Epidemiologia e Prevenzione
delle malattie
R. Coppola
a.a. 2013-2014
In God we trust
….everyone else needs data
epi
DESCRIVERE
ANALIZZARE
VALUTARE
demio
logia
Quarto secolo a.C.:
definizione ippocratica del metodo
epidemiologico
• Si deve partire dall’origine e dall’avvio della malattia e
da moltissimi discorsi e da acquisizioni di conoscenza
realizzate a poco a poco, quindi si deve procedere a
mettere insieme i dati e rendersi conto se essi sono
simili gli uni agli altri, e poi bisogna osservare le
dissomiglianze, se sono simili le une alle altre, in
modo che dalle dissomiglianze nasca un’unica
somiglianza:
• questo è il metodo ed in questo modo c’è
l’approvazione di ciò che va bene e la disapprovazione
di ciò che non va bene.
Ippocrate epidemiai VI 3.12 IV sec. a.C
EPIDEMIOLOGIA
Studio della distribuzione di
una malattia o condizione fisiologica
nell’umanità e dei fattori
che ne influenzano la distribuzione
(Lilienfeld, 1978)
EPIDEMIOLOGIA
Studio della distribuzione di una malattia o condizione
fisiologica nell’umanità e dei fattori
che ne influenzano la distribuzione
Scopi:
• Descrivere la situazione di salute/malattia di gruppi o
popolazione
• Identificare le variabili che influiscono su tale situazione
• Effettuare idonei intervalli di prevenzione e
programmazione sanitaria
• Valutare il funzionamento e gli effetti dei servizi sanitari
EPIDEMIOLOGIA
DESCRITTIVA
Disciplina comparativa che studia le
malattie infettive e degenerative
ed i fenomeni ad esse correlati in
diversi
• periodi di tempo TIME
• luoghi
PLACE
• gruppi di persone
PERSONS
e li confronta
(Lilienfeld,1973)
THE EPIDEMIOLOGICAL REVOLUTION OF THE 20th CENTURY
S. De Flora, A. Quaglia, C. Bennicelli & M. Vercelli, FASEB J.
19, 892–7, 2005
ITALIA, 1901–2000 (DATI DI MORTALITÀ GREZZI)
1407
M. CER. + CARDIOVASCOLARI
Decessi per 100.000
500
400
300
CANCRO
Malattie infettive
e parassitarie
200
100
RESP
DIG
INF
0
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
THE EPIDEMIOLOGICAL REVOLUTION OF THE 20th CENTURY
S. De Flora, A. Quaglia, C. Bennicelli & M. Vercelli, FASEB J.
19, 892–7, 2005
ITALIA, 1901–2000 (DATI DI MORTALITÀ STANDARDIZZATI PER ETÀ)
1436
Decessi per 100.000
500
400
MALATTIE
CEREBROVASCOLARI
M –72.4%
F –74.4%
MALATTIE
CARDIOVASCOLARI
M –51.9%
F –67.9%
TUMORI
M –18.3%
F –12.9%
300
CARD + CER
200
TUM
100
ACC
RESP
INF
DIG
0
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
MEDICINA PREVENTIVA
EPIDEMIOLOGIA
PREVENZIONE IN
SANITA’ PUBBLICA
EPIDEMIOLOGIA
Statistica
Biologia
Sociologia
Epidemiologia delle malattie
infettive
Malattia infettiva
• La presenza di un agente infettivo può essere
transitoria ed esitare in un esaurimento spontaneo
(contaminazione).
• Si parla di infezione quando si verifica un impianto
con attiva moltiplicazione dell’agente infettivo.
• L’infezione può dare origine a sintomi clinici
(Malattia) oppure realizzare una colonizzazione
(portatore asintomatico).
• Anche l’ambiente ed eventualmente i vettori sono
elementi essenziali nel processo della malattia
infettiva.
FENOMENO DELL’ICEBERG
TRASFORMAZIONE CELLULARE
O
DISFUNZIONE CELLULARE
MALATTIA
INFEZIONE
ASINTOMATICA
SEVERA
MODERATA
Malattie infettive
• Infettività: capacità di un agente eziologico
di penetrare e moltiplicarsi nell’uomo.
– La carica infettante minima è variabile a
seconda del patogeno. Tale carica può
condizionare la gravità dell’espressione clinica
• Patogenicità di un agente è data dal
rapporto fra n di soggetti malati e n di
soggetti infettati
• Virulenza: rapporto tra n di casi gravi o
fatali e totale dei malati.
