Corso teorico-pratico: Il ruolo del laboratorio della diagnosi delle zoonosi e delle malattie trasmesse da vettori - I.N.M.I. - IRCCS Lazzaro Spallanzani, Roma, 1-2 Ottobre 2014
La Tularemia: aspetti sanitari, zoonosici e implicazioni bioterroristiche
Massimo Fabbi / Nadia Vicari Centro di Referenza Nazionale per la Tularemia Centro di Referenza Nazionale per le Clamidiosi Animali Sezione Diagnostica di Pavia Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Lombardia e dell’Emilia Romagna “Bruno Ubertini”
Overview
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PRIME SEGNALAZIONI DELLA MALATTIA:
•1653 Norvegia (tularemia like disese of lemmings) •1818 Giappone (Yato bio-hare disease) •1890 Norvegia (lemming fever) •1908 Utha (USA) •1914 Ohio (USA) primo caso certo di tularemia nell’uomo
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Grande impulso alle conoscenze (sistemi diagnostici) Collegò la malattia dei roditori a quella dell’uomo Da lui il nome : Francisella tularensis
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Coccobacillo gram negativo pleomorfo È tra i più piccoli batteri conosciuti (0,2 x 0,0,7µ µm) Probabilmente il più altamente infettante Immobile, aerobio obbligato, non sporigeno Dipendenza da cistina e CO2 per la crescita
colorazione di gramgram- 1000 x 8
Fam. Francisellaceae famiglia Francisellaceae genere Francisella specie F. tularensis
F. novicida
subsp.tularensis
subsp. holarctica
(tipo A)
(tipo B) Er s
AI
F. philomiragia
A II
subsp. mediasiatica
Er r 9
Specie di maggior interesse sanitario F. tularensis subsp.tularensis (tipo A): presente in Nord America. Ma…. Segnalata 3 volte anche in Europa: 2 in Slovacchia e 1 in Austria (da acari e zecche). …. …………………notizia ad oggi poco credibile - virulenza elevata per l’uomo e gli animali - da 1-10 batteri per via SC - 25 batteri per aerosol
F. tularensis subsp.holarctica (tipo B): - più raramente fatale per l’uomo e presente in Asia, Europa, USA. - Associata a roditori semi-acquatici in USA (castori) A micromammiferi terricoli e lepri in Europa e Russia Spesso associata a ruscelli, laghi, stagni e fiumi 10
trofozoita
cisti
• vitale per mesi alle basse temperature (fango e carcasse in decomposizione) • ospite di amebe a vita libera come Legionella (mantenimento - replicazione) • replicazione-mantenimento in biofilm e superfici naturali • sensibile ai detergenti ed ai comuni disinfettanti (saponi, cloro) 11
PRESENTE NELL’EMISFERO NORD .............MA NON DEL TUTTO
2002 1 caso umano Da F. novicida. 1 da F philomiragia
●●
1 caso umano Tasmania- F. tularensis holarctica. 2012. Morso da Opossum 12
La Tularemia, dov’è?
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La Tularemia, dov’è?
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Tularemia in Italia
Humans and animals cases reported since 1964 (northern-center Italy)
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Dubbi sulla 1a segnalazione in Italia: Baldelli 1931 (Pseudotbc?) Certa: 1964: Oltrepò Pavese Rinaldi et.al.
Provincia di Arezzo
1983- 1987 Centinaia di casi da consumo d’acqua da acquedotti non protetti e non clorati
Val di Vara
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Pistoia 2007-2008 43 casi ospedalizzati circa 2000 persone esposte
2008 Fonte del Faggione 20 850m. s.l.m (Pistoia)
Ospiti di Francisella tularensis N di specie
Mammiferi
190
Invertebrati
88
Uccelli
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Anfibi
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In natura è soprattutto malattia di roditori e lagomorfi nei quali si manifesta spesso con quadri di setticemia letale a rapido decorso
Specie di animali sensibili in Europa • • • • •
Lagomorfi Arvicole Scoiattoli Piccoli roditori-sciuridi (cane della prateria) Primati non umani
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Haemaphysalis concinna
Dermacentor reticulatus
Vettori- Zecche Europa
Dermacentor reticulatus/marginatum Ixodes ricinus Haemaphysalis concinna
USA:
Ambliomma americanum Dermacentor variabilis Dermacentor andersoni
Dermacentor variabilis
Amblyomma aericanum
•Il germe è presente nell’emolinfa, saliva e feci •per lunghi periodi (mesi) •Trasmissione transtadiale •Transovarica (?)
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ZANZARE E TAFANI aedes cinereus
In Scandinavia - Molti casi ogni anno da punture di zanzare.
