Corso di Aggiornamento Teorico-Pratico
PREVENZIONE E CONTROLLO DELLA CONTAMINAZIONE DA LEGIONELLA E ALTRI GERMI ACQUATICI.
AGGIORNAMENTI SU PROCEDURE E TECNICHE DI DISINFEZIONE
Modena 22 gennaio 2009
Metodi chimici di disinfezione:
agenti ossidanti
Savina Ditommaso
Dipartimento di Sanità Pubblica e di Microbiologia.
Università di Torino
Agenti ossidanti
Cloro (ipoclorito di sodio, biossido di cloro, monoclorammina)
Acido peracetico
Ozono
Perossido di idrogeno e argento
Valutazione di efficacia
Per ogni nuovo metodo di disinfezione servirebbero
valutazioni standardizzate secondo le seguenti fasi:
Dimostrazione di efficacia in vitro nei confronti di
legionella
Esperienze di efficacia sul campo su singoli impianto
Studi controllati per valutare l’efficacia a lungo termine
(mesi, anni) nel controllo di legionella nell’impianto e nella
prevenzione di casi di legionellosi in singoli ospedali
Consolidamento dei risultati ottenuti in fase 3 mediante la
raccolta di dati ottenuti in molti ospedali (fase di validazione).
Quali presupposti per una
sperimentazione “sul campo”?
• Informazioni sul “pre”
• N° sufficiente di prove microbiologiche
• Buona conoscenza delle caratteristiche dell’impianto e
delle condizioni sperimentali
• Sperimentazioni di metodi singoli
Raccomandazioni….
Linee guida ……..
Evidenze
Studi
metodologicamente
di buona qualità
World health
organisation
Legionella and the prevention of legionellosis
World Health Organization
1. Legionella 2. Legionellosis — prevention and control 3. Legionnaires’
disease — prevention and control 4. Water supply 5. Swimming pools 6.
Health facilities 7. Ships 8.Disease outbreaks — prevention and control
ISBN 92 4 156297 8 (NLM classification: WC 200)
© World Health Organization 2007
IA
Implementazione fortemente raccomandata e
supportata da studi sperimentali, clinici o
epidemiologici ben disegnati
IB
Implementazione fortemente raccomandata e
supportata da alcuni studi sperimentali, clinici o
epidemiologici e da un forte razionale teorico
IC
II
Richiesta per legge
U
Tema non risolto
Implementazione suggerita e supportata da
studi clinici o epidemiologici, da un razionale
teorico o dal consenso di esperti
IB
Cloro >= 2 mg /l (c.
continua)
20-50 mg/l (c. shock)
Innalzamento termico
U
Biossido di cloro
Metalli pesanti
Ozono
Ultravioletti
Implementazione fortemente
raccomandata e supportata da
alcuni studi sperimentali, clinici o
epidemiologici e da un forte
razionale teorico
Tema non risolto
•Acido peracetico
•Monoclorammina
•Perossido di idrogeno
Non sono citati
CLORO
Studi in vitro
Articolo
Metodi
Comparative Assessment of Chlorine, Heat,
Ozone, and UV Light for Killing Legionella
pneumophila within a Model Plumbing
System
Muraca P. et al. 1987 Appl Environ Microbiol.
Impianto pilota
Susceptibility of Legionella pneumophila to
chlorine in tap water.
0.1 mg/l x 30-60’
0.5 mg/l x 5’
Kuchta JM et al. 1983
Appl Environ Microbiol.
Risultati
Riduzione di
5 log.
4-6 mg/l x 5h
Riduzione di
2 log.
IPERCLORAZIONE CONTINUA
Articolo
Legionnaires' disease associated with a
hospital water system. A five-year
progress report on continuous
hyperchlorination
Metodi
Durata
Continuous Hyperchlorination of a
Potable Water System for Control of
Nosocomial Legionella pneumophila
Infections
Massanari RM et al 1984
Proceedings of the Second Int. Symposium
Colonization of a water system by
Legionella organisms and nosocomial
legionellosis: a 5-year report from a
large Italian hospital.
