Università degli Studi di Perugia FACOLTÀ DI FARMACIA
- CORSO DI IGIENE E SANITA’ PUBBLICA-
EPIDEMIOLOGIA GENERALE DELLE MALATTIE INFETTIVE
Prof. Silvano Monarca
MALATTIE INFETTIVE
CONTAGIOSE: causate da agenti
patogeni che vengono eliminati per vie
diverse dall’ospite e che in modo diretto o
indiretto giungono ad altri soggetti
recettivi
MALATTIE INFETTIVE NON
CONTAGIOSE: causate da agenti patogeni
che non vengono eliminati nell’ambiente e la
loro trasmissione richiede l’intervento di
appositi vettori o di particolari evenienze
(tetano)
Per contrarre una malattia infettiva, l’individuo deve essere esposto al germe e trovarsi in uno stato di suscettibilità, cioè quando non ha difese (naturali o acquisite) contro lo specifico agente infettivo.
Mort
alit
à/1
00
0 a
bitan
ti
0
200
400
100
300
500
Anno
MalattieInfettive
PatologieTumorali
MalattieCardio-Vascolari
1910 19501930 1970 1990
Variazione tassi di mortalità (Italia, 1900 - 1990)
http://www.epicentro.iss.it/default.htm
Fenomeni sanitari più rilevanti nei secoli nei paesi industrializzati
XVIII SECOLO • Peste • Vaiolo • Colera • Malaria • Tubercolosi
XXI SECOLO • Malattie cardiovascolari
• Tumori maligni • Incidenti stradali
• AIDS • SARS • Influenza aviaria
• Influenza suina
L’eradicazione del vaiolo:il ruolo dell’epidemiologia
Infezioni delle basse vie respiratorie (polmonite)
Malattie diarroiche (colera, tifo,dissenteria)
Tubercolosi
Malaria
Morbillo
Epatite B
AIDS
Tetano neonatale
Pertosse
Febbre intestinale
4.400.000 (80% bambini)
3.000.000 (85% bambini) 3.000.000
2.000.000 (50% bambini)
> 1.000.000 bambini
1.000.000
1.000.000
460.000
355.000 bambini
135.000
Mortalità delle principali malattie infettive (rapporto O.M.S. 1996)
Epidemiologia delle malattie infettive
Le malattie infettive nei paesi industrializzati è ancora un
problema sanitario per:
• L’incompleta adozione della prevenzione (infezioni ospedaliere, malattie prevenibili con vaccini)
• Le mutate condizioni sociali (tbc)
• La comparsa di nuove malattie
• La selezione di germi virulenti o resistenti agli antibiotici
Le malattie infettive persistono
Nuove malattie: AIDS Gastroenteriti acute Sindrome respiratoria grave o acuta (Sars) Influenza aviaria Influenza suina
Vecchie malattie riemergenti: Tubercolosi
Resistenza agli antibiotici: interessa un numero consistente di patogeni (Enterococchi, S. aureus, Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Neisseria gonorrhoeaea, ecc.) sia nei paesi industrializzati, che in quelli in via di sviluppo.
International collaboration on infectious disease control The three advances in infectious disease control − quarantine, sanitation and immunization − came about separately but gradually came to be seen as requiring international coordination in order to strengthen global public health security
IMPATTO GLOBALE DELLE MALATTIE INFETTIVE
• Malattie infettive = 32% delle morti globali
• Malattie infettive = 41% del DALY globale
• Malattie infettive = 68% delle morti in Africa
= 37% in SE Asia
WHO,WHR, 2001
PRINCIPALI INFEZIONI KILLER 1998
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
ARI AIDS Diarrhea TB Malaria Measles Hepatitis
B
> 5Y
< 5Y
WHO
http://www.who.int/whr/2007/whr07_en.pdf
Malattie dimenticate OMS • Buruli Ulcer
• Chagas disease (American
trypanosomiasis)
• Dengue/dengue haemorrhagic fever
•Dracunculiasis (guinea-worm disease)
•Fascioliasis
• Human African trypanosomiasis
•Leishmaniasis
• Leprosy
•Lymphatic filariasis
•Neglected zoonotic diseases
• Onchocerciasis
•:Schistosomiasis
•Soil transmitted helminthiasis
•:Trachoma
•Yaws
Storia naturale delle malattie infettive
Rapporti ospite-microrganismi
Si distinguono diversi tipi di microrganismi, sulla base dei rapporti che questi contraggono con l'ospite:
• Saprofiti o Commensali: microrganismi che vivono e si moltiplicano
a contatto con l'ospite senza provocare danni; anzi, a volte si può
instaurare un rapporto di reciproco beneficio.
• Patogeni: microrganismi che tendono a provocare malattia.
• Opportunisti: microrganismi normalmente innocui, ma in grado di
provocare malattie, anche gravi, in seguito ad un indebolimento
delle difese dell'organismo.
