Studio Multicentrico Italiano sulla
legionellosi
Dipartimento di Scienze di
Sanità Pubblica
Paola Borella
Giornata di studio “LA LEGIONELLOSI NELLE STRUTTURE
OSPEDALIERE E TURISTICO-ALBERGHIERE” Perugia, 29 ottobre
2005
Aula Magna della Facoltà di Agraria, Università degli Studi di
Perugia
La Ricerca

MIUR - PROGRAMMI DI RICERCA SCIENTIFICA DI
RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE
Studio multicentrico sul rischio legionellosi in Italia:
diffusione ambientale di Legionella e valutazione
della frequenza di infezione e dei suoi fattori di
rischio in alcune realtà territoriali

SItI – Gruppo di lavoro
“Le infezioni da Legionella”

Sito web
www.legionellaonline.it
Studio Multicentrico sulla Legionellosi
Milano
Torino
Modena
Bologna
Roma
NapoliBari
Unità partecipanti
Catania
Caratteristiche del microrganismo
Agente etiologico
Legionella pneumophila e altre specie di
Legionella
Attualmente si riconoscono 48 specie
suddivise in 70 distinti sierogruppi
L. pneumophila è ritenuta responsabile
di circa l’85% dei casi
L. pneumophila sierogruppo 1 è
ritenuta responsabile fino all’ 84% di
tutti i casi
Legionella spp
Benson RF and Fields BS, Classification of the genus Legionella. Semin Respir Infect 1998; 13:90-99.
Obiettivi dello studio
Multicentrico Italiano
• Studiare la diffusione ambientale del microrganismo indagando
sui fattori legati alla colonizzazione e verificare l’efficacia dei
sistemi di bonifica.
• Stimare la prevalenza 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
Gruppo Multicentrico Italiano:
STUDIO AMBIENTALE
 Analisi di campioni di acqua calda sanitaria in
abitazioni, alberghi ed ospedali
 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
Letteratura
Contaminazione da Legionella spp nei
campioni di acqua calda domestici
Legionella
spp.
totale
L. pneum.
sgr. 1
L. pneum.
sgr.
2-14
Legionella
spp.
33/146
(22,6)
6/33
(18,2)
19/33
(57,6)
8/33
(24,2)
1,17 x 103
0,96 x 103
0,94 x 103
2,30 x 103
1- 9,9 x 102
15/33 (45,4)
3/6 (50,0)
9/19 (47,4)
3/8 (37,5)
103- 9,9 x 103
15/33 (45,4)
3/6 (50,0)
8/19 (42,1)
4/8 (50,0)
3/33 (9,2)
0/6 (0,0)
2/19 (10,5)
1/8 (12,5)
Positivi n(%)
Carica (ufc/l)
Media
geometrica
Categorie
n (%)
 104
Fattori di rischio associati alla contaminazione
da Legionella negli impianti idrici domestici
(Regressione logistica multipla)
Legionella spp
presente/assente
OR (95% IC)
Sistema di riscaldamento centralizzato
4,88 (1,61-14,76)
Distanza dal serbatoio >10 metri
4,55 (1,55-13,33)
Vetustà impianto >10 anni
3,68 (1,25-10,82)
Zn >100 microgrammi/litro
4,49 (1,52-13,30)
Cu >50 microgrammi/litro
0,08 (0,01-0,97)
P.Borella et al. Risk factors associated with the presence of legionellae in domestic hot waters.
Emerging Infectious Disease, 2004, 10 (3): 457-64.
