Corso CAMBIAMENTI CLIMATICI E RISCHI EMERGENTI PER LA SALUTE Ruolo del vettore nelle malattie emergenti e riemergenti Luciano Toma Dipartimento M.I.P.I. Istituto Superiore di Sanità Le malattie trasmesse da vettori (vector-borne diseases – VBD) Un artropode è considerato un vettore quando è in grado di garantire all’interno del proprio organismo la sopravvivenza di un agente patogeno (arbovirus, batteri, protozoi, elminti) e quindi la trasmissione di questo ad altri ospiti. Il vettore si definisce: biologico quando l’agente patogeno si sviluppa o si moltiplica all’interno dell’artropode prima che possa essere trasmesso in forma infettante/infestante ad un ospite suscettibile; meccanico quando l’artropode trasmette un organismo da un ospite infetto (o da un substrato) ad un ospite sano senza sviluppo dell’agente patogeno all’interno dell’artropode stesso. Le malattie trasmesse da vettori (vector-borne diseases – VBD) Una determinata specie viene considerata vettore di un certo agente patogeno quando: la sua distribuzione coincide con quella della malattia; È provata l’antropofilia e/o la zoofilia; È provata sperimentalmente la capacità di trasmettere l’agente patogeno ad ospiti recettivi; Viene trovata in natura infetta con l’agente patogeno. Le malattie trasmesse da vettori (vector-borne diseases – VBD) La capacità di molti artropodi di trasmettere agenti patogeni agli animali ed all’uomo è il risultato di un lungo processo di evoluzione e adattamento che via via si è andato stabilendo tra l’ectoparassita e gli ospiti sui quali l’artropode compie il pasto di sangue. Infatti il sangue costituisce la via principale attraverso cui, nella maggior parte dei casi, gli artropodi trasmettono gli organismi patogeni. Per questo motivo gli artropodi vettori biologici sono tutti ematofagi Invertebrati Artropodi……. Artropodi di interesse sanitario Arthropoda Insecta Arachnida Acarina Zecche Acari Diptera Anoplura Heteroptera Shiphonaptera Blattoidea Mosche Pidocchi Zanzare Flebotomi Cimici Pulci Blatte PERCHE’ I CAMBIAMENTI CLIMATICI, DOVREBBERO INFLUIRE SULLA DIFFUSIONE DELLE VBD? I vettori sono per la gran parte organismi appartenenti al Philum degli ARTROPODI, che raggruppa diverse Classi tra cui INSETTI e ARACNIDI. Tra questi i VETTORI propriamente detti (o biologici) sono quegli artropodi all’interno dei quali l’agente patogeno compie almeno un ciclo di sviluppo prima di divenire infettante per l’uomo o per gli animali. Principali Artropodi vettori di interesse medico in Italia GLI ARTROPODI Sono organismi ETEROTERMI la cui temperatura corporea dipende da quella ambientale I VETTORI BIOLOGICI…non sono esattamente siringhe di malattie La competenza vettoriale (predisposizione ad infettarsi) e la capacità vettrice (grado di efficienza del vettore) sono determinate da fattori diversi che fanno di una zanzara comune un vettore. Fattori interni - Genetici - Fisiologici - Comportamentali Fattori esterni - Ambientali - Climatici - Socio-economici Come i cambiamenti climatici e ambientali potrebbero influire sulla diffusione delle VBD Adattamento di vettori invasivi importati Ampliamento dell’areale di distribuzione dei vettori indigeni Riduzione della durata dei cicli di sviluppo dei vettori indigeni Adattamento di agenti patogeni importati Allungamento della stagione favorevole alla trasmissione Riduzione dei tempi di riproduzione del patogeno nell’artropode CAMBIAMENTI CLIMATICI e VBD: potenziali effetti dell’incremento di temperatura FAVOREVOLI • Adattamento (dopo introduzione accidentale) di nuovi artropodi vettori e/o degli agenti patogeni che questi possono trasmettere. • Ampliamento