Legionella - Federazione delle associazioni scientifiche e tecniche

Dipartimento di Scienze di
Sanità Pubblica
Il Monitoraggio delle legionellosi
nelle Strutture recettive
Paola Borella, Professore Ordinario di Igiene
Direttore Scuola di Specializzazione in Igiene e Medicina
Preventiva
Coordinatore nazionale Gruppo Multicentrico di Studio sulle
Legionellosi
Convegno “Il rischio della legionellosi: misure di controllo e prevenzione”
Verona 24 ottobre 2007
Ministero dell’Istruzione,
dell’Università e della Ricerca
PROGRAMMI DI RICERCA SCIENTIFICA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE
Approccio Integrato e multicentrico allo studio delle
infezioni da Legionella spp per lo sviluppo di nuove
strategie di sorveglianza, prevenzione e controllo
Sito web www.legionellaonline.it
Gli speciali sul portale della Ricerca italiana
http://www.ricercaitaliana.it
Obiettivi principali dello studio
• Studiare la diffusione ambientale del microrganismo indagando
sui fattori legati alla colonizzazione e verificare l’efficacia dei
sistemi di bonifica.
• Stimare la frequenza di legionellosi su un numero consistente
(circa 5.000) di polmoniti comunitarie e nosocomiali in pazienti
ricoverati negli ospedali partecipanti.
• Approfondire le conoscenze sui fattori di rischio della malattia e
sulle fonti di infezione nei casi individuati.
Suggerire, alla luce dei risultati acquisiti, idonee
e innovative strategie di prevenzione e controllo
Che cos’è Legionella?
Legionella è un batterio che deve il suo nome all’epidemia
dipolmonite che si verificò nell’estate del 1976 in un hotel di
Philadelphia tra i partecipanti ad una riunione dell’American
Legion: tra i 4.000 veterani del Vietnam presenti (chiamati
appunto “Legionnaires”)
221 si ammalarono e 29 morirono
Scoperta di un “nuovo”
batterio denominato
Legionella nell’impianto
di condizionamento
dell’hotel dove i veterani
avevano soggiornato
• Attualmente si conoscono 48 specie di
Legionella, a loro volta suddivise in 70
sierogruppi
• Solo 20 di queste sono in grado di dare
malattia nell’uomo
• In Italia circa il 90% dei casi è dovuto
a
Legionella
pneumophila
ed
in
particolare al sierogruppo 1
(Rota et al, 2005)
Anche nel resto del mondo il 91,5% dei
casi comunitari è dovuto alla specie
pneumophila, soprattutto di sierogruppo 1
(84,2%), mentre i sierogruppi dal 2 al 13
rappresentavano il 7,4%
• Siti di distribuzione
- reti cittadine di distribuzione dell’acqua, impianti
idrici degli edifici, soprattutto grandi strutture con
sistemi centralizzati di distribuzione dell’acqua
calda sanitaria (es. ospedali, case di riposo,
alberghi, centri sportivi e termali), fontane, bagni
turchi, saune, ecc.
- torri di raffreddamento e acqua di condensazione
degli impianti di climatizzazione
- nelle strutture ospedaliere, apparecchiature per
inalazioni, ossigenoterapia e respirazione assistita
Gli ambienti idrici artificiali agiscono da amplificatori e
disseminatori di Legionella
Quali sono i fattori favorenti la colonizzazione degli impianti?
• temperatura dell’acqua fra 25° e 42° C
• ristagno nei serbatoi e nei tubi (formazione di biofilm)
• incrostazioni di tubi, rubinetti, docce
• presenza di sedimenti e materiale organico
• presenza di elementi in traccia (Zn, Fe, Mn)
• presenza di alghe e amebe acquatiche
Acanthamoeba
Legionella si moltiplica
all’interno di protozoi che
gli forniscono il nutrimento e
offrono protezione dalle
condizioni ambientali
sfavorevoli, quali la T°
elevata e la presenza di
disinfettanti (es. cisti di
amebe)
Cisti di ameba
Moltiplicazione di legionella negli ambienti acquatici
Nei PROTOZOI
Nel BIOFILM
Electron micrographs of A. polyphaga
infected with L. pneumophila
Protozoi che consentono la replicazione di Legionella: 14
specie di amebe a vita libera e due specie di ciliati
Il biofilm è essenziale per la colonizzazione da parte delle legionelle, che
trovano in esso i protozoi entro cui moltiplicarsi e svolgere il ciclo vitale,
oltre a costituire un riparo da stress e biocidi
Il biofilm è costituito da una pellicola di microrganismi (batteri, protozoi,
virus, miceti, ecc.) che aderiscono a irregolarità delle pareti interne delle
condutture, formando delle stratificazioni che hanno l’effetto di corrodere
le pareti stesse, facilitando depositi ed incrostazioni che sporgono e
tendono ad occludere le tubazioni
Alcuni organismi fagocitati evitano però la lisi fagosomiale e
mantengono la loro condizione vitale a livello intracellulare
si instaura un coadattamento
⇒ relazione simbiotica o parassitica
Le amebe diventano una riserva per questi batteri
Associazione legionella-protozoi = fattore principale della
continua presenza del batterio nell’ambiente.
