UNIVERSITA’ DEGLI STUDI “G. d’ANNUNZIO” CHIETI-PESCARA
SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN IGIENE E MEDICINA PREVENTIVA
Direttore: Prof. Ferdinando Romano
BIOTERRORISMO:
MICRORGANISMI PATOGENI COME ARMI
BIOLOGICHE
Specializzando
Dott. Augusto LIVERANI
Relatore
Prof. Francesco SCHIOPPA
Anno Accademico 2003-2004
INTRODUZIONE
 La disseminazione deliberata di agenti biologici contro la popolazione
civile è stata da lungo tempo considerata una potenziale minaccia.
Nell'autunno del 2001, questa minaccia è diventata una realtà: lettere
contenenti spore di antrace sono state inviate ad alcuni politici e ad
uffici di mass media statunitensi
 I casi di infezione e morte da carbonchio in cittadini americani in
Florida, New York, Washington e New Jersey hanno provocato il panico
e riacceso le preoccupazioni e i timori riguardo al terrorismo biologico
 Bacillus anthracis è solo uno dei diversi agenti biologici che, nelle mani
sbagliate, potrebbero essere in grado di provocare malattie e morte su
larga scala
 Gli agenti infettivi la cui disseminazione a scopo bellico o terroristico
appare più probabile includonoVariola major, tossina botulinica, Yersinia
pestis e Francisella tularensis
GUERRA BIOLOGICA: EXCURSUS STORICO (1)
 Kaffa 1346-47: i tartari indeboliscono le difese della città scagliando
all’interno della fortezza corpi di commilitoni morti di peste
 Nord America 1767 (Guerra dei Sette Anni): le truppe britanniche
donano ai pellerossa pro-francesi coperte provenienti da ospedali dove si
curavano malati di vaiolo
 Ginevra 17 Giugno 1925: “Protocol for the Prohibition of the Use in War
of Asphyxiating Poisonus or Other Gases and of Bacteriological Methods
of Warfare”
 1930: il Giappone intraprende un programma offensivo di guerra
biologica e istituisce una speciale sezione dell’esercito, “Unità 731”,
destinata a sperimentare le potenzialità dell’uso bellico di agenti
biologici
 Isola di Gruinard 1942-43: il governo inglese fa esplodere bombe
caricate con spore di B. anthracis con l’intento di esaminarne il raggio di
diffusione nonché la resistenza all’esplosione e agli agenti atmosferici
GUERRA BIOLOGICA: EXCURSUS STORICO (2)
 1943: Gli USA iniziano un programma offensivo di guerra biologica
 1969: Nixon interrompe il programma offensivo USA di guerra biologica
limitando la ricerca a scopi puramente difensivi
 10 Aprile 1972: ”Convention on the Prohibition of the Development,
Production and Stockpiling of Bacteriological and Toxin Weapons and on
their Destruction”
 1973: l'URSS istituisce “Biopreparat”, un programma segreto di guerra
biologica che ufficialmente si occupa di ricerche biotecnologiche per scopi
pacifici
 1975-1983 “yellow rain”: durante gli attacchi a Laos e Kampuchea, aerei
ed elicotteri sovietici spargono sulla popolazione aerosol colorati; si ritiene
che in alcune circostanze sia stata impiegata la micotossina T-2 del fungo
Fusarium
GUERRA BIOLOGICA: EXCURSUS STORICO (3)
 3 Aprile 1979 - l’incidente di Sverdlovsk: spore di Bacillus anthracis si
liberano accidentalmente da un impianto microbiologico militare
sovietico. Vengono accertati 79 casi clinici di infezione, con 68 decessi,
tutti a seguito di inalazione delle spore
 Aprile 1991: dopo il “cessate il fuoco” della guerra del Golfo l'ONU,
costituisce una Commissione ribattezzata UNSCOM (United Nation
Special Commission) il cui scopo è di supervisionare la distruzione del
programma di armi strategiche irachene
