Attualità in tema di malattie
trasmesse da alimenti
l’epidemia da E. coli O104:H4
Caterina Mammina
Professore associato di Igiene
Dipartimento di Scienze per la Promozione
della Salute “G. D’Alessandro”
Università degli Studi di Palermo

Nonostante




i progressi nel rispetto delle
pratiche igieniche
la legislazione più rigorosa
l’aumento della
consapevolezza dei
consumatori
le tecniche di trasformazione
più moderne ed efficaci
le malattie a
trasmissione
alimentare continuano
a rappresentare una
minaccia significativa
per la salute in tutto il
mondo
SIAMEG aprile – giugno 2011
214 casi di SEU
Clustering geografico
• Nord della Germania
• Epicentro Amburgo
Distribuzione per età e
sesso
• 87% età ≥ 18 anni
• 68% genere femminile
SIAMEG aprile -giugno 2011
Escherichia coli
O104:H4
Escherichia coli
produttori di
verocitotossine
(VTEC)
Ensalada
de pepino E coli O104:H4
o
Ingredientes:
produttori –di1 Comunidad
Shigatossine
Económica (STEC)
Europea
– 1 mercado globalizado
o
– 1 pepino variedad E. coli O104:H4
enteroemorragici
(EHEC)
– 1 rumor alemán
SIAMEG aprile -giugno 2011
Escherichia coli O157:H7
Suolo, reflui ed
acque superficiali
feci
Animali selvatici
Animali da
allevamento
Alimenti vegetali
(ortaggi crudi,
germogli)
Uomo
Alimenti di origine animale
(carne bovina tritata,
latte crudo
Casi secondari
contagio interumano
SIAMEG aprile - giugno 2011
Democratic Staff Report, US Senate Agriculture Committee (1998)
“Animal Waste Pollution in America, An Emerging National Problem”
Stime USA, 1997
• 5 tonnellate di
liquami
animali /
persona/ anno
• 130 volte di
più rispetto
alla quantità di
origine umana
a.nastasi - unifi
1982 E.coli O157 identificato come patogeno
1982, USA e Canada
Epidemie di diarrea emorragica
grave associata al consumo di
hamburger in catene di fast-food
E.coli O157:H7 isolato da casi e
hamburger
E.coli O157:H7
Sierotipo raro mai associato precedentemente con
malattia nell’uomo
SIAMEG aprile - giugno 2011
1983 E.coli O157 produce verocitotossine
Quasi identica alla tossina di Shigella
disenteriae (Shiga tossina)
O'Brien et al. E.coli O157:H7 strains associated with haemorrhagic colitis in the United
States produce a Shigelladysenteriae1 (SHIGA) like cytotoxin. Lancet. 1983 Mar 26;1:702.
1983 E.coli O157 e SEU
E. coli O157 (ed altri STEC) è l’agente etiologico
della SEU, la prima causa di insufficienza renale
acuta nell’infanzia
Karmali, et al. Sporadic cases of haemolytic-uraemicsyndrome associated with
faecalcytotoxinand cytotoxin-producing Escherichia coli in stools. Lancet. 1983 Mar
19;1(8325):619-20.
SIAMEG aprile - giugno 2011
1987 E. coli O157 è un patogeno zoonotico
I ruminanti sani, ed in particolare i bovini, sono
il serbatoio di E. coli O157 (ed altri STEC)
Orskov, et al. Cattle as reservoir of verotoxin-producing Escherichia coli O157:H7.
Lancet. 1987; 2: 276.
SIAMEG aprile - giugno 2011
E. coli O157 è un patogeno dalle caratteristiche
molto allarmanti sul piano clinico e della sanità
pubblica
•
•
•
Provoca manifestazioni cliniche gravi con una
elevata letalità e possibili conseguenze a lungo
termine (IRC, ipertensione, CVD)
Ha una dose infettante estremamente bassa (110 ufc)