IMPEDIRE L’INFEZIONE DEI PROTOZOI PER ELIMINARE
L. pneumophila DALL’AMBIENTE?
Altri fattori sospetti
• durezza dell’acqua
• altri germi e materiali biodegradabili
• situazione climatica
• vibrazioni o cambiamenti di pressione nel sistema
idrico
Fattori di rischio aggiuntivi nelle strutture
turistico-alberghiere
Particolarità delle strutture turistiche
- soggiorni brevi, variabilità nell’uso in base alla stagione
- consumo di acqua concentrato in certe ore del giorno e notte
(calo della T° dell’acqua)
- la qualità dell’acqua erogata può variare e dovrebbe essere
monitorata più frequentemente
- in bassa stagione, scarso consumo o albergo chiuso con
possibile ristagno che facilita la formazione di biofilm
- sistema di distribuzione dell’acqua molto complesso (ogni stanza
ha il bagno) con percorsi lunghi dal sito di distribuzione ai rubinetti
- scarsa conoscenza del problema da parte del personale dei
servizi tecnici dell’hotel
Quali fattori favoriscono la malattia?
Caratteristiche del batterio:
concentrazione del germe
virulenza del ceppo
capacità di sopravvivenza e moltiplicazione nell’ambiente e nell’ospite
Caratteristiche dell’ospite:
sesso maschile
età avanzata
abitudine al fumo
consumo di alcool
malattie croniche (respiratorie, cardiovascolari e renali, diabete)
immunodeficienza (trapianti, terapia con steroidi/antitumorali,
HIV/AIDS)
lunga degenza ospedaliera
Modalità di infezione da
Legionella
Per inalazione di aerosol
contaminati
Per aspirazione di acqua
contaminata
Per inalazione di particelle di polvere
da essi derivate per essiccamento
La
La trasmissione
trasmissione interumana
interumana non
non èè stata
stata dimostrata
dimostrata
La malattia è frequente?
Nonostante le numerosi occasioni di potenziale
infezione, i casi di malattia sono relativamente pochi
in parte perché misconosciuti ed in parte perché i
soggetti sani generalmente non ammalano
Tuttavia, le polmoniti da Legionella sono in aumento
in Europa come in Italia, perché c’è maggiore
attenzione alla malattia e la diagnosi è più facile per
l’introduzione dei nuovi test diagnostici di rapido
utilizzo.
• I primi casi di legionellosi sono stati ricondotti ad aerosol
provenienti da impianti di climatizzazione
• Le infezioni
più
recenti sono
state attribuite alla
contaminazione di:
- impianti per l’acqua potabile
- apparecchi sanitari, umidificatori ultrasonici
- fontane
• Numerosi casi vengono segnalati per la diffusione di aerosol
contaminati da torri di raffreddamento di grandi edifici
• Le occasioni espositive sono molteplici e riguardano tutti gli
ambienti di vita e di lavoro: abitazioni, uffici, palestre, fiere,
passaggi vicino a edifici con torri di raffreddamento, ricovero in
strutture sanitarie e soggiorno in strutture turistico-alberghiere.
• In circa il 60% dei casi non si riesce a risalire alla fonte di infezione
ambientale.