Associazione degli elementi in traccia con la
contaminazione microbica delle acque domestiche
Cu >50 g/L
n (%)
OR (95% CI)
Mn >3 g/L
n (%)
OR (95% CI)
Legionella spp
negative (n = 113)
positive (n = 33)
20 (17.7)
0.14 (002-1.13)*
48 (42.5)
2.37 (1.06-5.30)*
Pseudomonas spp
negative (n = 90)
positive (n = 56)
13 (14.4)
Total count at 22 °C
<=100 cfu/mL (n = 111)
>100 cfu/mL (n = 35)
17 (15.3)
Total count at 36 °C
<=100 cfu/mL (n = 84)
>100 cfu/mL (n = 62)
14 (16.7)
1 (3.0)
21 (63.6)
0.99 (0-38-2.56)
8 (14.3)
0-67 (0.34-1.31)
23 (41.1)
0.71 (0.22-2.28)
45 (40.5)
0.64 (0.24-1.68)
27 (32.1)
4 (11.4)
7 (11.3)
46 (51.5)
24 (68.6)
42 (67.7)
3.20 (1.43-7.18)**
4.43 (2.20-8.95)***
Da Borella et al. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology,
2003; 17 (suppl 1): 27-43
Distribuzione di Legionella in rapporto al tipo
di impianto di riscaldamento dell’acqua
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
Odds Ratio 1,95
95% Intervallo di Confidenza 0,8-4,75
p=0,083
Letteratura
Distribuzione di Legionella e
Pseudomonas negli alberghi
Legionella spp.
Pseudomonas spp.
Hotels
n (%)
Total samples
n (%)
Hotels
n (%)
Sampled
points
n (%)
Total
30/40 (75.0%)
72/119 60.5%)
18/40 (45.0%)
33/119 (27.7%)
Milan
4/5 (80.0%)
11/17 (64.7%)
1/5 (20.0%)
3/17 (17.6%)
Modena
7/10 (70.0%)
12/22 (54.5%)
8/10 (80.0%)
14/22 (63,6%)
Bologna
7/10 (70.0%)
28/44 (63.6%)
7/10 (70.0%)
12/44 (27.3%)
3/5 (60.0%)
6/16 (37.5%)
2/5 (40.0%)
4/16 (25.0%)
9/10 (90.0%)
15/20 (75.0%)
0/10 (0.0%)
0/20 (0.0%)
2.13 (ns)
5.93 (ns)
16.97 (<0.002)
22.75 (<0.001)
Naples
Bari
χ2(P)
Caratteristiche della contaminazione
da Legionella negli alberghi
Legionella spp.
total
Legionella
pneumophila
sg 1
Legionella
pneumophila
sg 2 to 14
Unknown
Legionella
spp.
72/119 (60.5%)
33/119 (27.7%)
41/119 (34.5%)
11/119 (9.2%)
103 CFU liter-1
n. (%)
45/72 (62.5%)
25/33 (75.8%)
20/41 (48.8%)
10/11 (90.9%)
104 CFU liter-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
Positive samples
n. (%)
Count*
(CFU liter-1)
Geometric mean
(*) only positive samples
Tipizzazione con metodo PFGE: dendrogramma
ricavato dall’analisi di macrorestrizione
Dice (Tol 1.0%-1.0%) (H>0.0% S>0.0%) [0.0%-100.0%]
100
sg 1
sg 2
sg 3
sg 4
sg 5
sg 6
sg 7
sg 8
sg 9
sg 10
sg 11
sg 12
sg 13
sg 14
sg 15
90
80
70
60
50
serogroup
40
30
PFGE
.
MO
Ho q-2
1
.
MO
Ho q-4
1
.
MO
Ho q-5
1
.
MO
Ho q-1
6
.
MO
Ho q-3
6
.
BO
Ho m-1
1
.
BO
Ho l-1
3
.
MO
Ho l-1
6
.
MO
Ho m-1
6
.
BO
Ho j-1
3
.
BO
Ho j-2
6
.
MO
Ho p-1
9
.
BO
Ho k-1
1
.
BO
Ho i-1
1
.
MO
Ho l-2
1
.
MO
Ho r-2
6
.
MO
Ho r-1
9
.
MO
Ho n-1
6
.
MO
Ho o-1
6
.
MO
Ho s-1
9
.
NA
Ho e-1
1
.
