Infezioni da E. coli che producono tossine

I batteri Escherichia coli produttori di Shigatoxin (STEC, noto anche come E. coli produttore di verocitotossine (VTEC) o E. coli enteroemorragico (EHEC)), sono un gruppo di agenti patogeni zoonotici (cioè provenienti da animali) che causano diarrea o malattie più gravi dopo l'ingestione di cibo o acqua contaminati o dopo il contatto con animali infetti (Vanaja et al., 2013). In Europa, la STEC è tra le quattro cause più comuni di malattie di origine alimentare, accanto alla campilobatteriosi e alla salmonellosi (ECDC, 2021). Eventi più frequenti di forti precipitazioni e un aumento della temperatura in futuro creano condizioni ottimali per la crescita batterica, la sopravvivenza e la diffusione e aumentano il rischio di infezione da STEC.

Fonte & trasmissione

I batteri di E. coli sono presenti negli intestini sani dell'uomo e degli animali (compresi bovini, ovini, caprini, cervi e alci). Tuttavia, la STEC comporta rischi di contaminazione alimentare quando le feci animali non sono trattate in modo sanitario. Già a numeri relativamente bassi, STEC può causare sintomi di malattia (Pacheco e Sperandio, 2012).

Le infezioni da STEC, come altre infezioni da batteri E. coli, sono spesso acquisite durante la mungitura o la macellazione, specialmente quando si maneggiano bovini o per i bambini negli zoo. Oltre alle infezioni per contatto diretto, la trasmissione di origine alimentare è comune poiché i batteri possono essere presenti in prodotti alimentari crudi o non sufficientemente riscaldati, come latte crudo e formaggio e carne cruda o poco cotta. Anche frutta e verdura crude possono essere contaminate da STEC, dopo il contatto con feci di bovini o acqua o suolo contaminati. Indirettamente, il contatto con mani, utensili, piani di lavoro o coltelli contaminati e la contaminazione incrociata negli alimenti pronti sono anche possibili vie di infezione. Inoltre, il contatto da uomo a uomo può anche causare infezioni, anche con una presenza batterica molto bassa (OMS, 2022; CDC, 2022).

Effetti sulla salute

I sintomi della STEC di solito insorgono tra 2 e 10 giorni dopo l'ingestione dei batteri e causano principalmente problemi gastrointestinali che vanno da lieve a grave diarrea sanguinolenta, che è spesso associata a crampi addominali, nausea, vomito, febbre o colite emorragica (HC). HC provoca grave diarrea sanguinolenta diversi giorni dopo l'insorgenza dei sintomi iniziali (Cohen e Gianella, 1992), e anche la sindrome emolitica uremica (HUS) può quindi verificarsi. Nel 5-7% delle infezioni da STEC, il paziente soffre di SEU, che è particolarmente rischioso per i bambini piccoli, gli anziani o le persone con una bassa immunità che possono sviluppare gravi complicanze (Pacheco e Sperandio, 2012). In questi casi, i vasi sanguigni, i globuli rossi e i reni possono essere danneggiati, il che può danneggiare ulteriormente in modo permanente il sistema nervoso e altri organi come il pancreas e il cuore (Pacheco e Sperandio, 2012).

Morbilità & mortalità

Nei paesi membri del SEE (esclusi Svizzera e Turchia a causa della mancanza di dati), nel periodo 2007-2021:

71.539 infezioni e un tasso di notifica complessivo di 2,2 casi per 100 000 abitanti nel 2021
Moderata probabilità di ospedalizzazione (30-40% di tutti i casi con uno stato di ospedalizzazione noto)
Sono stati segnalati 186 decessi e un tasso di mortalità di circa lo 0,25%. Tuttavia, per le infezioni che progrediscono a SEU, il tasso di mortalità aumenta fino a 0,6-5%
Tendenza all'aumento dell'incidenza dal 2007, probabilmente in parte a causa della maggiore consapevolezza e dell'alterazione della diagnostica. Nel 2020 il numero di casi segnalati è diminuito, probabilmente a causa della pandemia di COVID-19 e della possibile sottosegnalazione.
La maggior parte dei casi di STEC sono stati sporadici, ma i focolai si sono verificati ogni anno. Nella primavera del 2011, un ceppo STEC aggressivo ha causato due epidemie in Europa, colpendo circa 4 000 persone in 16 paesi, con la Germania che ha riportato il numero più alto di casi. L'epidemia ha provocato circa 900 casi di SEU e 50 decessi (Foley et al., 2013; Grad et al., 2012).

