Infezioni da E. coli che producono tossine

I batteri Escherichia coli produttori di shigatossina (STEC, noto anche come E. coli produttore di verocitotossina (VTEC) o E. coli enteroemorragico (EHEC)), sono un gruppo di agenti patogeni zoonotici (ossia provenienti da animali) che causano diarrea o malattie più gravi dopo l'ingestione di alimenti o acqua contaminati o dopo il contatto con animali infetti (Vanaja et al., 2013). In Europa, STEC è tra le tre cause più comuni di malattie di origine alimentare, accanto alla campilobatteriosi e alla salmonellosi (ECDC, 2016-2024). Eventi di forti piogge più frequenti e aumento della temperatura in futuro creano condizioni ottimali per la crescita batterica, la sopravvivenza e la diffusione e aumentano il rischio di infezione correlato allo STEC.

Infezione da Escherichia coli produttrice di tossina Shiga/verocitotossina (STEC/VTEC) - tasso di notifica dei casi totali e nazionali (mappa) e casi totali segnalati (grafico) in Europa

_Note:_{La mappa e il grafico mostrano i dati per i paesi membri del SEE. I confini e i nomi riportati su questa mappa non implicano l'approvazione ufficiale o l'accettazione da parte dell'Unione europea. I confini e i nomi riportati su questa mappa non implicano l'approvazione ufficiale o l'accettazione da parte dell'Unione europea.}_{La malattia è soggetta a notifica a livello dell'UE,}_{ma il periodo di riferimento varia da un paese all'altro.}_{Quando i paesi segnalano zero casi, il tasso di notifica sulla mappa è indicato come "0". Quando i paesi non hanno segnalato la malattia in un determinato anno, il tasso non è visibile sulla mappa ed è etichettato come "non segnalato"}_{(ultimo aggiornamento nell'agosto 2024).}

Trasmissione di & sorgente

I batteri E. coli sono presenti nell'intestino sano dell'uomo e degli animali (compresi bovini, ovini, caprini, cervi e alci). Tuttavia, STEC pone rischi di contaminazione alimentare quando le feci animali non vengono maneggiate 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 attraverso il 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 con STEC, dopo il contatto con feci bovine o acqua o terreno contaminati. Indirettamente, il contatto con mani, utensili, superfici di lavoro della cucina o coltelli contaminati e la contaminazione incrociata negli alimenti pronti al consumo sono anche possibili vie di infezione. Inoltre, il contatto uomo-uomo può anche causare infezioni, anche con una presenza batterica molto bassa (OMS, 2022; CDC, 2022).

Effetti sulla salute

I sintomi STEC di solito si presentano tra 2 e 10 giorni dopo l'ingestione dei batteri e causano per lo più 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 uremica emolitica (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 complicazioni (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 (escluse la Svizzera e la Turchia a causa dell'assenza di dati), nel periodo 2007-2022:

Nel 2022 il tasso complessivo di notifica è stato di 2,5 casi per 100 000 abitanti, con 29 paesi UE/SEE che hanno segnalato 8 565 casi confermati. Ciò ha rappresentato un aumento del 25 % rispetto al tasso di notifica del 2021, superando i livelli pre-pandemia.
Probabilità moderata di ricovero in ospedale (30-40% di tutti i casi con uno stato di ricovero noto)
Sono stati segnalati 214 decessi (ECDC, 2024) e un tasso di mortalità di circa lo 0,25 %.
Tendenza all'aumento dell'incidenza dal 2007, forse in parte a causa di una maggiore consapevolezza e di una diagnostica alterata. 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 erano 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, 2016-2024; ECDC, 2024)

Distribuzione tra la popolazione

Gruppo di età con la più alta incidenza di malattia in Europa: 0 - 4 anni (ECDC, 2016-2024)
Gruppi a rischio di infezione grave (inclusa la SEU): bambini piccoli, anziani e persone con bassa immunità

Sensibilità al clima

Idoneità climatica

I batteri E. coli si adattano perfettamente 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 e Taylor, 2021). I ceppi di E. coli produttori di tossine, come STEC, hanno una capacità di sopravvivenza leggermente inferiore in quanto la produzione di tossine richiede energia e quindi ha un costo di fitness (van Elsas et al., 2011).

Stagionalità

In Europa, più infezioni si verificano tra giugno e settembre (ECDC, 2016-2024).

Impatto dei cambiamenti climatici

L'aumento degli eventi meteorologici estremi potrebbe ottimizzare le condizioni per la crescita batterica, compresa quella dell'E. coli (produttore di Shigatoxin). Le forti piogge causano più deflusso dai terreni agricoli, il che porta con sé agenti patogeni da compost e feci animali ed entrambe le inondazioni e l'aumento del deflusso aumenta il rischio di tracimazione delle fogne 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 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, il previsto aumento delle temperature delle acque di balneazione fredde al di sopra dei 4°C probabilmente ridurrà le concentrazioni di E. coli (Sampson et al., 2006).

Prevenzione & Trattamento

Prevenzione

Una corretta manipolazione degli alimenti prima del consumo, compresa la conservazione (fredda), il trattamento termico e la separazione per evitare la contaminazione incrociata (Uçar et al., 2016)
Pratiche sanitarie efficienti nelle cucine e per gli utensili da cucina (Ekici e Dümen, 2019)
Buona igiene sanitaria negli allevamenti e nei macelli per ridurre al minimo la contaminazione fecale
Corretto smaltimento delle feci e riduzione del contatto con il letame animale (Bauza et al., 2020)
Sensibilizzazione sulla trasmissione delle malattie
Probiotici, ossia microrganismi Lactobacillus o Bifidobacterium vivi e sicuri (Allocati et al., 2013)

Trattamento

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

Fulteriori informazioni

Riferimenti

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

Bauza, V. et al., 2020, Pratiche di gestione delle feci infantili e contaminazione fecale: Uno studio trasversale nell'Odisha rurale, India, Science of the Total Environnent 709, 136–169. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136169.

Bitzan, M., 2009, Opzioni di trattamento per la SEU secondaria a Escherichia coli O157:H7, Kidney International 75, S62–S66. https://doi.org/10.1038/ki.2008.624

CDC, 2022, E. coli homepage, 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, 2016-2024, Annual epidemiological reports for 2014-2022 – STEC infection (Relazioni epidemiologiche annuali per il periodo 2014-2022 – Infezione da STEC). Disponibile all'indirizzo https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/stec-infection-annual-epidemiological-report-2022. Ultimo accesso agosto 2024.

ECDC, 2024, Atlante di sorveglianza delle malattie infettive. Disponibile all'indirizzo https://atlas.ecdc.europa.eu/public/index.aspx. Ultimo accesso agosto 2024.

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. (ed.), L'universo di 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 (epidemiologia genomica dei focolai di Escherichia coli O104:H4 in Europa), 2011, Atti dell'Accademia nazionale delle scienze 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 anti-virulenza, 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 Northern lake water microcosm (Effetti della temperatura e della sabbia sulla sopravvivenza della bobina di E. in un microcosmo delle acque dei laghi settentrionali), Journal of Water and Health 4(3), 389-393. 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), Significance, Prevention and Control of Food Related Diseases. 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.