È in grado di provocare vaste epidemie
trasmesse da alimenti e amplificate dal contagio
interumano
SIAMEG aprile - giugno 2011
Shigatossine o verocitotossine
•
•
•
•
Stx
Inibizione della sintesi
proteica
Letali per gli animali
da laboratorio
Effetto citopatico su
molte linee cellulari
Particolarmente attive
sulle cellule
endoteliali
Subunità A
Subunità B
SIAMEG aprile - giugno 2011
Stx non sufficienti a provocare malattia
Attaching/Effacing
adhesion alla mucosa
intestinale
STEC
associati a
diarrea
emorragica
e SEU
STEC
Molti sierotipi
Appartiene ad un ristretto
numero di sierotipi – O157, O26,
O111, O103,….
conosciuti come E. coli
enteroemorragici
SIAMEG aprile - giugno 2011
Fattori di virulenza di Escherichia coli O157
Locus of enterocyte effacement
Da Alfredo Caprioli, ISS
SIAMEG aprile -giugno 2011
Evoluzione di Escherichia coli O157
EHEC O157:H7
sor- βglu EHEC O157:H7 sorEHEC O157:H7 e O157:H-
EHEC O55:H7
Da Alfredo Caprioli, ISS
SIAMEG aprile -giugno 2011
Cambiamenti nell’eco-epidemiologia di
Escherichia coli O157
Anni ’80
Episodi epidemici
limitati associati a
catering, refezione
scolastica, asilinido
Anni ’90
Vasti episodi
epidemici in
comunità molto
estesi su scala
spazio-temporale
SIAMEG aprile -maggio 2011
Cambiamenti dell’industria zootecnica
. allevamenti meno numerosi e più affollati
. ruolo dell’alimentazione?
Cambiamenti dell’industria di trasformazione
. il 70% della carne consumata negli USA è carne tritata
preparata in grandi centri multistato
Cambiamenti delle abitudini dei consumatori
. non c’è stato un aumento del consumo di carne tritata negli
USA negli ultimi 20 anni, ma è aumentata la porzione
consumata fuori casa.
. tra il 1967 e il 1982 la spesa per pasti consumati nei fast-food
è aumentata negli USA del 224%.
a.nastasi - unifi
USA epidemia multistato da E. coli O157:H7
1993
•
•
•
•
•
Catena di fast-food
Numerosi Stati
Hamburger cotti
parzialmente
Più di 700 casi
4 morti
SIAMEG aprile - giugno 2011
Scozia epidemia da E. coli O157:H7
1997
•
•
•
•
SIAMEG aprile - giugno 2011
512 casi
17 morti
“Steak-pie”
Crosscontaminazione
con carne cruda
Giappone epidemia da E. coli O157:H7
1996
•
•
•
•
•
SIAMEG aprile - giugno 2011
germogli di
ravanello
mensa
scolastica
circa 10.000
casi
121 casi di SEU
8 morti
Some important E. coli O157:H7 Outbreaks in the World
Country
Year
No of cases
Complications
Japan
1996
>5499
(students)
12 deaths
Radish
sprout
USA
1999
321
-
Beef
Canada
2000
27
5 deaths
Water
Sweden
2002
39
-
Fermented
sausage
USA
2002
34
5 HUS
Ground beef
Netherlands 2005
32
-
Steak tartare
USA
376
3 deaths
Fresh
spinach
2006
SIAMEG aprile -giugno 2011
Infection
source
a.nastasi - unifi
2006 Multi-State Spinach
E. coli O157: H7 Outbreak
a.nastasi - unifi
Epidemie di E. coli O157:H7 associate a prodotti vegetali
54 casi
lattuga
14 casi
sidro di mela
70 casi
sidro di mela
96 casi
germogli
108 casi
germogli
27 casi
cavolo
30 casi
cavolo
7 casi
sidro di mela
SIAMEG aprile -giugno 2011
Epidemia idrica da Escherichia coli O157, Canada
Contaminazione
dell’acquedotto municipale
•
•
•
Popolazione 5.000
Casi
2.300
Morti
7
SIAMEG aprile - giugno 2011
Escherichia coli O157
contatto diretto o indiretto con animali