dell’areale di distribuzione dei vettori indigeni. • Riduzione della durata del ciclo biologico del vettore e/o dell’agente patogeno. • Incremento della durata della stagione favorevole allo sviluppo del vettore e/o alla trasmissione dell’agente patogeno. SFAVOREVOLI (quando associate a una riduzione dell’entità delle precipitazioni) • Riduzione della longevità degli adulti oltre i 26-27°C T media. • Essiccamento dei focolai larvali delle zanzare. • Abbassamento del tasso % di umidità relativa e ridotta attività di molte specie di artropodi anche vettori. CAMBIAMENTI CLIMATICI e VBD: potenziali effetti dell’incremento delle precipitazioni I grandi nubifragi e gli eventi estremi disperdono le larve di zanzara, dilavano/inattivano le uova e uccidono gli adulti L’entità della pioggia (in mm/unità di superficie) la distribuzione (su base annua e mensile) e l’intensità Piogge deboli e frequenti i focolai larvali delle zanzare e favoriscono la sopravvivenza degli adulti, mentre la scarsità di precipitazioni estive ne riduce il numero (mm/unità di tempo) risultano determinanti per lo sviluppo stagionale delle varie popolazioni di artropodi 3) GLOBALIZZAZIONE: INTRODUZIONE DELL’ORGANISMO ALLOCTONO Dopo 25 ANNI DAL PRIMO INGRESSO DI AEDES ALBOPICTUS IN ITALIA, CONTINUIAMO AD IMPORTARE OGNI ANNO TONNELLATE DI COPERTONI USATI DA AREE DI ENDEMIA. Zanzare come vettori potenziali (..e reali) di agenti patogeni Zanzare autoctone Zanzare introdotte Culex Anopheles Aedes Malaria Dengue, Febbre gialla.. Chikungunya WND Diffusione della WND in Europa e in Italia Le specie del genere Culex sono considerate vettori coinvolti nella trasmissione del WNv In Europa la circolazione virale è presente sia negli ecosistemi rurali che urbani: Ciclo epizootico Ciclo enzootico vettore ospiti a fondo cieco femmina maschio serbatoio Trasporto passivo di specie aliene E’ un fenomeno che riguarda persone, animali, piante e in generale qualunque organismo, in un rimescolamento di specie senza precedenti che può generare interazioni del tutto imprevedibili. Zanzare invasive……. Cosa sono le zanzare invasive ? Sono le specie di zanzara che vengono accidentalmente trasportare e introdotte con il trasporto passivo di uova e stadi immaturi e appartengono per lo più al genere Aedes; si tratta idi specie che presentano caratteristiche adatte a questa forma di dispersione; Infatti depongono le uova in contenitori con acqua (naturali e/o artificiali); producono uova resistenti all’essiccamento, quindi in grado di sopportare anche lunghi viaggi; hanno abitudini generaliste nella scelta dell’ospite, pungono tutti..; sono adattate al clima temperato e presentano al diapausa invernale. Specie di zanzare esotiche introdotte in Europa Aedes albopictus (Stegomyia albopicta) Aedes koreicus (Huleocoetomyia koreica) Aedes japonicus (Hulecoeteomyia japonica) Aedes atropalpus (Georgecraigius atropalpus) Aedes aegypti (Stegomyia aegypti) Aedes albopictus (zanzara tigre) in Italia e in Europa NP Positivo 20/20 Regioni 102/111 province 1534/8092 Comuni Oggi l’elevata densità di popolazione in Ae. albopictus evidenzia comportamenti inattesi Attività sia diurna che notturna; Attitudine a pungere sia all’interno delle abitazioni che all’esterno; Tendenza a deporre le uova in siti fuori che dentro le abitazioni; Attività trofica ininterrotta per tutto l’anno, variabile in base al clima locale (Toma et al., 2003; Romi et al., 2006); Resistenza alle basse temperature, attività in inverno anche in regioni del Nord Italia con aumento delle aree infestate anche ad altitudini inattese (Roiz et al., 2011) …..inoltre, l’insediamento