Epidemiologia delle malattie a trasmissione alimentare Caterina Mammina

Globalizzazione della catena alimentare Aumento dell’offerta Aumento Allevamenti e colture di tipo intensivo Globalizzazione della catena alimentare Industrializzazione della distribuzione Aumento dell’offerta Nuovi alimenti Aumento della domanda Spostamenti di popolazione Nuove abitudini alimentari Nuove modalità di preparazione Cambiamenti demografici Aumento delle fasce suscettibili Nuove modalità di consumo

Altri sono capaci di sfruttare numerose altre vie oltre agli alimenti Un ampio spettro di microrganismi patogeni può contaminare acqua ed alimenti e causare malattia nell’uomo dopo l’ingestione dei microrganismi o delle loro tossine Alcuni sono patogeni foodborne “professionali”, cioè sempre trasmessi attraverso alimenti Alcuni patogeni, come Shigella o Norovirus, necessitano dell’uomo come parte del loro ciclo vitale Molti altri hanno i loro serbatoi primari negli animali o nell’ambiente e per questi patogeni l’uomo rappresenta una vittima sfortunata, ma accidentale Altri sono capaci di sfruttare numerose altre vie oltre agli alimenti

Lo spettro dei microrganismi patogeni foodborne può cambiare in modo sostanziale nel tempo Patogeni, dei quali sono ben conosciuti aspetti epidemiologici ed ecologici, possono essere controllati in modo efficace Altri possono emergere in seguito a mutazioni o possono occupare una nuova nicchia nella catena alimentare La frequenza di specifiche infezioni può cambiare così in modo drastico, riflettendo l’equilibrio tra ecologia delle popolazioni batteriche, abitudini e tradizioni alimentari e tecnologie finalizzate a limitare o prevenire la contaminazione

Fattori in grado di modificare il quadro epidemiologico delle malattie infettive trasmesse con gli alimenti (OMS 1999) Cambiamenti dell’ecosistema a seguito del degrado ambientale Aumento della temperatura del pianeta (+1,1°C entro il 2030) Urbanizzazione Pasti fuori casa Allevamenti intensivi e maggior consumo di carni Globalizzazione del mercato e circolazione di prodotti con caratteristiche microbiologiche poco note Tecnologie di produzione che tendono ad allungare la vita dei prodotti “ freschi” Viaggi in Paesi a basso tenore igienico Consumo di carni e prodotti ittici crudi Aumentata resistenza dei patogeni a diversi fattori (es.: antibiotici e basse temperature) Espansione delle fasce suscettibili della popolazione Accertamenti diagnostici più rapidi e precisi Indagini epidemiologiche tempestive che bloccano la diffusione del problema Sensibilizzazione della popolazione al problema

Emergenza di Patogeni Foodborne 1900 Botulismo Brucellosi Colera Epatite Scarlattina (Streptococcus) Intossicazione da Staphylococcus aureus Tubercolosi Febbre tifoide 1975-1995 Norwalk-like virus Campylobacter jejuni Salmonella Enteritidis VTEC - E. coli O157:H7, O111:NM, O104:H21 Listeria monocytogenes Clostridium botulinum (neonati) Vibrio cholerae 0139 Vibrio vulnificus Yersinia enterocolitica Arcobacter butzleri Epatite E Cryptosporidium parvum Giardia lamblia Cyclospora cayetanensis Toxoplasma gondii BSE Nitzchia pungens (dinoflagellati) is our forth point, the emergence of many new kinds of bacteria. 1942: Only 4 pathogens found in foods. 1975-1995: Newly recognized pathogens have dramatically increased. 14 of these new pathogens are listed here.