 Novembre 1995 – la confessione irachena: il governo iracheno dichiara
di aver condotto un programma di armamento e dispersione di agenti
biologici . Durante la Guerra del Golfo l'Iraq disponeva di 166 bombe
R400 e 25 missili Al Hussein (SCUD) armati con tossina botulinica,
spore di antrace e aflatossine
STORIA CRONOLOGICA DEL BIOTERRORISMO (1)
 7 Settembre 1978: nella metropolitana di Londra il rifugiato bulgaro
Georgi Markov, scrittore e giornalista della BBC, viene ferito con una
punta di ombrello modificata per iniettargli nel sottocutaneo una sferetta
metallica contaminata con ricino-tossina. Muore dopo alcuni giorni
 Settembre 1984: membri della setta religiosa “Bhagwan Shree Rajneesh”
contaminano con Salmonella typhimurium i cibi di diversi ristoranti
dell'Oregon. Ne scaturisce un epidemia con 751 casi di tossinfezione di cui
40 ospedalizzati
 1990-1995: la setta religiosa “Aum Shinrikyo” o della “Verità Suprema”,
in almeno 10 occasioni, disperde senza successo aerosol di antrace e
tossina botulinica su Tokyo
 21 marzo 1995: “Aum Shinrikyo” libera Sarin in una stazione della
metropolitana di Tokyo causando la morte di 12 persone e l’intossicazione
di altre 5000
La setta “Aum Shinrikyo” libera Sarin nella metropolitana di
Tokyo (1995)
Center for Disease Control and Prevention
(CDC)
STORIA CRONOLOGICA DEL BIOTERRORISMO (2)
 18 Febbraio 1998: Larry Wayne Harris, microbiologo dell'Ohio collegato
all'organizzazione estremistica “Arian Nation”, viene arrestato dalla
polizia statunitense per aver minacciato di diffondere il bacillo del
carbonchio nella città di Las Vegas
 Autunno 2001: deliberata disseminazione di spore di antrace nel circuito
postale degli Stati Uniti
Al 31 dicembre 2001 sono stati registrati 22 casi di antrace
11 casi da inalazione (5 deceduti)
11 casi cutanei (7 confermati e 4 sospetti )
Le indagini hanno suggerito un’unica fonte per queste disseminazioni
intenzionali che sarebbero frutto del terrorismo interno e non di quello
internazionale
Lettera contaminata da spore di antrace inviata a Tom
Brokaw della NBC
Federal Bureau of Investigation (FBI)
http:// www.fbi.gov/
APPROCCIO EPIDEMIOLOGICO AD UN ATTACCO
BIOTERRORISTICO
 Confermare la presenza di un epidemia
in corso mediante l’impiego dei dati
clinici e delle indagini laboratoristiche
Curva epidemica dei casi fatali
di antrace nell’incidente di
Sverdlosvk (1979)
 Definizione di “caso” di malattia per
determinare con accuratezza il numero
dei soggetti colpiti e il tasso d’attacco
 Confrontare il tasso riscontrato con
quello verificatosi negli anni precedenti
 Valutazione dei contesti relativi a spazio,
tempo e persone
 Elaborazione di una curva epidemica
Science, 266: 1202-8, 1994
POTENZIALI MEZZI DI DISPERSIONE
 Aerosolizzazione
Attacco chimico simulato in Korea del Nord;
metodi simili potrebbero essere utilizzati per
rilasciare agenti biologici
 Esplosivi
 Contaminazione delle
riserve idriche (poco probabile)
 Contaminazione delle
derrate alimentari
BMJ 2002; 324: 336-9
LIMITI DELLA MINACCIA BIOLOGICA
 Necessità di differenziare tra“possibilità teorica” di sferrare un attacco
con armi di distruzione di massa e “realtà operativa” delle
organizzazioni terroristiche
 Numerosi ostacoli operativi si frappongono alla effettiva creazione di
quantitativi di armi in grado di provocare migliaia di vittime
 Pericolosità insita nei processi di produzione
 Difficoltà di reperire efficaci mezzi di dispersione degli agenti