di questa specie ha determinato livelli di densità di zanzare in ambiente urbano, un tempo rare. Dal 1990 Aedes albopictus in Italia: Si scoprì che la principale via di ingresso e di dispersione della specie in Italia era la movimentazione di copertoni usati importati dagli USA Nei primi anni la colonizzazione di nuovi focolai era legata alla presenza di depositi di copertoni all’aperto Aedes albopictus come vettore di arbovirus La specie è in grado di trasmettere circa 23 arbovirus. E’ già stata coinvolta nell’epidemia di Chikungunya del 2007. Potrebbe essere coinvolta nella trasmissione di arbovirus già circolanti nel bacino del Mediterraneo e in Europa, quali: Chikungunya Dengue Tahyna Sindbis Rift Valley Batai West Nile Ravenna, Agosto 2007: La zanzara tigre, da insetto molesto a vettore effettivo di arbovirus Castiglione di Ravenna Castiglione di Cervia Primi 5 casi Segnalazioni di Aedes aegypti in Italia SV, 1917 1972, Desenzano del Garda (Callot e Delecolle) SP, 1889, 1917 GE, 1907, 1916, 1944 FI, 1889 LI 1889 BA, 1928 PI, 1889 BR, 1928 NA, 1889 TA, 1928 Ad oggi questa specie non risulta presente in Italia 1889 CT, 1928 SR, 1928 Quando Aedes aegypti era comune nel bacino del Mediterraneo 1700-1880 la febbre gialla (YF) è ancora endemica in Andalusia (12.000 decessi nell’arco del secolo) Epidemie di (YF) nel XIX secolo SV, 1917 1972, Desenzano del Garda (Callot e Delecolle) SP, 1889, 1917 FI, 1889 GE, 1907, 1916, 1944 LI 1889 BA, 1928 BR, 1928 PI, 1889 NA, 1889 TA, 1928 1889 CT, 1928 SR, 1928 1804 ALICANTE 1804 LIVORNO, con 636 decessi tra maggio e novembre 1621 BARCELLONA 1857 LISBONA 1878 MADRID Le epidemie si estinguevano naturalmente ai primi freddi, non essendo la specie in grado di sopravvivere agli inverni di paesi con clima temperato Questa specie potrebbe essere reintrodotta attraverso l’importazione di merci L’introduzione accidentale di alcuni esemplari potrebbe dare luogo a popolazioni locali stabili, con il favore di clima mite e inverni brevi come accade in questi anni. Ae. aegypti Ae albopictus Introduzione di Aedes (Finlaya) koreicus in Italia Specie di origine asiatica, si riproduce in natura nelle cavità degli alberi e tra le rocce dove ci siano piccole quantità d’acqua; - Ritrovata in Italia nella provincia di Belluno (Capelli et al., 2011) e da allora in espansione: oggi è presente in 73 Comuni nelle Province di Belluno, Trento, Treviso. Isolati focolai rinvenuti anche in Lombardia (Sondrio e Tavernerio-CO-) (Montarsi et al., 2015) Caratteristiche: -diapausa invernale; adattabilità all’ambiente peridomestico (contenitori artificiali con acqua); -punge l’uomo di giorno; -mostra una maggiore tolleranza al freddo rispetto alla zanzara tigre Introduzione di Aedes (Finlaya) koreicus in Italia vettore di JEV (Takashima & Rosen, 1989) e di Dirofilaria immitis (Myiagi, 1971); lo status di vettore di JEV, WNV, USUV e di D. immitis, è comunque da approfondire (Busani et al., 2011). Aedes koreicus, foto ISS, 2011 Attuale distribuzione di Aedes (Finlaya) koreicus in Italia Montarsi et al., 2015 – Parasites and Vectors – in press Introduzione di Aedes japonicus in Italia La specie è stata individuata negli US per la prima volta nel 1998 e da allora si è rapidamente diffusa in 22 Stati e parte del Canada (Williges et al., 2008) In Europa, Ae. japonicus è stata ritrovata in Normandia in Francia nel 2000 (Schaffner et al., 2003) e in Belgio nel 2002 (Versteirt et al., 2009), sempre in siti corrispondenti a depositi di copertoni usati o nelle vicinanze, in Svizzera, Germania, Austria (Schaffner et al., 2009; Schneider 2011; Becker et al., 