BIOTERRORISMO: MICRORGANISMI PATOGENI COME ARMI BIOLOGICHE UNIVERSITA’ DEGLI STUDI “G. d’ANNUNZIO” CHIETI-PESCARA SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN IGIENE E MEDICINA PREVENTIVA Direttore: Prof. Ferdinando Romano BIOTERRORISMO: MICRORGANISMI PATOGENI COME ARMI BIOLOGICHE Specializzando Dott. Augusto LIVERANI Relatore Prof. Francesco SCHIOPPA Anno Accademico 2003-2004

INTRODUZIONE La disseminazione deliberata di agenti biologici contro la popolazione civile è stata da lungo tempo considerata una potenziale minaccia. Nell'autunno del 2001, questa minaccia è diventata una realtà: lettere contenenti spore di antrace sono state inviate ad alcuni politici e ad uffici di mass media statunitensi I casi di infezione e morte da carbonchio in cittadini americani in Florida, New York, Washington e New Jersey hanno provocato il panico e riacceso le preoccupazioni e i timori riguardo al terrorismo biologico Bacillus anthracis è solo uno dei diversi agenti biologici che, nelle mani sbagliate, potrebbero essere in grado di provocare malattie e morte su larga scala Gli agenti infettivi la cui disseminazione a scopo bellico o terroristico appare più probabile includonoVariola major, tossina botulinica, Yersinia pestis e Francisella tularensis

GUERRA BIOLOGICA: EXCURSUS STORICO (1) Kaffa 1346-47: i tartari indeboliscono le difese della città scagliando all’interno della fortezza corpi di commilitoni morti di peste Nord America 1767 (Guerra dei Sette Anni): le truppe britanniche donano ai pellerossa pro-francesi coperte provenienti da ospedali dove si curavano malati di vaiolo Ginevra 17 Giugno 1925: “Protocol for the Prohibition of the Use in War of Asphyxiating Poisonus or Other Gases and of Bacteriological Methods of Warfare” 1930: il Giappone intraprende un programma offensivo di guerra biologica e istituisce una speciale sezione dell’esercito, “Unità 731”, destinata a sperimentare le potenzialità dell’uso bellico di agenti biologici Isola di Gruinard 1942-43: il governo inglese fa esplodere bombe caricate con spore di B. anthracis con l’intento di esaminarne il raggio di diffusione nonché la resistenza all’esplosione e agli agenti atmosferici

GUERRA BIOLOGICA: EXCURSUS STORICO (2) 1943: Gli USA iniziano un programma offensivo di guerra biologica 1969: Nixon interrompe il programma offensivo USA di guerra biologica limitando la ricerca a scopi puramente difensivi 10 Aprile 1972: ”Convention on the Prohibition of the Development, Production and Stockpiling of Bacteriological and Toxin Weapons and on their Destruction” 1973: l'URSS istituisce “Biopreparat”, un programma segreto di guerra biologica che ufficialmente si occupa di ricerche biotecnologiche per scopi pacifici 1975-1983 “yellow rain”: durante gli attacchi a Laos e Kampuchea, aerei ed elicotteri sovietici spargono sulla popolazione aerosol colorati; si ritiene che in alcune circostanze sia stata impiegata la micotossina T-2 del fungo Fusarium

GUERRA BIOLOGICA: EXCURSUS STORICO (3) 3 Aprile 1979 - l’incidente di Sverdlovsk: spore di Bacillus anthracis si liberano accidentalmente da un impianto microbiologico militare sovietico. Vengono accertati 79 casi clinici di infezione, con 68 decessi, tutti a seguito di inalazione delle spore Aprile 1991: dopo il “cessate il fuoco” della guerra del Golfo l'ONU, costituisce una Commissione ribattezzata UNSCOM (United Nation Special Commission) il cui scopo è di supervisionare la distruzione del programma di armi strategiche irachene Novembre 1995 – la confessione irachena: il governo iracheno dichiara di aver condotto un programma di armamento e dispersione di agenti biologici . Durante la Guerra del Golfo l'Iraq disponeva di 166 bombe R400 e 25 missili Al Hussein (SCUD) armati con tossina botulinica, spore di antrace e aflatossine

STORIA CRONOLOGICA DEL BIOTERRORISMO (1) 7 Settembre 1978: nella metropolitana di Londra il rifugiato bulgaro Georgi Markov, scrittore e giornalista della BBC, viene ferito con una punta di ombrello modificata per iniettargli nel sottocutaneo una sferetta metallica contaminata con ricino-tossina. Muore dopo alcuni giorni Settembre 1984: membri della setta religiosa “Bhagwan Shree Rajneesh” contaminano con Salmonella typhimurium i cibi di diversi ristoranti dell'Oregon. Ne scaturisce un epidemia con 751 casi di tossinfezione di cui 40 ospedalizzati 1990-1995: la setta religiosa “Aum Shinrikyo” o della “Verità Suprema”, in almeno 10 occasioni, disperde senza successo aerosol di antrace e tossina botulinica su Tokyo 21 marzo 1995: “Aum Shinrikyo” libera Sarin in una stazione della metropolitana di Tokyo causando la morte di 12 persone e l’intossicazione di altre 5000

