Roma 30/04/10
WEST NILE DISEASE
LA SORVEGLIANZA ENTOMOLOGICA
Fabrizio Montarsi
Biologo-Entomologo
Laboratorio di Parassitologia ed Ecopatologia
Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie
U. O. Vettori
ARTROPODI VETTORI:
GENERALITA’
Una determinata specie viene considerata vettore di un certo
agente patogeno quando siano state
provate le seguenti condizioni:
ula distribuzione coincide con quella della malattia
ul’antropofilia e/o la zoofilia
uprovata sperimentalmente la capacità di trasmettere l’agente
patogeno ad ospiti recettivi
uinfettata in natura con l’agente patogeno
VETTORI BIOLOGICI:
BIOLOGICI in essi l’agente patogeno si moltiplica o compie
un ciclo di sviluppo. Tramite puntura lo trasmettono all’ospite che quindi
si infetta per via ematica o linfatica. SONO TUTTI EMATOFAGI
ARTROPODI VETTORI:
GENERALITA’
Cosa fanno gli artropodi vettori
proteggono l’agente patogeno
moltiplicano l’agente patogeno
a volte lo modificano rendendolo infettante per il
vertebrato (protozoi)
raramente muoiono per gli effetti del patogeno che
trasmettono
I VETTORI DELLA WND
Le zanzare come vettori
Chikungunya
Yellow Fever
Dengue
Batai Virus
Sindbis Virus
Tahyna Virus
West Nile Fever
Encefalite giapponese
Rift Valley Fever
Malaria
Dirofilaria
I VETTORI DELLA WND
In Italia sono presenti 2 sottofamiglie, 8 generi, 64
specie
Anopheles (16 specie)
Culiseta (6 specie)
Culex (12 specie)
Aedes (6 specie)
Orthopodomia (1 specie)
Coquilletidia (2 specie)
Uranotaenia (1 specie)
Ochlerotatus (20 specie)
I VETTORI DELLA WND
I Culicidi d’interesse sanitario in Italia
An. labranchiae
An. sacharovi
An. superpictus
Cx. pipiens
Plasmodium
vivax
Cx. modestus
Dirofilaria spp.
Ae. albopictus
Ae. vexans
Oc. caspius
Oc. detritus
West Nile
virus
(Da R. Romi)
I VETTORI DELLA WND
Il virus è stato isolato in almeno 65 specie di zanzare
Circa una dozzina di specie vettori sono presenti in
Italia. Le principali sono:
Culex pipiens
Ochlerotatus caspius
Anopheles maculipennis
Aedes albopictus
I VETTORI DELLA WND
Specie ornitofile
vettori di WN
Specie ornitofile vettori di WN
Culex pipiens
Ochlerotatus caspius
Anopheles maculipennis
Aedes albopictus
Specie ponte
vettori di WN
Specie ponte vettori di WN
Culex pipiens
C. modestus
Ochlerotatus detritus
Culiseta annulata
Aedes albopictus
I VETTORI DELLA WND
Le specie più comuni nelle aree densamente
popolate (1)
Aedes albopictus
Culex pipiens
Culex hortensis
Anopheles claviger
Culiseta annulata
Culiseta longiareolata
Aedes geniculatus
Ochlerotatus berlandi,
Ochlerotatus pulcritarsis
Anopheles plumbeus
Orthopodomyia pulcripalpis
Fontane o vasche ornamentali
Focolai dovuti al non corretto
smaltimento di acque piovane
o reflue
Ambienti ipogei
Contenitori di varia natura
Focolai
Cavità degli alberi
I VETTORI DELLA WND
Le specie più comuni nelle aree densamente
popolate (2)
An. maculipennis
Ae. vexans
Cx. modestus
Oc. caspius
Oc. detritus
Oc. mariae
Oc. zammitii
Campeggi
Villaggi turistici
Alcune specie di Culicidi che si sviluppano in focolai naturali possono
comunque infestare centri abitati quando questi siano stati costruiti
troppo a ridosso dei focolai larvali stessi
(Da R. Romi)
I VETTORI DELLA WND
In Europa il vettore principale è:
Culex pipiens
C. modestus
Due sottospecie di C. pipiens: C. pipiens pipiens e C. pipiens molestus
I VETTORI DELLA WND
Culex pipiens pipiens e
C. pipiens molestus
• Durata del ciclo biologico:
da 6 a 14 giorni
•
Attività alimentare massima la notte
• Quiescenza dell’adulto
(in condizioni idonee attive anche l’inverno)
•
Scarse volatrici (meno di 1 Km)
•
C. pipiens pipiens è principalmente ornitofila, C. pipiens molestus è
antropofila
•
C. pipiens pipiens è esofila, C. pipiens molestus è endofila
I VETTORI DELLA WND
Culex pipiens pipiens e
C. pipiens molestus
•
Acque dolci pulite (C. pipiens pipiens), ad alta carica organica (C.