PUNTI CHIAVE RELATIVI ALL’ANTRACE COME ARMA
BIOLOGICA (1)
 Agente: B. anthracis, germe Gram positivo sporigeno. Le spore hanno un
diametro di 1-1,5 micron e si prestano molto bene all’aerosolizzazione
 Dose infettante (via inalatoria): probabilmente compresa tra 8.000 e
15.000 spore
 Possibili mezzi di dispersione: 1) disseminazione ad opera di velivoli di
grandi quantità di spore con formazione di aerosol; 2) impregnazione di
materiali e oggetti di uso comune in forma di leggera polverina
 Periodo di incubazione: generalmente 1-7 giorni, ma può essere anche di
60 giorni
PUNTI CHIAVE RELATIVI ALL’ANTRACE COME ARMA
BIOLOGICA (2)
 Contagiosità: il contagio interumano è ritenuto eccezionale
 Isolamento: non necessario
 Presentazione clinica:
 Forma cutanea: tipica progressione papula
vescicola
escara
 Forma inalatoria: breve periodo prodromico di tipo similinfluenzale seguito,
in assenza di trattamento, dai segni di grave insufficienza respiratoria
 Letalità: <1% nei casi cutanei trattati; 46% nelle forme inalatorie
trattate
CDC: Crescita in colonia di Bacillus anthracis con spore
subterminali e centrali
CDC: Carbonchio cutaneo
CDC: Antrace da inalazione
PROFILASSI POST-ESPOSIZIONE DELL’ANTRACE DA
INALAZIONE
Sulla base dei dati disponibili l’ Advisory Committee on Immunization
Practices (ACIP) ha concluso che il trattamento antibiotico protratto per
60 giorni associato al vaccino (non disponibile in Italia) - 3 dosi al tempo 0,
3 e 4 settimane - costituiscono i più efficaci mezzi di profilassi postesposizione
Profilassi antibiotica post-esposizione
ADULTI
 Ciprofloxacina 500 mg x 2 per os
oppure
 Doxiciclina 100 mg x 2 per os
Durata: 60 giorni
CDC: MMWR october 19, 2001 / 50(41);889-893
GESTIONE DI MATERIALI POTENZIALMENTE
CONTAMINATI DA SPORE DI ANTRACE
Al rinvenimento di
materiale sospetto
telefonata a:
112 oppure 113 oppure 115
allerta
Vigili del Fuoco
Prelievo del materiale sospetto
Trasporto del
materiale autoclavato
tramite corriere veloce
risultati
Ministero della Salute
informa
ASL
Autoclave di
laboratorio
risultati
Istituto Zooprofilattico Sperimentale
Foggia
PUNTI CHIAVE RELATIVI A VARIOLA MAJOR COME
ARMA BIOLOGICA (1)
 Agente: virus a DNA, genere Orthopoxvirus,
famiglia Poxviridae
 Dose infettante: 10-100 virioni
 Probabili mezzi di dispersione:
aerosolizzazione
 Periodo di incubazione: usualmente 12-14
giorni (range 7-17 giorni)
 Contagiosità: dalla comparsa delle prime
manifestazioni alla caduta di tutte le croste
(massima contagiosità: dalla comparsa del
rash per 7-10 giorni)
CDC: Variola virus
PUNTI CHIAVE RELATIVI A VARIOLA MAJOR COME
ARMA BIOLOGICA (2)
 Presentazione clinica: fase prodromica similinfluenzale seguita dopo
2-3 giorni dal tipico esantema a distribuzione centrifuga
 Letalità: 30% nelle popolazioni non vaccinate
 Isolamento: in strutture dotate di pressione negativa
CDC: Variola major
VACCINAZIONE ANTIVAIOLOSA
 Dopo l'11 settembre 2001 il governo statunitense
si è allertato contro il rischio di un attacco
bioterroristico e ha quindi cominciato a produrre
nuove dosi di vaccino per essere in grado di
immunizzare la popolazione americana nel caso di
una nuova epidemia di vaiolo
 Nel settembre 2000 i CDC di Atlanta hanno
siglato un accordo con la Oravax (Cambridge,
USA) per la produzione di un nuovo vaccino
antivaioloso, sempre costituito da virus vaccino
vivo, ma prodotto su colture cellulari con le più
moderne tecniche
WHO smallpox
vaccine vials