2011)….. …e ora anche in ITALIA (IZS-Venezie, 2015). Importanza sanitaria: - molestia per le punture ; -potenziale vettore di WNV e JEV, -ma da valutare e da approfondire. MALARIA IN ITALIA …?.. • Nel 1970 la malaria è stata ufficialmente eradicata dall’Italia (OMS). Da allora la quasi totalità dei casi registrati è di importazione • Negli ultimi anni sono stati identificati una decina di casi di malaria autoctona, quasi tutti di origine accidentale (trasfusioni, incidenti ospedalieri, malaria da bagaglio) e 1 caso di malaria introdotta in Toscana nel 1997 • Permangono i potenziali vettori di malaria, alcuni dei quali a densità epidemiologicamente rilevanti Anopheles labranchiae Altri membri del complesso maculipennis Anopheles superpictus Scenario con aumento delle temperature medie in ITALIA Ciclo sporogonico nell’anofele più veloce >T Stagione di trasmissione più lunga Importazione di serbatoi Possibilità di reintroduzione della malaria in italia? EVENTO IMPROBABILE, MA NON IMPOSSIBILE Zecche dure (Ixodidae) Le zecche (Ixodida) Zecche molli (Argasidae) -tutte ectoparassite, ematofaghe obbligate, femmine, maschi e ninfe -sviluppo attraverso “larva” – ninfa - adulto -i pasti di sangue sono indispensabili per lo sviluppo e per la riproduzione: possono comunque sopportare lunghi periodi di digiuno assoluto; -ampia variabilità del ciclo di sviluppo tra le specie, per quanto riguarda la ricerca dell’ospite. ZECCHE “DURE” Famiglia Ixodidae scudo dorsale; occhi non sempre presenti; vita sull’ospite (mammiferi, uomo incluso, rettili, uccelli); abitudini diurne; generi più diffusi in Italia: Ixodes Dermacentor Hyalomma Rhipicephalus Haemaphysalis ZECCHE “MOLLI” Famiglia Argasidae assenza di scudo dorsale; occhi quasi mai presenti; Effettuano soltanto il pasto di sangue sull’ospite (uccelli); abitudini notturne. Generi presenti in Italia: Argas Ornithodoros IMPORTANZA SANITARIA PER L’UOMO: in Italia Le malattie trasmesse da zecche sono, come rilevanza epidemiologica, nell’ambito delle malattie da vettore, seconde solamente a quelle trasmesse dalle zanzare (www.epicentro.iss.it). L’eziologia di queste malattie da vettore comprende batteri, virus e protozoi. Gli Ixodidi possono trasmettere all’uomo numerose patologie, tra cui: borreliosi di Lyme (Borrelia burgdorferi, B. spp….) febbri bottonose da rickettsiae (Rickettsia conori, R. spp….) encefalite virale (TBE) (Flaviviridae) Gli Argasidi sono vettori di patologie meno rilevanti dal punto di vista epidemiologico: febbri ricorrenti da zecche (Borrelia spp.), febbre Q. La malattia di Lyme è oggi la più diffusa e rilevante patologia trasmessa da vettore con diffusione nelle aree temperate. Trasmissione a carico soprattutto del genere Ixodes (I. ricinus, la zecca dei boschi), una specie piuttosto igrofila. Nel periodo 1992-1998 si sono verificati, in Italia, circa un migliaio di casi di borreliosi di Lyme (Circ. Min. Sanità n. 10 del 13 luglio 2000). Le Regioni maggiormente interessate sono il Friuli Venezia Giulia, la Liguria, il Veneto, l’Emilia Romagna, il Trentino Alto Adige, con tendenza all’espansione verso sud. I principali serbatoi dell’infezione sono rappresentati da animali selvatici (roditori, caprioli, cervi, volpi, lepri). Rickettsiosi o febbre bottonosa: la più diffusa nell’area del Mediterraneo e in Italia. La febbre bottonosa del Mediterraneo viene trasmessa soprattutto da Rhipicephalus sanguineus (zecca del cane) specie termofila. Nel periodo 1992-1998 sono stati notificati circa 1200 casi all’anno di rickettsiosi, con un tasso medio di morbosità di 2,1 casi per 100.000 abitanti (Circ. Min. Sanità n. 10 del 13 