pipiens molestus)
•
Siti di riproduzione: raccolte d’acqua extraurbane C. pipiens
pipiens) e urbane (C. pipiens molestus)
•
Uova galleggianti deposte raggruppate “a zattera”
•
C. pipiens molestus è autogama
•
Larve erbivore/detritivore con lungo sifone respiratorio
I VETTORI DELLA WND
Trasmissione verticale:
• Permette l’ “overwintering” del virus
• Aumenta
la
percentuale
amplificazione virale
di
• Permette la trasmissione del virus da
una generazione all’altra di zanzare
anche senza il pasto di sangue
(vertebrato viremico)
I VETTORI DELLA WND
Vettori secondari
Ochlerotatus caspius
Aedes albopictus
Possibili vettori?
Argas sp. (zecca dei piccioni)
Rhipicephalus sp. (zecca del cane)
WND: OBIETTIVI DELLA
SORVEGLIANZA ENTOMOLOGICA
1. conoscenza delle specie presenti nel
territorio
2. densità assolute e relative
3. presenza patogeni e tasso d’infezione
4. introduzione specie nuove
SORVEGLIANZA ENTOMOLOGICA:
MATERIALI
Raccolta delle larve
•Retini da acquariologia
•Dipper
SORVEGLIANZA ENTOMOLOGICA:
MATERIALI
Trappole per la cattura di adulti
CDC CO2 Trap
• Efficaci per tutte le zanzare
• Ampio spettro d’azione
• Possibilità di analizzare le zanzare
per patogeni trasmissibili
SORVEGLIANZA ENTOMOLOGICA:
MATERIALI
CDC Light Trap
• Efficaci per tutte le zanzare
• Meno efficiente della CDC-CO2
• Possibilità di analizzare le zanzare
per patogeni trasmissibili
SORVEGLIANZA ENTOMOLOGICA:
MATERIALI
Aspirazione
•Metodo semplice ma
indaginoso
•Per le zanzare ad attività
notturna
SORVEGLIANZA ENTOMOLOGICA:
MATERIALI
BG Sentinel
•Efficace per la zanzara tigre
•Ampio spettro d’azione (se attivata
con CO2)
•Possibilità di analizzare le zanzare
per patogeni trasmissibili
SORVEGLIANZA ENTOMOLOGICA:
MATERIALI
Gravid Trap
• Per la cattura di zanzare gravide
• Meno efficiente della CDC-CO2
• Possibilità di analizzare le zanzare
per patogeni che sicuramente hanno
fatto un pasto di sangue
SORVEGLIANZA ENTOMOLOGICA:
METODI
Il monitoraggio con le trappole per adulti
•Funzionamento delle trappole per 1 o 2 notti consecutive
•Campionamenti ogni 15 giorni
• periodo di campionamento: da maggio ad ottobre-novembre
SORVEGLIANZA ENTOMOLOGICA:
METODI
Scelta dei siti di monitoraggio
•In allevamenti equini positivi sierologicamente
per WNV
•In aree campione a biotopo diverso (area
urbana, area pianura interna, collina, ecc.),
indipendentemente dalla circolazione virale
• In aree umide con condizioni ottimali per la
presenza di culicidi e di uccelli (acquatici,
migratori, stanziale) indipendentemente dalla
circolazione virale
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Dal 2002
Piano di Sorveglianza Nazionale per la West Nile Disease
Sorveglianza sierologica-virologica (polli sentinella)
Sorveglianza entomologica
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
La sorveglianza entomologica
Determinare la distribuzione e densità dei vettori e valutare
l’effettiva capacità vettoriale
Aree di campionamento per il
Triveneto:
VENETO – Laguna di Valle
Averto – Mira (VE)
FRIULI VENEZIA GIULIA –
Laguna di Grado e Marano
(GO)
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Le attività di monitoraggio sono state condotte mediante:
•il campionamento delle larve in focolai di varia natura
•catture di zanzare adulte con CDC light traps
•aspirazione di zanzare adulte all'interno di ricoveri animali e su uomo
Per ogni area:
•sono state utilizzate 1-2 trappole posizionate sempre in prossimità dei polli
sentinella
•2 catture al mese con cadenza quindicinale sia per le forme adulte che per
le forme larvali
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Conferimento dei campioni:
•Raccolta dei campioni da parte dei Veterinari delle ULSS di competenza
•Le zanzare catturate sono state poste in contenitori con cotone e/o gel
di silice
•Invio dei campioni e della scheda
•W05 agli Istituti Zooprofilattici di competenza
•Primo screening ed invio al centro
•di referenza CESME, IZS Teramo
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Risultati (Triveneto)
LAGUNA DI VALLE AVERTO-MIRA
2003
2004
2005
2006
N° di campionamenti
12
9
1
2
Tot adulti
1426
1684
22
19
Tot larve
461
112
0
0
LAGUNA DI GRADO E MARANO
2003
2004
2005
2006
N° di campionamenti
10
7
17
22
Tot adulti
644
834
1568
707
Tot larve
187
197
840
3636
2007
0
0
0
2007
22
598
1275
2008
22
488
1176
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
LAGUNA DI GRADO E MARANO
SPECIE PRESENTI
Culex pipiens
2003
2004
2005
2006
2007
2008
X
X
X
X
X
X
Culex martinii
Culex hortensis
X
X
Culex theileri
X
Culex impudicus
X
Culex sp.