I quadri clinici
La Malattia dei Legionari è la forma più
severa dell’infezione
Si presenta come una polmonite acuta
purulenta difficilmente distinguibile da
altre forme di infezioni respiratorie acute
delle basse vie aeree
La Febbre di Pontiac è una manifestazione acuta
simil-influenzale che non interessa il polmone
Malattia dei Legionari
Prodromi (malessere, mialgie e cefalea) cui
segue febbre alta, tosse non produttiva, sintomi
comuni ad altre forme di polmonite
Possono essere presenti sintomi extrapolmonari
utili ad indirizzare la diagnosi, quali
manifestazioni neurologiche, renali e digestive
Il reperto radiologico toracico non è
patognomonico
La diagnosi definitiva può essere raggiunta solo
con indagini di laboratorio
Distribuzione dei casi (dati Italia 2005)
Casi nosocomiali insorti in pazienti ricoverati 9%
rappresentano una % limitata dei casi notificati, ma
hanno una letalità più elevata (circa 22-30% vs il 10%
nei casi comunitari)
Casi associati ai viaggi 14%
Fattore di rischio prevalente: aver soggiornato in albergo
o altre strutture turistiche negli ultimi 10 gg prima della
insorgenza della malattia
Altri Casi comunitari 73,6 %
Per la maggior parte di questi casi, non è possibile
risalire alla sorgente di infezione per la molteplicità
delle possibili fonti di infezioni
Gruppo Multicentrico Italiano
STUDIO AMBIENTALE
• Prelievo standardizzato di campioni di acqua calda
sanitaria in abitazioni, alberghi ed ospedali;
• Effettuazione di analisi microbiologiche (Legionella spp e
Pseudomonas spp, carica batterica totale a 22°C e 36°C);
• Studio dei fattori di rischio: compilazione di un
questionario sulle caratteristiche degli edifici, degli impianti
idrici e dell’acqua di approvvigionamento
• Eventuale adozione di misure di bonifica con verifica
dell’efficacia nel breve e lungo periodo
Contaminazione da Legionella spp nei
campioni di acqua calda domestici
Legionella spp L. pneum.
totale
sg. 1
Positivi n.
(%)
Carica
(ufc/l)
≥ 104
33/146
(22,6)
1,85 x 103
9,2%
6/33
(18,2)
L. pneum.
sg. 2-14
Altre
Legionella
19/33
(57,6)
8/33
(24,2)
0,89 x 103 1,85 x 103 3,16 x 103
0
10,5%
12,5%
Fattori di rischio associati alla contaminazione da Legionella negli
impianti idrici domestici
Fattori di rischio ordinati secondo l’importanza
Sistema di riscaldamento centralizzato
Distanza dal serbatoio >10 metri
Vetustà impianto >10 anni
Zn >100 microgrammi/litro
Fattore protettivo
Cu >50 microgrammi/litro (fattore protettivo)
P.Borella et al. Risk factors associated with the presence of legionellae in domestic hot
waters. Emerging infectious disease, 2004, 10 (3): 457-64.
Anche il tipo di impianto per la distribuzione di acqua
calda sanitaria nelle abitazioni è importante per la
colonizzazione:
-gli impianti alimentati a gas sono risultati sempre
negativi
-gli impianti centralizzati e di quartiere erano i più
contaminati
- L. pneumophila sierogruppo 1 responsabile della
maggior parte dei casi di malattia è stata ritrovata
frequentemente anche negli impianti domestici non
centralizzati a gas (con o senza serbatoio)
Frequenza di sintomi di polmonite tra i residenti
delle abitazioni studiate per la contaminazione
idrica da Legionella
8 casi su 95 residenti
in abitazioni CONTAMINATE
15 casi su 333 residenti
in abitazioni NON CONTAMINATE
Aumento statisticamente non significativo dei
casi tra i residenti di case contaminate rispetto
a chi vive in abitazioni non contaminate
PRESENZA di LEGIONELLA spp nell’acqua calda sanitaria
degli ALBERGHI
Su un totale di 40 alberghi esaminati:
10 sono risultati NEGATIVI (44 campioni)
19 sono risultati POSITIVI (54 campioni)
12 avevano punti sia POSITIVI (22) che NEGATIVI
(16)
In 25 alberghi è stata isolata una sola specie di
Legionella
in altri 6 due specie
Complessivamente il 75% degli alberghi è risultato
contaminato
P.Borella et al. Legionella contamination in hot water of Italian hotels. Applied
Environm Microbiology, 2005
Caratteristiche della contaminazione da
Legionella negli alberghi
Legionella
totale
Legionella
pneumophila
sg 1
Legionella
pneumophila
sg 2 to 14
Legionella
spp.
72/119
(60.5%)
33/119
(27.7%)
41/119
(34.5%)
11/119
(9.2%)
≥103 CFU litro-1
n. (%)
45/72 (62.5%)
25/33 (75.8%)
20/41 (48.8%)
10/11 (90.9%)
≥104 CFU litro-1
n. (%)
14/72 (19.4%)
9/33 (27.3%)
4/41 (9.7%)
3/11 (27.3%)
1.9 x 103
2.7 x 103
1.1 x 103
4.3 x 103
Campioni
positivi
n. (%)
Conta
(CFU liter-1)
Media
Fattori di rischio per la contaminazione degli
alberghi
Legionella spp
totale
L. pneumophila
sg 1
L. pneumophila
sg2 to 14
Fattori
favorenti
Fattori
protettivi
VETUSTÀ
ALBERGO
RAME
TEMP > 60°C
CLORO LIBERO
residuo
DUREZZA
VETUSTA
ALBERGO
SOSTANZE
ORGANICHE
Andando ad esaminare la differenza nella
contaminazione in alberghi che hanno
registrato casi di malattia tra i clienti
rispetto agli alberghi che non hanno avuto
casi è emersa una maggior frequenza e un
maggior livello di contaminazione.
