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Escherichia coli è
il più classico rappresentante della flora microbica intestinale dell’uomo e di
molti animali a sangue caldo. E’ un microrganismo che di norma non causa
malattie (apatogeno), da sempre considerato indice di contaminazione fecale
dell’acqua e degli alimenti. Tuttavia, nell’ambito di questa specie si sono
distinti alcuni cloni che hanno acquisito la capacità di causare malattie (patogenicità).
Tra questi spiccano i cosiddetti ceppi enteroemorragici di E. coli (EHEC), il
cui capostipite è rappresentato dal sierotipo O157:H7.
I ceppi EHEC sono
anche detti verocitoproduttori o indicati con gli acronimi STEC e VTEC. In
effetti, questi ceppi possiedono la capacità di sintetizzare le tossine di tipo
Shiga (Shiga-like toxins, o ST), dette anche verocitotossine (VT); si tratta di
potenti esotossine simili alla vera e propria tossina “Shiga”, sintetizzata da
Shigella dysenteriae 1 e in grado di indurre un danno irreversibile quando
inoculate sperimentalmente su monostrati di cellule VERO. STEC (Shiga like-toxin Escherichia coli) o VTEC (Verotoxin Escherichia coli)
sono dunque sinonimi.
I ceppi
VTEC, e in particolare E. coli
O157, causano patologia grazie alla sintesi di due importanti fattori di
aggressione: l’intimina e le verocitotossine (VTs). L'intimina è una proteina
adesiva in grado di determinare delle particolari lesioni nelle cellule
intestinali (enterociti), mentre le VTs, proteine sintetizzate da geni veicolati
da virus che infettano i batteri, detti batteriofagi, sono responsabili dei
quadri sintomatologici più gravi, come la Colite Emorragica (CE) e la Sindrome
Emolitico Uremica (SEU).
Classificazione
E'un proteobatterio, del gruppo gamma. Appartiene alla
famiglia delle Enterobacteriaceae. Secondo il NCBI Taxonomy Database, vi sono
sette specie nel genere Escherichia, compresa la specie E. coli.
Variabilità
Il patotipo principale (ceppo capace di causare malattie) è rappresentato dal
sierotipo O157:H7; tuttavia altri sierotipi, come O26:H11, O111:H8, O104:H21,
sono stati implicati in focolai e casi sporadici di infezione. Da uno studio
condotto recentemente in Italia, che ha preso in considerazione i casi di
infezione da VTEC dal 1988 al 2002, è emerso che i sierotipi principalmente
coinvolti nei casi di SEU sono O157, O26, O111, O145 e O103. La fascia di
popolazione più colpita è risultata quella pediatrica (1- 6 anni).
Ecologia
Il serbatoio principale di E. coli O157 è rappresentato dal
bovino; tuttavia il microrganismo è stato isolato anche da altri animali come
piccoli ruminanti domestici e selvatici, suino, cavallo e cane. E. coli O157
raggiunge l’ambiente esterno tramite le feci degli animali portatori. Gli
alimenti si contaminano perché entrano in contatto, nell’ambiente, con materiale
fecale proveniente da animali infetti (ortaggi, frutta, ecc.) o a causa di
contaminazione fecale durante le fasi di mungitura del latte e produzione di
carne al macello. Gli alimenti contaminati (carne macinata, latte crudo,
insaccati stagionati, ortaggi), rappresentano il principale veicolo d’infezione.
Tuttavia è stata provata anche la trasmissione da persona a persona e la
trasmissione mediante contatto diretto con gli animali escretori.
Studi condotti in Italia per valutare la presenza di E. coli O157 nei bovini e
negli alimenti, hanno messo in luce una notevole percentuale di bovini escretori
e carcasse contaminate (fino a circa 13%) ma percentuali a volte molto distanti
tra loro circa la presenza del microrganismo nelle diverse tipologie di alimenti
analizzati.
Denominazione
Italiano:
diarrea causata da
ceppi enteroemorragici; colite emorragica (CE); Sindrome Emolitico Uremica (SEU)..
