Prof. Antonino Nastasi - 2004 RUOLO DEL LABORATORIO PER LA SORVEGLIANZA DELLE INFEZIONI ENTERICHE...

Prof. Antonino Nastasi - 2004Prof. Antonino Nastasi - 2004

RUOLO DEL LABORATORIO PER RUOLO DEL LABORATORIO PER LA SORVEGLIANZA DELLE LA SORVEGLIANZA DELLE

INFEZIONI ENTERICHEINFEZIONI ENTERICHE

Antonino NastasiDipartimento di Sanità Pubblica Università di Firenze

Nuovi sviluppi nella diagnostica microbiologica e virologica

Firenze, 1 ottobre – 20 novembre


ECOLOGIC MODELSECOLOGIC MODELS

socialenvironment

man

host

physicalenvironment

biologicenvironment

genetic corehost

agent environment

The The epidemiologic epidemiologic

triangletriangleThe wheelThe wheel


FATTORI AMBIENTALI NELLA GENESI DELLE INFEZIONI

• Ambiente Biologico (agenti, serbatoi, vettori, etc.)

• Ambiente Sociale (abitudini di vita, leggi, fattori socio-economici, etc.)

• Ambiente Fisico (temperatura, umidità, luce, aria, acqua, suolo, etc.)


Malattie causate da patogeni ‘tradizionali’ veicolati da alimenti

1. la contaminazione è spesso dovuta ad un errore nella manipolazione degli alimenti in una fase subito precedente il consumo,

2. la contaminazione si presenta a carica microbica elevata,

3. gli episodi epidemici si caratterizzano per:

a) un elevato tasso di attaccob) essere concentrati nel tempo e nello spazioc) un’individuazione semplice con tipica

relazione con banchetti o consumo di pasti in luoghi di ristorazione collettiva

3.

Staphylococcus enterotossicoBacillus cereus, ……..Salmonella spp


Malattie causate da patogeni ‘emergenti’ veicolati da alimenti

• serbatoio animale nel quale spesso gli agenti causali non danno malattia

• la contaminazione avviene tipicamente in una fase precoce del processo produttivo

• la contaminazione è a bassa carica microbica• gli agenti causali sopravvivono alle tecniche tradizionali di

preparazione di alcuni alimenti (hamburger, yogurth, omelette),• gli agenti causali sono spesso resistenti ai chemio-antibiotici

(Salmonella, Campylobacter),• le caratteristiche organolettiche degli alimenti contaminati

rimangono inalterate• gli episodi epidemici si caratterizzano per:

a. un basso tasso di attacco b. coinvolgimento di individui dispersi in ampie e distanti aree

geografiche c. riconoscimento difficile, specie se sono in causa agenti patogeni a

larga diffusione come S. typhimurium ed alimenti di largo consumo

E. coli enteroemorragici (EHEC), L. monocytogenes, E. coli enteroaggregativi (EAEC), S. enteritidis, S. typhimurium DT104, C. jejuni, V. vulnificus, Virus E, Norwalk e Norwalk-like virus, Cyclospora cayetanensis, Cryptosporidium parvum, Anisakis simplex, micotossine, ……….


EPIDEMIOLOGIAEPIDEMIOLOGIA

8 / 100.0008 / 100.000

INFEZIONE SEGNALATA IN OLTRE

30 NAZIONI

INFEZIONE SEGNALATA IN OLTRE

30 NAZIONI

INCIDENZA ANNUALE IN USA, SCOZIA

E CANADA

INCIDENZA ANNUALE IN USA, SCOZIA

E CANADA

INCIDENZA 5-10 VOLTE SUPERIORE INSUDAMERICA (ARGENTINA)

INCIDENZA 5-10 VOLTE SUPERIORE INSUDAMERICA (ARGENTINA)


1-6 anni

7-14 anni

15-65 anni

>65 anni

0-11 mesi

19881988 Bambino di venti mesiBambino di venti mesi

1988 - 20001988 - 2000 250 Casi di infezione da VTEC250 Casi di infezione da VTEC

ITALIAITALIA

9,2%4,4%

0,8% 19,2%

66,4%


Focolai di SUE in Italia Focolai di SUE in Italia

Veneto e Trentino, 1993 - 15 casi, VTEC O157 Epidemiol. Infect. 1994, 113:209-220

Veneto e Trentino, 1993 - 15 casi, VTEC O157 Epidemiol. Infect. 1994, 113:209-220

Lombardia, 19929 casi, VTEC O111 J. Infect. Dis. 1994, 169:208-211

Lombardia, 19929 casi, VTEC O111 J. Infect. Dis. 1994, 169:208-211

Napoli, 19973 casi, VTEC O26


Incidenza della SEU in Italia 1988-2000 (0-14 anni)

Incidenza della SEU in Italia 1988-2000 (0-14 anni)

> 0,3 per 100.000> 0,3 per 100.000

0,1-0,3 per 100,0000,1-0,3 per 100,000

< 0,1 per 100.000< 0,1 per 100.000

Incidenza media su tutto il territorio: 0,28 per 100.000

Incidenza media su tutto il territorio: 0,28 per 100.000


Incidenza della SEU in Europa (0-14 anni)Incidenza della SEU in Europa (0-14 anni)