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Infezioni opportunistiche
n Pazienti immunocompromessi
n Batteri facenti parte della:
u Normale flora
u Ambiente (aria, acqua, cibo suolo)
POSTULATI DI KOCH 1) Il microrganismo si deve trovare in tutti i malati e si deve isolare dalle lesioni 2) Si deve poter coltivare 3) Inoculato in un animale deve dare la stessa malattia 4) Dall’animale inoculato si deve recuperare il microrganismo
Dinamica del processo infettivo
1. contaminazione
2. penetrazione
3. localizzazione
4. infezione
5. MALATTIA
Arrivo dei microrganismi sulla cute e/o le mucose
Penetrazione nell’organismo attraverso la cute o le mucose
• Casuale • Elettiva
Period
o di incu
bazione
Inizio rapporto dinamico tra microrganismo e ospite (rproduzione)
Infezione non è sinonimo di malattia infettiva
Solo se l’agente patogeno supera le difese dell’organismo si manifestano tutti i sintomi caratteristici che evidenziano
l’instaurarsi dello stato morboso.
Il tempo che intercorre tra la penetrazione dell’agente infettante nell’organismo e il manifestarsi della
sintomatologia si definisce periodo di incubazione (diverso tra malattia e malattia).
Fasi delle malattie infettive
PERIODI DI INCUBAZIONE DI ALCUNE MALATTIE INFETTIVE
l’intervallo di tempo tra il contatto iniziale con un agente infettivo e la comparsa del primo segno o sintomo della malattia
AIDS: variabile, da 1 anno a 15 anni
Lebbra: da alcuni giorni a parecchi anni
Epatite B: 60 - 90 giorni (45 - 180 giorni)
Salmonellosi non tifoidee: 12 - 36 ore (6 - 72 ore)
Morbillo: 10 - 14 giorni (7 - 18)
Meningite meningococcica: 3 - 4 giorni (2 - 10 giorni)
MALATTIA INFETTIVA
Interazione di un microrganismo e un ospite recettivo (uomo, animale)
Implica la replicazione dell’agente nell’ospite
Consente la eliminazione dei patogeni
Determina la comparsa di anticorpi
È l’espressione clinica dell’infezione
Infezione versus malattia infettiva
INFEZIONE
All’infezione non segue necessariamente la malattia
Colonizzazione, infezione inapparente, malattia infettiva
Colonizzazione: il microrganismo è presente sulla superficie del corpo (pelle o mucose) e si riproduce in maniera sufficiente a mantenere la sua numerosità senza determinare alcuna reazione nell’ospite.
Infezione inapparente: il microrganismo si moltiplica, causa una reazione misurabile (come la produzione di anticorpi specifici) ma non è rinvenibile clinicamente.
Malattia infettiva: quando l’infezione porta ad una malattia clinicamente evidente, con sintomi e segni fisici.
Malattia infettiva
Infezione apparente
colonizzazione
Tutte le persone infette, incluse quelle con sola colonizzazione, sono potenziali fonti di infezione per altri.
Portatore: persona infetta che non ha malattia conclamata ma che è una potenziale fonte di infezione per altri.
Il termine portatore include persone la cui infezione :
•rimane inapparente: portatore asintomatico (meningococco: circa il 5-10% dei soggetti sono potatori asintomatici con colonizzazione nasofaringea )
•soggetti per i quali lo stato di portatore precede la malattia: portatore in incubazione (varicella: da 1 fino a 5 giorni prima del rash cutaneo)
•soggetti per i quali lo stato di portatore segue la malattia: portatore convalescente (difterite, epatite B, salmonella)
•portatore cronico (la condizione di portatore persiste per un tempo molto lungo, es: salmonella typhi)
Non sempre un soggetto con infezione inapparente è un portatore (es. TBC)
In altre parole, è portatore un soggetto infetto asintomatico ma eliminatore di microrganismi con i propri secreti, escreti o liquidi biologici
FATTORI CHE INFLUISCONO SUL MANIFESTARSI DELLE MALATTIE
INFETTIVE: Malattia infettiva
Malattia Agente eziologico
A. Fattori relativi all’agente patogeno B. Fattori relativi all’ospite
C. Fattori ambientali
La CAUSA è necessaria, ma non sufficiente
PERIODI DI CONTAGIOSITA’ DI ALCUNE MALATTIE INFETTIVE
AIDS: sconosciuto, si presume che si estenda dall’esordio dell’infezione da HIV per tutta la vita del paziente (alta durante i primi mesi dell’infezione, aumenta con il
peggioramento della condizione clinica e la presenza di altre MTS)
Lebbra: nella maggior parte dei casi lacontagiosità viene persa entro 1 giorno dall’inizio della terapia multifarmacologica
Epatite B: tutti i soggetti HBsAg+ sono potenzialmente contagiosi. Il sangue può essere contagioso già diverse settimane prima dell’esordio dei primi sintomi e rimanere per tutto il periodo acuto della malattia.