Ochlerotatus caspius
Ochlerotatus
rusticus
Ochlerotatus
geniculatus
Ochlerotatus detritus
X
X
X
X
SPECIE PRESENTI
Culex pipiens
X
X
X
Ochlerotatus
caspius
Ochlerotatus
rusticus
X
X
X
X
X
X
X
X
Anopheles plumbeus
X
X
X
X
X
Anopheles
claviger/petragnani
X
X
Culiseta annulata
X
X
Culiseta
longiareolata
Coquillettidia
richiardii
Uranotaenia
unguiculata
Aedes albopictus
Aedes vexans
X
2004
X
X
Culex sp.
X
X
2003
X
X
X
X
X
X
2006
Ochlerotatus detritus
X
X
Anopheles
maculipennis
X
Anopheles plumbeus
X
Anopheles
claviger/petragnani
Culiseta annulata
Culiseta
longiareolata
Uranotaenia
unguiculata
X
X
X
Ochlerotatus sp.
X
2005
X
X
X
LAGUNA DI VALLE AVERTO-MIRA
X
X
Ochlerotatus sp.
Anopheles
maculipennis
Quali specie di zanzare
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Settembre 2008, provincia di Ferrara
•Primo caso clinico nell’uomo
•6 cavalli positivi ai test sierologici
•13 corvidi positivi
Nuovo Piano di Sorveglianza Nazionale per la West Nile
2009
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Sorveglianza entomologica per il Triveneto
Suddivisione di tre aree
geografiche differenti a diverso
rischio:
Area con circolazione virale
(ACV)
3 siti di monitoraggio (Prov. Rovigo)
Area di sorveglianza esterna
all’ACV per 20 km di raggio
1 siti di mon. (Prov. Venezia)
Aree a rischio del resto del
territorio nazionale
1 sito di mon. (Prov. Gorizia)
Area ACV
Area di sorveglianza
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Nuovo Piano di Sorveglianza Nazionale per la West Nile
2009
Per ciascun sito in ACV o di Sorveglianza esterna verranno utilizzate:
1 CDC-CO2 Trap
1 Gravid Trap
1 BG Sentinel
Nelle aree a rischio 1 CDC-CO2 ed 1 BG Sentinel
1 CDC Trap o una BG Sentinel nei siti di cattura dell’avifauna selvatica
Catture mensili
Catture aggiuntive in caso di segnalazioni di nuove positività
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Piani di Sorveglianza Regionali per la West Nile Disease
“West Nile Disease in Veneto: progetto finalizzato al
monitoraggio della presenza, identificazione di specie,
densità e differenze ecologiche di Culicidi nelle aree
del Veneto interessate dalla circolazione del virus West
Nile nel 2008”
D.G.R. n° 1674 del 09 giugno 2009
Durata 2 anni
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Piano di Sorveglianza Regionale per la West Nile Disease
Partecipanti
•Regione Veneto – Direzione Regionale Prevenzione
•ULSS 10, 12, 13, 14 , 15 ,16 ,17, 18, 19, 22
•Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie – Laboratorio di
Parassitologia ed Ecopatologia
•Entostudio
•Istituto Superiore di Sanità – Reparto di malattie trasmesse da vettori e
sanità internazionale (Dipartimento MIPI)
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Totale siti monitorati: 24
Mappa siti
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Risultati
Zanzare catturate: 36.527
Specie identificate: 12
SPECIE
IDENTIFICATE
N°
Culex pipiens
28818
Cx modestus
SPECIE IDENTIFICATE
N°
Coquillettidia richiardii
3
531
Culiseta annulata
39
Culex sp
100
Ochlerotatus caspius
3681
Aedes albopictus
140
Ochlerotatus detritus
2
Ae. vexans
96
Ochlerotatus rusticus
1
Ae.