Disseminazione globale di alcuni patogeni foodborne in forma pandemica Fenomeni emergenti Disseminazione globale di alcuni patogeni foodborne in forma pandemica Salmonella Enteritidis Salmonella Typhimurium DT104 Il caso emblematico di Vibrio parahaemolyticus 03:K6 dal Sud Est asiatico al Giappone agli USA Primi anni ’90 Sud Est asiatico Fine anni ‘90 numerose epidemie associate al consumo di mitili in Giappone 1997 e 1998 epidemie veicolate da ostriche negli USA

Aumento delle resistenze ai chemioantibiotici Fenomeni emergenti Aumento delle resistenze ai chemioantibiotici Per i patogeni il cui serbatoio specifico è l’uomo, come Shigella e S. Typhi, l’emergenza di resistenze è correlata all’uso di antibiotici nell’uomo. Per i patogeni con serbatoio primario negli animali d’allevamento, la forza trainante principale dell’aumento delle resistenze è l’uso di antibiotici in zootecnia (fluorochinoloni, cefalosporine di 3° generazione, avoparcina, dalfopristin/quinupristin)

aree di pressione selettiva Uso di antibiotici per terapia e profilassi principali serbatoi acque superficiali coltivazioni liquami alimenti vegetali Uso di antibiotici come promotori di crescita, profilassi e terapia Uomo ospedalizzato cibo per animali animali da allevamento alimenti a base di carne feci Uomo in comunità Uso di antibiotici per terapia

Listeria monocytogenes Cryptosporidium Vibrio vulnificus Fenomeni emergenti Identificazione di patogeni foodborne che colpiscono in modo più grave specifici sottogruppi ad alto rischio delle popolazione Listeria monocytogenes Cryptosporidium Vibrio vulnificus La prevenzione di queste infezioni necessita anche di una maggiore consapevolezza da parte di questi individui del loro alto livello di suscettibilità potenziale e l’assunzione di comportamenti più sicuri (cuocere o evitare il consumo di alimenti a rischio)

Un nuovo tipo di epidemia… L’ampia distribuzione geografica di derrate alimentari ha prodotto un nuovo tipo di epidemia con casi dispersi nel tempo e nello spazio e con un basso tasso di attacco. Non un aumento netto e localizzato dei casi, ma un diffuso incremento dei casi apparentemente sporadici, riconoscibile come epidemia soltanto da sistemi di sorveglianza (PulseNet, EnterNet). Un’indagine epidemiologica tempestiva può in questi casi identificare un problema sistematico in un punto della filiera produttiva con importanti implicazioni economiche, ma soprattutto con un’accelerazione degli interventi preventivi.

Fattori in gioco Ospite Agente causale Ambiente HOST: Healthy will heal or might not get disease. Healthy but young, old, or pregnant = more susceptible Sick or impaired immune system = more susceptible AGENT: Disease causing bacteria, virus, fungus -- strain determines who is infected and severity---example: E. coli (generic and 0157:H7) ENVIRONMENT: Environment = refrigeration, heating, drying, irradiation, canning, microbial inhibitors (curing salt) Ambiente

FATTORI CONTRIBUENTI Produzione primaria Trasformazione Trasporto Ristorazione collettiva e comunitaria Preparazione domestica Preparazione e vendita “in strada” Another factor contributing to foodborne disease outbreaks is the fact that the food chain has become longer and more complex. Each of the steps from food production to consumption is an opportunity for contamination or growth of microorganisms. A large foodborne disease outbreak in the USA affecting over 224 000 people resulted from the contamination of ice cream during transport. An outbreak of E. coli O157;H7 which occurred in Scotland during December 1996, showed that the food chain can be even more complex than indicated here as the butcher was selling meat to other butchers. The traditional method of control at various stages of the food chain is costly and ineffective. The application of HACCP from production to consumption provides a mechanism to examine the entire food chain and implement measures which are necessary for ensuring food safety. Trasporto e distribuzione Consumo

Alla malattia si arriva se: Il patogeno è presente L’alimento supporta la crescita La temperatura è nel range compatibile con la crescita È ingerita una quantità sufficiente di cibo contaminato Pathogen or toxin introduced into food meat and poultry support pathogen growth 41-140O F ingested amount must exceed threshold of susceptibility of the person

Tossinfezioni alimentari Fattori contribuenti 1. Non corretto uso della temperatura a. Inadeguata cottura b. Inadeguato riscaldamento c. Inadeguata conservazione d. Preparazione troppo anticipata e. Inadeguato scongelamento 3. Ambiente inadeguato a. Igiene insufficiente b. Attrezzature insufficienti c. Strutture insufficienti 2. Manipolazione inadeguata a. Operatori infetti b. Cross-contaminazione 4. Alimenti crudi a. Consumo di alimenti crudi contaminati b. Ingredienti crudi

EPIDEMIOLOGIA DELLE MALATTIE INFETTIVE TRASMESSE CON GLI ALIMENTI 130 milioni di Europei 76 milioni di Americani 4,7 milioni di Australiani soffrono ogni anno di un episodio di malattia trasmessa da alimenti La maggioranza (>95%) dei casi di malattia sono apparentemente sporadici.

