Nuovi e vecchi pericoli di origine batterica: Campylobacter, E.coli, Listeria e Yersinia

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1 Nuovi e vecchi pericoli di origine batterica: Campylobacter, E.coli, Listeria e Yersinia Mariella Talini Dipartimento Interaziendale Regionale dei Laboratori di Sanità Pubblica sede di Firenze Setting Biotossicologia

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4 Le sei principali malattie a trasmissione alimentare Salmonellosis Campylobacteriosis E.coli STEC/VTEC infection Listeriosis Shigellosis Yersiniosis

5 CAMPYLOBACTER Campylobacter appartiene alla famiglia Campylobacteriaceae comprende tre generi: Campylobacter spirilli incurvati a esse Arcobacter spirilli incurvati ad arco Helicobacter spirilli elicoidali

6 Campylobacter bastoncelli incurvati gram negativi, Non sporigeni Ossidasi positivi Mobile temperatura 30 C e i 47 C microaerofili ( 5-10%ossigeno) Non fermentano o ossidano gli zuccheri

7 Le specie di Campylobacter patogene per l uomo sono circa 20, le più importanti sono: C. jejuni e C.coli fra le più diffuse con un optimun di temp. 42 C C. doylei molto fastidioso a crescita lenta C. hyointestinalis isolato nel maiale che dà enteriti abbastanza serie in pazienti immunosoppressi e bambini

8 Il principale serbatoio batterico è rappresentato dal tratto intestinale di un ampia varietà di animali a sangue caldo (bovini, suini, cani, gatti e soprattutto il pollame).

9 Le carni di pollame se contaminate dal contenuto fecale durante la macellazione e l eviscerazione costituiscono la principale via di trasmissione di Campylobacter

10 Un altro serbatoio L acqua così come le spiagge balneabili sono un serbatoio del Campylobacter, infatti è stato spesso isolato nelle acque superficiali e nella sabbia di spiagge balneari. Queste vengono contaminate dalle feci degli animali selvatici e dai liquami, ed è stato dimostrato infatti che C.jejunii sopravive nell acqua fino a 4 settimne a 4 C (mentre a 25 C solo 4gg)

11 Caratteristiche

12 Caratteristiche dell infezione incubazione 3-5 gg Diarrea (fino a 8 o più scariche), febbre miastenia dolori addominali, nausee per 2-3 gg nei casi più gravi i sintomi sono simili a quelli della colite ulcerosa e del morbo di Crohn In casi più gravi sono stati descritti meningite, artrite settica, aborto settico (molto raro)

13 Fattori Patogenetici La patogenesi da Campylobacter dipende: stato di salute dell ospite Età ed immunità umorale derivante da precedenti esposizioni Diversi fattori di virulenza dei microrganismi (molecole di adesione ed invasione,flagelli e motilità, fattori citotossici e citotronici) Campylobacter.può disturbare la capacità assorbente dell intestino danneggiando le funzioni cellulari mediante invasione cellulare e/o produzione di tossine o per un processo infiammatorio

14 Campylobacter negli alimenti Gli alimenti contaminati da Campylobacter risultano essere: Pollame. Carne bovina e suina, latte non pastorizzato, e derivati prodotti ittici (nel 1996 fu riscontrata una seria contaminazione da ostriche e mitili)

15 Campylobacter jejuni: dose infettante < 500 cellule (Robinson, 1981; Black et al. 1988)

16 Campylobatteriosi Solo il 30% delle infezioni è di origine alimentare Altre fonti di contagio contatto con animali, viaggi, acque di balneazione

17 Negli episodi epidemici i fattori di rischio associati sono stati: latte pastorizzato,acqua non trattata e pollame Negli episodi sporadici sono coinvolti: carne di pollo non ben cotto, contatto con animali domestici, consumo di acqua non potabile, latte non pastorizzato, carne bovina e suina cotta alla griglia, fegato di pollo

18 Campylobacter e vegetali I vegetali possono essere inquinati da contaminazione fecale (animale e umana) Lavaggi con acqua (anche clorata) non inattivano del tutto il batterio Seconda causa di malattia dopo le carni avicole Rara presenza (0,42%) e cariche basse (0,048 ufc/g) ma altissima esposizione