Salmonellosi non tifoidee: per tutta la durata dell’infezione; estremamente variabile, di solito da diversi giorni a parecchie settimane. L’1%
circa dei soggetti infetti e il 5% dei bambini al di sotto di 5 anni può eliminare organismi per oltre 1 anno.
Morbillo: da 4 gg prima della comparsa dell’esantema a 4 giorni dopo
Meningite meningococcica: fin quando i meningococchi non sono più presenti nelle secrezioni nasofaringee (ovvero dopo le 24 ore successive all’inizio della
terapia)
Storia naturale delle malattie infettive
Ambiente clima geografia fattori sociali Stress affollamento inquinamento Guerre, calamità
Microrganismo carica invasività infettività patogenicità virulenza produzione di eso- e endo-tossine
Individuo sesso, età, costituzione alimentazione e stili di vita, malattie lavoro condizione socio-economica fumo
Fattori legati all’agente eziologico
L'aggressività del microrganismo dipende da vari fattori:
• Carica infettante: quantità di microrganismi che riescono a
penetrare nell'ospite.
• Invasività: capacità di penetrare nell'ospite
• Infettività: capacità di invadere e moltiplicarsi nell'ospite
(INFETTI/SUSCETTIBILI)
valutata come numero minimo di agenti necessari per
provocare l’infezione nel 50% di un gruppo di ospiti della
stessa specie (ID50)
Es. morbillo alta infettività
lebbra bassa infettività
• Patogenicità: capacità di produrre una malattia clinica evidente in
modo diretto oppure tramite la produzione di sostanze tossiche
(tossine) (MALATI/INFETTI)
• Virulenza: capacità di produrre malattie gravi (CASI
GRAVI/MALATI)
Quoziente di letalità= N. morti/N. malati x 100
Livello INFETTIVITA' PATOGENICITA' VIRULENZA
ELEVATO Morbillo, poliomielite
Morbillo, raffreddore
TBC, poliomielite
BASSO TBC Poliomielite, TBC
Morbillo, rosolia, raffreddore
MEDIO Rosolia, raffreddore
Rosolia Polio non paralitica
Rapporti tra infezione asintomatica e manifestazione clinica in alcune infezioni virali
Virus Manifestazione
clinica
Età di
infezione
Infezione
asintomatica/
malattia
% infezioni
con manif.
clinica
Poliomielite Paralisi bambini ± 1000:1 0.1-1
1-5 >100:1 1
6-15 10-100:1 1-10
Epstein-Barr mononucleosi
infettiva
16-25 2-3:1 35-50
<5 20:1 5
5-9 11:1 10
10-15 7:1 14
Epatite A Ittero
Adulto 2-3:1 35-50
Rubivirus Rash cutaneo 5-20 2:1 50
Influenza virus Febbre Giovani adulti 1.5:1 60
Morbillivirus Rash e febbre 5-20 1:99 99+
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Microrganismo Via di penetrazione Carica minima infettante
(CMI)
Carica minima malattia
(CMM)
Rinovirus Cavità nasale
Congiuntiva
Faringe
1 TCID 50 (CMM)
16 TCID 50 (CMM)
200 TCID 50 (CMM)
Salmonella typhi orale >105 batteri (CMM)
Shigella dysenteriae orale 10 batteri (CMM)
Vibrio colerae orale 108 batteri (CMM)
Giardia orale 10 cisti (CMI)
Mycobacterium tubercolosis
inalatoria 1-10 batteri (CMI)
Esempi della variazione di dose di microrganismo necessaria per produrre infezione o malattia nell’ospite
TCID = Tissue Culture infectious doses
Meccanismi di espressione della virulenza batterica
Esotossine
Aumentano la permeabilità della parete cellulare (Staph aureus)
Tossine bipartite si attivano dentro l’ospite (tossina difterica)
Endotossine Il lipopolisaccaride della parete cellulare (Gram-) attiva il rilascio di citochine , le cascate del complemento e coagulazione.
Fimbrie - pili Permettono l’adesione alle mucose dell’ospite (Neisseria, Gonorrheae)
Aggressine
Prodotti batterici con attività di coagulasi, streptochinasi e collagenasi, che riducono le difese locali dell’ospite (Strept pyogenes)
Le Esotossine
• Agiscono sull’uomo a concentrazioni estremamente piccole. – Non si acquisisce l’immunità per una seconda infezione perchè
la dose sufficiente per uccidere è inferiore a quella necessaria per produrre immunizzazione nell’uomo.
