Istituto Superiore di Sanità - Dip. Sanità Pubblica Veterinaria e Sicurezza Alimentare EU Reference Laboratory for E.coli
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
Zoonosi trasmesse da alimenti: diagnostica ed
epidemiologia delle infezioni da E.coli produttori di
Shiga-tossina (STEC)
IL RUOLO DEL LABORATORIO NELLA DIAGNOSI DELLE ZOONOSIIL RUOLO DEL LABORATORIO NELLA DIAGNOSI DELLE ZOONOSI -- Roma 1/10/2014Roma 1/10/2014
Alfredo Caprioli
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Escherichia coli
E’ un normale costituente della flora intestinale dell’uomo e degli animali
La plasticità del genoma conferisce a E. coli la
capacità di adattarsi a nicchie ecologiche diverse
E’ capace di sopravvivere nell’ambiente
Alcuni ceppi hanno acquisito diverse combinazioni di
geni di virulenza, sono patogeni e causano:
� infezioni extraintestinali (sepsi/meningiti, UTI)sepsi/meningiti, UTI)
� infezioni intestinali (diarrea e possibili sequele)diarrea e possibili sequele)
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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
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ETEC
STEC
EIEC
ExPEC
K/12
Commensal
EAEChttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=genome&
cmd=Retrieve&dopt=Overview&list_uids=167
E.coli: una specie, molti batteri diversi !
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Kaper Kaper et alet al, ,
Nature Nature
Reviews;Reviews;
MicrobiologyMicrobiology20042004
Diarrheagenic Diarrheagenic E. coliE. coli
At least 6 patho-groups
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E. coli enteritogeni e sicurezza alimentare
Shiga-toxin-producing E.coli (STEC) A Subunit
B Subunits
Adesione attaching/effacing
Enterohemorrhagic E.coli (EHEC)
Verocytotoxin-producing E.coli (VTEC)
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Infezioni da E. coli enteritogeni: epidemiologia
� Shiga-toxin-producing E.coli
(STEC)
Ciclo zoonotico
Trasmissione alimentare
� E. coli entero-tossigeni (ETEC)
� E. coli entero-invasivi (EIEC)
� E. coli entero-aggregativi (EAggEC)
� E.coli entero-patogeni (EPEC)
Ciclo inter–umano
Trasmissione oro–fecale
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…tra i più temibili patogeni alimentari!
Colite emorragica Sindrome Emolitico Uremica (SEU) Insufficienza renale acuta
(richiede dialisi)
VTEC: Verocytotoxin-producing E. coli
• Manifestazione clinica molto grave
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Anemia emolitica microangiopatica
Trombocitopenia
Insufficienza renale acuta (richiede dialisi)
Sindrome emolitico uremica (SEU)
� 80% dei casi è associata a infezione
intestinale da VTEC
� Si verifica nel 5-10% dei bambini con infezione intestinale da VTEC
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Diarrea emorragica
Adesione/colonizazione
90%
Guarigione
5-7 giorni
10%
SEU
Passaggio VT nel sangue
Azione della VT sugli
endoteli renali
Patogenesi delle infezioni da VTEC nell’uomo
2-4 giorni
Ingestione
1-2 giorni
Crampi addominali, diarrea Passaggio VT nella mucosa - Azione su
endoteli colon
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VTEC: Verocytotoxin-producing E. coli
…tra i più temibili patogeni alimentari!
Epidemie nella comunità
(Scozia e Giappone, 1996)
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Outbreak of Shiga toxin-producing E. coli in Germany
2 Giugno
0
50
100
150
200
250
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 July
Date of disease onset 2011 (Diarrhea)
Nu
mb
er
of
case
s
STEC-Gastroenteritis
HUS
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Italia (Cilento), 2005
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Italia (Puglia), 2013
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Germania 2011
Italia 2013
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Portatori asintomatici
Colonizzazione
VTEC: orgine zoonotica
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Filiere animali: contaminazione primaria di carne e latte
VTEC vie di trasmissione: alimentare
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Contaminazione ambientale
Suolo Acque superficiali
VTEC vie di trasmissione: ambientale
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Filiera vegetale
VTEC vie di trasmissione: alimentare
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Contatto Diretto con i ruminanti Visita ad aziende agricole - petting zoos
VTEC vie di trasmissione: contatto diretto
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FWD - 2012
VTEC: 5,671 cases
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Sorveglianza EU (TESSy): VTEC
Casi di infezione da VTEC nella UE (FWD-TESSy)
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Sorveglianza EU (TESSy): VTEC e SEU
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
2007 2008 2009 2010 2011
Casi confermati VTEC n= 16,667
di cui SEU n= 877
4% 4% 6% 6% 5%
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Sorveglianza EU (TESSy): VTEC e SEU
0%
25%
50%
75%
100%
2007 2008 2009 2010 2011 2012
n 1794 n 1936 n 2211 n 1891 n 2699 n 951
O111
O145
O91
O103
O26
O157
0%
25%
50%
75%
100%
2007 2008 2009 2010 2011 2012
n 61 n 83 n 141 n 112 n 170 n 46
O111
O145
O91
O103
O26
O157
VTEC
n 11482
SEU
n 1226
O26
O91
O26
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Dal 1988 sorveglianza della SEU, dal 2005 →→→→ Registro SEU
ISS
Nephrology Units
Reporting of HUS
cases
Sampling for VTEC
investigation
EU-Ref Lab.