Ditommaso S. et al. Infect Control Hosp
Epidemiol. 2006
Prima:
29 % punti positivi
16 casi in anno
Dopo:
<5% punti positivi
4 casi in 5 anni
Posti letto 940
8 mg/; 3-5 mg/l
Sorveglianza clinica
5 aa
Posti letto 900
2 -5mg/l
Sorveglianza clinica
17 mesi
Prima:
37 % punti positivi
7 casi 5 mesi
Dopo:
7% positivi dopo 6 mesi
andamento fluttuante
nessun caso in 17 mesi
Posti letto 1076
8 mg/l
Sorveglianza clinica
16 mesi
Prima:
21 % punti positivi
3 casi in un mese
Dopo:
2 punti positivi/400
nessun caso in 16 mesi
Posti letto 1400
2-3 mg/l
Sorveglianza clinica
5 aa
Helms CM et al. JAMA. 1988 *
Reduction in Legionella pneumophila
through heat flushing followed by
continuous supplemental chlorination
of hospital hot water
Snyder MB et al. J Infect Dis. 1990*
Risultati
Prima:
47 % punti positivi
9 casi in un anno
Dopo:
6% punti positivi dopo 16
mesi
10 casi
CONCLUSIONI
Studi di buona qualità (durata dello studio, n° di campioni
ambientali analizzati, descrizione puntuale dell’esperienza).
Tutti concordano sulla efficacia della clorazione continua nella
riduzione della circolazione di legionella nell’impianto.
Nei primi tre è dimostrata l’efficacia anche nella riduzione del
n° di casi.
Nella nostra esperienza (Ditommaso) la ricaduta sulla
prevenzione dei casi è stata osservata negli anni successivi
(dati non pubblicati).
IPERCLORAZIONE SHOCK
Articolo
Nosocomial outbreak of Legionnaires'
disease: molecular epidemiology and
disease control measures.
Johnston JM. et al. Infect Control. 1987 *
Metodi
4 mg/l torri
15-20 mg/l impianto
17 mg/l serbatoi
mensile
Sorveglianza clinica
Durata
6 mesi?
quante
clorazioni
sull’impianto?
per quanto
tempo la
sorveglianza ?
Risultati
Prima:
46 % punti positivi
4 casi in un mese/
implicata 1 torre
Dopo:
punti negativi
nessun caso dopo
l’introduzione della
bonifica mensile dei
serbatoi
Legionella spp. in a hospital hot water
system: effect of control measures.
Ezzeddine H et al. J Hosp Infect. 1989 *
900 posti letto
1985 6 mg/l x 6h
serbatoio (una volta)
1986 eliminato
serbatoio di
miscelazione
1987 accelerazione
flusso
3 aa
Analisi
microbiolo.
Prima:
100 % punti positivi
15 casi in 6 anni
1981-1986
Dopo:
60% punti positivi
1 caso/anno
Prevention of Legionella infections in a bone
marrow transplant unit: multifaceted
approach to decontamination of a water
system.
11 posti letto
10 mg/l x 30’
mensilmente nel
reparto di trapianto
di midollo
Confronto incidenza
con altro reparto di
medicina
3 aa ½
Prima:
5 camere i positive
2 casi in 2 mesi
Dopo:
0% punti positivi
1 caso/in 3 anni e
mezzo
Matulonis U et al. Infect Control Hosp Epidemiol.
1993
IPERCLORAZIONE SHOCK
Articolo
Valutazione dell'efficacia di interventi di
disinfezione di impianti idrici ospedalieri
contaminati da legionella.
Ditommaso S.et al. GIIO 2000
Long-term persistence of a single Legionella
pneumophila strain possessing the mip
gene in a municipal shower despite
repeated cycles of chlorination.
Cooper I et al. J Hosp Infect. 2008
Metodi
25 mg/l 3h
50 mg/l 4 ore
Durata
16 mesi
Efficacia a breve
termine
Ricolonizzazione
impianto dopo 15-30
gg dal trattamento
2 aa 1/2
Continua
ricolonizzazione
dell’impianto
No Sorveglianza
clinica
5 cicli 50 mg/l 1h
Risultati
CONCLUSIONI
I lavori primari su cui si sono basati anche i CDC * per raccomandare la clorazione
shock sono in realtà pochi. In particolare i due citati sono abbastanza confusi nella
descrizione delle esperienze.
Johnston parla di clorazione dell’impianto con 15-20ppm ma non è chiara la
frequenza; non è specificata la durata del monitoraggio ambientale e della
sorveglianza clinica.