EPIDEMIOLOGIA DELLE MALATTIE INFETTIVE TRASMESSE CON GLI ALIMENTI Negli Stati Uniti d’America 70.000.000 di casi di malattia 300.000 ospedalizzazioni 5.000 morti In Africa, Asia (esclusa la Cina) e in America Latina 1.000.000.000 di casi di malattia 5.000.000 di morti tra i bambini al di sotto di 5 anni d’età

…ED IN EUROPA?? In Europa, la morbosità relativa alle malattie trasmesse dagli alimenti è seconda solo a quella delle malattie respiratorie. Le malattie trasmesse da alimenti rappresentano uno dei più rilevanti problemi di sanità pubblica nel mondo contemporaneo

Ricadute economiche delle tossinfezioni alimentari perdite di giornate lavorative perdite commerciali spese ospedaliere È stato stimato dall’OMS che l’epidemia di colera del 1991 in Perù è costata in termini di ripercussioni economiche più di 700 milioni di dollari per la ridotta esportazione dei prodotti ittici

EPIDEMIOLOGIA DELLE MALATTIE INFETTIVE TRASMESSE CON GLI ALIMENTI In Italia si valutano 300.000 casi all’anno, ma sono sicuramente dati sottostimati poiché la rete di sorveglianza epidemiologica non è in grado di assicurare la notifica di tutti i casi.

La Piramide della sorveglianza Epidemiologia delle infezioni alimentari in Sicilia Notifica / invio dati sistema di sorveglianza Casi confermati Test di laboratorio Casi da cui si ottengono campioni biologici Casi che si rivolgono al “medico” Casi di malattia Popolazione esposta

EPIDEMIOLOGIA DELLE MALATTIE INFETTIVE TRASMESSE CON GLI ALIMENTI

EPIDEMIOLOGIA DELLE MALATTIE INFETTIVE TRASMESSE CON GLI ALIMENTI

EPIDEMIOLOGIA DELLE MALATTIE INFETTIVE TRASMESSE CON GLI ALIMENTI Le tipologie di alimenti coinvolti sembrano essere le stesse nei Paesi industrializzati, mentre cambiano i microrganismi responsabili dei casi, in relazione alla diversa circolazione degli agenti patogeni alle abitudini comportamentali, alla tipologia di processi ai quali viene sottoposto il cibo Per alcune patologie, come l’epatite A, al tasso anticorpale della popolazione

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Infezioni ed intossicazioni alimentari Le patologie di tipo gastroenterico sono determinate nell’uomo principalmente da: Consumo di alimenti o acqua contaminati da microrganismi o loro tossine Ingestione di alghe patogene, parassiti e/o loro tossine Altri fattori quali: Presenza di tossine naturali (funghi o altri vegetali) Formazione di tossine nell’alimento (es. istamina nei pesci) Presenza di sostanze tossiche ( residui chimici) Presenza di allergeni (es. arachidi) Intolleranze alimentari (es.lattosio)

Infezioni ed intossicazioni alimentari Le malattie infettive di origine microbiologica trasmesse con gli alimenti si classificano come  Infezioni  Intossicazioni

Infezioni alimentari Sono determinate da agenti eziologici con bassi valori di dose infettante periodi di incubazione relativamente lunghi attiva proliferazione del patogeno nell’organismo con liberazione o meno di tossine (tossinfezione) e con interessamento di tipo gastroenterico e/o sistemico Es: salmonellosi,campylobacteriosi, yersiniosi, listeriosi, shigellosi, infezioni virali

Intossicazioni alimentari Sono provocate da tossine prodotte da microrganismi in fase attiva di proliferazione negli alimenti. Poiché l’agente responsabile è preformato, le malattie conseguenti hanno come caratteristica periodi di incubazione brevi e sono solitamente associate, epidemiologicamente, a determinati prodotti alimentari. Le tossine si formano durante la fase di crescita esponenziale dei microrganismi, quindi sono generalmente collegate ad intensa proliferazione del patogeno Possono essere termostabili e quindi resistenti ai normali processi di riscaldamento (es. Staphylococcus aureus ) o termolabili, quindi inattivabili con il calore (es. tossina del Clostridium botulinum).