for E.coli
Epidemiological
investigationDiagnostic
results
Italian HUS
Registry
Feed-back
ISS
Nephrology Units
Reporting of HUS
cases
Sampling for VTEC
investigation
EU-Ref Lab.
for E.coli
Epidemiological
investigationDiagnostic
results
Italian HUS
Registry
Feed-back
La SEU è un robusto indicatore delle
infezioni da VTEC nella popolazione
www.iss.it/seu
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Casi di SEU segnalati al registro - 1988-2012
0
20
40
60
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
year
no. of HUS cases
N tot casi: 806
Media casi per anno: 32 (range 12 – 50)
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0
45
90
135
180
LOM
BARDIA
CAMPAN
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VENETO
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TE
PUGLIA
EMILIA
ROM
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LAZIO
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O
basilic
ata
VALLE D
'AOSTA
UM
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SARD
EGNA
MOLI
SE
casi
SE
U
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
Ca
si p
er
10
0,0
00
n
incidenza
Incidenza SEU per regione
• 1988 – 1997: 0,26 casi per 100.000 (0-15 yrs)
• 1998 – 2007: 0,40
• 2008 – 2011: 0,36
• complessiva: 0,35 casi per 100.000
• 0,92 (<5 yrs.) - RR=2.7
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0
50
100
150
O157 O26 O111 O145 O103 others
VTEC serogroup
no. of HUS cases
Sierogruppi di E.coli isolati dai casi di SEU (n 422)
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Sierogruppi di E.coli isolati dai casi di SEU (n 422)
0%
25%
50%
75%
100%
1988 - 1997 1998 - 2007 2008 - 2012
Years
% of total VTEC+
cases
O157 O26 O111 O145 O103 others
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1992 – Lombardia 9 cases
O111
1993 – Triveneto + Emilia
Romagna 15 cases O157
1997 – Napoli 3 cases
O26
2005 – Salerno 3+3 cases
O26
2007 – Torino 3 cases
O26
2010 – Parma 2 cases
O26
2009 – Ancona 3 cases
O55
2012 – Foggia 3 cases
O111
HUS outbreaks
and clusters
1988 - 2012
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2013 – Treviso
2 cases O157
HUS outbreak and clusters – 2013-2014
2013 – Puglia
22 cases O26
2013 – Sondrio
4 cases O127 AggR+
(+ 11 non-HUS)
2014 – San Benedetto
Tronto 2 cases O26 ?
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Esame diretto delle feci(per STEC o per O157)
Diagnosi di laboratorio delle infezioni da STEC
Tossina libera nelle feci
- Vero cell assay
Geni STECstx, eae, O157
- Real Time PCR
- Commercial immuno-assays
• Immuno-card• ELISA
- Stx o antigene O157
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Isolamento ceppi STEC
PCR for stx genes
Diagnosi di laboratorio delle infezioni da STEC
- Vero cell assay
- Commercial immuno-assays
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Semina tu terreni selettivi- differenziali (SMAC, CT SMAC, Chromagar........)
STEC O157
Agglutinazione con sieri/lattici anti-O157
Conferma come STEC e tipizzazione al Laboratorio di Riferimento
Diagnosi di laboratorio delle infezioni da STEC
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Diagnosi sierologica Ricerca anticorpi anti-LPS
Diagnosi di laboratorio delle infezioni da STEC
di:� O157� O26� O103� O111� O145� O104
Disponibile presso il Laboratorio di Riferimento
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Grazie per l’attenzione