Anche il lavoro di Ezzeddine è abbastanza carente dal punto di vista metodologico:
interventi sporadici sull’impianto (clorazione con 6ppm, eliminazione del serbatoio di
miscelazione e accellerazione del flusso di acqua di ricircolo); analisi di laboratorio
effettuate in parte mediante semina diretta del campione. Probabilmente la riduzione
dei casi è attribuibile alla adozione di altre misure quali utilizzo di acqua sterile nei
nebulizzatori ed umidificatori.
Nella nostra esperienza la clorazione shock si è dimostrata efficace, il problema
cruciale è la persistenza dell’effetto: i controlli microbiologici effettuati
nell’immediato e a 15 giorni dall’intervento hanno dimostrato che l’impianto rimane
bonificato per circa 15 giorni; il momento critico è quello intorno ai 30 giorni quando
generalmente si osserva una ricomparsa della contaminazione.
BIOSSIDO DI CLORO
studio in vitro
Articolo
Metodi
Prevention and control of health careassociated waterborne infections in health
care facilities.
Impianto pilota
0.2 mg/l
Exner M, et al Am J Infect Control. 2005.
Risultati
70 gg distruzione
batteri
60-170 gg
distruzione biofilm
BIOSSIDO DI CLORO
Articolo
Metodi
Durata
Comparison of chlorine and chlorine dioxide
disinfection for control of Legionella in a
hospital potable water supply.
Hamilton E. et al. J Hosp Infect. 1996
793 posti letto
1 reparto 0.5 –1 mg/l di
cloro (in entrata)
1 reparto 0.5 mg/l di
biossido di cloro (in
entrata)
6 mesi
A 17-month evaluation of a chlorine dioxide
water treatment system to control
Legionella species in a hospital water
supply.
Srinivasan A et al. Infect Control Hosp Epidemiol. 2003.
154 posti letto
(chirurgia, oncologia,
trapianti)
0.8 mg/l
17 mesi
Prima:
41% punti positivi
Dopo:
4% punti positivi
No casi
2 anni
Prima:
40% punti positivi
Dopo:
50% punti positivi
Riduzione conta
2 casi trasmissione
microaspirazione
30 mesi
Prima:
60% punti positivi
Dopo:
10% punti positivi
Point-of-care controls for nosocomial
legionellosis combined with chlorine
dioxide potable water decontamination: a
two-year survey at a Welsh teaching
hospital.
Sorveglianza clinica
1000 posti letto
0.5 mg/l
Sorveglianza clinica
364 posti letto
0.5–0.7mg/ l(in entrata)
0.1–0.7mg/ l(in uscita)
Dopo 6 mesi:
28% punti positivi
12% punti positivi
Hosein IK et al. J Hosp Infect. 2005
Safety and efficacy of chlorine dioxide for
Legionella control in a hospital water
system.
Zhang Z. et al. Infect Control Hosp Epidemiol. 2007
Risultati
BIOSSIDO DI CLORO
Articolo
Persistence of the same strain of
Legionella pneumophila in the water
system of an Italian hospital for 15 years.
Metodi
Durata
dello
studio
4 anni
Risultati
0.4-0.5 mg/l
No riduzione della
cotaminazione
Sorveglianza clinica
6 casi
Scaturro M et al
Infect Control Hosp Epidemiol. 2007
Molecular epidemiology of Legionella
pneumophila serogroup 1 isolates
following long-term chlorine dioxide
treatment in a university hospital water
system.
Casini B et al.J Hosp Infect. 2008
5 anni
0.2–0.5mg/ l(in uscita)
Prima:
67% punti positivi
Dopo:
14% punti positivi
CONCLUSIONI
Nel lavoro di Hamilton e coll. si dimostra la maggior efficacia
del biossido del cloro rispetto al cloro libero, ma non sappiamo
in realtà quale fosse in partenza la contaminazione dei reparti
trattati con i due metodi.
Considerando gli altri lavori citati, ai fini di una riduzione
significativa della carica di legionella sembrerebbero utili
concentrazioni di biossido di cloro in uscita superiori a 0.5 mg/l.
MONOCLORAMMINA
studio in vitro
Articolo
Combining chlorination and chloramination
processes for the inhibition of biofilm
formation in drinking surface water system
models.