• Tempo di incubazione: intervallo tra
acquisizione dell’infezione ed esordio clinico.
Letalità e Mortalità
• Letalità: ( / 100)
n° di morti per causa x
ammalati da causa x
• Mortalità: (/ 10.000 o 100.000)
n° di morti per causa X
popolazione
INFEZIONE E MALATTIA
• INFEZIONE
Replica di un agente infettivo
all’interno di un ospite
esposizione all’agente
suscettibilità dell’ospite
• MALATTIA
Risposta dell’ospite all’infezione
fattori dell’ospite
Esposizione-infezionemalattia
ESPOSTO
OSPITE
PATOGENO
AMBIENTE
INFETTO
MALATO
Nel Vecchio Mondo, all’epoca della scoperta dell’America,
erano presenti la maggior parte delle malattie infettive oggi
conosciute, ad eccezione del Colera (comparso nel XIX
sec.) e dell’AIDS. L’attenzione era focalizzata in particolare
sulla Peste (epidemia del XIV sec.) e sul Vaiolo (portato dai
Saraceni).
I viaggi di Colombo hanno messo in contatto due
nicchie ecologiche fino allora separate
Malattie esportate dal Vecchio Mondo
Influenza
1493
Vaiolo
1518
Morbillo
1530
Infezione e malattia:
Patogenicità dell’agente
Elevata patogenicità
elevata frequenza di malattia
Virus del Morbillo
infezione =malattia
Bassa patogenicità
severità della malattia
Virus Polio, Epatite B, C
infezioni asintomatiche
malattie gravi
Infezione e malattia
INFEZIONE
Patogenicità dell’agente
Fattori dell’ospite
Infezione
asintomatica
MALATTIA
SERBATOIO
Infezione e malattia:
fattori dell’ospite
• ETA’
malattie+gravi
nei bambini:
• SESSO malattie
occupazionali
• NUTRIZIONE
• CONDIZIONI
SOCIALI
• STATO
IMMUNITARIO
LE “ARMI” DEI MICROORGANISMI
• Rapido tempo di riproduzione
• Scambio genico / Mutazione dell’assetto
antigenico
• Imitazione molecolare (“molecular
mimicry”)
• Infezione latente / Integrazione nel
genoma dell’ospite
LE “ARMI” DELL’UOMO
Resistenza di specie
Difese aspecifiche (es. fagocitosi)
Sistema immunitario
Cervello
Meccanismi di trasmissione
• TRASMISSIONE
DIRETTA
Contatto
diretto
Goccioline di
grandi
dimensioni
• TRASMISSIONE
INDIRETTA
Diffusione per veicoli
alimenti,sangue,
liquidi biologici,etc
Diffusione per vettori
meccanica
biologica
Diffusione aerea
piccole goccioline
polvere
ECOLOGIC MODELS
The epidemiologic triangle
host
The wheel
genetic core
biologic
environment
host
man
agent
environment
physical
environment
social
environment
Trasmissione delle infezioni
Vie di contagio
Uscita
Soggetto
infetto
Entrata
AMBIENTE
Ospite intermedio
(vettore)
Soggetto
suscettibile
ESPOSIZIONE - INFEZIONE
PREVENZIONE
ESPOSTO
Inoculo
Resistenza dell’ospite
(Immunità)
Inattivazione del patogeno
INFETTO
Inoculo e trasmissione
Studio in modelli animali o infezione sperimentale nei volontari
Entrata
dei suscettibili
Dose infettante il 50%
ID50
Soggetto suscettibile
Es.