1-2/100.0001-2/100.000

0,4-0.9/100.0000,4-0.9/100.000

0-0,3/100.0000-0,3/100.000

Incidenza media in Italia (1988-2002)

0,28/100.000

Incidenza media in Italia (1988-2002)

0,28/100.000


Terreno, reflui ed acque superficiali

Animali daallevamento

Alimenti destinatiall’uomo

Verdure crude (germogli di alfa-alfa)

Uomo

macellazione

1991

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1992

1993

Riconosciuto per la prima volta come patogeno

Epidemia in un reparto pediatrico

Associato con la SEU

Negli USA più comune di

Shigella

Epidemia veicolata da

acqua potabile

Epidemia da sidro di mela

Causa più comune di enterite emorragica negli USA

Epidemia multi-Stato da hamburger

Escherichia coli

O157:H7


The 1993 Western States E. coli O157 Outbreak

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 710

10

20

30

40

50

60

70

Day of Outbreak

Num

ber o

f Case

s

Actual cases in 1993 =726

meat recall

outbreak detected


1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 710

10

20

30

40

50

60

70

Day of Outbreak

Num

ber of Cases

cases in 1999 = 235

predicted date of meat recall

predicted date of outbreak detection

Predicted curve had the outbreak occurred in 1999 ...


Predicted curve had the outbreak occurred in 1999 ...

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 710

10

20

30

40

50

60

70

Day of Outbreak

Num

ber of Cases

1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 710

10

20

30

40

50

60

70

Day of Outbreak

Num

ber of Cases

predicted number of cases in 1999 = 235

predicted date of meat recall

predicted date of outbreak detection


Who are participants in PulseNet? CDC set-up PulseNet in 1996 in conjunction with the state public health laboratories in Massachusetts, Minnesota, Texas, and Washington. Since then, 33 public health laboratories in 31 other states and two federal agencies have come on line. Five Canadian public health laboratories began participating in PulseNet in 1999.

Which bacteria are monitored?At present, PulseNet tracks 4 foodborne disease-causing bacteria: E. coli O157:H7, nontyphoidal Salmonella, Shigella and Listeria monocytogenes.

Why is PulseNet important to public health?PulseNet will play a vital role in surveillance for and investigation of foodborne illness outbreaks that were previously difficult to detect. Finding similar patterns through PulseNet, scientists can determine whether an outbreak is occurring, even if the affected persons are geographically far apart. Outbreaks and their causes can be identified in a matter of hours rather than days.


DDNA cromosomico - PFGENA cromosomico - PFGE

• Lisi batterica dopo inclusione in agarosio

• dopo inattivazione della proteinasi K, restrizione enzimatica con endonucleasi che riconoscono pochi siti di taglio

• elettroforesi pulsata in gel di agarosio

• Più sensibile della ribotipizzazione con potere discriminativo buono per E.coli O:157 H:7, S.enteritidis, S.typhimurium,

• costosa, laboriosa, standardizzazione interlaboratori

• Mette in evidenza un numero limitato di frammenti ( 10-30) rappresentativi dell’intero genoma


hly-Ahly-Ahly-Ahly-Aeaeeaeeaeeaestxstx22stxstx22

stxstx11stxstx11

50 pb50 pb50 pb50 pb

RISULTATIRISULTATI


For human isolates:

• Maintain a timely international salmonella and VTEC O157

database

• Rapidly recognise and report international outbreaks

• Monitor salmonella anti-microbial resistance

• Pilot international Quality Assurance on lab methods

Objectives


International outbreaks recognised - I

Organism Cases Countries involved (index) Year Vehicle implicated

S. livingstone 100+ Austria, Czech Republic, Denmark, E&W, Finland, Germany, Netherlands, Norway and Sweden

1997 Travel to Tunisia

E. coli O157/ HUS

15 Denmark, E&W, Finland and Sweden 1997 Water

S. anatum 19 Eire, E&W, France and Scotland 1996 Baby milk

S. agona 4000+ Canada, E&W, Israel and USA 1996 Kosher snack

S. dublin 30+ France and Switzerland 1995 Cheese

S. stanley 200+ Finland and USA 1995 Alfalfa sprouts

S. tosamanga 28 Eire, E&W, France, Germany, Sweden and Switzerland

1995 None confirmed

S. sonnei 100+ E&W, Germany, Norway, Scotland and Sweden

1994 Lettuce


International outbreaks recognised - II

Organism Cases Countries involved (index) Year Vehicle implicated

S. oranienburg 500+ Austria, Belgium, Denmark, Finland, Germany, Netherlands, Sweden. (product in Canada, Croatia, Czech Rep)

2001 Chocolate(Germany)

S. stanley 100+ Australia, Canada, E&W, Scotland 2001 Peanuts(China)

S. typhimurium DT104

100+ Australia, Canada, E&W, Germany, Norway, Sweden

2001 Halva(Turkey)

S. livingstone 54 Norway, Sweden 2001 Fish pie (Sweden)

S. typhimurium DT204b

392 E&W, Germany, Iceland, the Netherlands, Scotland

2000 Lettuce

S. paratyphi B 309 Denmark, E&W, Finland, Germany, Ireland, Norway, Sweden and Switzerland

1999 Turkish holiday resort

S. newport 100+ E&W, Finland 1998 None confirmed


Rates of No. of human cases by S.enteritidis and S.typhimurium in

European countries (2001-2002)

