Università degli Studi di Perugia FACOLTÀ DI FARMACIA

- CORSO DI IGIENE E SANITA’ PUBBLICA-

EPIDEMIOLOGIA GENERALE DELLE MALATTIE INFETTIVE

Prof. Silvano Monarca

MALATTIE INFETTIVE

CONTAGIOSE: causate da agenti

patogeni che vengono eliminati per vie

diverse dall’ospite e che in modo diretto o

indiretto giungono ad altri soggetti

recettivi

MALATTIE INFETTIVE NON

CONTAGIOSE: causate da agenti patogeni

che non vengono eliminati nell’ambiente e la

loro trasmissione richiede l’intervento di

appositi vettori o di particolari evenienze

(tetano)

Per contrarre una malattia infettiva, l’individuo deve essere esposto al germe e trovarsi in uno stato di suscettibilità, cioè quando non ha difese (naturali o acquisite) contro lo specifico agente infettivo.

Mort

alit

à/1

00

0 a

bitan

ti

0

200

400

100

300

500

Anno

MalattieInfettive

PatologieTumorali

MalattieCardio-Vascolari

1910 19501930 1970 1990

Variazione tassi di mortalità (Italia, 1900 - 1990)

http://www.epicentro.iss.it/default.htm

Fenomeni sanitari più rilevanti nei secoli nei paesi industrializzati

XVIII SECOLO • Peste • Vaiolo • Colera • Malaria • Tubercolosi

XXI SECOLO • Malattie cardiovascolari

• Tumori maligni • Incidenti stradali

• AIDS • SARS • Influenza aviaria

• Influenza suina

L’eradicazione del vaiolo:il ruolo dell’epidemiologia

Infezioni delle basse vie respiratorie (polmonite)

Malattie diarroiche (colera, tifo,dissenteria)

Tubercolosi

Malaria

Morbillo

Epatite B

AIDS

Tetano neonatale

Pertosse

Febbre intestinale

4.400.000 (80% bambini)

3.000.000 (85% bambini) 3.000.000

2.000.000 (50% bambini)

> 1.000.000 bambini

1.000.000

1.000.000

460.000

355.000 bambini

135.000

Mortalità delle principali malattie infettive (rapporto O.M.S. 1996)

Epidemiologia delle malattie infettive

Le malattie infettive nei paesi industrializzati è ancora un

problema sanitario per:

• L’incompleta adozione della prevenzione (infezioni ospedaliere, malattie prevenibili con vaccini)

• Le mutate condizioni sociali (tbc)

• La comparsa di nuove malattie

• La selezione di germi virulenti o resistenti agli antibiotici

Le malattie infettive persistono

Nuove malattie: AIDS Gastroenteriti acute Sindrome respiratoria grave o acuta (Sars) Influenza aviaria Influenza suina

Vecchie malattie riemergenti: Tubercolosi

Resistenza agli antibiotici: interessa un numero consistente di patogeni (Enterococchi, S. aureus, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Neisseria gonorrhoeaea, ecc.) sia nei paesi industrializzati, che in quelli in via di sviluppo.

International collaboration on infectious disease control The three advances in infectious disease control − quarantine, sanitation and immunization − came about separately but gradually came to be seen as requiring international coordination in order to strengthen global public health security

IMPATTO GLOBALE DELLE MALATTIE INFETTIVE

• Malattie infettive = 32% delle morti globali

• Malattie infettive = 41% del DALY globale

• Malattie infettive = 68% delle morti in Africa

= 37% in SE Asia

WHO,WHR, 2001

PRINCIPALI INFEZIONI KILLER 1998

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

ARI AIDS Diarrhea TB Malaria Measles Hepatitis

B

> 5Y

< 5Y

WHO

http://www.who.int/whr/2007/whr07_en.pdf

Malattie dimenticate OMS • Buruli Ulcer

• Chagas disease (American

trypanosomiasis)

• Dengue/dengue haemorrhagic fever

•Dracunculiasis (guinea-worm disease)

•Fascioliasis

• Human African trypanosomiasis

•Leishmaniasis

• Leprosy

•Lymphatic filariasis

•Neglected zoonotic diseases

• Onchocerciasis

•:Schistosomiasis

•Soil transmitted helminthiasis

•:Trachoma

•Yaws

Storia naturale delle malattie infettive

Rapporti ospite-microrganismi

Si distinguono diversi tipi di microrganismi, sulla base dei rapporti che questi contraggono con l'ospite:

• Saprofiti o Commensali: microrganismi che vivono e si moltiplicano

a contatto con l'ospite senza provocare danni; anzi, a volte si può

instaurare un rapporto di reciproco beneficio.

• Patogeni: microrganismi che tendono a provocare malattia.

• Opportunisti: microrganismi normalmente innocui, ma in grado di

provocare malattie, anche gravi, in seguito ad un indebolimento

delle difese dell'organismo.