(ECDC, 2016-2022; ECDC, 2023)

Distribuzione tra la popolazione

Fascia di età con la più alta incidenza di malattia in Europa: 0 - 4 anni (ECDC, 2016-2022)
Gruppi a rischio di infezione grave (compresa la SEU): bambini piccoli, anziani e persone con bassa immunità

Sensibilità climatica

Idoneità climatica

I batteri di E. coli sono perfettamente adattati alle condizioni dell'intestino animale. Possono crescere a temperature comprese tra 7 e 50 ° C, con la temperatura ottimale a 37 ° C (OMS, 2022). I batteri di E. coli possono anche sopravvivere al di fuori del suo ospite, ad esempio, in acqua o nel suolo a temperature fino a 4 ° C per diversi giorni o mesi (Son and Taylor, 2021). I ceppi di E. coli produttori di tossine, come STEC, hanno una capacità di sopravvivenza leggermente inferiore poiché la produzione di tossine richiede energia e quindi ha un costo di fitness (van Elsas et al., 2011).

Stagionalità

In Europa, tra giugno e settembre si verificano più infezioni (ECDC, 2016-2022).

Impatto dei cambiamenti climatici

L'aumento degli eventi meteorologici estremi potrebbe ottimizzare le condizioni per la crescita batterica, compresa quella di E. coli (produttore di shigatossina). Le forti piogge causano più deflusso dai terreni agricoli, che porta con sé agenti patogeni dal compost e dalle feci animali e sia le inondazioni che l'aumento del deflusso aumentano il rischio di straripamento delle fognature e di contaminazione delle acque superficiali. Inoltre, i bassi livelli di acqua durante i periodi di siccità elevano le concentrazioni di agenti patogeni nell'acqua rimanente a causa della minore diluizione e della minore capacità di filtrazione del suolo. I batteri di E. coli sono in grado di adattarsi bene ai climi più caldi e in particolare alcuni ceppi STEC sono molto persistenti nell'ambiente (van Elsas et al., 2011). Inoltre, temperature dell'aria più elevate accelerano la crescita batterica, ad esempio nel latte non pastorizzato se non conservato correttamente a basse temperature. Poiché il consumo di latte crudo è particolarmente elevato in Italia, Slovacchia, Austria e Francia, si prevede che il numero di infezioni da E. coli, comprese quelle con STEC, aumenterà a causa del riscaldamento climatico in tali paesi (Feliciano, 2021). Al contrario, l'aumento previsto delle temperature delle acque di balneazione fredde al di sopra di 4°C probabilmente diminuirà le concentrazioni di E. coli (Sampson et al., 2006).

Prevenzione & Trattamento

Prevenzione

Una corretta manipolazione degli alimenti prima del consumo, compreso lo stoccaggio (freddo), il trattamento termico e la separazione per evitare la contaminazione incrociata (Uçar et al., 2016)
Pratiche igienico-sanitarie efficienti nelle cucine e negli utensili da cucina (Ekici e Dümen, 2019)
Buona igiene sanitaria negli allevamenti e nei macelli per ridurre al minimo la contaminazione fecale
Smaltimento fecale adeguato e riduzione del contatto con il letame animale (Bauza et al., 2020)
Sensibilizzazione sulla trasmissione delle malattie
Probiotici, cioè microrganismi vivi e sicuri di Lactobacillus o Bifidobacterium (Allocati et al., 2013)

Trattamento

Nessun trattamento specifico
Reidratazione e sostituzione elettrolitica
I farmaci antimicrobici dovrebbero essere evitati per limitare il rischio di sviluppare SEU
Dialisi (sostituzione del sangue), terapia organo-specifica e forti antidolorifici in caso di SEU (Bitzan, 2009)

Link a ulteriori informazioni

Riferimenti

Allocati, N. et al., 2013, Escherichia coli in Europa: Una panoramica, International Journal of Environmental Research and Public Health 10 (12), 6235-6254. https://doi.org/10.3390/ijerph10126235

Bauza, V. et al., 2020, Child fes management practices and fecal contamination (Pratiche di gestione delle feci infantili e contaminazione fecale): Uno studio trasversale in Odisha rurale, India, Science of the Total Environnent 709, 136–169. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136169.

