Zoonosi e emergenze epidemiche: cosa cambia quando c è di mezzo un vettore

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1 Zoonosi e emergenze epidemiche: cosa cambia quando c è di mezzo un vettore Stefano Marangon Gioia Capelli Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie

2 Definizione di infezione (re)-emergente E un infezione non segnalata in precedenza ( nuova ) nota, ma con una nuova evoluzione: - aumento di frequenza - diffusione su una diversa e più ampia base geografica - coinvolgimento di nuovi ospiti o vettori

3 Zoonosi emergenti Circa 70% di tutte le malattie infettive emergenti che hanno colpito l uomo negli ultimi 20 anni sono il risultato del trasferimento di un agente patogeno dagli animali (spesso i selvatici) all uomo = zoonosi

4 Infezioni emergenti Insorgenza correlata ad interazioni dinamiche tra: agenti infettivi in rapida evoluzione ambiente sempre più antropizzato in continua trasformazione cambiamenti comportamentali degli ospiti recettivi (condizionati dall uomo) Alterazione del traffico virale

5 Malattie trasmesse da vettori

6 WND Ciclo epizootico Migratori Trasmissione Verticale Ciclo silvestre Ciclo urbano Vettore Ciclo oro-fecale Altri vettori? Trasfusioni, trapianti, trasmissione madrefiglio

7 Infezioni (virali) trasmesse da vettori vettori West Nile Virus: isolato da almeno 11 generi (piùospiti di 100 specie) di zanzare, 6 generi di zecche (sia ixodidi, accidentali sia argasidi), 1 specie di culicoidi virus reservoir

8 Infezioni (virali) trasmesse da vettori vettori ospiti accidentali virus reservoir Popolazioni dinamiche, in continua evoluzione, con caratteristiche variabili in diverse aree e nel tempo, in funzione di specie, caratteristiche locali, clima, stagione, ecc

9 R 0 - Basic Reproduction Ratio R 0 = numero medio di infezioni secondarie indotte da un soggetto infetto, durante il periodo infettante Se R 0 1 l epidemia continua a diffondere Se R 0 <1 l epidemia tende ad estinguersi

10 ..e può essere calcolato come: R 0 = β recettivi α + γ + η β = tasso di contatto utile per l infezione α = letalità γ = tasso di guarigione η = tasso di mortalità malattia indipendente

11 La complicazione dei vettori R 0 = ma 2 p n b -r 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

12 La complicazione dei vettori E necessario considerare gli effetti quantitativi: quanti ospiti vertebrati sono infetti quanti ospiti invertebrati sono infetti quali sono i parametri delle due popolazioni che garantiscono la persistenza dell infezione nell ambiente

13 WND: situazione epidemiologica in Europa

14 WND: situazione epidemiologica in Europa Isolamento virale in vettori o vertebrati Casi confermati in uomo o cavallo Ab in vertebrati Hubalek et al., 1999

15 Situazione epidemiologica WND in Europa Dati di sorveglianza in EU potrebbero indicare: circolazione di ceppi virali diversi (lineage I e II) in Europa centrale (ciclo silvestre o introduzioni E ipotizzabile la diffusione e la persistenza su ripetute?) vasta scala della malattia in Europa, con introduzione comparsa di occasionale numerosi casi ad opera di infezione di volatili nell uomo? migratori in altre aree umide in EU (es. Toscana, 1998; delta del Po, 2008) possibile amplificazione locale in funzione della presenza, densità, abitudini alimentari dei vettori

16 Distribuzione WND in USA nel casi di malattia nell uomo 7 con esito fatale

17 Distribuzione WND in USA

18 Differenze fra la situazione in USA e in Europa Virus Europa Lineage I Lineage II USA Lineage I variante filogenetica con singola mutazione: > viremia (corvo americano) > virulenza Vettore Rara presenza di zanzare con abitudini alimentari ibride (uomo/uccelli) Larga presenza di zanzare con abitudini alimentari ibride Ambiente Frequenza >in aree umide Frequenza >in aree American crow urbane Ospite Specie/ceppi di volatili EU Possibile resistenza di popolazione Specie/ceppi volatili USA Popolazione naive Brault et al., 2007

19 AGRICOLTURA. Il Ministero ha ridotto l area soggetta a restrizioni per contenere la malattia Lingua blu, per Verona resta il blocco dei bovini