Fattorie
didattiche
Zoo
Fiere
Campeggi
SIAMEG aprile - giugno 2011
Escherichia coli O157
contatto diretto o indiretto con animali
SIAMEG aprile - giugno 2011
VTEC oltre O157:H7
Un gruppo eterogeneo
Condividono con O157:H7 la capacità di produrre
verocitotossine
• Diarrea
• Diarrea ematica (colite emorragica)
• Sindrome emolitico-uremica (SEU)
Bambini ed anziani – suscettibilità più elevata
• più di 400 sierotipi isolati dall’uomo
• >90% delle infezioni sono causate da <10 sierotipi
SIAMEG aprile - giugno 2011
Epidemie da VTEC non O157
SIAMEG aprile - giugno 2011
SIAMEG aprile - giugno 2011
Sierogruppi VTEC da SEU
SIAMEG aprile - giugno 2011
Epidemia da Escherichia coli O145, USA
SIAMEG aprile - giugno 2011
Epidemia da Escherichia coli O145 e O26,
Belgio 2007
SIAMEG aprile - giugno 2011
Epidemia da Escherichia coli O26:H11, Danimarca 2007
SIAMEG aprile – giugno 2011
VTEC O111 – USA, 2008
SIAMEG aprile - giugno 2011
VTEC O103, Norvegia 2007
N.ro di casi
(bambini)
17
N.ro casi SEU
10 (1 decesso)
Fonte: salame tradizionale a base
di carne di pecora
SIAMEG aprile - giugno 2011
VTEC O111 –USA, 1999
SIAMEG aprile - giugno 2011
VTEC O121 – USA 1999
N.ro di casi
11
N.ro casi SEU
3
Esposizione a rischio: nuotare in
un lago
SIAMEG aprile - giugno 2011
…. e in Italia?
SIAMEG aprile - giugno 2011
VTEC O111: epidemia di SEU in Italia, 1992
SIAMEG aprile - giugno 2011
VTEC O26: cluster di SEU in Italia, (1997-2007)
SIAMEG aprile - giugno 2011
In Italia
SIAMEG aprile -maggio 2011
SIAMEG aprile - giugno 2011
Initially monitoring should concentrate on VTEC
O157 since this serotype is most frequently
associated with severe human infections
(including HUS) in the EU.
Monitoring should then be extended to other
seropathotypes (e.g. those of O26, O103, O145
and O111) that are identified as pathogenic for
humans, based on the periodical analysis of
human disease and epidemiological data.
SIAMEG aprile - giugno 2011
Ricerca di E. coli VTEC non O157 negli alimenti
SIAMEG aprile -giugno 2011
Ricerca di E. coli VTEC negli alimenti
Metodi specifici per sierogruppo
25 g
VTEC O157
Altri VTEC
SIAMEG aprile -giugno 2011
Ricerca di E. coli VTEC non O157 negli alimenti
Non esistono aspetti peculiari in grado
di differenziare i VTEC non O157
(tranne pochissimi) dagli altri E. coli
SIAMEG aprile -giugno 2011
Ricerca di E. coli VTEC non O157 negli alimenti
altri
Da Alfredo Caprioli, ISS
SIAMEG aprile -giugno 2011
Prevenzione delle infezioni da EHEC

Allevamento
 Macellazione
 Dettaglio/catering/
Controllo visivo consumo
 Buone

della
contaminazione 
fecale

Pulizia degli

strumenti
Eviscerazione e
scuoiamento molto


accurati
 Separazione delle
La colonizzazione al carcasse

momento non può
 ….
essere evitata
pratiche
zootecniche
Appropriato 
smaltimento
liquami