1.1 - 1.5

1.6 - 3

> 3

< 1


.Sorveglianza delle infezioni da Salmonella.Sorveglianza delle infezioni da E.coli O157 e altri VTEC.Sorveglianza pilota delle infezioni da Campylobacter

Coordinamento: Istituto Superiore di

Sanità

ITALIA

CEPIS

CEPIC

CEPIM

ISS

° Lab. riferimento Regionali

Uni, ASL, IZS,ARPA,PMIP


Struttura di ENTER-NETLaboratori periferici

Laboratori di riferimento

ISS

PHLS


FoodNet goalsDescribe the epidemiology of new and

emerging bacterial, parasitic, and viral

foodborne pathogens.

Estimate the frequency and severity of

foodborne diseases that occur in the United

States per year.

Determine how much foodborne illness

results from eating specific foods, such as

meat, poultry, and eggs.

Foodborne diseases include infections

caused by bacteria such as Salmonella,

Shigella, Campylobacter, Escherichia

coli O157, Listeria monocytogenes,

Yersinia enterocolitica, and Vibrio, and

parasites such as Cryptosporidium and

Cyclospora.

In 1995, FoodNet surveillance began in five

locations: California, Connecticut, Georgia,

Minnesota and Oregon. Each year the

surveillance area, or catchment, has

expanded, with the inclusion of additional

counties or additional sites (New York

and Maryland in 1998, Tennessee in 2000 and

Colorado in 2001). The total population of the

current catchment is 25.4 million persons, or

10% of the United States population.


FoodNet Has 5 Components:

1. Active laboratory-based surveillance 2. Survey of clinical laboratories 3. Survey of physicians 4. Survey of the population 5. Epidemiologic Studies


NARMS: National Antimicrobial Resistance Monitoring System:Enteric Bacteria, CDC's Emerging Infections Program

Arizona, California (San Francisco , Contra Costa, Alameda Counties), Colorado, Connecticut, Florida, Georgia, Hawaii, Kansas, Los Angeles County, Louisiana, Maine, Maryland, Massachusetts,

Michigan, Minnesota, Montana, Nebraska, New Jersey, New Mexico, New York City, New York State, Oregon, South Dakota, Tennessee, Texas, Washington, West Virginia, and Wisconsin

NARMS is a collaboration among CDC,

U.S. Food and Drug Administration

(Center for Veterinary Medicine) and

U.S. Department of Agriculture

(Food Safety and Inspection Service

and Agricultural Research Services).


How does NARMS do it? Participating health departments forward every tenth non-Typhi Salmonella isolate, every Salmonella typhi, every tenth Shigella isolate, and every fifth E. coli O157 isolate received at their public health laboratories to CDC for susceptibility testing. Susceptibility testing involves the determination of the minimum to inhibitor concentration (MIC) for 17 antimicrobial agents: amikacin, ampicillin, amoxicillin-clavulanic acid, apramycin, cefoxitin, ceftiofur, ceftriaxone, cephalothin, chloramphenicol, ciprofloxacin, gentamicin, imipenem, kanamycin, nalidixic acid, streptomycin, sulfamethoxazole, tetracycline, and trimethoprim-sulfamethoxazole. The FoodNet sites (California, Colorado, Connecticut, Georgia, Maryland, Minnesota, New York, Oregon and Tennessee) also send one Campylobacter isolate each week to CDC. Susceptibility testing of Campylobacter is performed to determine the MICs for eight antimicrobial agents: azithromycin, chloramphenicol, ciprofloxacin, clindamycin, erythromycin, gentamicin, nalidixic acid and tetracycline.

The main activity of NARMS is to monitor antimicrobial

resistance of human enteric bacteria, including

Campylobacter, Salmonella, Escherichia coli O157, and

Shigella. Currently, approximately 108 million persons (

40 % of the U.S. population) reside within the NARMS

surveillance sites.


CaliciNet

Improved surveillance & detection

AL

AZAR

CACO

CT

DE

FL

GA

ID

ILIN

IA

KSKY

LA

ME

MD

MA

MI

MN

MS

MO

MT

NE

NV

NH

NJ

NM

NY

NC

ND

OH

OK

OR

PA

RI

SC

SD

TN

TX

UT

VT

VA

WA

WV

WIWY

AK

HI

Prof. Antonino Nastasi - 2004Prof. Antonino Nastasi - 200400 2,000,0002,000,000 4,000,0004,000,000 6,000,0006,000,000 8,000,0008,000,00010,000,00010,000,000

Norwalk-like virusNorwalk-like virus

CampylobacterCampylobacter

SalmonellaSalmonella

C. perfringensC. perfringens

GiardiaGiardia

S. aureusS. aureus

Most common causes of foodborne Illness

Mead et al, 1999

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