Dose minima infettante La capacità di un determinato microrganismo di indurre la malattia è determinata dalla sua virulenza e dalle condizioni alle quali è sottoposto l’agente patogeno prima di venire a contatto con l’ospite Il numero di cellule dei diversi microrganismi patogeni in grado di scatenare la malattia in un adulto sano viene definita dose infettante. Per la maggior parte dei patogeni questa è di 105 -107cellule, ma esistono condizioni che riducono significativamente questo valore

DOSE MINIMA INFETTANTE EPEC ETEC Shigella, EIEC EHEC Listeria monocytogenes Salmonella (esclusa typhi) Campylobacter Salmonella typhi Vibrio cholerae 106 10-100 100 sconosciuta - probabilmente bassa (>100 cfu/g) in individui a rischio 106 (un numero più basso - 10 / 1000 - può causare infezione in alimenti grassi come cioccolata e formaggio) ca. 500 La dose infettante minima è stata valutata in particolari condizioni per alcuni microrganismi, ma è sconosciuta per altri. Come possiamo vedere, ci sono valori elevati e valori bassi. In entrambi i casi, può essere necessaria la crescita microbica negli alimenti per permettere a un numero sufficiente di microrganismi di superare la barriera gastrica. In condizioni particolari , la tossinfezione può essere causata da un solo microrganismo (ILSI,1989). Fonte: ILSI, 1989

Dose minima infettante Caratteristiche del microrganismo Virulenza Presenza di spore Caratteristiche dell’alimento Contenuto in grassi Acidità Porzione ingerita

Caratteristiche dell’ospite stato immunitario stile di vita o condizioni di stress stato di nutrizione presenza di altre patologie età gravidanza assunzione di farmaci antiacidi etc. La popolazione particolarmente a rischio va facilmente incontro, in caso di malattia, ad una serie di sequele gravi che possono portare anche alla morte del paziente

Microrganismi patogeni Per alcuni microrganismi stretta correlazione con specifici alimenti (Campylobacter jejuni e pollame, virus Epatite A e frutti di mare, Salmonella Enteritidis e uova), mentre per altri, come Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus e altri sierotipi di Salmonella questa relazione non esiste. Per questi ultimi agenti etiologici giocano un ruolo determinante nella diffusione colonizzazione ambientale (es.: nicchie ecologiche negli impianti per Listeria monocytogenes) presenza di personale addetto alla filiera produttiva portatore di infezione (es.: Staphylococcus aureus ) contaminazione crociata (es.: Salmonella)

Principali alimenti associati alla diffusione di epidemie infettive Alimento Patogeni predominanti (% numero di episodi) Prodotti carnei (salumi, carne di maiale, salsicce, pollo, tacchino) Salmonella (53%) Prodotti a base di uova Salmonella (82%) Latticini Salmonella (27%) Insalate, inclusi: patate, pollo, pesce, uova ed altri ingredienti Salmonella, Staphylococcus aureus, Shigella spp. Prodotti da forno Staphylococcus aureus Frutta e verdura Clostridium botulinum Funghi Succhi di frutta non pastorizzati Salmonella Cibi etnici,inclusi: riso fritto, cibo cinese e messicano Clostridium perfringens, B. cereus, Salmonella Vari Salmonella (59%) Non identificati Salmonella (68%), Shigella spp., virus

IMPORTANTE! contaminazione sopravvivenza moltiplicazione In ogni caso, l’insorgenza delle malattie infettive di origine alimentare va riferita principalmente a tre momenti “critici”: contaminazione sopravvivenza moltiplicazione

FATTORI CHE DETERMINANO UNA INFEZIONE/INTOSSICAZIONE 1 Un microrganismo utensili e superfici sporchi alimenti crudi personale addetto dell’alimento mediante 2 la contaminazione latte carne pesce 3 un alimento adatto che permettano al microrganismo di moltiplicarsi 4 tempo e temperatura 5 l’ingestione dell’alimento contaminato