Center for Disease Control and Prevention (CDC) La setta “Aum Shinrikyo” libera Sarin nella metropolitana di Tokyo (1995) Center for Disease Control and Prevention (CDC)

STORIA CRONOLOGICA DEL BIOTERRORISMO (2) 18 Febbraio 1998: Larry Wayne Harris, microbiologo dell'Ohio collegato all'organizzazione estremistica “Arian Nation”, viene arrestato dalla polizia statunitense per aver minacciato di diffondere il bacillo del carbonchio nella città di Las Vegas Autunno 2001: deliberata disseminazione di spore di antrace nel circuito postale degli Stati Uniti Al 31 dicembre 2001 sono stati registrati 22 casi di antrace 11 casi da inalazione (5 deceduti) 11 casi cutanei (7 confermati e 4 sospetti ) Le indagini hanno suggerito un’unica fonte per queste disseminazioni intenzionali che sarebbero frutto del terrorismo interno e non di quello internazionale

Lettera contaminata da spore di antrace inviata a Tom Brokaw della NBC Federal Bureau of Investigation (FBI) http:// www.fbi.gov/

APPROCCIO EPIDEMIOLOGICO AD UN ATTACCO BIOTERRORISTICO Confermare la presenza di un epidemia in corso mediante l’impiego dei dati clinici e delle indagini laboratoristiche Definizione di “caso” di malattia per determinare con accuratezza il numero dei soggetti colpiti e il tasso d’attacco Confrontare il tasso riscontrato con quello verificatosi negli anni precedenti Valutazione dei contesti relativi a spazio, tempo e persone Elaborazione di una curva epidemica Curva epidemica dei casi fatali di antrace nell’incidente di Sverdlosvk (1979) Science, 266: 1202-8, 1994

POTENZIALI MEZZI DI DISPERSIONE Attacco chimico simulato in Korea del Nord; metodi simili potrebbero essere utilizzati per rilasciare agenti biologici Aerosolizzazione Esplosivi Contaminazione delle riserve idriche (poco probabile) derrate alimentari BMJ 2002; 324: 336-9

LIMITI DELLA MINACCIA BIOLOGICA Necessità di differenziare tra“possibilità teorica” di sferrare un attacco con armi di distruzione di massa e “realtà operativa” delle organizzazioni terroristiche Numerosi ostacoli operativi si frappongono alla effettiva creazione di quantitativi di armi in grado di provocare migliaia di vittime Pericolosità insita nei processi di produzione Difficoltà di reperire efficaci mezzi di dispersione degli agenti

PUNTI CHIAVE RELATIVI ALL’ANTRACE COME ARMA BIOLOGICA (1) Agente: B. anthracis, germe Gram positivo sporigeno. Le spore hanno un diametro di 1-1,5 micron e si prestano molto bene all’aerosolizzazione Dose infettante (via inalatoria): probabilmente compresa tra 8.000 e 15.000 spore Possibili mezzi di dispersione: 1) disseminazione ad opera di velivoli di grandi quantità di spore con formazione di aerosol; 2) impregnazione di materiali e oggetti di uso comune in forma di leggera polverina Periodo di incubazione: generalmente 1-7 giorni, ma può essere anche di 60 giorni

PUNTI CHIAVE RELATIVI ALL’ANTRACE COME ARMA BIOLOGICA (2) Contagiosità: il contagio interumano è ritenuto eccezionale Isolamento: non necessario Presentazione clinica: Forma cutanea: tipica progressione papula vescicola escara Forma inalatoria: breve periodo prodromico di tipo similinfluenzale seguito, in assenza di trattamento, dai segni di grave insufficienza respiratoria Letalità: <1% nei casi cutanei trattati; 46% nelle forme inalatorie trattate

CDC: Crescita in colonia di Bacillus anthracis con spore subterminali e centrali CDC: Carbonchio cutaneo CDC: Antrace da inalazione

PROFILASSI POST-ESPOSIZIONE DELL’ANTRACE DA INALAZIONE Sulla base dei dati disponibili l’ Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP) ha concluso che il trattamento antibiotico protratto per 60 giorni associato al vaccino (non disponibile in Italia) - 3 dosi al tempo 0, 3 e 4 settimane - costituiscono i più efficaci mezzi di profilassi post-esposizione Profilassi antibiotica post-esposizione ADULTI Ciprofloxacina 500 mg x 2 per os oppure Doxiciclina 100 mg x 2 per os Durata: 60 giorni CDC: MMWR october 19, 2001 / 50(41);889-893

GESTIONE DI MATERIALI POTENZIALMENTE CONTAMINATI DA SPORE DI ANTRACE Al rinvenimento di materiale sospetto telefonata a: 112 oppure 113 oppure 115 informa allerta ASL Autoclave di laboratorio Vigili del Fuoco Prelievo del materiale sospetto Trasporto del materiale autoclavato tramite corriere veloce risultati risultati Istituto Zooprofilattico Sperimentale Foggia Ministero della Salute

