ARMI BIOLOGICHE
Un pericolo reale?
BIOTERRORISMO E GUERRA
BIOLOGICA
- Greci e Romani usavano carcasse di animali in decomposizione
per inquinare le acque
1346 – Assedio di Kaffa da parte dei Tartari, i soldati morti per la
peste venivano catapultati all’interno delle mura
1767 – Nord America, il generale Jeffrey Amherst utilizzò coperte
contaminate di Virus del Vaiolo per decimare gli indiani fedeli ai
Francesi
1940 – Giapponesi in Cina sparsero insetti contaminati (peste) e
grano
1975/1985 – Laos e Cambogia, rilascio di Yellow Rain,
probabilmente una potente tossina
1979 – Incidente di Sverdlosvk (carbonchio) (>60 morti)
2001 – Buste contenenti spore di B. anthracis
Caratteristiche dei microrganismi che possono
rappresentare un rischio per la sicurezza
Agevole disseminazione e trasmissione da
persona a persona
Dotati di alta morbosità e mortalità, con grave
impatto sulla sanità pubblica
Devono provocare panico e perturbamento
sociale
Devono richiedere azioni speciali da parte della
sanità pubblica
AGENTI BIOLOGICI
CATEGORIA A
(ALTA PRIORITÀ)
Bacillus anthracis (antrace o carbonchio)
Yersinia pestis (peste)
Tossina di Clostridium botulinum (botulismo)
Francisella turalensis (tularemia)
Coxiella burnetii (febbre Q)
Variola major (vaiolo)
Virus (Ebola, Marburg, Lassa, Febbri
emorragiche sudamericane, etcc.)
B.anthracis
B.anthracis è un germe, gram+,
capsulato, sporigeno
E’ patogeno per gli erbivori
Sono a rischio: allevatori, cardatori,
conciatori, contadini..
Resistenza nell’ambiente delle spore
Le spore sono resistenti all’azione dei raggi
ultravioletti e possono rimanere stabili per
decenni
Sono distrutte col calore (3 ore a 100°C) e in 5
minuti in autoclave a 120-140°C (formaldeide)
Le spore si attivano in forme vegetative in
situazioni favorevoli (nutrienti, T, ecc.) La
cellula vegetativa è facilmente inattivata
(raggi UV, calore, disinfettanti)
B.anthracis
Fonti di contagio
Aria, terriccio, materiali di diversa
natura contaminati da spore.
Animali infetti e loro prodotti
Il contagio interumano è eccezionale
la trasmissione è semidiretta ed
avviene per contatto con materiali
biologici infetti
B.anthracis
Mezzi di possibile diffusione
Per disseminazione ad opera di velivoli di
grandi quantità di spore
Per impregnazione di materiali ed oggetti di
uso comune e di diversa natura (es. carta da
lettera, pacchi, stoffe, pellami, etc.) sotto
forma di leggera polverina
(5-10.000 spore)
B.anthracis
Manifestazioni cliniche
Periodo di incubazione Da poche ore a 7 giorni.
Periodo di contagiosità Nella fase conclamata; il contagio avviene
tramite fluidi biologici
Carbonchio cutaneo: lesione cutanea
carbonchio da inalazione: lesione polmonare- setticemia-meningite
carbonchio gastrointestinale: dolori addominali e diarrea profusa, a
volte sanguinolenta, seguiti da febbre e segni di setticemia
carbonchio orofaringeo, lesioni del cavo oro-faringeo, ingrossamento
dei linfonodi, edema del collo, febbre
La letalità è varia a seconda delle forme ed oscilla, nei casi non trattati,
dal 5 al 90%
Su 10 casi da inalazione 6 risolti (tempo d’inizio della terapia)
LF, fattore letale; EF, fattore dell’edema; PA antigene protettivo
B.anthracis
Terapia
La terapia si avvale dell’impiego di
antibiotici, efficaci se il trattamento viene
iniziato tempestivamente (anche prima
della comparsa dei sintomi nel caso di
soggetti sicuramente esposti)
B.anthracis
Si può assumere come verosimile che un
uso a fini terroristici dell’antrace si
avvarrebbe di ceppi resistenti agli antibiotici
di prima scelta e quindi esistono sufficienti
consensi all’uso di ciprofloxacina nell’adulto
con diagnosi sospetta di antrace da
inalazione.