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Infezioni opportunistiche

n Pazienti immunocompromessi

n Batteri facenti parte della:

u Normale flora

u Ambiente (aria, acqua, cibo suolo)

POSTULATI DI KOCH 1) Il microrganismo si deve trovare in tutti i malati e si deve isolare dalle lesioni 2) Si deve poter coltivare 3) Inoculato in un animale deve dare la stessa malattia 4) Dall’animale inoculato si deve recuperare il microrganismo

Dinamica del processo infettivo

1. contaminazione

2. penetrazione

3. localizzazione

4. infezione

5. MALATTIA

Arrivo dei microrganismi sulla cute e/o le mucose

Penetrazione nell’organismo attraverso la cute o le mucose

• Casuale • Elettiva

Period

o di incu

bazione

Inizio rapporto dinamico tra microrganismo e ospite (rproduzione)

Infezione non è sinonimo di malattia infettiva

Solo se l’agente patogeno supera le difese dell’organismo si manifestano tutti i sintomi caratteristici che evidenziano

l’instaurarsi dello stato morboso.

Il tempo che intercorre tra la penetrazione dell’agente infettante nell’organismo e il manifestarsi della

sintomatologia si definisce periodo di incubazione (diverso tra malattia e malattia).

Fasi delle malattie infettive

PERIODI DI INCUBAZIONE DI ALCUNE MALATTIE INFETTIVE

l’intervallo di tempo tra il contatto iniziale con un agente infettivo e la comparsa del primo segno o sintomo della malattia

AIDS: variabile, da 1 anno a 15 anni

Lebbra: da alcuni giorni a parecchi anni

Epatite B: 60 - 90 giorni (45 - 180 giorni)

Salmonellosi non tifoidee: 12 - 36 ore (6 - 72 ore)

Morbillo: 10 - 14 giorni (7 - 18)

Meningite meningococcica: 3 - 4 giorni (2 - 10 giorni)

MALATTIA INFETTIVA

Interazione di un microrganismo e un ospite recettivo (uomo, animale)

Implica la replicazione dell’agente nell’ospite

Consente la eliminazione dei patogeni

Determina la comparsa di anticorpi

È l’espressione clinica dell’infezione

Infezione versus malattia infettiva

INFEZIONE

All’infezione non segue necessariamente la malattia

Colonizzazione, infezione inapparente, malattia infettiva

Colonizzazione: il microrganismo è presente sulla superficie del corpo (pelle o mucose) e si riproduce in maniera sufficiente a mantenere la sua numerosità senza determinare alcuna reazione nell’ospite.

Infezione inapparente: il microrganismo si moltiplica, causa una reazione misurabile (come la produzione di anticorpi specifici) ma non è rinvenibile clinicamente.

Malattia infettiva: quando l’infezione porta ad una malattia clinicamente evidente, con sintomi e segni fisici.

Malattia infettiva

Infezione apparente

colonizzazione

Tutte le persone infette, incluse quelle con sola colonizzazione, sono potenziali fonti di infezione per altri.

Portatore: persona infetta che non ha malattia conclamata ma che è una potenziale fonte di infezione per altri.

Il termine portatore include persone la cui infezione :

•rimane inapparente: portatore asintomatico (meningococco: circa il 5-10% dei soggetti sono potatori asintomatici con colonizzazione nasofaringea )

•soggetti per i quali lo stato di portatore precede la malattia: portatore in incubazione (varicella: da 1 fino a 5 giorni prima del rash cutaneo)

•soggetti per i quali lo stato di portatore segue la malattia: portatore convalescente (difterite, epatite B, salmonella)

•portatore cronico (la condizione di portatore persiste per un tempo molto lungo, es: salmonella typhi)

Non sempre un soggetto con infezione inapparente è un portatore (es. TBC)

In altre parole, è portatore un soggetto infetto asintomatico ma eliminatore di microrganismi con i propri secreti, escreti o liquidi biologici

FATTORI CHE INFLUISCONO SUL MANIFESTARSI DELLE MALATTIE

INFETTIVE: Malattia infettiva

Malattia Agente eziologico

A. Fattori relativi all’agente patogeno B. Fattori relativi all’ospite

C. Fattori ambientali

La CAUSA è necessaria, ma non sufficiente

PERIODI DI CONTAGIOSITA’ DI ALCUNE MALATTIE INFETTIVE

AIDS: sconosciuto, si presume che si estenda dall’esordio dell’infezione da HIV per tutta la vita del paziente (alta durante i primi mesi dell’infezione, aumenta con il

peggioramento della condizione clinica e la presenza di altre MTS)

Lebbra: nella maggior parte dei casi lacontagiosità viene persa entro 1 giorno dall’inizio della terapia multifarmacologica

Epatite B: tutti i soggetti HBsAg+ sono potenzialmente contagiosi. Il sangue può essere contagioso già diverse settimane prima dell’esordio dei primi sintomi e rimanere per tutto il periodo acuto della malattia.