Bitzan, M., 2009, Treatment options for HUS secondary to Escherichia coli O157:H7, Kidney International 75, S62–S66. https://doi.org/10.1038/ki.2008.624.

CDC, 2022, homepage di E. coli, Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie. Disponibile all'indirizzo https://www.cdc.gov/ecoli/general/index.html. Ultimo accesso: agosto 2022.

Cohen, M. B. e Gianella, R. A., 1992, Colite emorragica associata a Escherichia coli O157:H7, Advances in Internal Medicine 37, 173–195. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1557995/

ECDC, 2016-2022, Annual epidemiological reports for 2014-2020 – Shiga toxin / verocytotoxin-producing Escherichia coli (STEC/VTEC) infection (Relazioni epidemiologiche annuali per il periodo 2014-2020 – Infezione da Escherichia coli produttore di tossina Shiga / verocitotossina produttrice di Escherichia coli (STEC/VTEC). Disponibile all'indirizzo https://www.ecdc.europa.eu/en/escherichia-coli-ecoli/surveillance-and-disease-data. Ultimo accesso: agosto 2023.

ECDC, 2023, Surveillance Atlas of Infectious Diseases (Atlante della sorveglianza delle malattie infettive). Disponibile all'indirizzo https://atlas.ecdc.europa.eu/public/index.aspx. Ultimo accesso: agosto 2023.

EFSA and ECDC, 2022, The European Union One Health 2021 Zoonoses Report, EFSA Journal 20(12), 7666. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2022.7666.

Ekici, G. e Dümen, E., 2019, Escherichia coli and food safety, in: Starčič Erjavec, M. (a cura di), The Universe of Escherichia coli, IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.82375

Feliciano, R., 2021, Probabilistic modelling of Escherichia coli concentration in raw milk under hot weather conditions (Modellazione probabilistica della concentrazione di Escherichia coli nel latte crudo in condizioni climatiche calde), Food Research International 149, 110679. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110679.

Foley, C. et al., 2013, Outbreak of Escherichia coli O104:H4 Infections Associated with Sprout Consumption—Europe and North America, maggio–luglio 2011, Morbidity and Mortality Weekly Report 62(50), 1029–1031. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24352067/

Grad, Y. H. et al., 2012, Genomic epidemiology of the Escherichia coli O104:H4 outbreaks in Europe, 2011, Proceedings of the National Academy of Sciences 109(8), 3065–3070. https://doi.org/10.1073/pnas.1121491109.

Pacheco, A. R. e Sperandio, V., 2012, Tossina Shiga in E.coli enteroemorragico: Regolamento e nuove strategie antivirulenza, Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 2(81). https://doi.org/10.3389/fcimb.2012.00081

Sampson, R. W. et al., 2006, Effects of temperature and sand on E. coil survival in a north lake water microcosm, Journal of Water and Health 4(3), 389–393 (Effetti della temperatura e della sabbia sulla sopravvivenza della bobina di E. in un microcosmo d'acqua dellago settentrionale), https://doi.org/10.2166/wh.2006.524.

Son, M. S. e Taylor, R. K., 2021, Growth and Maintenance of Escherichia coli Laboratory Strains, Current protocols 1(1), e20. https://doi.org/10.1002/cpz1.20.

Uçar, A. et al., 2016, Food safety – Problems and solutions (Sicurezza alimentare – Problemi e soluzioni). In: Makun, H.A. (a cura di), Significato, prevenzione e controllo delle malattie correlate agli alimenti . https://doi.org/10.5772/60612

van Elsas, J. D. et al., 2011, Sopravvivenza di Escherichia coli nell'ambiente: Aspetti fondamentali e di salute pubblica, The ISME Journal 5(2), 173–183. https://doi.org/10.1038/ismej.2010.80

Vanaja, S. K. et al., 2013, Enterohemorrhagic e altri Escherichia coli produttori di Shigatoxin. In: Donnenberg, M. S. (a cura di), Escherichia coli (2a^edizione), Academic Press, pagg. 121-182. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-397048-0.00005-X

OMS, 2022, Organizzazione mondiale della sanità, https://www.who.int/. Ultimo accesso: agosto 2022.