Yersinia pestis
Germe non sporigeno, Gram-, aerobio,
anaerobio fac., sensibile all’azione dei
comuni disinfettanti chimici e fisici;
In natura il ciclo di infezione viene
mantenuto ad opera di serbatoi (roditori)
e vettori (pulci)
Yersinia pestis
Fonti di contagio
Forma bubbonica: puntura di pulci infette,
ingrossamento dei linfonodi
Forma polmonare: broncopolmonite, tosse-diffusione
Forma setticemica: come complicazione di forme
bubbonica o polmonare
Le pulci (vettori della malattia) rimangono infette per
mesi in condizioni favorevoli;
La diffusione della forma polmonare è favorita dagli
ambienti affollati
Yersinia pestis
Mezzi di possibile diffusione
Per disseminazione di bacilli mediante
aerosol
Per contaminazione di materiali e oggetti
di uso comune – (trasmissione indiretta)
Per introduzione di vettori e serbatoi
infetti
Yersinia pestis
Terapia
Antibiotica: efficace se iniziata entro 24 ore
dalla comparsa di sintomi; da continuarsi
per 10-14 giorni, mediante streptomicina,
cloramfenicolo, oppure gentamicina
E’ disponibile un vaccino
Clostridium botulinum
La tossina botulinica è prodotta dal germe
Clostridium botulinum, bacillo sporigeno
anaerobio; sono noti 7 tipi antigenici (A,B,C, D;
E; F; G) di tossina botulinica.
Paralisi flacida
C. botulinum
Resistenza nell’ambiente
Le spore di C. botulinum sono in grado di
resistere al calore
Tale resistenza diminuisce in ambiente acido ed
in presenza di elevate concentrazioni saline e
zuccherine.
La tossina botulinica è termolabile e viene
distrutta dall'esposizione a temperature
superiori a 80°C
per almeno 10 minuti.
C. botulinum
Fonti di contagio-trasmissione
Alimenti contaminati dalle spore di C.
botulinum o da tossina preformata ed
introdotta
Non trasmissibile da persona a persona
Ingestione
Inalazione
C. botulinum
Mezzi di possibile diffusione
Per contaminazione di alimenti
Per mezzo di aerosol
La contaminazione delle risorse idriche sembra
più problematica, per la necessità di enormi
quantitativi di tossina e per l’inattivazione di
questa con i comuni trattamenti per la
potabilizzazione dell’acqua
In acqua pura viene inattivata in 3-6 giorni
C. botulinum
Metodi di controllo
Non applicabili nell’ipotesi di un attacco
bioterroristico: in condizioni normali:
corretta preparazione di conserve ed insaccati in
ambito domestico
sorveglianza della applicazione delle corrette
pratiche di lavorazione in ambito industriale
e/o artigianale.
Terapia impiego di siero antibotulinico
F. tularensis
La F. tularensis è un piccolo coccobacillo
batterio gram-negativo, immobile, aerobio
pleiomorfo con particolari esigenze di crescita:
cresce in agar sangue glucosio cisteina dopo 2-3
giorni di incubazione a 37°C in aerobiosi e in
presenza di CO2.
L’identificazione è eseguita mediante
immunofluorescenza o agglutinazione con sieri
specifici.
F. tularensis
Fonti di contagio
Serbatoio naturale: piccoli roditori
morsicatura di artropodi, il contatto diretto con tessuti
animali infetti, l’inalazione di aerosol o l’ingestione di
cibo o acqua inquinata,
I batteri diffondono ai linfonodi regionali e per via
ematogena a polmoni, pleura, milza, fegato e reni.
Dopo un’esposizione per via inalatoria si sviluppa una
precoce infiammazione emorragica delle vie aeree con
successiva evoluzione in broncopolmonite.
F. tularensis
SINTOMI D’ESORDIO
Il periodo di incubazione è in media di 1 – 3 giorni, ma
può variare da 1 a 21 giorni.
Febbre, brividi, cefalea, malessere, anoressia,
affaticamento, mialgie, disturbi toracici, vomito, ulcere
faringee, dolore addominale, diarrea.
In assenza di trattamento la febbre permane per circa
30 giorni, e si associano calo ponderale, debilitazione
cronica, adenopatia
persistente per alcuni mesi.
F. tularensis
FORMA ULCEROGHIANDOLARE: 21 – 87% dei casi;
Contatto con animali infetti o punture di zecca.
Tumefazione linfonodale seguita da papula rossa e dolente in
sede di drenaggio dei linfonodi coinvolti. Necrosi, un’ulcera dal
bordo sollevato.
Ulcere causa di trasmissione (mani e braccia se contatto con
animali; tronco, perineo, estremità inferiori, testa e collo se
puntura di zecca).
L’adenopatia è più frequentemente
localizzata in sede cervicale ed occipitale nei bambini, in sede
inguinale negli adulti.