Inglese:
diarrhoea caused by enterohemorrhagic strains; STEC o VTEC gastroenteritis;
hemorrhagic colitis; “hamburger disease”; Hemolitic Uremic Sindrom (HUS).
Classificazione: ICD-9 008.0; ICD-10 A04.3.
Descrizione
L’interesse per l’infezione da E. coli O157 è esploso negli anni ottanta, in
quanto il ruolo patogeno del microrganismo è stato riconosciuto nel 1983, in
seguito ad un’epidemia di colite emorragica (CE) scoppiata negli Stati Uniti,
riportabile al consumo di hamburger contaminati. La sintomatologia esordisce con
forti crampi addominali e diarrea acquosa che può diventare sanguinolenta. In
base all’evoluzione dell’infezione, che a sua volta dipende dall’aggressività
del ceppo in causa e dalla resistenza individuale del soggetto colpito, la
diarrea può essere leggera e priva di sangue o trasformarsi in emissioni
diarroiche costituite quasi interamente da sangue. Talvolta si osserva comparsa
di vomito, mentre la febbre è generalmente bassa o assente. Il decorso delle
forme enteriche non complicate è ad esito favorevole e la patologia dura in
media 8 giorni
Complicazioni
I ceppi VTEC possono causare la Sindrome Emolitico-Uremica (SEU), caratterizzata
da insufficienza renale acuta e anemia emolitica che possono esitare nella
perdita della funzionalità renale. La SEU si osserva nel 5-10% dei casi di CE.
Questa complicazione è più frequente nei bambini molto piccoli. La comparsa di
SEU segue, generalmente, le manifestazioni enteriche più gravi, ma è stata
altresì osservata in pazienti che non avevano avuto diarrea. La SEU può colpire
anche gli adulti. La guarigione, quando il paziente è sottoposto ad adeguata
terapia, si osserva in circa l’85% dei casi; la mortalità si attesta attorno al
5% ma nei sopravvissuti sono frequenti sequele come ipertensione, deficit
neurologici ed insufficienza renale. Un’altra grave complicazione dell’infezione
da E. coli O157 è la Porpora Trombotica Trombocitopenica (TTP), una forma di SEU
accompagnata da febbre e sintomi neurologici, osservata più frequentemente negli
adulti che nei bambini
Terapia
La terapia è basata sulla somministrazione di fluidi e altri supporti. Il
ruolo della terapia antibiotica resta controverso in quanto si è osservato
l’aggravarsi delle condizioni generali di pazienti ai quali è stata
somministrata.
Tra i microrganismi patogeni a veicolo alimentare E. coli
O157 si configura tra quelli che presentano la dose infettante più bassa: in
alcuni episodi è stato stimato che circa 10 cellule batteriche abbiano causato
patologia.
Diagnosi iniziale
La diagnosi si basa sull’isolamento di E. coli O157 o altri ceppi VTEC dalle
feci diarroiche. In alternativa si possono cercare direttamente le verotossine
dalle feci utilizzando tecniche immunologiche (ELISA) e prove biologiche
(valutazione dell’effetto citopatico su cellule VERO). Per la diagnosi
indiretta, si possono mettere in evidenza anticorpi contro i lipopolisaccaridi (LPS)
dei cinque principali gruppi VTEC (O157, O26, O103, O111 e O145) nel siero dei
pazienti.
Conferma
La conferma della trasmissione alimentare si ha isolando lo stesso genotipo dal
cibo incriminato.
Diagnosi differenziale
Le
forme enteriche più lievi sono difficilmente distinguibili da altre forme
diarroiche causate da batteri o virus; le forme più gravi (CE e SEU) sono più
facilmente riconducibili all’infezione con ceppi VTEC.
L’isolamento di E. coli O157 dagli alimenti risulta difficoltoso in quanto la
contaminazione è generalmente bassa. Occorre quindi utilizzare tecniche di
concentrazione dei microrganismi eventualmente presenti nell’alimento (immunoconcentrazione
o separazione immunomagnetica). L’isolamento su terreni colturali solidi sfrutta
l’incapacità della gran parte dei ceppi di E. coli O157 di fermentare il
sorbitolo o l’incapacità dei ceppi O26 di fermentare il ramnosio. Un altro
approccio prevede l’impiego di uno screening dei campioni utilizzando tecniche
di biologia molecolare per evidenziare i markers genetici di virulenza del
microrganismo (eae, stx1, stx2, ecc); in questo caso le procedure di isolamento
sono limitate ai campioni nei quali sono stati messi in evidenza questi geni.