Soggetto infetto
Shigella
Vibrio cholerae
INTERAZIONE OSPITE - PATOGENO:
I FATTORI PIU’ RILEVANTI (3)
• Virulenza del patogeno: alcuni ritengono che
microorganismi ben adattati al proprio ospite non lo
danneggino troppo
Questo non sempre è vero
La trasmissibilità e la durata dell’infettività possono
essere correlate alla virulenza
In molte situazioni si crea un equilibrio tra la
necessità per il microorganismo di non ridurre troppo
velocemente il numero di potenziali ospiti e di
mantenere un livello di trasmissibilità elevato
(es. virus del mixoma nei conigli australiani)
La co-evoluzione di parassiti e ospiti può seguire
diverse strade, in funzione della relazione tra
virulenza e trasmissibilità del parassita, e del costo
per l’ospite di sviluppare la resistenza al patogeno
INTERAZIONE OSPITE - PATOGENO:
I FATTORI PIU’ RILEVANTI (2)
Tasso di riproduzione di base del microparassita (R0):
numero medio di casi secondari prodotti da un’infezione
primaria in una popolazione interamente suscettibile (valore
teorico)
Il tasso di riproduzione effettivo (R) dipende dalla frazione
(x) di poplazione suscettibile all’infezione: R= R0x
Principio di azione di massa:
il corso di un’epidemia dipende dalla quota di contatti tra
suscettibili ed infetti (Haner, 1906)
Immunità di gregge:
resistenza di un gruppo all’attacco di un’infezione verso la
quale una grande proporzione dei membri del gruppo è
immune. Ciò rende infrequente la probabilità di contatto tra
infetto e suscettibile (Fox, 1971)
Tasso di riproducibilità
(Ro)
BASIC REPRODUCTIVE RATE (Ro) =
n° atteso di nuovi ospiti infettanti causati da
un infetto durante il suo periodo di contagiosità
in una popolazione di suscettibili
• Ro < 1 scomparsa della
malattia
• Ro = 1 infezione endemica
• Ro > 1 infezione epidemica
BASIC REPRODUCTIVE
RATE (Ro)
Ro = 1 + L/A
L= Vita media
A= Età media di infezione
Es. Morbillo
Ro =
=
L=70 anni
A= 5 anni
1 + 70/5
1 +14 = 15
Indice di contagiosità
Tasso di Attacco Secondario
% di infetti tra gli esposti al caso primario
n° di esposti infettati durante un periodo di tempo X100
n° esposti al caso primario
• Tasso alto = basso inoculo necessario
ELEVATO numero di suscettibili
basso numero di immuni
• Tasso basso = elevato inoculo necessario
basso numero di suscettibili
ELEVATO numero di immuni
Herd ImmunityImmunità di gregge
• Stato immunitario
di una popolazione
• Proporzione di
Immuni tra la
popolazione
Modalità di comparsa delle
infezioni
Endemia
Epidemia
Casi sporadici
70
60
casi
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
tempo
7
8
9
10
Modalità di comparsa delle
infezioni nella popolazione
Casi sporadici
la malattia si manifesta occasionalmente con un numero limitato
di casi, separati tra loro sia nello spazio (luoghi distanti) che nel
tempo (lunghi periodo di tempo)
Endemia
Malattia stabilmente presente nella popolazione
Epidemia
aumento improvviso dell’incidenza di malattia con concentrazione
dei casi limitati in un periodo di tempo
Pandemia
la malattia colpisce in breve tempo un elevatissimo numero di
soggetti, interessando più aree geografiche nel mondo
Anno
Le Pandemie
influenzali nel XX
secolo
Sottotipo
Area di
insorgenza Virus A
1918-19
Spagnol Non chiaro
a
1957-58
Asiatica
1968-69
Sud-est
asiatico
Sud-est
asiatico
Origine
R0 stimato
H1N1
Virus aviario
mutato
1,54-1,83
H2N2
Possibile virus
ricombinato,
derivato dalla coinfezione di un
ospite animale
con un virus
umano H1N1 ed
un virus aviario
H2N2
1,50
H3N2
Probabile coinfezione di un
ospite animale
con un virus
umano H2N2 e un
virus aviario H3NX
1,28-1,56
Epidemia: andamento temporale
I Fase:
tutta la popolazione è
recettiva (suscettibile)
II Fase: culmine
dell’epidemia. I soggetti che
hanno superato l’infezione o
sono morti portano alla
diminuzione di soggetti
suscettibili ed aumento di
soggetti infetti.
III Fase:
L’immunità della
popolazione (herd
immunity) predomina e
con conseguente
spegnimento
dell’epidemia
Herd immunity / Ro
L’immunità di gregge di una popolazione può essere
alta se molti soggetti si sono immunizzati o con la
vaccinazione o naturalmente
bassa se la maggior parte dei soggetti è suscettibile
Il livello di immunità di gregge ha importanti effetti sulla
trasmissione degli agenti infettivi
Se l’immunità di gregge aumenta
Ro diminuisce
Copertura vaccinale richiesta
per interrompere la trasmissione delle
infezioni
Prevenzione delle
malattie
Ignaz Philipp Semmelweis), was a Hungarian physician
called the “saviour of mothers” who discovered, by
1847, that the incidence of puerperal fever, also known
as childbed fever could be drastically cut by use of hand
washing standards in obstetrical clinics.