BO
Ho n-1
3
Nessuna similarità genetica negli isolati raccolti in diversi hotel
Fattori di rischio associati alla contaminazione degli
hotels. Regressione univariata
Characteristic
Hotel age
(yr)
20 (n. 51)
>20 (n. 68)
60 (n. 109)
>60 (n. 10)
OR (95% CI)
Sampling
temp. (°C)
L. pneumophila
sg 2 to 14
n. (%)
Pseudomonas
spp.
n. (%)
24 (47.1)
48 (70.6)
16 (31.4)
17 (25.0)
7 (13.7)
34 (50.0)
11 (21.6)
22 (32.4)
71 (65.1)
1 (10.0)
32 (29.4)
1 (10.0)
0.06(0.007-.49)*** 0.27(0.03-2.20)
55 (n. 105)
>55 (n. 14)
OR (95% CI)
Total
hardness
(°F)
OR (95% CI)
L. pneumophila
sg 1
n. (%)
2.70 (1.26-5.76)** 0.73 (0.32-1.63)
OR (95% CI)
Operating
temp. (°C)
Legionella spp.
total
n. (%)
20 (n. 29)
>20 (n. 90)
6.29 (2.49-5.9)*** 1.74 (0.75-4.02)
41 (37.6)
0
30 (27.5)
3 (30.0)
0.62(0.54-0.72)*
1.13(0.27-4.65)
67 (63.8)
5 (35.7)
29 (27.6)
4 (28.6)
40 (38.1)
1 (7.1)
29 (27.6)
4 (28.6)
0.31 (0.10-1.00)*
1.05 (0.31-3.61)
0.12 (0.02-0.99)*
1.05 (0.30-3.61)
23 (79.3)
49 (54.4)
18 (62.1)
15 (16.7)
5 (17.2)
36 (40.0)
5 (17.2)
28 (31.1)
0.31 (0.12-0.84)*
0.12 (0.05-0.31)*** 3.20 (1.12-9.16)*
2.17 (0.75-6.27)
Fattori di rischio associati alla contaminazione degli
hotels. Regressione univariata
Characteristic
Free chlorine
(µg liter-1)
100 (n. 79)
>100 (n. 40)
OR (95% CI)
Copper
(µg liter-1)
 50 (n.108)
> 50 (n. 11)
OR (95% CI)
Zinc
(µg liter-1)
OR (95% CI)
 200 (n.48)
> 200 (n.57)
Legionella spp.
total
n. (%)
L. pneumophila
sg 1
n. (%)
L. pneumophila
sg 2 to 14
n. (%)
Pseudomonas
spp.
n. (%)
46 (58.2)
26 (65.0)
17 (21.5)
16 (40.0)
32 (40.5)
9 (22.5)
28 (35.4)
5 (12.5)
1.33 (0.60-2.93)
2.43 (1.06-5.57)*
0.42 (0.18-1.00)*
0.26
(0.09-0.74)**
69 (63.9)
3 (27.3)
31 (28.7)
2 (18.2)
40 (37.0)
1 (9.1)
31 (28.1)
2 (18.2)
0.21
(0.05-0.85)**
0.55 (0.11-2.70)
0.17 (0.02-1.38)
0.55 (0.11-2.70)
43 (78.2)
29 (45.3)
23 (41.8)
10 (15.6)
19 (34.5)
22 (34.4)
11 (20.0)
22 (34.4)
0.26(0.11.61)***
0.99(0.46-2.12)
2.09(0.91-4.84)
0.23
(0.10-0.52)***
Fattori di rischio per la contaminazione degli
alberghi - Regressione logistica multipla
Legionellaspp
totale
L.pneumophila
sg 1
L.pneumophila
sg2 to 14
Pseudomonasspp
Fattori
favorenti
Fattori
protettivi
VETUSTÀ
ALBERGO
RAME
TEMP > 60°C
CLORO LIBERO
DUREZZA
VETUSTA
ALBERGO
SOSTANZE
ORGANICHE
CLORO LIBERO
Distribuzione di L.pneumophila in rapporto alle
concentrazioni di cloro libero
Cloro libero (mg/l)
Abitazioni
Alberghi
L. pneumophila
sg 1
78,0
41,3
L. pneumophila
sg 2-14
2,6
17,7
3,81 (<0,001)
1,37 (ns)
t (p)
Contaminazione 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
Considerazioni
Legionella spp è un germe acquatico che trova il
suo habitat ideale negli ambienti caldo-umidi, è
capace di sopravvivere in condizioni sfavorevoli agli
altri germi (temperatura elevata, presenza di
biocidi, ecc.) e si moltiplica in nicchie ecologiche
particolari (amebe e altri protozoi, biofilm).