PUNTI CHIAVE RELATIVI A VARIOLA MAJOR COME ARMA BIOLOGICA (1) Agente: virus a DNA, genere Orthopoxvirus, famiglia Poxviridae Dose infettante: 10-100 virioni Probabili mezzi di dispersione: aerosolizzazione Periodo di incubazione: usualmente 12-14 giorni (range 7-17 giorni) Contagiosità: dalla comparsa delle prime manifestazioni alla caduta di tutte le croste (massima contagiosità: dalla comparsa del rash per 7-10 giorni) CDC: Variola virus

PUNTI CHIAVE RELATIVI A VARIOLA MAJOR COME ARMA BIOLOGICA (2) Presentazione clinica: fase prodromica similinfluenzale seguita dopo 2-3 giorni dal tipico esantema a distribuzione centrifuga Letalità: 30% nelle popolazioni non vaccinate Isolamento: in strutture dotate di pressione negativa CDC: Variola major

VACCINAZIONE ANTIVAIOLOSA Dopo l'11 settembre 2001 il governo statunitense si è allertato contro il rischio di un attacco bioterroristico e ha quindi cominciato a produrre nuove dosi di vaccino per essere in grado di immunizzare la popolazione americana nel caso di una nuova epidemia di vaiolo Nel settembre 2000 i CDC di Atlanta hanno siglato un accordo con la Oravax (Cambridge, USA) per la produzione di un nuovo vaccino antivaioloso, sempre costituito da virus vaccino vivo, ma prodotto su colture cellulari con le più moderne tecniche WHO smallpox vaccine vials

COMPLICANZE DELLA VACCINAZIONE ANTIVAIOLOSA Eczema vaccinatum (5,2 /milione) Vaccinosi generalizzata (10,2/milione) Vaccinosi progressiva o gangrenosa (0,8/milione) letalità: 36,3% Encefalite post-vaccinale (1,1/milione) letalità: 25% WHO Eczema vaccinatum WHO Vaccinia necrosum Vaccinazione primaria 1 decesso/milione Rivaccinazione 1 decesso/4 milioni

VARIOLA MAJOR COME ARMA BIOLOGICA: MODELLI MATEMATICI PER UN POLITICA VACCINALE Bozzette S.A. NEJM, 2002

VARIOLA MAJOR COME ARMA BIOLOGICA: POLITICHE VACCINALI (1) Bozzette S.A. NEJM, 2002. Se i servizi di Intelligence valutano molto probabile un attacco occorrerebbe vaccinare gli operatori di sanità pubblica, i più esposti al contagio nella situazione di emergenza, la maggiore fonte di rischio dopo l’emergenza Amministrazione Bush. Nel dicembre 2002 dava inizio ad un piano di vaccinazione della popolazione che prevedeva l’immunizzazione di 500.000 militari e di 450.000 lavoratori nel settore sanitario Taskforce della Commissione Europea sul Bioterrorismo: nulla giustifica l’adesione alla decisione USA

VARIOLA MAJOR COME ARMA BIOLOGICA: POLITICHE VACCINALI (2) Sepkowitz K. NEJM, 2003. Descritti 112 casi di complicazioni derivanti dalla trasmissione del virus vaccinico durante il Ventesimo secolo (12 decessi) La maggior parte di questi casi di trasmissione si è verificata in ambiente ospedaliero Se gli operatori sanitari devono essere vaccinati, appare essenziale, predisporre le adeguate precauzioni per prevenire la trasmissione del virus vaccinico ai pazienti Posizione dell’Italia. In occasione del “I Simposio Italia-USA sul bioterrorismo” il Ministro Sirchia ha annunciato l'acquisto da parte dell'Italia di 5 milioni di dosi del nuovo tipo di vaccino contro il vaiolo, che vanno ad aggiungersi alle 5 milioni di dosi già stoccate

IMPLICAZIONI PER L'EUROPA Ruolo del sistema sanitario nella sorveglianza e risposta a disseminazioni deliberate non rivendicate Sorveglianza delle sindromi cliniche Alta qualità dei test di laboratorio Sistema epidemiologico Supporto epidemiologico Risposta di sanità pubblica pianificata e multisettoriale Risposta pluridisciplinare alle minacce sotto la responsabilità dei servizi di polizia e di sicurezza

CONCLUSIONI L’uso di agenti biologici per fini terroristici è un evento poco probabile ma con conseguenze potenzialmente devastanti Dall’autunno 2001 la disseminazione deliberata di agenti biologici è diventata una realtà L’esperienza degli Stati Uniti offre un’opportunità ai paesi europei, in collaborazione con la Commissione Europea, di lavorare attivamente al miglioramento dei piani di lotta contro il bioterrorismo e, in particolare contro le disseminazioni non rivendicate nei confronti delle quali i servizi sanitari hanno un ruolo cruciale Le autorità sanitarie nazionali e locali devono essere preparate a gestire innanzitutto un’informazione corretta e rassicurante ai cittadini e certamente anche un’eventuale emergenza che, nel nostro Paese, tutti ci auguriamo resti soltanto teorica