• Svolgono un ruolo primario in alcune patologie: – Tetano – Botulismo – Difterite Le esotossine detossificate diventano vaccini
(anatossine)
• Complessi lipopolisaccaridici della parete dei batteri Gram-. – Lipide A ha azione tossica, è un
attivatore di effettori umorali (cascata del complemento) e cellulari del processo infiammatorio
Le Endotossine
Le Aggressine
• Alterano il microambiente locale dell’ospite
– Streptochinasi che dissolve la fibrina (Strept. pyogenes)
– Coagulasi che forma una barriera contro i meccanismi di difesa (Staphil. aureus).
I Virus
•I virus infettano tessuti
con elevata specificità
•L’infettività
preferenziale è correlata
a specifici recettori
presenti sulle cellule
ospitanti per le proteine
di adesione virali.
Proteine d’adesione
I Virus
Meccanismo di
ingresso dei Virus
nelle cellule
E loro replicazione
Equilibrio uomo e microbi
I prioni
(PRoteinaceus Infective ONly particle"=particella infettiva solamente proteica)
La prima barriera è costituita dalla cute e dalle mucose, che resistono alla penetrazione dei microrganismi con un’azione antimicrobica in parte di natura meccanica (lacrime, saliva, urine), in parte di natura chimico-fisica (basso pH, acido gastrico). Successivamente il sistema immunitario provvede alle difese contro gli agenti microbici.
Le difese dell’ospite
Diabete
Etilismo
Denutrizione
Neoplasie
- solide
- ematologiche
Trapianti
- organo
- midollo
AIDS
Paziente immunocompromesso
Diminuzione di
Neutrofili
linfociti T (CD4+)
linfociti B
macrofagi alveolari
fagociti
piastrine
Cause di deficit immunitario
Le forme principali con cui la malattia infettiva può
manifestarsi in seno ad una popolazione sono:
SPORADICITÀ Quando i casi di malattia si manifestano
isolatamente senza apparenti rapporti con altri
casi.
ENDEMIA Quando una malattia è costantemente presente nella
popolazione residente in una determinata area
geografica, manifestandosi con un numero di casi
più o meno elevato ma complessivamente
abbastanza costante.
EPIDEMIA È il verificarsi in una comunità o area geografica
di un numero di casi di malattia eccedente le
aspettative.
PANDEMIA Quando la diffusione epidemica va oltre i confini di
un paese e dilaga attraverso i continenti .
Andamento delle malattie infettive
EPIDEMIE
Più casi di malattia che si presentano in un gruppo di individui o nella stessa popolazione entro un breve periodo di tempo purchè abbiano la stessa origine CASO INDICE Il primo caso di malattia che introduce il contagio nel gruppo CASI SECONDARI Casi che prendono origine dal caso indice TASSO DI ATTACCO SECONDARIO % di soggetti recettivi che ammalano a seguito dell’esposizione al caso indice
Casi Indice – il primo caso identificato
Primario – il caso che porta l’infezione in una popolazione
Secondario – infettato dal caso primario
Terziario – infettato dal secondario
P
S
S
T
Suscettibile
Immune
Sub-clinico
Clinico
S T
(www)
Transmissione delle malattie infettive
Tempo malattia sporadica
Epidemia, endemia e
malattia sporadica
Epidemia da contagio interumano
ANDAMENTO delle EPIDEMIE
Epidemia da origine “comune”(idrica..)
Antiche pandemie: la peste
Ruolo di agenti infettivi nella genesi di malattie cronico-degenerative
• Helicobacter pylori → ulcera peptica e ca. stomaco
• Hepatitis B e C virus → cirrosi, ca. epatico
• Human papillomavirus → ca. cervice
• Epstein Barr Virus → linfoma B cell
• Coxsackie virus → miocarditi
• Streptococco B emolitico → valvulopatie
LE RETI DI SORVEGLIANZA DELLE MALATTIE INFETTIVE
Rete di sorveglianza europea malattie infettive prevenibili con il vaccino
Portale dell’UE sulla salute
ECDC
Rete di sorveglianza europea sull’influenza
Sorveglianza delle epatiti prevenibili con vaccini (A e B)
Gruppo di lavoro europeo sulla legionellosi
Rete europea sui vaccini (VENICE)
OMS e malattie prevenibili con vaccini
CDC e malattie infettive
Immagini http://phil.cdc.gov/phil/home.asp
Istituto Superiore di Sanità
FAQ - Epidemiologia generale delle malattie infettive
• Qual è stata l’evoluzione delle malattie infettive
nei secoli? • Qual è la situazione epidemiologica nei paesi
industrializzati e nei PVS? • Qual è la dinamica del processo infettivo? • Quali sono i fattori che intervengono nel
determinismo delle malattie infettive? • Che vuol dire invasività, infettività, patogenicità e
virulenza? • Quali sono le reti di sorveglianza delle malattie
infettive?