19 Raramente è stato isolato nei formaggi e salumi stagionati. o in prodotti cotti e/o fermentati o molto acidi

20 Diagnosi di laboratorio 25 g alimento in 225 ml di brodocoltura di arricchimento Isolamento in piastra/e di terreno selettivo e/o differenziale Identificazione della colonia tramite test biochimici

21 Prove biochimiche

22 Il Campylobacter spp. è suscettibile ta: 1% sodium hypochlorite 70% ethanol 2% glutaraldehyde Iodine-based disinfectants Phenolic disinfectants Formaldehyde calore Gamma irradiation and UV radiation Disinfezione

23 Escherichia coli E un normale costituente della flora intestinale umana e animale Ubiquitario Esistono ceppi patogeni con diverse combinazioni di geni di virulenza, e causano: infezioni extraintestinali (sepsi, meningiti, UTI) infezioni intestinali (diarrea e possibili sequele) La plasticità del genoma conferisce a E. coli la capacità di adattarsi a nicchie ecologiche diverse

24 Uno dei più minacciosi patogeni alimentari! Manifestazione clinica molto grave Dose infettante molto bassa Epidemie nella comunità molto estese

25 E. coli enteritogeni e sicurezza alimentare Shiga-toxin-producing E.coli (STEC) Enterohemorrhagic E.coli (EHEC) Verocytotoxin-producing E.coli (VTEC) Adesione attaching/effacing

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27 Epidemiologia dei E. coli enteritogeni Shiga-toxin-producing E.coli (STEC) Ciclo zoonotico E. coli entero-tossigeni (ETEC) Trasmissione oro-fecale E. coli entero-invasivi (EIEC) Ciclo inter umano E. coli entero-aggregativi (EAggEC) E.coli entero-patogeni (EPEC)

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29 Trasmissione zoonotica Portatori asintomatici Colonizzazione

30 Diagnosi di laboratorio STEC O157 Semina tu terreni selettivi- differenziali (SMAC, CT SMAC, Chromagar...) Agglutinazione con sieri/lattici anti-o157 Conferma come STEC e tipizzazione al Laboratorio di Riferimento

31 Diagnosi sierologica di laboratorio Ricerca anticorpi anti-lps di: O157 O26 O103 O111 O145 O104 Disponibile presso il Laboratorio di Riferimento

32 The EU Reference Laboratory for Escherichia coli, including Verotoxigenic E. coli (VTEC) Units for Foodborne Zoonoses and Veterinary Epidemiology Department of Veterinary Public Health and Food Safety Istituto Superiore di Sanità, Rome, Italy

33 Sierogruppi E.coli Alcuni sierogruppi STEC (O157, O26, O103, O111, O145 e O104:H4) sono la causa riconosciuta del maggior numero di casi di sindrome emolitico-uremica (SEU) verificatisi nella UE. Il sierotipo O104:H4 ha inoltre causato il focolaio apparso nell Unione nel Maggio 2011, ma non si può neppure escludere che altri sierogruppi STEC possano essere patogeni per l uomo. In effetti, gli STEC possono provocare stati morbosi meno gravi come diarrea e diarrea emorragica o più gravi come la SEU e rappresentano pertanto un rischio per la salute del consumatore

34 Normativa Il Reg. n.. 209/2013 dell 11 marzo 2013 che modifica il regolamento (CE) n. 2073/2005 per quanto riguarda i criteri microbiologici applicabili ai germogli prevede la ricerca dell E.coli STEC

35 Genere Listeria, 5 specie. Listeria L. monocytogenes, L. ivanovii, L. innocua, L. seeligeri, L. welshimeri Solo L. monocytogenes è sicuramente patogena per l uomo Si sospetta patogenicità anche per L. ivanovii (meningoencefalite negli ovini)

36 Listeria monocytogenes La listeriosi è definita dall Oms una malattia relativamente rara, ma preoccupante per l evelato tasso di mortalità che la caratterizza. Secondo i dati pubblicati nei rapporti Oms sul rischio associato alisteria, l incidenza annuale della listeriosi umana nel mondo va da 0,1 a 11,3 casi per milioni di persone, con 0,3-7,8 casi per milione di persone in Europa

37 Listeria monocytogenes Batteri ubiquitari nell ambiente, molto resistenti agli stress ambientali Sono alotolleranti (>15 % NaCl) nettamente psicrofili Non crescono sotto ph 4,5 Gram positivi, anaerobi Asporigeni Mobili per flagelli peritrichi (