È inoltre emerso che negli alberghi nei quali
sono insorti dei casi era sempre presente L.
pneumophila sierogruppo 1, risultato invece
assente negli alberghi senza casi.
PRESENZA di LEGIONELLA spp nell’acqua
calda sanitaria degli OSPEDALI
Ospedale
Campioni
positivi
N (%)
≥ 103 ufc/l
N (%)
≥ 104 ufc/l
N (%)
MinimoMassimo
ufc/l
A (Nord)
15/46 (32,6)
4/15 (26,7)
4/15 (26,7)
1,0 × 102 –
3,7 × 104
B (Nord)
13/17 (76,4)
3/13 (23,1)
8/13 (61,5)
40 - 9,5 × 105
C (Nord)
30/32 (93,7)
15/30 (50,0)
8/30 (26,7)
2,0 × 102 –
1,0 × 105
D
(Centro)
12/64 (18,7)
0
0
20 - 90
E (Sud)
24/31 (77,4)
18/24 (75,0)
3/24 (12,5)
1,0 × 102 –
1,0 × 105
F (Sud)
1716/2642
(64,9)
840/1716
(48,9)
652/1716
(38,0)
2,0 × 102 –
4,0 × 104
STUDIO EPIDEMIOLOGICO
Dal 2001 al 2004, è stato attivato un protocollo di
sorveglianza in sei ospedali italiani sui pazienti con
polmoniti acquisite in comunità ospedalizzati e sulle
polmoniti sospette nosocomiali.
Su 6032 polmoniti sorvegliate sono
stati riscontrati
189 casi di legionellosi
con una frequenza pari al 3,1%
P.Borella et al. Environmental diffusion of Legionella spp and legionellosis frequency
among patients with pneumonia: preliminary results of a multicentric Italian survey.
Ann.Igiene 2003
Considerazioni
ƒƒ Legionella
Legionella spp.
spp. èè molto
molto diffusa
diffusa nelle
nelle abitazioni
abitazioni ee alberghi
alberghi
Italiani,
Italiani,sia
siapure
purecon
concaratteristiche
caratteristichediverse
diverse
ƒƒ Tutti
Tutti gli
gli ospedali
ospedali che
che hanno
hanno partecipato
partecipato allo
allo studio
studio sono
sono
risultati
risultaticontaminati,
contaminati,spesso
spessocon
concariche
carichemolto
moltoelevate
elevate
ƒƒII fattori
fattori di
di rischio
rischio della
della contaminazione
contaminazione dipendono
dipendono sia
sia
dalle
caratteristiche
dell’impianto
che
dai
parametri
dalle caratteristiche dell’impianto che dai parametri
chimico-fisici
chimico-fisici dell’acqua
dell’acqua
ƒƒDifferenze
Differenzesulla
sullasuscettibilità
suscettibilitàai
aifattori
fattoridi
dirischio
rischioambientali
ambientali
sono
sono emerse
emerse in
in rapporto
rapporto ai
ai diversi
diversi sierogruppi
sierogruppi di
di L.
L.
pneumophila
pneumophila
Considerazioni
Il rischio di contrarre la malattia in ambito comunitario
dipende dalle caratteristiche del paziente, dalla modalità ed
intensità dell’esposizione, ma anche dalla specie e/o dai
sierogruppi di Legionella, la cui diffusione varia secondo le
condizioni ambientali
La virulenza del ceppo è così importante che l’80-90% dei casi
è associato a L. pneumophila sg 1, 3 e 6, nonostante che
questi sierogruppi non siano i più diffusi nell’ambiente
Gruppo Multicentrico Italiano
sulla legionellosi
Si ringraziano i Coordinatori delle Unità
partecipanti e tutti i Collaboratori.
Uno speciale ringraziamento è rivolto al
folto gruppo di giovani ricercatori che
partecipano al programma lavorando con
entusiasmo, interesse e devozione.
Per informazioni e aggiornamenti, potete visitare il nostro sito web
www.legionellaonline.it