F. tularensis
FORMA GHIANDOLARE: 3 – 20% dei casi; linfoadenopatia
senza presenza di ulcere cutanee. In entrambe queste forme i
linfonodi possono suppurare.
FORMA OCULOGHIANDOLARE: 0 – 5% dei casi; infezione
della congiuntiva per contatto.
La malattia è bilaterale in meno del 12% dei casi.
Fotofobia ed eccessiva lacrimazione.
Si sviluppa congiuntivite con formazione di piccole papule o ulcere
congiuntivali giallastre.
Si associa una linfoadenopatia preauricolare, sottomandibolare e
cervicale.
F. tularensis
FORMA FARINGEA: 0 – 12% dei casi. Più colpiti i bambini
Faringite o tonsillite essudativa; possono essere presenti una o più
ulcere. Sono abitualmente coinvolti i linfonodi cervicali, della
loggia parotidea e retrofaringei, (formazione di ascessi).
FORMA TIFOIDEA: 5 – 30% dei casi:
Febbe non linfoadenopatia, brividi, cefalea, mialgie, faringodinia,
anoressia, nausea, vomito, diarrea, dolore addominale, tosse.
Obiettivamente si possono rilevare disidratazione, ipotensione,
modica faringite ed adenopatia cervicale, meningismo;
epatomegalia e splenomegalia.
La diarrea, sintomo quasi sempre presente, è acquosa e solo
raramente ematica.
F. tularensis
FORMA POLMONARE: 7 – 20% dei casi
Quadro polmonare (inalazione) e diffusione
ematica dei microrganismi.
Febbre, tosse, costrizione retrosternale, dolore
toracico.
E’ facilmente confondibile con una polmonite di
comunità che non risponde alle comuni terapie
antibiotiche.
F. tularensis
Terapia
Parenterale con streptomicina. La gentamicina è
impiegabile anche per via endovenosa, è una valida
alternativa:
Trattamento con aminoglucosidi continuato per 10
giorni.
Tetracicline e cloramfenicolo: qualche recidiva e
fallimento (14 giorni).
La ciprofloxacina, è stata impiegata con successo
nell’adulto ed in pediatria ( 10 giorni).
Terapia sequenziale non appena clinicamente possibile.
I b-lattamici e i macrolidi sono scarsamente
efficaci e non sono raccomandati per tale impiego.
F. tularensis
Anche nel bambino (streptomicina o gentamicina) come
trattamento di scelta.
In alternativa si può usare la doxiciclina, la ciprofloxacina (<
1g/die) od il cloramfenicolo.
L’uso dei fluorochinoloni potrebbe
essere controindicato in pediatria per il rischio di alterazioni
cartilaginee, dimostrate nell’animale immaturo, tuttavia
trattamenti relativamente brevi con tali antibiotici non sono stati
associati ad artropatie nei pazienti pediatrici e si dovrebbe
tener conto del rischio potenziale in rapporto al beneficio
ottenibile nella terapia delle infezioni gravi .
F. tularensis
Contagio di massa La doxiciclina e la ciprofloxacina sono i
trattamenti di scelta nel contagio di massa sia nell’adulto che in
pediatria . La terapia con ciprofloxacina non deve superare 1g/die
nel bambino. Inoltre si ritiene i benefici derivanti da un
trattamento a breve termine con doxiciclina o ciprofloxacina nel
bambino siano superiori ai rischi correlati al loro uso.
Dato che non è possibile sapere se vengano impiegati a scopo
terroristico ceppi resistenti, si dovrebbe procedere con celerità
al test di sensibilità dei ceppi isolati e la scelta terapeutica
dovrebbe essere modificata in base ai risultati del test ed alla
risposta clinica.
Coxiella burnetii
Intracellulare obbligato (veicolato da zecche)
Piccolo coccobacillo (0.2 to 1 mm) gram-negativo
pleomorfo.
Gram-negativo che si colora parzialmente, si usa
Gimenez
Può presentarsi in due distinte forme grande variante
cellulare (LCV) (presente nella fase intracellulare) e la
piccola (SCV) tipicamente extracellulare
LCV metabolicamente attiva
SCV metabolicamnete inattiva, altamente resistente agli
agenti fisici (ultrasuoni, P. osmotica) e chimici
Coxiella burnetii
SCV capace di vivere a lungo nell’ambiente
(spora?)
E’ ingerita passivamente e si alloggia in un
vacuolo a pH 4,7-4,8, che attiva la forma LCV.
Raggiunge la max concentrazione in 6 gg si
duplica in ca. 12 ore. Può contenere plasmidi
liberi o integrati.
