Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

222

estuaries, are highly prone to concentrate high levels of pathogens. A

series of studies involving the assay and detection of viruses in shell-

fish in the United States detected enteric viruses in 19% of 58 pooled

samples taken from waters meeting current United States bacteriolog-

ical standards for shellfish growing and harvesting. A mean virus con-

centration in the shellfish meat of 10 PFU (plaque forming units)/100

grams of shellfish meat was observed (14). One unpublished survey of

enteric viruses in shellfish in a Paris market in 1978 indicated that 25%

were contaminated with pathogenic enteroviruses. Infectious hepatitis

A (HAV), a most serious and debilitating disease of the liver, is the

most grave virus disease which is very frequently transmitted by shell-

fish.

Conventional depuration techniques are used to aid in cleaning

shellfish harvested in contaminated waters. Shellfish are held in clean,

disinfected water tanks for 36-48 hours of self cleansing, and this is

partially effective in removing bacterial contamination. This is less

effective for viruses, which are tightly adsorbed to the internal tissues

of the molluscs (15). Thus, eating raw or lightly steamed shellfish har-

vested from such contaminated - but considered acceptable - marine

waters can cause infection and disease in a significant percent of the

exposed population. Several studies have indicated that so called light

steaming of shellfish does not in most cases lead to the total inactiva-

tion of infectious viruses adsorbed onto the shellfish tissue.

There is firm epidemiological evidence for numerous sporadic cases

of infectious hepatitis (IH) transmission by eating raw or lightly

steamed shellfish not reported as part of epidemics. In the study by

Koffet al.(1967) it was reported that some 25% of all the cases of IH

during a non-epidemic period in Boston were apparently associated

with the ingestion of raw or lightly steamed shellfish. Similar figures

were found in England (16). 

Rose and Sobsey (14) have written the seminal work on the devel-

opment of the methodology for quantitative risk assessment associat-

ed with exposure to virus contamination in shellfish. They have esti-

mated that the risk of infection for infectious hepatitis virus A (IHA)

for individuals who consume one raw shellfish serving of 60 grams

harvested from approved waters in the United State is about 1 per 100,

or 1%. The risk from highly polluted waters is greater.

Based on reports from the FAO, it has been estimated that some 8

million tons of molluscs, including clams, oysters, mussels and cock-

les, are harvested and marketed globally each year.Assuming that one

kilogram of gross shellfish, including shells, is required for each shell-

fish meal or serving, I have estimated that some 8 billion shellfish

meals are consumed globally per year. Based on the assumption that

some 90% of the shell fish are harvested in clean safe waters and/or

are not eaten raw, and based on the risk of infection and disease drawn

from the risk estimate study of Rose and Sobsey (1993), I have esti-

mated that each year there are about 2.5 million clinical cases of infec-

tious hepatitus globally, with some 25,000 fatalities and 25,000 cases

of long term disabilities from liver damage caused by eating contami-

nated shellfish. This level of disease results in some 1.8 million

DALYs with an estimated economic impact of $7.2 billion per year.

Thalassogenic Diseases Associated with Contamination of Shellfish

and other Seafood with Toxins from Toxic Algae Blooms

Marine biotoxins apparently cause a large number of poisonings in

humans annually, many with serious sequelae and frequent fatalities.

While toxic algae blooms, often associated with marine pollution by

urban wastewater, are the source of some of the marine biotoxins that

cause human disease, there are other factors and sources. Most of

these poisonings are in the subtropical/tropical circumglobal belt

region bounded by Florida, the Mediterranean and Japan in the north

and the northern edge of Australia, the southern tip of Africa and Chile

in the South. 

The human diseases most frequently associated with marine biotox-

ins are paralytic shellfish poisoning (PSP), ciguatera poisoning, and

the more recently identified neurotoxic shellfish poisoning (NSP) and

diarrheic shellfish poisoning (DSP) (3). Most of these diseases are

apparently associated with fish and seafood that feed on toxic marine

algae and toxic algae blooms such as red tides. PSP in particular can

lead to severe neurotoxic effects, paralysis and death. The death rate

for PSP and some of the other marine biotoxin diseases appears to be

in the 10%-20% or greater range, while serious long-term sequels such

as neurotoxic effects and paralysis are common. 

