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Alfredo Caprioli Escherichia coli
IL RUOLO DEL LABORATORIO NELLA DIAGNOSI DELLE ZOONOSI - Roma 1/10/2014 Zoonosi trasmesse da alimenti: diagnostica ed epidemiologia delle infezioni da E.coli produttori di Shiga-tossina (STEC) Alfredo Caprioli EU Reference Laboratory for Escherichia coli Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare Istituto Superiore di Sanità, Roma www.iss.it/vtec www.iss.it/seu Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Escherichia coli E’ un normale costituente della flora intestinale dell’uomo e degli animali E’ capace di sopravvivere nell’ambiente Alcuni ceppi hanno acquisito diverse combinazioni di geni di virulenza, sono patogeni e causano: infezioni extraintestinali (sepsi/meningiti, sepsi/meningiti, UTI) infezioni intestinali (diarrea diarrea e possibili sequele) La plasticità del genoma conferisce a E. coli la capacità di adattarsi a nicchie ecologiche diverse Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli E.coli O157 chromosome E.coli K12 sequences Genomic islands Integrated prophages 1,387 genes absent in E.coli K12 Perna et al. Nature, 409: 529-33, 2001 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli E.coli: una specie, molti batteri diversi ! ETEC STEC EIEC ExPEC K/12 Commensal EAEC http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=genome& cmd=Retrieve&dopt=Overview&list_uids=167 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Diarrheagenic E. coli At least 6 patho-groups Kaper et al, al, Nature Reviews; Microbiology 2004 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli E. coli enteritogeni e sicurezza alimentare Shiga-toxin-producing E.coli (STEC) Verocytotoxin-producing E.coli (VTEC) A Subunit B Subunits Enterohemorrhagic E.coli (EHEC) Adesione attaching/effacing Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Infezioni da E. coli enteritogeni: epidemiologia Ciclo zoonotico Shiga-toxin-producing E.coli Trasmissione alimentare (STEC) E. coli entero-tossigeni (ETEC) E. coli entero-invasivi (EIEC) Ciclo inter–umano Trasmissione oro–fecale E. coli entero-aggregativi (EAggEC) E.coli entero-patogeni (EPEC) Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli VTEC: Verocytotoxin-producing E. coli …tra i più temibili patogeni alimentari! • Manifestazione clinica molto grave Colite emorragica Sindrome Emolitico Uremica (SEU) Insufficienza renale acuta (richiede dialisi) Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Sindrome emolitico uremica (SEU) Anemia emolitica microangiopatica Trombocitopenia Insufficienza renale acuta (richiede dialisi) 80% dei casi è associata a infezione intestinale da VTEC Si verifica nel 5-10% dei bambini con infezione intestinale da VTEC Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Patogenesi delle infezioni da VTEC nell’uomo Ingestione Adesione/colonizazione 2-4 giorni Crampi addominali, diarrea 1-2 giorni Passaggio VT nella mucosa - Azione su endoteli colon Diarrea emorragica 90% Guarigione 5-7 giorni 10% SEU Passaggio VT nel sangue Azione della VT sugli endoteli renali Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli VTEC: Verocytotoxin-producing E. coli …tra i più temibili patogeni alimentari! Epidemie nella comunità (Scozia e Giappone, 1996) Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Outbreak of Shiga toxin-producing E. coli in Germany 250 STEC-Gastroenteritis HUS Number of cases 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930 1 2 3 4 May June Date of disease onset 2011 (Diarrhea) 2 Giugno Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli July Italia (Cilento), 2005 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Italia (Puglia), 2013 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Italia 2013 Germania 2011 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli VTEC: orgine zoonotica Portatori asintomatici Colonizzazione Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli VTEC vie di trasmissione: alimentare Filiere animali: contaminazione primaria di carne e latte Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli VTEC vie di trasmissione: ambientale Contaminazione ambientale Suolo Acque superficiali Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli VTEC vie di trasmissione: alimentare Filiera