cinereus/gemineus
175
Ochlerotatus sp
453
Anopheles
maculipennis
192
An.plumbeus
5
Non identificate
2283
Anopheles sp
1
LA SORVEGLIANZA PER LA WEST NILE
Esaminate per la ricerca di Flavivirus:
18.141 zanzare suddivise in 614 pool
Estrazione RNA
(Nucleo Spin RNA II Macherey Nagel )
Amplificazione
Real time RT-PCR (QuantiFast SYBR Green RT PCR Kit-Qiagen)
Sequenziamento
Pool positivi per Flavivirus: 6
Negativi per West Nile Virus
Il risultato del sequenziamento è: 6 pos per USUTU Virus
VECTOR-BORNE DISEASE E VETTORI
Studiare gli effetti quantitativi
•
Quanti ospiti vertebrati sono infetti
•
Quanti ospiti invertebrati sono
infetti
•
Quali sono i parametri delle due
popolazioni che permettono la
presenza dell’infezione ed il suo
mantenimento nell’ambiente
VECTOR-BORNE DISEASE E VETTORI
R0 : definizione
R0 = numero MEDIO di casi secondari che deriva
dall’introduzione di un caso primario in una popolazione
non infetta
R0 = β x recettivi / α + γ + η
β = tasso di contatto utile per l’infezione
α = letalità
γ = tasso di guarigione
η = tasso di mortalità malattia indipendente
In una malattia infettiva a trasmissione diretta dipende da:
•
•
•
•
•
capacità infettante dell’agente eziologico
capacità di guarire dell’ospite (immunità)
letalità
mortalità indipendente dalla infezione
n di recettivi disponibili
VECTOR-BORNE DISEASE E VETTORI
VBDs: la complicazione dei vettori
Capacità vettoriale
C = ma2pnb / ln(p)
•
m = densità vettore
a = n° punture/vettore/giorno
p = probabilità sopravvivenza giornaliera
n = periodo di incubazione del patogeno nel vettore
b = competenza del vettore
Billingsley et al., 2008
VECTOR-BORNE DISEASE E VETTORI
VBDs: la complicazione dei vettori
L’R0 dipenderà quindi da:
ma2pnb
R0 =
-r ln(p)
quanti vettori, quante volte mangiano, quanto sono infetti,
quanti ne sopravvivono infettanti,
quanto tempo incubano
periodo di infettività del vertebrato, sopravvivenza del
vettore
VECTOR-BORNE DISEASE E VETTORI
WN e R0
……e in caso di emergenza?
Occorre agire sulla capacità vettoriale laddove possibile
….sul numero di pasti/vettore/giorno?
NO
NO
….sulla frazione dei vettori infetti?
….sul periodo di incubazione nel vettore?
….sulla sopravvivenza media del vettore?
….sul numero di vettori/adulti/persona?
(a meno che tutta la popol.
recettiva non venga vaccinata)
NO
(solo la T può farlo…)
NO (per ora…)
SI
disinfestazione
WEST NILE DISEASE E VETTORI:
PROSPETTIVE
Effetti del cambiamento della temperatura sui vettori
Ampliamento dell’areale di distribuzione dei vettori indigeni
Riduzione della durata dei cicli di sviluppo dei vettori indigeni
Importazione e
adattamento di vettori
esotici
WEST NILE DISEASE E VETTORI:
PROSPETTIVE
Effetti del cambiamento della temperatura sulla
trasmissione di virus
Importazione e adattamento di nuovi virus
Diminuisce il periodo di incubazione virale nell’insetto (EIP)
EIP richiede 109°C-giorni (temperatura minima di replicazione
di WNV nel vettore = 14°C)
maggior virogenesi
WEST NILE DISEASE E VETTORI:
CONTROLLO
Migliorare le conoscenze sulla storia naturale della malattia,
degli ecosistemi presenti a livello locale e dei fattori che
potrebbero influenzare il ciclo vitale di tali agenti infettivi
Sorveglianza/lotta vettori basata sulla conoscenza della
loro biologia nell’area di interesse
Rafforzamento misure di sorveglianza “basata sul rischio”.
Messa a punto di modelli di rischio e mappe di previsione di
diffusione delle zanzare
WEST NILE DISEASE E VETTORI:
CONTROLLO
Può la sorveglianza entomologica essere un sistema di early
detection di una vector-borne disease?
Si, a condizione che:
Monitoraggio esteso e di una certa intensità in relazione al
tasso di infezione
Utilizzi una metodica sufficientemente sensibile
Grazie per l’attenzione
Fabrizio Montarsi
Laboratorio di Parassitologia ed Ecopatologia
Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie
Viale dell’Università 10, 35020 Legnaro (PD)
Mail: [email protected]; tel 0498084380