Per questo, si ritrova spesso, ed in concentrazioni
elevate, nell’acqua calda sanitaria di case, alberghi,
campeggi, centri sportivi, ospedali, case di riposo,
ecc, oltre che nelle torri di raffreddamento degli
impianti di condizionamento di grandi edifici e in
ogni situazione in cui l’acqua ristagna a
temperatura di almeno 25°C.
Gruppo Multicentrico Italiano
STUDIO EPIDEMIOLOGICO

Sorveglianza attiva con ricerca dei casi di
legionellosi comunitaria e nosocomiale tra i pazienti
ricoverati affetti da polmonite

Ricerca dell’antigene urinario di L.pneumophila ed,
in caso di positività, isolamento colturale da
escreato e sieroconversione come conferma della
diagnosi

Reclutamento dei soggetti di controllo (1 sano e 1
con polmonite per ogni caso comunitario) per
indagare sui fattori di rischio per la legionellosi
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
Protocollo della sorveglianza
Dal 2001, è stato attivato un protocollo di sorveglianza attiva
su tutti i pazienti ricoverati per polmonite
Tipi di polmonite:
 tutte le forme comunitarie ricoverate e/o visitate al
Pronto Soccorso
 tutti i casi sospetti nosocomiale
Criteri di inclusione
 adulti con più di 18 anni
 polmonite diagnosticata clinicamente e/o radiologicamente
senza identificazione dell’agente etiologico
Schema della sorveglianza
 Raccolta delle urine, dell’espettorato e del siero da ciascun paziente
 Test diagnostici: ricerca dell’antigene urinario di L.pneumophila,
seguita quando possibile da isolamento colturale del germe
dall’espettorato o altro materiale (i.e. BAL), e sieroconversione come
test di conferma;
 Compilazione del questionario: informazioni sulle caratteristiche
del paziente e della malattia;
 Periodo della sorveglianza: da settembre 2001 a settembre 2004
per reclutare oltre 6.000 polmoniti;
Gruppo Multicentrico Italiano
Ospedali partecipanti
• Policlinico di Modena
• Ospedale “Le Molinette” di Torino
• Ospedale “San Raffaele” di Milano
• Policlinico “S.Orsola” di Bologna
• Policlinico “Agostino Gemelli” di Roma
• Policlinico di Napoli
• Policlinico di Bari
• Ospedale “Vittorio Emanuele II” di Catania
Risultati relativi agli anni 2001-2002
Su 2438 polmoniti sorvegliate sono stati riscontrati
85 casi di legionellosi
con una frequenza pari al 3,5%
Di questi:
77 erano comunitari
8 erano nosocomiali
59 casi e 117 controlli sono stati reclutati per lo studio casocontrollo
P. Borella et al. The Italian multicentric study on legionnaires’ disease: active
surveillance to detect cases and investigation on risk factors. 19th EWGLI Meeting
Chamonix 15-18 May 2004
Valutazione economica della sorveglianza
clinica sui casi comunitari e nosocomiali
Diagnosi con test urinario, solo costi vivi
•Stima dei costi addizionali per la diagnosi:
200 - 260 euro x ogni paziente diagnosticato
•Stima dei costi aggiuntivi per un ospedale di 800
posti letto:
4-5.000 euro/anno, dei quali
1.000 euro/ anno per i casi nosocomiali
P.Borella et al. (1999) Surveillance of legionellosis within a hospital in northern
Italy. May 1998 to September 1999. Eurosurveillance 4:118-20.
Considerazioni
La sorveglianza attiva condotta in sei
ospedali ha permesso di individuare circa
70 casi l’anno, con una prevalenza di
circa il 3% tra i casi ricoverati, e dimostra
l’importanza di un attento monitoraggio
clinico per riconoscere le polmoniti da
Legionella
Considerazioni
Includere la legionellosi nella diagnosi
differenziale dei pazienti affetti da
polmonite è un metodo efficace per
riconoscere sia i casi di origine
nosocomiale che quelli comunitari.
I costi aggiuntivi sono limitati e la
diagnosi tempestiva riduce il rischio di
morte dei pazienti.