At this time there is little data or agreement among experts on the

true extend of the global impact of diseases associated with contami-

nation of shellfish and other seafood with toxins from toxic algae

blooms. I have based my tentative estimates of the global impact on

data and estimates from various authoritative sources including World

Health Organization studies, the opinions of scientists and some offi-

cial governmental reports. There have been numerous local reports of

outbreaks and high endemic incidence of ciguatera poisoning in small

communities and islands in the Pacific, such as Tahiti, Hawaii, Samoa

and New Guinea, where the incidence has been estimated to be about

500 per 100,000 population. A similar incidence was reported in Dade

County, Florida (17). Higerd (18) estimated that 10,000-50,000 indi-

viduals are afflicted worldwide each year by ciguatera poisoning

alone.Tu (1988) estimates that the true rate of ciguatera poisonings for

the South Pacific is likely 2,500 per 100,000. The case fatality rate is

low (about 0.1%). It is estimated that the total population in the cir-

cumglobal belt where the disease is endemic is about 400 million peo-

ple, 10% of whom live near seacoasts and frequently eat locally caught

fish and seafood. If the incidence rate of ciguatera poisonings in that

limited exposed population alone is 500/100,000, then the global inci-

dence might be 200,000 cases a year. If the rate is 2500/100,000 as

estimated by Tu, then the global incidence might be 1,000,000 cases a

year. In the latter situation, a case fatality rate of 0.1% would result in

1,000 fatalities per year.

In Canada, which has one of the best marine biotoxin monitoring

and control programs, there are an estimated 1000 cases per year of ill-

ness caused by seafood toxins, with 150 cases per year of PSP and 350

cases of ciguatera poisoning (Ewen Todd, Canada, personal commu-

nication, 27 July, 1999). If the incidence for Canada of about 3.3

cases/100,000 of all marine biotoxin poisonings per year is represen-

tative of the temperate zones globally, then it might be possible to

extrapolate the minimum global incidence for the world population of

some 6 billion persons at about 200,000 cases per year, with some

thousands of fatalities and thousands of cases with serious life long

sequels. This would be a minimum since the rate for the tropical belt

where these diseases are highly endemic would be expected to have a

much higher rate.

It should be noted that while the death rate from ciguatera poison-

ing is only about 0.1% that of paralytic shellfish poisoning (PSP) is

10-20%.

In light of the above very scanty data on global incidence of marine

biotoxins disease, I have been able to make only a very rough first

approximation of the GDB. I have estimated that marine biotoxins

associated primarily with toxic algae blooms cause some 100,000 to

200,000 serious cases of intoxications/year globally, and some 10,000

to 20,000 cases of death and a similar number of cases with very seri-

ous neurological sequels - paralysis, etc. More accurate or reliable

global information is not available at this time. This crude first esti-

mate of the GDB and the DALYs based on the above suggests that it

might be as high as one million DALYs per year, with an estimated

global economic impact of some four billion dollars.

Estimated Global Impact of Thalassogenic Disease

The total estimated impact of the illness associated with land based

marine pollution may be about 3.2 million DALYs/year, with an esti-

mated economic loss of some 13 billion dollars per year.Table 1. pre-

sents these estimates along with estimates for other known diseases of

global public health importance for which DALYs have been calculat-

ed (4). Note that the loss of life years and their associated economic

loss is very significant, with the impact being similar to that from

upper respiratory tract infections and intestinal nematodes.

Since the Mediterranean plays such a very significant role in both

world tourism and in particular recreation at marine coastal areas,

including bathing and the consumption of seafood, particularly shell-

fish it would not be far fetched to estimate that a significant portion of

the global burden of THALasSOGENIC disease associated with

wa 

s 

t 

ewater pollution of the marine environment occurs in

Mediterranean countries. Possibly as much as one quarter of the world

total of coastal/beach recreation tourism is in Mediterranean countries.

No firm data is available on this point but it would not be incorrect to

estimate that some billions of dollars of health damage occur yearly as

a result of wastewater pollution along the Mediterranean shores.

It must be pointed out that the estimates above are at best only rough

first approximations which must be taken with reservations and used

with caution. They may serve as a basis for determining a rough order