luglio 2000) Alcune regioni dell’Italia centro-meridionale e insulare sono particolarmente interessate. Encefalite da zecche (TBE) è una malattia virale acuta del sistema nervoso centrale, causata da un arborvirus appartenente al genere Flavivirus. E’presente in focolai endemici in molti Paesi dell’Europa centro orientale e settentrionale, Italia compresa. Le zecche, e in particolar modo Ixodes ricinus operano sia come vettori che come serbatoi. Il virus trasmesso dalle zecche infetta diversi animali, selvatici o domestici, fra cui roditori, caprioli, ovini, caprini che contribuiscono al mantenimento del ciclo di trasmissione dell’infezione. Encefalite da zecche (TBE) è una malattia virale acuta del sistema nervoso centrale, causata da un arborvirus appartenente al genere Flavivirus. E’presente in focolai endemici in molti Paesi dell’Europa centro orientale e settentrionale, Italia compresa. Le zecche, e in particolar modo Ixodes ricinus operano sia come vettori che come serbatoi. Il virus trasmesso dalle zecche infetta diversi animali, selvatici o domestici, fra cui roditori, caprioli, ovini, caprini che contribuiscono al mantenimento del ciclo di trasmissione dell’infezione. ..non ancora in Italia.. Febbre emorragica Crimea-Congo (CCHF) febbre virale emorragica provocata da un virus del genere Nairovirus (Bunyaviridae) che si trasmette per lo più attraverso la puntura di zecche infette prevalentemente appartenenti al genere Hyalomma. La zecca è invece immune alla malattia e, una volta infettata, rimane tale attraverso tutti i suoi diversi stadi di sviluppo. La trasmissione all’uomo può essere provocata anche dal contatto diretto con tessuti, sangue o altri fluidi corporei provenienti da animali o uomini infetti. Non esiste un vaccino sicuro ed efficace. Espansione verso nord di Phlebotomus perniciosus, principale vettore di leishmaniosi canina Maroli et al., 2008. The northward spread of leishmaniasis in Italy: evidence from retrospective and ongoing studies on the canine reservoir and phlebotomine vectors. Trop Med Int Health. 2008 Feb;13(2):256-64. Signorini et al 2014. Ecological niche model of Phlebotomus perniciosus, the main vector of canine leishmaniasis in north-eastern Italy. Geospatial Health, 9.1. Limitare il rischio di infezione agendo sui vettori TECNICA, METODO DI APPLICAZIONE E SCELTA DEL PRODOTTO CONOSCENZA DELLA BIOLOGIA DELLA SPECIE CONTROLLO CONOSCENZA DEL TERRITORIO E DEI FATTORI ANTROPICI 44 Limitare il rischio di infezione agendo sul vettore: esempio del controllo delle zanzare Per limitare il Rischio di punture e quindi d’infezione.. Protezione individuale Controllo mediante interventi adulticidi Controllo mediante interventi larvicidi ..limitare la densità del vettore Risanamento ambientale, riduzione dei focolai larvali The Pyramide of Vector Control Interruzione del contatto vettore/ospite (zanzare, zecche, flebotomi) Soprattutto nelle zone a circolazione virale è opportuno ridurre la probabilità di essere punti: - abiti coprenti se si deve lavorare all’aperto; - zanzariere a porte e finestre di abitazioni e ambienti di lavoro; - uso di repellenti: prodotti a base di principi attivi di sintesi quali il DEET, l’Icaridina, il KBR 3023; efficaci sono anche prodotti di origine vegetale, come l’olio essenziale di citronella, l’olio di neem, di lavanda, il geraniolo, il limonene ed altri (Peterson and Coats, 2001). Risanamento ambientale e controllo delle zanzare I singoli interventi di lotta chimica, non legati all’eliminazione delle cause primarie, producono solo risultati temporanei e non risolvono il problema. L'approccio corretto alla lotta contro le zanzare è, dunque, quello di considerarlo come un complesso di attività di controllo ambientale, di cui la disinfestazione vera e propria costituisce solo una parte (controllo integrato). L'uso degli insetticidi può essere accettato come un male necessario e principalmente negli interventi di lotta antilarvale, limitando l'impiego degli adulticidi ai soli casi di effettiva necessità. Riepilogando.. 