vegetale Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli VTEC vie di trasmissione: contatto diretto Contatto Diretto con i ruminanti Visita ad aziende agricole - petting zoos Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli FWD - 2012 VTEC: 5,671 cases Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Sorveglianza EU (TESSy): VTEC Casi di infezione da VTEC nella UE (FWD-TESSy) Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Sorveglianza EU (TESSy): VTEC e SEU 7000 Casi confermati VTEC n= 16,667 6000 di cui SEU n= 877 5000 4000 3000 2000 1000 4% 4% 2007 6% 6% 0 2008 2009 5% 2010 2011 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Sorveglianza EU (TESSy): VTEC e SEU 100% O91 75% VTEC n 11482 O26 50% 25% O111 O145 O91 O103 O26 O157 0% 2007 2008 2009 2010 2011 2012 n 1794 n 1936 n 2211 n 1891 n 2699 n 951 100% O26 75% SEU n 1226 50% 25% O111 O145 O91 O103 O26 O157 0% 2007 2008 2009 2010 2011 2012 n 61 n 83 n 141 n 112 n 170 n 46 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Dal 1988 sorveglianza della SEU, dal 2005 → Registro SEU La SEU è un robusto indicatore delle infezioni da VTEC nella popolazione Nephrology Units Reporting of HUS cases www.iss.it/seu Epidemiological investigation Sampling for VTEC investigation Diagnostic results ISS Italian HUS Registry EU-Ref Lab. for E.coli Feed-back Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Casi di SEU segnalati al registro - 1988-2012 60 40 20 20 12 20 10 20 08 20 06 20 04 20 02 20 00 19 98 19 96 19 94 19 92 19 90 0 19 88 no. of HUS cases N tot casi: 806 Media casi per anno: 32 (range 12 – 50) year Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Incidenza SEU per regione • 1988 – 1997: • 1998 – 2007: • 2008 – 2011: 0,26 casi per 100.000 (0-15 yrs) 0,40 0,36 • complessiva: 0,35 casi per 100.000 • 0,92 (<5 yrs.) - RR=2.7 180 1,4 1,2 casi SEU 1 incidenza 0,8 90 0,6 0,4 45 Casi per 100,000 n 135 0,2 0 LO M BA CA RDI M A PA N VE IA N PI ET EM O ON EM TE ILI A PUG RO LI M A AG NA LA ZI T TR OS O EN CA TIN NA O_ A M .A. AR CA CHE FR LA IU BR LI IA VE NE SIC ZI ILI A GI A U AB LIA RU Z VA bas ZO LL ilic E D at 'A a OS UM TA BR L I IA GU SA R RD IA EG N M A OL ISE 0 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Sierogruppi di E.coli isolati dai casi di SEU (n 422) no. of HUS cases 150 100 50 0 O157 O26 O111 O145 O103 others VTEC serogroup Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Sierogruppi di E.coli isolati dai casi di SEU (n 422) % of total VTEC+ cases O157 O26 O111 O145 O103 others 100% 75% 50% 25% 0% 1988 - 1997 1998 - 2007 2008 - 2012 Years Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli HUS outbreaks and clusters 1988 - 2012 1992 – Lombardia 9 cases O111 1993 – Triveneto + Emilia Romagna 15 cases O157 2007 – Torino 3 cases O26 2010 – Parma 2 cases O26 2009 – Ancona 3 cases O55 2012 – Foggia 3 cases O111 1997 – Napoli 3 cases O26 2005 – Salerno 3+3 cases O26 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli HUS outbreak and clusters – 2013-2014 2013 – Sondrio 2013 – Treviso 4 cases O127 AggR+ 2 cases O157 (+ 11 non-HUS) 2014 – San Benedetto Tronto 2 cases O26 ? 2013 – Puglia 22 cases O26 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Diagnosi di laboratorio delle infezioni da STEC Esame diretto delle feci (per STEC o per O157) Tossina libera nelle feci - Vero cell assay - Geni STEC stx, eae, O157 - Real Time PCR Commercial immuno-assays • Immuno-card • ELISA Stx o antigene O157 Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Diagnosi di laboratorio delle infezioni da STEC Isolamento ceppi STEC PCR for stx genes - Vero cell assay - Commercial immuno-assays Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Diagnosi di laboratorio delle infezioni da STEC STEC O157 Semina tu terreni selettivi- differenziali (SMAC, CT SMAC, Chromagar........) Agglutinazione con sieri/lattici anti-O157 Conferma come STEC e tipizzazione al Laboratorio di Riferimento Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Diagnosi di laboratorio delle infezioni da STEC Diagnosi sierologica Ricerca anticorpi anti-LPS di: O157 O26 O103 O111 O145 O104 Disponibile presso il Laboratorio di Riferimento Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli Grazie per l’attenzione Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli
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