Momba MN, Binda MA.J Appl Microbiol. 2002;
Metodi
Impianto sperimentale
Risultati
0.35 mg/l di
monocloramina sono
sufficienti a inibire la
formazione di biofilm
MONOCLORAMMINA
Articolo
Effect of monochloramine disinfection of
municipal drinking water on risk of nosocomial
Legionnaires' disease.
Kool JL et al Lancet. 1999
Hospital characteristics associated with
colonization of water systems by Legionella and
risk of nosocomial legionnaires' disease: a
cohort study of 15 hospitals.
Kool JL et al
Metodi
Durata
Studio caso-controllo
(questionario)
32 epidemie
18 anni
32 ospedali con epidemie
48 ospedali come controllo
Analisi multivariata:tipo di
disinfettante residuo
Ospedali in cui
l’acqua presenta
residui di cloro sono
10 volte (RR) più a
rischio di avere
epidemie rispetto a
quelli che ricevono
acqua con residui di
cloramina
3 anni
11 ospedali acqua con
residui di monocloram.
4 ospedali acqua con
residui di cloro
Infect Control Hosp Epidemiol 1999
Risk of hospital-acquired legionnaires' disease
in cities using monochloramine versus other
water disinfectants.
Heffelfinger JD et al
Infect Control Hosp Epidemiol. 2003
Reducing Legionella colonization in water
systems with monochloramine.
Flannery B et al. Emerg Infect Dis. 2006
Studio caso-controllo
(questionario)
10 anni
108 ospedali senza casi
38 ospedali con casi
53 edifici
Conversione del sistema di
disinfezione e monitoraggio
microbiologico
Risultati
11 ospedali: con
legionella
4 ospedali: senza
legionella
% di siti positivi
correla con il rischio
di legionellosi
Gli ospedali che
ricevono acqua con
residui di cloramina
sono meno a rischio
di avere
casi/epidemie
(RR 0.2)
2 anni
Prima:
60% punti positivi
Dopo:
4% punti positivi
CONCLUSIONI
I due studi retrospettivi dimostrano l’efficacia della
monoclorammina nella prevenzione dei casi di legionellosi
(RR. 10.2; RR 0.2).
Nello studio prospettico si evidenza una elevata
associazione statistica (p= 0.0007) tra presenza di
monoclorammina e assenza di legionella. Inoltre emerge
che il rischio di infezione nosocomiale è associato con la
percentuale dei siti positivi piuttosto che con la
concentrazione di legionella nei campioni.
Anche il più recente lavoro di Flannery dimostra l’efficacia
della monoclorammina.
OZONO
Studi in vitro
Articolo
Metodi
Comparative Assessment of Chlorine, Heat, Ozone,
and UV Light for Killing Legionella pneumophila
within a Model Plumbing System
Muraca P. et al. 1987 Appl Environ Microbiol
Impianto pilota
Effects of three oxidizing biocides on Legionella
pneumophila serogroup 1.
0.1-0.3 mg/l x 5’
Domingue EL et al 1988 Appl Environ Microbiol
Risultati
Riduzione di 5 log.
1-2 mg/l x 3h
Cercare metodo
Riduzione di 2 log.
OZONO
Articolo
Metodi
Efficacy of ozone in eradication of Legionella
pneumophila from hospital plumbing fixtures.
Edelstein PH et al.
In vitro 0.32- 0.470.63 mg/l per 20min.
Appl Environ Microbiol. 1982
Water disinfection with ozone, copper and
silver ions, and temperature increase to control
Legionella: seven years of experience in a
university teaching hospital.
Blanc DS, J Hosp Infect. 2005.
Durata
2 mesi
3 gg 1 +-0.3 mg/l
3 settimane 0.5+-0.2
mg/l
tempo di contatto
18min
0.3 mg/l ozono residuo
2 anni
Risultati
0.32 mg/l riduzione
3 log
Efficace sui punti
terminali ma
contemporanea
riduzione delle
cariche di
legionella anche
nei reparti non
trattati
No riduzione % siti
positivi
CONCLUSIONI
Quelli riportati sono gli unici lavori pubblicati sull’efficacia
dell’ozono nei confronti di legionella negli impianti idrici.