38 Listeria monocytogenes Serbatoi di diffusione: ambiente e contenuto intestinale degli animali e dell uomo L uomo è di rado portatore asintomatico (<6% della popolazione) Si sta diffondendo una certa antibiotico-resistenza tra i ceppi di L. monocytogenes isolati sia da uomo che da alimenti

39 Listeria monocytogenes Listeria monocytogenes conta attualmente 13 differenti sierotipi (1/2a, 1/2b, 1/2c, 3a, 3b, 3c 4a, 4ab, 4b, 4c, 4d, 4e, 7) distinguibili tra loro in base agli antigeni somatici O (acidi tecoici) e flagellari H

40 sierogruppi I ceppi 1/2a, 1/2b e 4b sono responsabile di più del 90% dei casi di listeriosi, i ceppi aventi un gruppo antigenico 1/2 (1/2a, 1/2b, 1/2c) predominano negli isolati dagli alimenti. ma la virulenza del batterio dipende soprattutto da altri fattori

41 Listeria e alimenti Gli alimenti più sovente inquinati da L. monocytogenes sono: carni crude (pollo e tacchino), prodotti a base di carne (paté, insaccati)), maionese, tramezzini e analoghi, latte crudo e formaggi molli, vegetali di vario genere, prodotti della pesca (salmone)

42 Sono, invece, di rado fonte di listeriosi alimenti cotti consumati subito, latte pastorizzato, formaggi stagionati, pomodoro crudi cioccolato, marmellate, dolci secchi, carote, mele

43 L.monocytogenes é un batterio altamente adattabile ed é largamente distribuito nell ambiente grazie alla sua capacità di crescere in campi molto ampi di temperatura, ph e pressione osmotica. L isolamento di L.monocytogenes dal suolo e dalla vegetazione in decomposizione e la sua capacità di moltiplicarsi a basse temperature e di sopravvivere per lunghi periodi nel terreno, fanno supporre un esistenza saprofitica nel sistema pianta-suolo che potrebbe rappresentare un naturale serbatoio di trasmissione.

44 L.monocytogenes possiede la capacità di adattarsi e moltiplicarsi nelle varie condizioni tecnologiche che caratterizzano i processi di produzione, trasformazione, conservazione e distribuzione degli alimenti. L.monocytogenes, infatti, presenta una certa, anche se discussa, tolleranza ai trattamenti termici, è in grado di moltiplicarsi a temperature di frigorifero, in presenza di cloruro di sodio e nitrati, a bassi valori di ph e di attività dell acqua.

45 Comportamento nel latte Termoresistenza La tolleranza di L.monocytogenes ai trattamenti di pastorizzazione è stata per lungo tempo oggetto di numerose controversie. Molti studi hanno dimostrato che la presunta termoresistenza era da imputare all uso di procedure inadeguate per determinarla. E eliminata dalla pastorizzazione: in latte, a 71,7 C di circa 1 sec. Psicrotrofia Può crescere a temperature comprese tra 0 e 45 C. Tempi di generazione in latte: a 4 C 33,27 ore; a 35 C 0,692 ore. La refrigerazione del latte fornisce una limitata protezione contro questo microrganismo garantendo comunque un rallentamento dei tempi di sviluppo.

46 Comportamento in formaggio I formaggi a pasta molle e semi-molle, pressata, fresca, semidura, fiorita, erborinati. formaggi da latte di vacca, capra e pecora. Incidenza media: tra 0 e 10% (in alcuni casi anche dell 87%). Livelli contaminazione: tra 1 e 100 UFC/g (anche di UFC/g). Sopravvive ai processi di trasformazione di differenti tipi di formaggi. Il ph minimo di crescita dipende da: complessità del substrato, temperatura di incubazione, tipo di acidificante usato. Crescita: ph 5,6 in substrati sintetici. Sopravvivenza: a ph 5,1-5,4 in vari formaggi.