Ignaz Philipp Semmelweis
(July 1, 1818 – August 13, 1865)
While employed as assistant to the professor of the maternity
clinic at the Vienna General Hospital in Austria in 1847,
Semmelweis introduced hand washing with chlorinated lime
solutions for interns who had performed autopsies. This
immediately reduced the incidence of fatal puerperal fever from
about 10 percent (range 5–30 percent) to about 1–2 percent. At
the time, diseases were attributed to many different and
unrelated causes. Each case was considered unique, just like a
human person is unique.
Semmelweis’ hypothesis, that there was only one cause, that all that mattered was
cleanliness, was extreme at the time, and was largely ignored, rejected or ridiculed.
He was dismissed from the hospital and harassed by the medical community in
Vienna, which eventually forced him to move to Budapest.
Semmelweis was outraged by the indifference of the medical profession and began
writing open and increasingly angry letters to prominent European obstetricians, at
times denouncing them as irresponsible murderers. His contemporaries, including his
wife, believed he was losing his mind and he was in 1865 committed to an asylum
(mental institution). Semmelweis died there only 14 days later, possibly after being
severely beaten by guards.
Semmelweis’ practice only earned widespread acceptance years after his death, when
Louis Pasteur developed the germ theory of disease which offered a theoretical
explanation for Semmelweis’ findings. Semmelweis is considered a pioneer of
antiseptic procedures.
THE EPIDEMIOLOGICAL REVOLUTION OF THE 20th CENTURY
S. De Flora, A. Quaglia, C. Bennicelli & M. Vercelli, FASEB J.
19, 892–7, 2005
ITALIA, 1901–2000 (DATI DI MORTALITÀ GREZZI)
1407
M. CER. + CARDIOVASCOLARI
Decessi per 100.000
500
400
300
CANCRO
Malattie infettive
e parassitarie
200
100
RESP
DIG
INF
0
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
PREVENZIONE DELLE
MALATTIE
PRIMARIA
SECONDARIA
TERZIARIA
LE MALATTIE INFETTIVE
Prevenzione primaria
di regola andamento acuto
Comparsa
dei
Agente
sintomi
patogeno
Prevenzione
Immunità
terziaria
Dose
infettante
virulenza
Periodo di incubazione
Prevenzione
secondaria
Fase clinica
Esito
letale
Guarigione
Sequele
Prevenzione
primaria
LE MALATTIE CRONICODEGENERATIVE
Fattori di
rischio
Genetici/ereditari
Comportamentali
Ambientali (ambiente di vita e lavoro)
Prevenzione
terziaria
Fase pre-clinica
Prevenzione
secondaria
Esito
Fase clinica
letale
Storia naturale delle malattie
cronico degenerative
Fattori di
rischio
Fase libera
diagnosi
precoce
fase di latenza
Prevenzione
primaria
subclinica
diagnosi
consueta
malattia clinica
Prevenzione
secondaria
screening
morte
riabilitazione
Sorveglianza delle malattie infettive:
notifica obbligatoria DM 15/2/1990
PREVENZIONE PRIMARIA
OBIETTIVO
prevenire l’insorgenza di nuovi casi
di malattia in soggetti sani
RIDURRE L’INCIDENZA
DELLE MALATTIE
PREVENZIONE PRIMARIA
• MALATTIE INFETTIVE
Eliminazione Del Contagio
• MALATTIE DEGENERATIVE
Azioni Sui Fattori Di Rischio
Metodi di Prevenzione
Primaria
MALATTIE
INFETTIVE
MALATTIE
DEGENERATIVE
IMUUNOPROFILASSI
• Rimozione di
•Potenziamento
comportamenti nocividelle capacità di
difesa
Induzione di
dell’organismo
comportamenti positivi
Promozione della
Salute
• Interventi sull’ambiente
Prevenzione primaria
SCREENING ORGANIZZATI
DAL SSN
Risultati
MEDICINA
PREVENTIVA+TERAPEUTICA
MORTALITÀ INFANTILE
•
•
•
•
1800
inizi “900
metà “900
OGGI
max causa
220%°
160%°
40%°
<4%°
mal infettive