Salmonellosi non tifoidee: per tutta la durata dell’infezione; estremamente variabile, di solito da diversi giorni a parecchie settimane. L’1%

circa dei soggetti infetti e il 5% dei bambini al di sotto di 5 anni può eliminare organismi per oltre 1 anno.

Morbillo: da 4 gg prima della comparsa dell’esantema a 4 giorni dopo

Meningite meningococcica: fin quando i meningococchi non sono più presenti nelle secrezioni nasofaringee (ovvero dopo le 24 ore successive all’inizio della

terapia)

Storia naturale delle malattie infettive

Ambiente clima geografia fattori sociali Stress affollamento inquinamento Guerre, calamità

Microrganismo carica invasività infettività patogenicità virulenza produzione di eso- e endo-tossine

Individuo sesso, età, costituzione alimentazione e stili di vita, malattie lavoro condizione socio-economica fumo

Fattori legati all’agente eziologico

L'aggressività del microrganismo dipende da vari fattori:

• Carica infettante: quantità di microrganismi che riescono a

penetrare nell'ospite.

• Invasività: capacità di penetrare nell'ospite

• Infettività: capacità di invadere e moltiplicarsi nell'ospite

(INFETTI/SUSCETTIBILI)

valutata come numero minimo di agenti necessari per

provocare l’infezione nel 50% di un gruppo di ospiti della

stessa specie (ID50)

Es. morbillo alta infettività

lebbra bassa infettività

• Patogenicità: capacità di produrre una malattia clinica evidente in

modo diretto oppure tramite la produzione di sostanze tossiche

(tossine) (MALATI/INFETTI)

• Virulenza: capacità di produrre malattie gravi (CASI

GRAVI/MALATI)

Quoziente di letalità= N. morti/N. malati x 100

Livello INFETTIVITA' PATOGENICITA' VIRULENZA

ELEVATO Morbillo, poliomielite

Morbillo, raffreddore

TBC, poliomielite

BASSO TBC Poliomielite, TBC

Morbillo, rosolia, raffreddore

MEDIO Rosolia, raffreddore

Rosolia Polio non paralitica

Rapporti tra infezione asintomatica e manifestazione clinica in alcune infezioni virali

Virus Manifestazione

clinica

Età di

infezione

Infezione

asintomatica/

malattia

% infezioni

con manif.

clinica

Poliomielite Paralisi bambini ± 1000:1 0.1-1

1-5 >100:1 1

6-15 10-100:1 1-10

Epstein-Barr mononucleosi

infettiva

16-25 2-3:1 35-50

<5 20:1 5

5-9 11:1 10

10-15 7:1 14

Epatite A Ittero

Adulto 2-3:1 35-50

Rubivirus Rash cutaneo 5-20 2:1 50

Influenza virus Febbre Giovani adulti 1.5:1 60

Morbillivirus Rash e febbre 5-20 1:99 99+

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Microrganismo Via di penetrazione Carica minima infettante

(CMI)

Carica minima malattia

(CMM)

Rinovirus Cavità nasale

Congiuntiva

Faringe

1 TCID 50 (CMM)

16 TCID 50 (CMM)

200 TCID 50 (CMM)

Salmonella typhi orale >105 batteri (CMM)

Shigella dysenteriae orale 10 batteri (CMM)

Vibrio colerae orale 108 batteri (CMM)

Giardia orale 10 cisti (CMI)

Mycobacterium tubercolosis

inalatoria 1-10 batteri (CMI)

Esempi della variazione di dose di microrganismo necessaria per produrre infezione o malattia nell’ospite

TCID = Tissue Culture infectious doses

Meccanismi di espressione della virulenza batterica

Esotossine

Aumentano la permeabilità della parete cellulare (Staph aureus)

Tossine bipartite si attivano dentro l’ospite (tossina difterica)

Endotossine Il lipopolisaccaride della parete cellulare (Gram-) attiva il rilascio di citochine , le cascate del complemento e coagulazione.

Fimbrie - pili Permettono l’adesione alle mucose dell’ospite (Neisseria, Gonorrheae)

Aggressine

Prodotti batterici con attività di coagulasi, streptochinasi e collagenasi, che riducono le difese locali dell’ospite (Strept pyogenes)

Le Esotossine

• Agiscono sull’uomo a concentrazioni estremamente piccole. – Non si acquisisce l’immunità per una seconda infezione perchè

la dose sufficiente per uccidere è inferiore a quella necessaria per produrre immunizzazione nell’uomo.