47 Comportamento in carne e prodotti carnei Alcuni prodotti carnei sono stati coinvolti in epidemie e in casi sporadici di listeriosi. Primo caso documentato di listeriosi da prodotto carneo: I n Inghilterra un pollo precotto fu sospettato di essere la causa di sintomi simil-influenzali in una donna incinta che partorì, dopo 23 settimane, un feto morto. L. monocytogenes fu isolata dalle carcasse del pollo arrosto e da campioni di sangue della paziente. isolata da carne cruda: bovini-suini-ovini-equini-pollame. isolata da prodotti carnei: arrosto, prosciutto, insaccati. contaminazione: pelle degli animali, dalla quale il patogeno si diffonde alle attrezzature e ai locali di lavorazione e da questi alle carni.

48 Prevenzione della Listeria in alimenti cottura completa e corretta dei cibi derivati da animali lavaggio accurato delle verdure prima del consumo separazione delle carni crude dalle verdure e dai cibi cotti e pronti al consumo uso di prodotti lattiero-caseari pastorizzati lavaggio accurato di coltelli, taglieri e mani dopo aver maneggiato cibi crudi consumo dei cibi deperibili in tempi brevi

49 In particolare, i soggetti più a rischio, come le donne in gravidanza o le persone immunodepresse, dovrebbe anche evitare di mangiare panini contenenti carni o altri prodotti elaborati da gastronomia senza che questi vengano nuovamente scaldati ad alte temperature evitare di contaminare i cibi in preparazione con cibi crudi e/o provenienti dai banconi dei supermercati e delle delicatessen non mangiare formaggi molli se non si ha la certezza che siano prodotti con latte pastorizzato non mangiare paté di carne freschi e non inscatolati non mangiare pesce affumicato, a meno che non sia inscatolato in forme che non deperiscono a breve scadenza

50 Nei soggetti immunocompetenti, Listeria ha un periodo incubazione di H, e si manifesta con forte gastroenterite, (dolori addominali, diarrea, febbre, allucinazioni) Nei soggetti immunosoppressi, la listeriosi tende ad assumere andamento sistemico infatti causa facilmente batteriemia, colonizza organi e apparati, causando forme extraintestinali anche molto gravi (artrite, epatite, aborto, meningite e meningoencefalite)

51 L incidenza malattia è condizionata dalla categoria di persone negli immunocompetenti è di circa 0,7-1 caso ogni persone con mortalità bassa, ma può salire fino al 30-40% dei casi nei soggetti con sistema immunitario debole 2 / nei bambini sotto i due anni e negli anziani sopra i 70 anni, 5 / persone tra gli alcolisti e i diabetici, 12 / persone tra le donne in gravidanza / soggetti nei pazienti con neoplasia / individui nei soggetti sottoposti a trapianto d organo fino a nei pazienti affetti da leucemia

52 La mortalità della listeriosi può essere accentuata anche dal fatto che si stanno diffondendo ceppi di L. monocytogenes resistenti a più antibiotici insieme dalla capacità di superare la barriera gastrica e di sopravvivere nell intestino, in presenza di sali biliari, antibatterici

53 Altro fattore condizionante è la carica infettante del batterio Oscilla tra ufc/g e 100 milioni di ufc/g

54 Yersinia enterocolitica Al genere Yersinia appartengono undici specie, tre delle quali sono patogene per l uomo e gli animali: Y. enterocolitica Y. pseudotuberculosis Y. pestis. Il genere Yersinia appartiene alla famiglia delle Enterobacteriaceae Negli ultimi decenni Y. enterocolitica causa di numerosi casi di tossinfezione

55 Yersinia enterocolitica coccobacillo Gram-negativo Mobile per flagelli peritrichi Nutrizionalmente poco esigente, La temperatura ottimale è c tra 25 e 29 C ma cresce anche a 4 C, Cresce in un range di ph compreso tra 4 e 10, con valore ph ottimale 7,6. Può sopravvivere fino a 24 ore a ph 3,6 o 10. Tollera una concentrazione massima di NaCl del 5% l inibizione causata da NaCl è strettamente legata alla temperatura di crescita

56 Distribuzione dei sierotipi di Y. enterocolitica I ceppi di Y. enterocolitica sono distinti in due gruppi : ceppi strettamente adattati all uomo ceppi ambientali o non adattati O:3 e O:9. Raramente isolati dall ambiente; suino portatore cronico O:8 isolato da acque di sorgenti e pozzo; alimenti lavati con acqua contaminata (vegetali); prodotti lattiero-caseari. Sierotipi non patogeni (non coinvolti in malattie umane o animali): acqua, suolo, vegetali e animali.