Diffusione
Le infezioni da ceppi VTEC rappresentano un serio problema
di sanità pubblica in tutti i Paesi industrializzati, in particolare USA,
Europa, Giappone, Canada e Australia. In questi Paesi sono state osservate
epidemie che hanno coinvolto migliaia di persone che avevano consumato lo stesso
lotto di alimento contaminato.
In Europa ed in Italia
In Italia
l’incidenza delle infezioni da VTEC è relativamente bassa se confrontata con
l’incidenza osservata in Nord Europa e in US. L’incidenza media dei casi di SEU
in Italia (1998-2002) si attesta su 0,28 casi per 100.000 abitanti, contro lo
0,4-0,9/100.000 di Francia ed Austria e 1-2/100.000 del Regno Unito. Questi dati
provengono dal sistema di sorveglianza delle infezioni da VTEC coordinato per
l’Italia dall’Istituto Superiore di Sanità (Enter-net). E’ interessante notare
che in Europa continentale ed Italia si sta osservando l’emergenza di sierotipi
VTEC non-O157, come O26 e O111. Nel 2005 sono stati registrati casi di CE in
Campania attribuiti ad E. coli O26.
Epidemiologia,
gruppi sensibili e resistenza
Le infezioni da ceppi VTEC possono colpire persone di tutte le fasce di età;
tuttavia, come per la maggior parte delle infezioni a veicolo alimentare, le età
estreme (bambini ed anziani) rappresentano un fattore di rischio. In
particolare, i bambini sotto i 5 anni sono a maggiore rischio di sviluppo di SEU.
Le epidemie sono state osservate sia all’interno di comunità o istituti che in
altri più vasti ambiti.
Sono numerosissimi
e si sono succeduti dal 1982 ad oggi.
- 1985: Canada.
73 casi con 19 decessi, attribuiti al consumo di sandwiches.
- 1992- 1996:
Regno Unito, 381 casi con 14 decessi; l’epidemia fu attribuita a consumo di
carne, latte e vegetali.
- 1996:
Giappone, 9000 casi, attribuiti al consumo di germogli di ravanello bianco;
non si osservarono decessi.
- 2000: New
York, 1000 casi con 2 decessi, attribuiti a acqua contaminata.
- 2004: Danimarca, 25 casi attribuiti al consumo di latte.
Attraverso l'ingestione di alimenti contaminati.
Attraverso i cibi
La trasmissione avviene principalmente per ingestione di alimenti (carne
macinata, latte non pastorizzato, vegetali, insaccati stagionati, formaggi da
latte crudo, succo di mela, ecc.) contaminati dai ceppi VTEC. E’ importante
sottolineare che la carne ed il latte implicati nei focolai sono,
rispettivamente, poco cotta e non pastorizzato. Un potenziale rischio per il
consumatore restano le contaminazioni degli alimenti acidi (insaccati e formaggi
stagionati, yogurt, succo di mela, maionese, ecc.) ritenuti fino a qualche anno
addietro microbiologicamente sicuri; infatti, E. coli O157 presenta spiccata
acidotolleranza che gli consente di sopravvivere per lunghi periodi in questi
alimenti.
Attraverso l’acqua
L’acqua è stata responsabile dei focolai che hanno coinvolto un numero elevato
di persone. Oltre all’ingestione di acqua come bevanda, alcuni focolai sono
stati causati dall’ingestione involontaria di acqua durante attività ludiche. La
corretta clorazione dell’acqua rappresenta un sistema per impedire la
trasmissione del microrganismo.
Altre modalità
- E’ ammessa la
trasmissione per contatto diretto “persona a persona” in particolare nei
luoghi confinati ed in assenza di rigorosa igiene personale ed ambientale. I
portatori sani sono rari.