• Svolgono un ruolo primario in alcune patologie: – Tetano – Botulismo – Difterite Le esotossine detossificate diventano vaccini

(anatossine)

• Complessi lipopolisaccaridici della parete dei batteri Gram-. – Lipide A ha azione tossica, è un

attivatore di effettori umorali (cascata del complemento) e cellulari del processo infiammatorio

Le Endotossine

Le Aggressine

• Alterano il microambiente locale dell’ospite

– Streptochinasi che dissolve la fibrina (Strept. pyogenes)

– Coagulasi che forma una barriera contro i meccanismi di difesa (Staphil. aureus).

I Virus

•I virus infettano tessuti

con elevata specificità

•L’infettività

preferenziale è correlata

a specifici recettori

presenti sulle cellule

ospitanti per le proteine

di adesione virali.

Proteine d’adesione

I Virus

Meccanismo di

ingresso dei Virus

nelle cellule

E loro replicazione

Equilibrio uomo e microbi

I prioni

(PRoteinaceus Infective ONly particle"=particella infettiva solamente proteica)

La prima barriera è costituita dalla cute e dalle mucose, che resistono alla penetrazione dei microrganismi con un’azione antimicrobica in parte di natura meccanica (lacrime, saliva, urine), in parte di natura chimico-fisica (basso pH, acido gastrico). Successivamente il sistema immunitario provvede alle difese contro gli agenti microbici.

Le difese dell’ospite

Diabete

Etilismo

Denutrizione

Neoplasie

- solide

- ematologiche

Trapianti

- organo

- midollo

AIDS

Paziente immunocompromesso

Diminuzione di

Neutrofili

linfociti T (CD4+)

linfociti B

macrofagi alveolari

fagociti

piastrine

Cause di deficit immunitario

Le forme principali con cui la malattia infettiva può

manifestarsi in seno ad una popolazione sono:

SPORADICITÀ Quando i casi di malattia si manifestano

isolatamente senza apparenti rapporti con altri

casi.

ENDEMIA Quando una malattia è costantemente presente nella

popolazione residente in una determinata area

geografica, manifestandosi con un numero di casi

più o meno elevato ma complessivamente

abbastanza costante.

EPIDEMIA È il verificarsi in una comunità o area geografica

di un numero di casi di malattia eccedente le

aspettative.

PANDEMIA Quando la diffusione epidemica va oltre i confini di

un paese e dilaga attraverso i continenti .

Andamento delle malattie infettive

EPIDEMIE

Più casi di malattia che si presentano in un gruppo di individui o nella stessa popolazione entro un breve periodo di tempo purchè abbiano la stessa origine CASO INDICE Il primo caso di malattia che introduce il contagio nel gruppo CASI SECONDARI Casi che prendono origine dal caso indice TASSO DI ATTACCO SECONDARIO % di soggetti recettivi che ammalano a seguito dell’esposizione al caso indice

Casi Indice – il primo caso identificato

Primario – il caso che porta l’infezione in una popolazione

Secondario – infettato dal caso primario

Terziario – infettato dal secondario

P

S

S

T

Suscettibile

Immune

Sub-clinico

Clinico

S T

(www)

Transmissione delle malattie infettive

Tempo malattia sporadica

Epidemia, endemia e

malattia sporadica

Epidemia da contagio interumano

ANDAMENTO delle EPIDEMIE

Epidemia da origine “comune”(idrica..)

Pandemia

Caso indice

Antiche pandemie: la peste

Ruolo di agenti infettivi nella genesi di malattie cronico-degenerative

• Helicobacter pylori → ulcera peptica e ca. stomaco

• Hepatitis B e C virus → cirrosi, ca. epatico

• Human papillomavirus → ca. cervice

• Epstein Barr Virus → linfoma B cell

• Coxsackie virus → miocarditi

• Streptococco B emolitico → valvulopatie

LE RETI DI SORVEGLIANZA DELLE MALATTIE INFETTIVE

Rete di sorveglianza europea malattie infettive prevenibili con il vaccino

Portale dell’UE sulla salute

ECDC

Rete di sorveglianza europea sull’influenza

Sorveglianza delle epatiti prevenibili con vaccini (A e B)

Gruppo di lavoro europeo sulla legionellosi

Rete europea sui vaccini (VENICE)

OMS e malattie prevenibili con vaccini

CDC e malattie infettive

Immagini http://phil.cdc.gov/phil/home.asp

Istituto Superiore di Sanità

FAQ - Epidemiologia generale delle malattie infettive

• Qual è stata l’evoluzione delle malattie infettive

nei secoli? • Qual è la situazione epidemiologica nei paesi

industrializzati e nei PVS? • Qual è la dinamica del processo infettivo? • Quali sono i fattori che intervengono nel

determinismo delle malattie infettive? • Che vuol dire invasività, infettività, patogenicità e

virulenza? • Quali sono le reti di sorveglianza delle malattie

infettive?