TRE LINEE DI DIFESA miglioramento della qualità igienica delle materie prime applicazione di tecnologie di trasformazione che controllano i contaminanti educazione degli operatori del settore alimentare e dei consumatori

Garantire la sicurezza degli alimenti 1. Eliminazione dei microrganismi, la cui influenza negativa sulla sicurezza alimentare è documentata dall’analisi del rischio, attraverso due tipi di intervento: iniziare la lavorazione con materie prime ed ingredienti crudi della migliore qualità microbiologica possibile adeguare l’efficacia battericida del processo produttivo, rispettando per quanto possibile proprietà nutritive ed organolettiche del prodotto finale 2. Evitare la ricontaminazione dei prodotti trattati: essa vanifica gli effetti degli interventi precedenti e configura un pericolo ancora più grave, intervenendo in assenza della maggior parte della flora microbica competitiva 3. In caso di prodotti alimentari suscettibili alla colonizzazione, assicurare che conservazione e distribuzione avvengano in condizioni che arrestino o almeno ritardino la proliferazione di eventuali microrganismi patogeni vitali sopravvissuti alla fase 1. o che possono contaminare il prodotto finale

Microrganismi patogeni Virus Epatite A Calicivirus Batteri Aeromonas hydrophila Bacillus cereus Brucella abortus Campylobacter jejuni Clostridium botulinum Clostridium perfringens Coxiella burnetii Escherichia coli Listeria monocytogenes Mycobacterium bovis Salmonella spp. Shigella spp. Staphylococcus aureus Vibrio cholerae Vibrio parahaemolyticus Vibro vulnificus Yersinia enterocolitica Parassiti Anisakis e nematodi Cryptosporidium parvum Diphyllobotrium spp. Entamoeba histolytica Giardia lamblia Taenia saginata Taenia solium Toxoplasma gondii Trichinella spiralis

Malattie infettive trasmesse da alimenti Malattie che si manifestano in seguito all’ingestione di alimenti contaminati da microrganismi o dalle loro tossine lievi durata di qualche ora Sintomi gravi durata di più giorni Vomito nausea diarrea solitamente gastroenterici bambini Le malattie alimentari si manifestano con maggiore gravità nelle popolazioni più sensibili anziani

scarsa igiene personale e della lavorazione SALMONELLA Piatti a base di uova crude maionese tiramisu Uova e derivati Alimenti a rischio Carni di pollame Alcuni molluschi Carni suine crude Materie prime scarsa igiene personale e della lavorazione Addetti portatori sani Cause Contaminazione crociata crudo-cotto Cottura insufficiente

Epidemiologia delle infezioni da S. Enteritidis Colonizzazione tratto riproduttivo Trasmissione verticale

SALMONELLA Habitat Intestino di molti animali e di portatori sani Cottura sopra i 60°C Prevenzione Conservazione sotto 10°C Distrutte dal calore (anche solo pastorizzazione) Sensibilità Distrutte dai comuni disinfettanti Dopo 12-36 ore Sintomi Diarrea, dolori addominali, nausea, vomito, febbre

Come avviene la contaminazione? STAFILOCOCCO AUREO Alimenti molto manipolati Alimenti a rischio Creme, carni trite Latticini e gelati Ferite, anche piccole, a livello cutaneo Habitat Naso e gola dei portatori sani Tossendo o starnutendo sul cibo Come avviene la contaminazione? Usando attrezzature non sanificate Toccando gli alimenti dopo aver tossito o starnutito se le mani hanno abrasioni o ferite

Prevenzione Sensibilità Tossina resistente Sintomi STAFILOCOCCO AUREO Rispetto norme igieniche nella lavorazione Uso di mascherina e guanti per lavorare alimenti che non subiranno cottura Prevenzione Bendaggi impermeabili per ferite alle mani Lavaggio frequente delle mani Rispetto delle temperature Microrganismo sensibile al calore Sensibilità Tossina resistente A 1-6 ore dall’ingestione Sintomi Vomito, diarrea, dolori addominali

CLOSTRIDIUM PERFRINGENS E’ necessario un elevato numero di microrganismi raffreddati lentamente Carni cotte (arrosti) Alimenti a rischio Sughi di carne Salse Intestino dell’uomo e degli animali Habitat Terreno, polvere Cibi conservati a temperatura ambiente Cause Cibi preparati con largo anticipo