ochlerotatus excrucians Haematopota pluvialis
-Stretta correlazione dei casi con l’aumento delle popolazioni di zanzare
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nell’uomo
• Ospite accidentale all’interno del ciclo • si infetta facilmente attraverso diverse vie con sviluppo di differenti quadri clinici • Non c è trasmissione interumana
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Malattia nell’uomo: Modalità di infezione •Per contatto diretto attraverso cute e mucose anche integre (frequente tra cacciatori, guardiacaccia, laboratoristi) •manipolazione animali vivi/morti e di carni infette (eviscerazione) prima della cottura
Malattia nell’uomo Modalità di infezione Punture di artropodi e zanzare. Frequenti in Europa e USA
Scandinavia
Europa (Nord / Est) ed USA
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Malattia nell’uomo Modalità di infezione
• Inalazione di polveri infettanti durante lavori agricoli (gravi forme polmonari) (es. taglio dell’erba - frequenti casi negli USA, Spagna)
Malattia nell’uomo Modalità di infezione Ingestione di acque o verdure contaminate Recente epidemia in Kosovo (450 casi accertati, circa 700 presunti)
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Malattia nell’uomo
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Tularemia: ulcera cutanea
http://emedicine.medscape.com
http://emedicine.medscape.com
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linfoadenite latero-cervicale (ingestione) Fonte:WHO
Forma polmonare: Infiltrati nella parte inferiore sinistra
Linfoadenite ascellare (contatto lepre)
Clinica Malattie Infettive. IRCCS policlinico S. Matteo Pavia
Lnn- seno. Forma Ghiandolare (zecca)
Armed Forces Institute of Pathology.
Tularemia: forma ulceroghiandolare da puntura di zanzara (Germania) Hanke et.al.. Eur.J.Pediatr. 01/2009.
Ulcerazione nel sito di inoculazione
ulcera linfonodi Puntura di zanzara. Ascesso 5 settimane dopo 20 giorni dopo Linfonodi pre-auricolari 34
Diagnosi clinica: impossibile. Diagnosi anatomo-patologica (nella lepre): non conclusiva -
Lesione patognomonica in forma acuta
splenomegalia
- Forme croniche (est Europa): lesioni simil -ascessuali a vari parenchimi (polmone, sierose, rene)
- Diagnosi differenziale con Toxoplasmosi, Pseudotubercolosi (Y. Pseudotuberculosis), Brucellosi, Pasteurellosi setticemica, Stafilococcosi disseminata. Altre splenomegalie aspecifiche (es. da35 stasi)
Tularemia Lepre, forma acuta: splenomegalia (IZSLER-PV)
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Pericardite
Noduli renali
ascessi polmonari
Orchite
Tularemia nella lepre Lesioni croniche (import Ungheria) IZSLER -PV
Regione sternale: ascesso sottocutaneo e microascessi
Regione costale: microascessi
Tularemia nella lepre. Lesioni croniche (import Romania) IZSLER -PV
Pericardio: microascessi 39
Tularemia nella lepre (import Romania) IZSLER -PV
Milza: splenomegalia
Rene: pielonefrite purulenta 40
Anche nel mare! Francisellosi dei pesci (F. noatunensis) Spleen from cod with Francisella-infection. (Photo: Anne Berit Olsen, National Veterinary Institute, Norway) -
Atlantic cod: necrosi ed ascessi slenici Norwegian School of Veterinary Science
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Francisella tularensis come arma biologica
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Bioterrorismo: agenti di categoria A classificazione CDC Antrace
(Bacillus antracis)
Botulismo (Clostridium botulinum) Peste
(Yersinia pestis)
Tularemia (Francisella tularensis) Vaiolo
(Variola maior)
Virus delle febbri emorragiche
(Filovirus-Ebola,Marburg / Arenavirus-Lassa) 43
Francisella tularensis come arma biologica
Francisella Tularensis come arma biologica
1,2 x 3-5 µm
Bacillus anthracis 1000 X
0,8 x 2-3 µm
Yersinia pestis 1000 X
0,2 x 0,7 µm
Francisella.tularensis 1000 X
Francisella Tularensis come arma biologica Elementi a supporto: - Bassa carica infettante (1-10 batteri) - Facilità di disseminazione (aerea, idrica) - Elevato potere patogeno (alta mortalità) - Creazione di ceppi multiresistenti a CAF, streptomicina, tetracicline (USA ed ex Unione Sovietica) 45
Francisella Tularensis come arma biologica Simulazione WHO: Aerosol di 50 Kg di F. tularensis su area metropolitana di 5 milioni di persone: - 250.000 colpiti - 19.000 morti - sintomi persistenti per settimane o mesi
Costo sociale (stima CDC) da attacco terroristico da F. Tularensis: 5,4 Bilioni di $ / 100.000 persone esposte
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SALUTE PUBBLICA E PROFILASSI Vaccinazione - Non esistono vaccini autorizzati - Ceppo di origine russa (LVS) naturalmente attenuato, utilizzato su 60 milioni di persone tra il 1946 e 1960 - utilizzato da USA e USSR a protezione dei militari e personale di laboratorio durante la “ guerra fredda” - Necessità di stimolare la risposta cellulo-mediata - Persistenza dell’immunità da infezione naturale: circa 25 anni - Molti studi attuali (e finanziamenti, soprattutto in USA) in questa direzione (primati non umani) 47
Serological test
DIAGNOSI DI LABORATORIO Molecular test
Mice inoculation Cultural test:
AGGLUTINAZIONE RAPIDA SU VETRINO (test «di campo»)
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MICROAGGLUTINAZIONE LENTA Cut-off In Medicina Veterinaria 1:40 sospetto / 1:80 positivo Nell’uomo: 1:128 / 1:160 sul singolo siero
Positive control Serum A 1:320
Positive control Serum B 1:160 Negative control serum Antigen
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•Terreno colturale -Agar Cistina con o senza antibiotici •Crescita lenta: 48-96 h •Colonie grigio verdastre caratteristiche • Piccoli Cocchi Gram negativi •Agglutinazione (siero specifico) •PCR / PCR Real Time •Sequenziamento. •Prova biologica (topi) 51
Diagnosi molecolare ? Dr.ssa Vicari !
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