20 Bluetongue virus (BTV) N Considerata una malattia esotica fino al SDal 1998 al 2008 introduzione e diffusione in Europa di 8 sierotipi (BTV-1, BTV- 2, BTV-4, BTV- 6, BTV-8, BTV-9, BTV-11, BTV-16)

21 Distribuzione BTV in EU Marzo 2009

22 WND Ciclo epidemiologico in aree non endemiche Introduzione La via principale di introduzione di WNV nelle regioni europee a clima temperato è costituita da volatili migratori infetti provenienti da Africa o Medio- Oriente (Europa Centrale)

23 WNV Ciclo epidemiologico in aree non endemiche Possibile amplificazione a livello locale in funzione di: specie/densità dei volatili specie/densità dei vettori caratteristiche dello stipite virale correlazione fra ambiti silvestri e urbani ( bridgevectors, uccelli peri-domestici )

24 WNV Ciclo epidemiologico in aree non endemiche Il ruolo degli insetti vettori è condizionato da: competenza (genetica) dinamica della popolazione clima comportamenti alimentari modifiche dell ecosistema (< biodiversità)

25 Cambiamenti della temperatura (anni 80 vs anni 90) Malattie infettive emergenti e possibili scenari: quali rischi corre il patrimonio bovino della Pianura Padana

26 WNV - Relazione fra >T e diffusione del virus L aumento della temperatura può influenzare: - persistenza di specie esotiche di insetti - aumento delle popolazioni (> proliferazione), del livello e del periodo di attività dei vettori - estensione di aree/periodi a rischio - maggior virogenesi - < periodo di incubazione virale nell insetto (EIP) - EIP richiede 109 C-giorni (temperatura minima di replicazione di WNV nel vettore = 14 C)

27 solo a seguito dei cambiamenti climatici globali?

28 Infezioni trasmesse da vettori: prospettive

29 Infezioni trasmesse da vettori: prospettive Probabile aumento del range di distribuzione dei vettori come conseguenza dei cambiamenti climatici (aumento temperatura, ) Aumento frequenza di infezioni trasmesse da vettori con ciclo riproduttivo rapido, habitat non specializzato Culicoides obsoletus e molto mobili (Italia: WND, Leishmania, Rickettsiae. ) Alcune infezioni vector-borne (a rapida evoluzione, causate da agenti promiscui ) potrebbero rispondere rapidamente ai cambiamenti climatici in Europa (es. Rift Valley Fever) Malattie infettive emergenti e possibili scenari: quali rischi corre il patrimonio bovino della Pianura Padana

30 Infezioni vector-borne : prospettive di controllo Rafforzamento misure di sorveglianza basata sul rischio (messa a punto di modelli predittivi) e attivazione di sistemi di early detection Adeguata preparazione interventi medico-veterinari in caso di emergenze (piani di emergenza, con possibile vaccinazione, messa a punto e utilizzo di sistemi GIS ) Sorveglianza/lotta vettori basata sulla conoscenza della loro biologia nell area di interesse

31 Vuoi un rimedio naturale?

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33 ..e in caso di emergenza? occorre agire sulla capacità vettoriale laddove possibile Possiamo agire? risposta.sul numero di vettori/ adulti/persona? SI disinfestazione.sul numero di pasti/vettore/giorno? NO.sulla frazione dei vettori infetti?.sul periodo di incubazione nel vettore? NO (a meno che tutta la popolazione recettiva non venga vaccinata) NO (solo la T può farlo ).sulla sopravvivenza media del vettore? NO (per ora ) (disinfestazione agisce solo su una parte di popolazione) Zoonosi e emergenze epidemiche: cosa cambia quando c è di mezzo un vettore

34 ..possibilità di strategie di controllo future R 0 = ma 2 p n b -r ln(p) VACCINI CONTRO I VETTORI MODELLI PER MALARIA E DENGUE ATTENZIONE: il vettore che punge un animale/uomo vaccinato CONTRO il vettore può trasmettere l agente patogeno (quindi rischio individuale permane), o assumerlo in quel momento, MA NON VIVRA ABBASTANZA PER TRASMETTERLO AD ALTRI OSPITI Billingsley et al., 2008 Zoonosi e emergenze epidemiche: cosa cambia quando c è di mezzo un vettore