Si coltiva in uova embrionate, oggi esiste un
terreno sintetico
Coxiella burnetii
Ubiquitaria e veicolata da diversi animali (ruminanti)
artropodi molto importanti per la diffusione
L’alta resistenza agli agenti implicano misure molto
drastiche
Gli animali sono stati vaccinati per la disinfezione (quasi
spora?)
Animali infetti trattati con antibiotici possono
diffondere il germe
Diffusione persona-persona rara
Coxiella burnetii
La febbre Q può apparire anche dopo mesi dal
contatto, di solito per inalazione per aerosol
prodotto da animali di fattoria o per ingestione
Carica infettante da 1 a 10 CFU, mortalità 0,51,5%. 50Kg di batteri possono infettare
500.000 abitanti e dare malattia in 125.000 con
9000 casi di infezione cronica e ca. 1500 morti
Difficili da riconoscere i sintomi (polmonite) e
difficile da diagnosticare il germe
Coxiella burnetii
Diagnosi con immunofluorescenza
Oggi PCR
Difficile saggiare antibiotici
La terapia dipende dalla fase acuta o cronica
della malattia
Doxycyclina farmaco di scelta (acuta) [CM,
SXT], malattia che può essere autolimitante
DX/clorochina 18 mesi, DX/OFL 3 anni.
Coxiella burnetii
Può essere diffusa per aerosol, grandi
stabilità nel tempo (spore) bassa
carica infettante, può colpire una
gran varietà di esseri viventi con
effetti di permanenza e diffusione
Difficoltà nella produzione su larga
scala.
Armi biologiche
Si possono affrontare?
Prevedere?
Essere preparati?
Armi biologiche
Non è possibile essere preparati ad un
improvviso uso di questi microorganismi
patogeni specie se con caratteristiche di
virulenza e di resistenza agli antibiotici
non comuni
(Snyder, 1999; Klietmann e Ruoff, 2001).
Armi biologiche
Se il bersaglio di queste armi biologiche è un
paese in via di sviluppo, allora gli agenti
descritti sarebbero più che sufficienti per
apportare effetti devastanti su popolazioni che
sono già quotidianamente decimate dalle più
comuni malattie infettive.
Armi biologiche
Se il bersaglio è invece un paese così detto
industrializzato allora potrebbero avere
un impatto di sorpresa con eventuali
conseguenze disastrose sulla popolazione
civile anche dal punto di vista psicologico.
Gli effetti non dovrebbero durare nel
tempo, anzi sarebbero di tipo
autolimitante e sicuramente rapidamente
contrastati. Questo perché le armi
biologiche non diffondono facilmente in
“ambienti protetti”.
Armi biologiche
Armi biologiche richiedono grandi mezzi per produrle
con continuità e prevedibilità della grande varietà di
fattori ambientali con i quali questi microorganismi
dovranno misurarsi, non ultimo lo sviluppo sociale ed
economico del Paese sul quale si vuole impiegare l’arma.
Bisognerà inoltre selezionare ceppi resistenti agli
antibiotici in uso con una contemporanea forte capacità
infettiva e di diffusione (microorganismo geneticamente
modificato biologicamente sconosciuto alle comunità
scientifiche).
Armi biologiche
Personale estremamente preparato.
L’arma potrebbe sfuggire al controllo degli
stessi utilizzatori.
Una vaccinazione di massa o la distribuzione di
farmaci a scopo profilattico avrebbe costi
notevoli senza contare che queste precauzioni
non potrebbero sfuggire alla comunità
internazionale. Si avrebbe quindi una situazione
di allerta generale vanificando tutti i preparativi
per l’impiego di quest’arma segreta.
Armi biologiche
Ad esempio, se un certa nazione
sviluppa un’arma molto potente e
decide di usarla deve premunire
se stessa dalla diffusione
dell’agente impiegato.
Armi biologiche
Nel 1979 si ebbe a Sverdlovsk in Unione Sovietica un
incidente che causò la fuoriuscita da un Centro di
Ricerca per armi biologiche di una grossa nube
contenente spore del bacillo del carbonchio. Vi furono
almeno 60 morti tra la popolazione delle aree limitrofe
al Centro (Meselson et al., 1994). Questo incidente
confermò al mondo non solo che l’Unione Sovietica
stava svolgendo ricerche sul carbonchio, ma anche che
non era in grado di controllarne gli effetti sulla propria
popolazione.
Armi biologiche
Vale la pena sottolineare, come ultima
considerazione, che la nostra migliore
difesa si trova nella qualità della vita. Più
ci adoperiamo per prevenire la diffusione
di malattie infettive e più investiamo, a
qualsiasi livello, in salute pubblica e in
salvaguardia dell’ambiente e meno
dobbiamo temere le armi biologiche.