1997 - 2015 2015 Ae. japonicus In conclusione.. Il cambiamento climatico insieme alle illimitate possibilità di trasporto passivo di patogeni e vettori modifica i possibili scenari per quanto riguarda le vbd. In base alle diverse caratteristiche biologiche ed ecologiche degli artropodi vettori Il tipo di cambiamento climatico (variazione delle T medie e dei regimi pluviometrici) Potrebbe favorire o sfavorire la diffusione di alcune vbd. In conclusione.. Malattia Vettori Agenti patogeni Malaria Zanzare del genere Anopheles Plasmodi (soprattutto P. vivax) Dengue Aedes albopictus (zanzara tigre) Dirofilariasi Evento scatenante Rischio Solo d’importazione. Circa 700 casi l’anno, trend in discesa dal 2001. Rari casi da trasfusione, da bagaglio o accidentali. 1997, unico caso autoctono a Grosseto Importazione di serbatoi umani d’infezione (gametociti) BASSO Solo in zone rurali del centro-sud Flavivirus DEN 1, 2, 3, 4 Solo d’importazione. Circa 40 casi/anno. Trend in salita Importazione di serbatoi umani d’infezione BASSO. Le aree urbane sono quelle più a rischio. Aedes albopictus e altri Culicini Dirofilaria immiits e D. repens E vento raro, accidentale , in aree rurali..Trovati esemplari infetti in natura.Potrebbe amplificare la trasmissione nelle in aree popolate ---- MODERATO. Le aree urbane sono quelle più a rischio. West Nile Disease Culex pipiens (zanzara comune) ed altre Flavivirus WNV 1998. Epidemia di encefalite equina in Toscana (14 casi). Nessun caso umano Importazione di serbatoi infetti (uccelli migratori) ALTO In tutte le aree umide del paese Leishmaniosi Viscerale Flebotomi (P. perniciosus) Leishmania (L. infantum) Endemica Soprattutto nel centro sud. Circa 200 casi/anno. Trend in salita ---- ALTO In espansione verso nord Meningite da virus Toscana Flebotomi (Phlebotomus spp) Endemica. Principalmente.in Toscana e Marche Alcune decine di casi/anno. Trend in salita ---- MODERATO Diffusione del virus nelle regioni centrali Febbre Bottonosa Zecche Ixodidi R. sanguineus Rickettsie (R. conori) Endemica. Soprattutto al centro-sud 900-1000 casi/anno. Trend in discesa ---- ALTO In espansione verso nord Malattia di Lime Zecche Ixodidi (Ixodes ricinus) Borrelie (B. burgdorferi) Endemica, soprattutto nelle regioni di nord-est. Alcune decine di casi/anno. Trend in salita Encefalite da zecche Zecche Ixodidi (Ixodes ricinus) Flavivirus TBE Endemica, soprattutto nelle regioni di nord-est. <10 casi/anno. Trend in salita Il solo aumento di temperatura senza quello delle precipitazioni è un fattore sfavorente Phlebovirus Toscana virus Situazione attuale in Italia MOLTO BASSO MOLTO BASSO In conclusione.. Laddove necessario andrebbero poste in atto tutte quelle misure volte a evitare la proliferazione massiva del vettore (integrated pest management) e a evitare il più possibile il contatto vettore/uomo per ridurre il rischio di infezione. Nel caso di malattie trasmesse da vettori, la conoscenza approfondita della biologia del vettore è, ovviamente, fondamentale tanto quella che si ha dell’agente patogeno. GRAZIE e buon lavoro!! Istituto Superiore di Sanità - Roma Ringrazio: Roberto Romi Marco Di Luca Francesco Severini Daniela Boccolini Luciano Toma [email protected]