In entrambi i lavori il metodo non si è dimostrato efficace.
Anche noi abbiamo partecipato ad una sperimentazione con
ozono in una azienda ospedaliera piemontese: purtroppo non è
stato possibile pubblicare i risultati negativi (divieto da parte
della ditta fornitrice dell’impianto) pur essendo le analisi
microbiologiche a carico dell’azienda sede di sperimentazione.
ACIDO PERACETICO
Articolo
Peracetic acid in the disinfection of a hospital
water system contaminated with Legionella
species.
Ditommaso S et al.
Infect Control Hosp Epidemiol. 2005
Control of Legionella pneumophila
contamination in a respiratory hydrotherapy
system with sulfurous spa water.
Leoni E et al
Infect Control Hosp Epidemiol. 2006
Metodi
Durata
Risultati
Studio in vitro
50 mg/l per 5’
Studio sul campo
50 mg/l per 30
1000 mg/l per 30’
2 anni
Efficace subito
(dopo una
settimana)
Ricolonizzazione
dopo in mese
20 mg/l per 12 ore
3 mesi
efficace sul ricircolo
no nei punti
terminali
(nebulizzatori)
CONCLUSIONI
L’acido peracetico è raccomandato per la bonifica di impianti
idrici soltanto dalle linee guida francesi (Gestion du risque lié
aux légionelles, 2001).
Esiste una sola esperienza di disinfezione di impianto idrico con
acido peracetico (Ditommaso). Come per l’iperclorazione
shock anche i trattamenti shock con acido peracetico non
consentono di mantenere l’impianto bonificato per tempi
lunghi.
Leoni e coll. hanno utilizzato il prodotto in una Spa con scarsi
risultati (efficace sull’acqua di ricircolo ma inefficace sulla
distribuzione finale (nebulizzatori e irrigatori nasali).
PEROSSIDO DI IDROGENO
Studio in vitro
Articolo
Metodi
Effectiveness of disinfectants used in cooling towers
against Legionella pneumophila.
Valutazione in vitro di
disinfettanti
normalmente usati per
disinfettare torri di
raffreddamento
García MT, Pelaz C. Chemotherapy. 2008
Risultati
Minima
concentrazione
battericida 1024
mg/l
Mancano studi di efficacia sul campo
CONCLUSIONI
Operare con metodologia scientifica
Programmare un numero adeguato di controlli
microbiologici per la verifica dell’efficacia sul campo
Ospitalità della sperimentazione concordata
anche economicamente
Possibilità di pubblicizzazione dei dati (positivi e
negativi)
…la nostra sperimentazione con
l’acido Peracetico….
PERACETIC ACID IN THE DISINFECTION OF A HOSPITAL WATER SYSTEM CONTAMINATED
WITH LEGIONELLA SPECIES. (Ditommaso et al. 2005)
25000
25000
20000
20000
P AA
50ppm
P AA
50ppm
P AA
50ppm
23000
Fase 1
PAA
50ppm
Fase 2
19900
20000
15000
15000
10400
10300
9000
10000
10000
7200
5700 5900
6600 6300
5000 5100
5000
2600
1100
100 400 600 0 400 300
0
0
7
7100 6600
6300
5100
5000 3100
2600
100 0 0 200 0 100
0 0 100 0 0 0
100 0 100 0 0 0
9
18
30
0
27
0
50.000
80000
76000
Fase 3
60000
P AA
50 ppm
PAA
50 ppm
50.000
47.200
70000
PAA
50 ppm
52
50.000
Fase 4
70000
P AA
50 ppm
2900
2100
1100
PAA
P AA
50 ppm
40.000
41.400
40.000
1000ppm
27.800
50000
41000
30.000
40000
20.500
31100
30000
25800
24300
20100
17600
20000
27000
24700
11800
9200
7300
6500
3200
13.800
7.900
13900
10700
10000
14.500
22000
16400
14500
20.000
10.000
7900
10.000
5900
4.400
3.300
5900
5600
1.300
100
1500
0
0
0
34
76
120
155
190
0
28
62
90
…la sperimentazione con l’Ozono
in una azienda piemontese
Non note le condizioni sperimentali
Analisi microbiologiche a carico dell’azienda
sede di sperimentazione
Risultati (negativi) non pubblicati per veto
della ditta