CLOSTRIDIUM PERFRINGENS Rapido raffreddamento carni cotte Prevenzione Mantenimento alimenti caldi a temperatura superiore a 60°C Pericolo! attenzione alla pezzatura Sensibilità Spore termoresistenti Dopo 8-24 ore Sintomi Dolori addominali, diarrea

BACILLUS CEREUS Purè di patate, creme Alimenti a rischio Riso bollito Habitat Suolo e molti alimenti (es. cerali) Refrigerazione o riscaldamento inadeguati Cause Conservazione a temperatura ambiente Cibi preparati con largo anticipo Raffreddare rapidamente i cibi Prevenzione Limitare il tempo tra preparazione e consumo Sensibilità Spore resistono al calore Sintomi Dopo 1-6 ore, diarrea, vomito

CLOSTRIDIUM BOTULINUM Alimenti a rischio Conserve preparate in casa (vegetali e sott’olio) Habitat Largamente diffuso nell’ambiente Carenze igieniche nella lavorazione Cause Trattamento termico inadeguato delle conserve Rispetto igiene della lavorazione Prevenzione sterilizzazione conserve

CLOSTRIDIUM BOTULINUM Tossina termolabile, spore termostabili Sensibilità dopo 12-48 ore di tipo nervoso, assenza di sintomi gastrointesinali Sintomi morte per paralisi respiratoria

LISTERIA MONOCYTOGENES Formaggi Alimenti a rischio Prodotti della pesca Salumi, prodotti di gastronomia Habitat Ubiquitario Rispetto igiene della lavorazione Prevenzione Cottura, pastorizzazione Sensibilità Si moltiplica a 0°-4°C Colpisce soprattutto gli immunodepressi Sintomi Febbre, meningite, sintomi parainfluenzali

VIBRIO PARAHAEMOLYTICUS Pesce crudo Alimenti a rischio Molluschi Habitat Acque costiere Non consumare pesce crudo Prevenzione Cottura Sensibilità Sensibile al calore Dopo 12-24 ore Sintomi Diarrea profusa, nausea, vomito, febbre

VIE DI CONTAMINAZIONE DEGLI ALIMENTI

RISCHIO DI CONTAMINAZIONE Più i cibi sono manipolati o composti da molti ingredienti, più è elevato il numero di batteri che contengono maggiore è il numero di microrganismi, minore è la qualità igienica e la vita del prodotto Il rischio aumenta ad ogni manipolazione

M a n i Indumenti utensili ALIMENTO Aria VIE DI CONTAMINAZIONE Bocca Lesioni Pelle Feci Naso Animali Starnuto Indumenti utensili ALIMENTO Aria Tosse Gola

IL PORTATORE SANO E’ un soggetto non ammalato, che è in grado di diffondere i germi patogeni che ospita il proprio organismo Modalità di contaminazione degli alimenti da parte di un portatore sano i germi patogeni sono eliminati attraverso le feci o naso o cute 1 vengono trasferiti sulle mani o su altre parti del corpo che entrano in contatto con gli alimenti 2 3 sopravvivono e si moltiplicano gli alimenti non vengono trattati in modo tale da distruggerli 4

LA CONTAMINAZIONE CROCIATA Si verifica quando gli agenti infettanti vengono trasmessi da un alimento ad un altro attraverso un oggetto una superficie le mani del lavoratore coltelli tritacarne attrezzature varie tavoli di lavoro contenitori

ESEMPI DI CONTAMINAZIONE CROCIATA Carni rosse Le verdure hanno una carica microbica molto elevata, ma l’ambiente non è favorevole per la loro crescita Verdure Carni bianche Sulla superficie del pollame sono spesso presenti salmonelle La ricontaminazione di alimenti cotti è molto pericolosa perché l’alimento non subirà più trattamenti efficaci col calore Prodotti cotti Prodotti crudi

temperatura di conservazione tempo che trascorre dalla preparazione In qualsiasi modo ed in qualsiasi fase avvenga la contaminazione microbica degli alimenti, la sua entità e pericolosità dipende da temperatura di conservazione tempo che trascorre dalla preparazione deperibilità dell’alimento