57 Fattori di virulenza di Y. enterocolotica Sono codificati da cromosoma batterico: 1.adesina 2.sideroforo yersiniabattina ( maggiore incidenza nei pazienti talassemici in terapia con chelanti del ferro) da geni plasmidici: 1.Adesine-invasine 2.Proteine antifagocitiche escrete 3.Proteine regolatrici 4.Proteine esterne correlate alla processazione ed escrezione

58 Y. enterocolitica è un enteropatogeno L attitudine invasiva. I sintomi della malattia compaiono dopo 1-7gg dal ingestione di alimenti contaminati e sono rappresentati: febbre, diarrea, dolori addominali nella forma gastroenterica, con incidenza stagionale essendo più frequente in autunno ed inverno. enterocolite acuta con diarrea acquosa ed emorragica che spesso, nei bambini di età maggiore ai 5 anni e negli adulti, evolve in un quadro clinico di pseudo-appendicite con segni di infiammazione dell ileo terminale e linfoadenite mesenterica Faringite si presenta spesso nei pazienti neutropenici, nei quali il batterio può essere isolato anche in sede faringea

59 Fattori di patogenicità 1. Tropismo per il tessuto linfatico 2. Ceppi patogeni sopravvivono e si moltiplicano nel tessuto linfatico portando all apoptosi i fagociti. YE necessita di numerosi fattori di virulenza che le premettono di: a) modulare la risposta immunitaria b)interferire con la fagocitosi c) ridurre l azione ossidativa dei leucociti d) distruggere i fagociti inducendone l apoptosi e) alterare la produzione delle citochine

60 Dal punto di vista molecolare i fattori di virulenza possono essere espressi da geni a localizzazione plasmidica o cromosomiale e permettono al batterio di eludere la sorveglianza immunitaria e quindi diffondere nei diversi tessuti dell ospite

61 Fattori di virulenza plasmidici Plasmide di virulenza: pyv presente nei ceppi realmente patogeni; codifica per numerose proteine presenti sulla parete esterna Yersinia adherence protein codificata dal gene yada: principale proteina (adesina) di membrana esterna che media l adesione del patogeno alle cellule della mucosa intestinale

62 Fattori di virulenza cromosomiali Invasina codificata dal gene inv: proteina di membrana,fattore invasivo principale che permette il legame con le celllule M dell ospite Proteina Ail codificata dal gene ail- Attachement Invasion Locus: fattore invasivo che permette colonizzazione e penetrazione dei linfonodi, del fegato e della milza Enterotossina codificata dal gene yst: enterotossina termostabile che facilita l invasione del batterio nei tessuti danneggiando l epitelio intestinale

63 Infezione nell uomo è rara ed insolita, dose infettante alta Bambini talassemici politrasfusi sono categoria a rischio (uno dei fattori di virulenza del batterio è un sideroforo)

64 vie di trasmissione di Y. enterocolitica da uomo ad uomo (rara) Da consumo di alimenti, in particolare prodotti a base di carne, latte e vegetali. Yersinia enterocolitica è ampiamente diffusa in natura e si può rinvenire nell intestino di molti mammiferi, nel suolo e nell acqua. Fattori di rischio Il suino riveste un ruolo di primaria importanza nella diffusione di Yersinia enterocolitica

65 Yersinia enterocolitica L apparire delle infezioni umane da Y.enterocolitica, (sconosciute fino agli anni 60) è stato collegato al diffondersi della refrigerazione domestica Che ha permesso di conservare alimenti freschi, potenzialmente contaminati, per tempi sufficienti a favorire l aumento della carica microbica di Yersinia, in grado di moltiplicarsi anche a basse temperature

66 Misure di controllo evitare le contaminazioni del cibo, del latte e dell acqua durante tutte le fasi della filiera. applicare buone pratiche di lavorazione ovvero rispettare le norme igieniche basilari ed impedire contaminazioni crociate fra gli alimenti (per es. evitare i lcontatto fra cibo cotto e prodotti crudi, utilizzare utensili differenti o preventivamente sanitizzati nelle varie fasi di lavorazione del prodotto) utilizzare alte temperature per la cottura degli alimenti (es.pasteurizzazione del latte).