Attenzione alle
visite!
Segregazione
crudo/cotto
Confezionamento
igienico
Addestramento
del personale
Educazione dei
consumatori
O104:H4
SIAMEG aprile - giugno 2011
Outbreak of Shiga toxin-producing E. coli in
Germany (23 June 2011)
EU Member States
reporting cases
Number of HUS cases
(deaths)
Number of non-HUS STEC
cases (deaths)
Sweden
18 (1)
30 (0)
The United Kingdom
3 (0)
3 (0)
862 (30)
2 930 (13)
News since 22 June, 11:00:
1 (0)
3 (0)
In Austria
the EU/EEA, 862 HUS cases,
including 30 deaths,
and
Czech Republic
0 (0)
1 (0)
2 930
non-HUS cases, including
13 deaths, have
been
Denmark
9 (0)
13 (0)
reported
so far (see table for distribution
per country).
France
0 (0)
2 (0)
Today,
additional HUS
Germany Germany reports eight
823 (29)
2 865cases
(13)
Greece
(0)
1 (0)
and
two new HUS deaths. It0 also
reports 79 additional
Luxembourg
1 (0)
(0)
non-HUS
STEC cases and one
new non-HUS1death.
The Netherlands
4 (0)
5 (0)
Sweden
reports three additional
non-HUS STEC1 (0)
cases who
Norway
0 (0)
visited
latest known date
Poland Germany mid-May. The
2 (0)
1 (0) of onset
ofSpain
diarrhoea for cases is 161June.
(0)
1 (0)
Total
Incidence of the Hemolytic–Uremic
Syndrome According to County in
Germany.
Frank C et al. N Engl J Med 2011. DOI: 10.1056/NEJMoa1106483
Epidemiologic Curve of the Outbreak.
Frank C et al. N Engl J Med 2011. DOI: 10.1056/NEJMoa1106483
Incidence of the Hemolytic–Uremic Syndrome (HUS) in the Outbreak According
to Age Group and Sex.
Frank C et al. N Engl J Med 2011. DOI: 10.1056/NEJMoa1106483
Lo stipite epidemico
•
E. coli tipico lattosio positivo, sorbitolo fermentante e β-glicuronidasi
positivo
•
gene per Shiga-tossina stx2 variante stx2a
•
assenti i geni tipici degli STEC, come eae
•
possiede geni tipici degli E. coli enteroaggregativi (aggR, aggA, aggC)
collocati su un plasmide di virulenza
•
RESISTENTE ai β-lattamici (penicilline e cefalosporine) e parzialmente
resistente ai fluorochinoloni (acido nalidixico) (ESBL TEM1 + CTX-M-15)
•
SENSIBILE a carbapenemi e ciprofloxacina
SIAMEG aprile - giugno 2011
IMPORTANTI DIFFERENZE rispetto a
precedenti epidemie da STEC
La variante di Shiga tossina dello stipite
1. La SEU rappresenta il epidemico
25% dei ècasi
stata accertati
precedentamente
identificata
in Germania
da rari
2. La maggior parte dei casi
in adulti
(89%),solo
con
di O157:H-, sorbitolo
predominanza delle donne stipiti
fermentanti, un patogeno
3. L’agente etiologico O104:H4ipervirulento nei bambini ed
associato ad alta letalità
Lo stipite epidemico combina le proprietà di virulenza di due diversi
patotipi di E. coli: E. coli enteroaggregativo ed E. coli enteroemorragico
IPOTESI: è un tipico stipite enteroggregativo che ha
acquisito il batteriofago che codifica la tossina stx2a
L’origine di quest’epidemia potrebbe NON essere
zoonotica
SIAMEG aprile -maggio 2011
SIAMEG aprile -maggio 2011
…….
As of the time of this report, the German outbreak is not over, although case
numbers are currently declining. Raw produce or salad condiments are
suspected as the food vehicle. Investigations are ongoing.
SIAMEG aprile - giugno 2011
Grazie!
SIAMEG aprile - giugno 2011