- Infine, non
va dimenticato che l’infezione da E. coli O157 è una zoonosi, cioè una
malattia trasmissibile dagli animali all’uomo. Infatti sono stati riportati
episodi di infezione in bambini che, nel corso di gite scolastiche presso
fattorie o fiere, avevano avuto contatti con ruminanti (caprette) ed altri
animali.
Il periodo
d’incubazione, cioè il tempo che intercorre dal momento in cui l’ospite subisce
l’infezione alla comparsa dei sintomi, oscilla da 3 a 8 giorni con una media di
3-4 giorni.
Generalmente l’escrezione del patogeno è tipicamente di una settimana o meno
negli adulti e di 3 settimane in 1/3 dei bambini. I portatori sani sono rari.
La prevenzione
delle infezioni da ceppi EHEC si può sviluppare su diversi livelli.
Igiene e sicurezza d’uso degli alimenti
- Lavarsi
attentamente le mani prima di manipolare alimenti e dopo aver toccato carne
cruda.
- Prestare la
massima attenzione a non contaminare altri alimenti con carne cruda e
vegetali.
- Usare
taglieri separati per la carne e gli altri alimenti. Lavare accuratamente
tutte le superfici e gli utensili che sono stati a contatto con la carne
cruda. Non riporre la carne cotta sui piatti che sono stati a contatto con
la carne cruda.
- La completa
cottura della carne rappresenta un fattore preventivo importante; la massima
attenzione va riservata alla cottura adeguata della carne macinata che deve
aver perso, prima del consumo, il caratteristico colore rosa, soprattutto
nelle preparazioni gastronomiche di elevato diametro (hamburger, polpettoni,
polpette, ecc.). La temperatura al cuore deve aver superato i 72°C.
- Consumare
solo latte termizzato,
evitando il consumo di latte crudo.
- Consumare
prodotti lattiero caseari ottenuti con latte termizzato (mozzarelle,
caciocavallo, ricotta, ecc.) o prodotti da latte crudo a lunga stagionatura
(almeno due mesi).
- Lavare
accuratamente frutta e verdura, soprattutto se sono del tipo che non viene
sbucciato o cotto.
In altri ambiti
- La autorità
devono garantire la qualità dell'acqua potabile.
- Assicurarsi della clorazione dell’acqua delle piscine.
Produttori di alimenti
- Gli operatori
dell’industria alimentare devono prestare attenzione a minimizzare la
contaminazione delle carcasse con il contenuto intestinale durante le fasi
di macellazione.
- Seguire le
più rigorose norme igieniche durante la preparazione, distribuzione e
somministrazione degli alimenti.
- Accertarsi
che nella materia prima impiegata per la produzione di insaccati stagionati
non siano presenti ceppi EHEC, in particolare E. coli O157.
Di rilevanza alimentare
-
Coinvolgere il prima possibile le autorità sanitarie.
-
I pazienti
infetti e le persone che vivono in contatto con i pazienti con diarrea,
dovrebbero essere esclusi dalla manipolazione degli alimenti e dalla cura
dei bambini, finché due coprocolture successive sono risultate negative.
Di altro genere
-
A tutte le
persone che vivono in contatto con i pazienti va fatta una precisa
formazione igienica.
Per bloccare la
trasmissione da persona a persona è importante istruire i membri delle famiglie
che ospitano un paziente sulla necessità di lavarsi le mani con acqua e sapone e
di impiegare quotidianamente le più rigorose norme igieniche.
L’editore di questa pagina è il dott.
Giovanni Normanno, del Dipartimento di
Sanità e Benessere Animale dell’Università di Bari (ultimo aggiornamento
12/07/06).
Ulteriori risorse su E. coli O517:H7 sono disponibili, in lingua inglese, sul
Bad Bug Book
della FDA cui è dedicato un capitolo e dal CDC che fornisce
generali
e
tecniche
su questo patogeno. Informazioni sulla cottura della carne, in lingua inglese,
si trovano sul
sito del Dipartimento americano dell'Agricoltura.
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