales aiguës (MIA) au Canada est estimé à environ 20 millions de cas/an. Un facteur de risque connu pour développer MIA est la récréation dans des plans d’eau douce tels que les lacs. La proportion de cas attribuables aux loisirs en eau douce au Canada est cependant actuellement inconnue. Notre objectif était d’estimer le risque de développer MIA suite à une exposition à Giardia, Cryptosporidium, Campylobacter, E. coli O157:H7, norovirus et Salmonella lors de loisirs en eau douce en Ontario, au Canada. MéTHODES: Une évaluation quantitative des risques microbiens (EQRM) a été menée pour estimer le nombre de cas de GIA par 1000 événements récréatifs associés aux loisirs en eau douce. L’EQRM utilise quatre étapes: identification des dangers, évaluation de l’exposition, modélisation dose-réponse et caractérisation des risques. Un modèle probabiliste a été développé en utilisant les données suivantes, tenant compte de l’incertitude et de la variabilité: données publiées sur la prévalence et la concentration des pathogènes dans les eaux douces en Ontario (identification des dangers), volumes d’ingestion d’eau par les personnes pratiquant des loisirs (exposition), modèles dose-réponse spécifiques aux pathogènes, et ratios entre le nombre d’infections et les cas symptomatiques pour estimer les risques de maladie (caractérisation des risques). RéSULTATS: Le risque moyen estimé de GIA associé aux loisirs variait de 0,8 à 36,7 cas pour 1000 nageurs (5e-95e intervalle de probabilité: 0–226,3 cas/1000), ce qui est conforme aux études précédentes menées dans le lac Ontario, ainsi qu’aux EQRM antérieures sur les loisirs en eau douce. Les valeurs prédites de la fourchette supérieure dépassaient la directive de Santé Canada de moins de 20 cas pour 1000 personnes pratiquant des loisirs. CONCLUSION: Cette étude démontre que l’EQRM peut être utilisée pour estimer le risque de maladie en l’absence d’études épidémiologiques à grande échelle. Les résultats démontrent une gamme de risques qui correspond à l’exposition à des eaux pristines (estimations de faible risque) et à des eaux plus contaminées (estimations de risque élevé), et capturent également le risque potentiel pour les populations vulnérables.
Keywords: Attribution; Canada; Disease burden; Enteric disease; Freshwater recreation; Pathogens; Quantitative microbial risk assessment; Waterborne disease.
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