COMPLICANZE DELLA VACCINAZIONE
ANTIVAIOLOSA
 Eczema vaccinatum (5,2 /milione)
WHO Eczema vaccinatum
 Vaccinosi generalizzata (10,2/milione)
 Vaccinosi progressiva o gangrenosa
(0,8/milione) letalità: 36,3%
 Encefalite post-vaccinale (1,1/milione)
letalità: 25%
WHO Vaccinia necrosum
Vaccinazione primaria
1 decesso/milione
Rivaccinazione
1 decesso/4 milioni
VARIOLA MAJOR COME ARMA BIOLOGICA:
MODELLI MATEMATICI PER UN POLITICA VACCINALE
Bozzette S.A. NEJM, 2002
SCENARIO
MISURE
MORTI
Rilascio del virus
da un laboratorio
vaccinazione dei
contatti + isolamento
7
Attacco in un edificio
vaccinazione dei
contatti + isolamento
300
Attacco a bassa intensità
in un areoporto
vaccinazione dei
contatti + isolamento
2735
Attacco ad alta intensità
in un aeroporto
vaccinazione dei
contatti + isolamento
54798
Vaccinazione operatori
sanitari USA
25
Vaccinazione popolazione
USA
482
VARIOLA MAJOR COME ARMA BIOLOGICA:
POLITICHE VACCINALI (1)
 Bozzette S.A. NEJM, 2002. Se i servizi di Intelligence valutano molto
probabile un attacco occorrerebbe vaccinare gli operatori di sanità
pubblica, i più esposti al contagio nella situazione di emergenza, la
maggiore fonte di rischio dopo l’emergenza
 Amministrazione Bush. Nel dicembre 2002 dava inizio ad un piano di
vaccinazione della popolazione che prevedeva l’immunizzazione di
500.000 militari e di 450.000 lavoratori nel settore sanitario
 Taskforce della Commissione Europea sul Bioterrorismo: nulla
giustifica l’adesione alla decisione USA
VARIOLA MAJOR COME ARMA BIOLOGICA:
POLITICHE VACCINALI (2)
 Sepkowitz K. NEJM, 2003.
 Descritti 112 casi di complicazioni derivanti dalla trasmissione del virus
vaccinico durante il Ventesimo secolo (12 decessi)
 La maggior parte di questi casi di trasmissione si è verificata in
ambiente ospedaliero
 Se gli operatori sanitari devono essere vaccinati, appare essenziale,
predisporre le adeguate precauzioni per prevenire la trasmissione del
virus vaccinico ai pazienti
 Posizione dell’Italia. In occasione del “I Simposio Italia-USA sul
bioterrorismo” il Ministro Sirchia ha annunciato l'acquisto da parte
dell'Italia di 5 milioni di dosi del nuovo tipo di vaccino contro il vaiolo,
che vanno ad aggiungersi alle 5 milioni di dosi già stoccate
IMPLICAZIONI PER L'EUROPA
Ruolo del sistema sanitario nella sorveglianza e risposta a disseminazioni
deliberate non rivendicate
 Sorveglianza delle sindromi cliniche
 Alta qualità dei test di laboratorio
 Sistema epidemiologico
 Supporto epidemiologico
 Risposta di sanità pubblica pianificata e multisettoriale
Risposta pluridisciplinare alle minacce sotto la responsabilità dei servizi
di polizia e di sicurezza
CONCLUSIONI
 L’uso di agenti biologici per fini terroristici è un evento poco probabile
ma con conseguenze potenzialmente devastanti
 Dall’autunno 2001 la disseminazione deliberata di agenti biologici è
diventata una realtà
 L’esperienza degli Stati Uniti offre un’opportunità ai paesi europei, in
collaborazione con la Commissione Europea, di lavorare attivamente al
miglioramento dei piani di lotta contro il bioterrorismo e, in particolare
contro le disseminazioni non rivendicate nei confronti delle quali i
servizi sanitari hanno un ruolo cruciale
 Le autorità sanitarie nazionali e locali devono essere preparate a gestire
innanzitutto un’informazione corretta e rassicurante ai cittadini e
certamente anche un’eventuale emergenza che, nel nostro Paese, tutti ci
auguriamo resti soltanto teorica