VIRUS VEICOLATI DAGLI ALIMENTI

VIRUS VEICOLATI DAGLI
ALIMENTI
Introduzione
• Dati epidemiologici e clinici dimostrano
che i virus stanno assumendo crescente
importanza come causa di malattie
trasmesse dagli alimenti
• Il numero di gastroenteriti virali è ancora
comunque molto sottostimato
• Solo dal 1982 il CDC ha iniziato a censirle
Foodborne viruses: an emerging
problem
• Int J Food Microbiol. 2004 Jan 1;90(1):
Koopmans M, Duizer E.
National Institute of Public Health and the
Environment (RIVM), Antonie van
Leeuwenhoeklaan, 9, NL-3720 BA Bilthoven,
The Netherlands. [email protected]
Virus possibili cause di infezioni
alimentari
• Calicivirus: Saporivirus, Norovirus (virus di Norwalk o
Norwalk-like)
• Virus dell’Epatite E
• Picornavirus: Poliovirus, nuovi enterovirus (68-71),
Coxachievirus, Echovrus,Virus dell’Epatite A, Aichivirus
• Reovirus
• Rotavirus
• Coronavirus
• Paramyxovirus: Virus Nipah, Virus Hendra
• Astrovirus
• Adenovirus: trasmissione attraverso gli alimenti?
• Altri possibili virus (torovirus, picobirnavirus, parvovirus)?
Caratteristiche generali comuni
• I virus trasmessi con gli alimenti sono
generalmente di piccole dimensioni
• Con un genoma costituito da RNA a
singolo filamento
– I Rotavirus e i Reovirus hanno un genoma a
RNA a doppio filamento
• Non dotati di envelope
Modalità di trasmissione
• Per i virus enterici a DNA non è stata
chiaramente dimostrata la trasmissione
attraverso il cibo
• Non si moltiplicano o producono
tossine negli alimenti ma sono da questi
VEICOLATI
• Specificità di recettore
organo
bersaglio, specie
Contaminazione degli alimenti con i virus
• Contatto con le
feci o acque
contaminate;
• Contatto con
suolo contaminato
da materiale
fecale;
• Contatto con
vomito;
• Ambiente;
• Aerosol
Fonti di contaminazione
• Le fonti di contaminazione sono varie:
– Animali infetti
– Insetti
– Roditori
– Secrezioni ed escrezioni umane
Momento della contaminazione
• La contaminazione può avvenire in
qualunque momento durante le fasi di
preparazione e distribuzione degli alimenti
– Contatto con superfici contaminate
– Contatto con altri alimenti contaminati con il
virus
– All’origine
– Ad opera dell’operatore
• Portatore sano che non rispetta determinate norme
igieniche
Alimenti associati alle infezioni
virali
• Alimenti coinvolti:
– Acqua (una delle fonti principali)
– Latte
– Carne
– Frutta
– Prodotti vegetali
– Prodotti della pesca (molluschi)
Alimenti contaminati all’origine
Fra gli alimenti contaminati all’origine vi sono
• I prodotti ortofrutticoli
– Contatto diretto durante l’irrigazione e la
fertilizzazione
– Captazione mediante le radici delle piante (dati con
poliovirus e virus dell’epatite A
insalata
adsorbe sulla propria superficie una rilevante quantità
di virus, che resiste al lavaggio domestico
• I molluschi
Dose infettante dei virus enterici
• L’efficienza con i cui i virus ingeriti
infettano non è nota
• Evidenze epidemiologiche indicano per
molti virus enterici una dose infettante
molto bassa (10-100 unità virali)
Generalità sulla patogenesi
dell’infezione
• La sola presenza dell’agente patogeno NON è
condizione sufficiente a determinare la malattia
virulenza, ospite, condizioni ambientali, biologiche,
fisiche
• Infezione primaria a livello dell’intestino tenue
nella maggior parte dei casi replicazione a livello
intestinale e liberazione insieme alle cellule infettate nel
lume intestinale
• Alcuni virus passano in circolo e attraverso il sangue ad
altri organi, provocando infezioni secondarie
• I virus vengono eliminati con le FECI ad alta dose (1081010 virus/g)
controllo della contamizione!
Ruolo dei molluschi eduli lamellibranchi
nella trasmissione dell’infezione
• I virus enterici eliminati con le feci attraverso gli scarichi
arrivano alle acque superficiali
• Sono più resistenti dei batteri ad una serie di trattamenti
(clorazione)
• Sopravvivono in mare fino a 130 giorni (più a lungo dei
coliformi che vengono usati come indicatori di
contaminazione sia delle acque che sei molluschi)
• Temperatura è un fattore importante
• I sedimenti marini costituiscono un reservoir di virus e li
proteggono dall’azione inattivante di temperatura, pH,
UV
Ruolo dei molluschi eduli lamellibranchi
nella trasmissione dell’infezione
• I virus vengono trattenuti nei molluschi per diversi giorni
• Anche se posti in acque pulite i virus permangono anche
dopo che i coliformi sono stati eliminati
• La legge (D. Lgs. 530/92) che regolamenta la
commercializzazione dei molluschi tiene conto SOLO di
parametri BATTERIOLOGICI (Salmonelle ed E.coli), per
la mancanza di sistemi per la ricerca di routine dei
virus
• E’ tuttavia dimostrato che la presenza di virus non
correla necessariamente con presenza-assenza dei
batteri
• I trattamenti depurativi a cui vengono sottoposti i
molluschi provenienti da acque ritenute non idonee non
sono sempre efficaci verso i virus enterici
Effetti di depurazione sulla
contaminazione virale dei molluschi
• Cloro: sebbene sia efficace nei confronti dei
batteri, non lo è nei confronti dei virus
• Iodofori: utilizzati in Italia in concentrazioni da
0,1 a 0,4 mg/l. Riducono la quantità di batteri,
ma non sono efficaci nei confronti dei virus (a
meno di usare concentrazioni dannosi per i
molluschi stessi)
• UV: efficace nei confronti di batteri e virus. Non
influenza i processi fisiologici dei molluschi. E’
molto utilizzato negli USA, ma necessita di
acqua poco torbida, un flusso a strato sottile e
lampade sempre efficienti
Effetti di depurazione sulla
contaminazione virale dei molluschi
• Ozonizzazione: agisce sui batteri con azione
combinata di ossidazione delle proteine e
alterazione di strutture molecolari. Agisce anche
sui virus a livello delle proteine
• Depurazione dei mitili in stabulari: il tempo di
rilascio dei virus è molto più lungo di quello dei
batteri
• Vasche per mantenere costanti e regolare
parametri come salinità e temperatura che
influenzano il metabolismo dei molluschi e il
tempo di rilascio dei virus (molti virus
permangono comunque per lungo tempo)
Sopravvivenza dei virus negli alimenti
sottoposti a trattamenti di conservazione o
inattivazione
• I virus enterici sopravvivono ad una serie
di trattamenti di conservazione
– Congelamento (settimane-mesi)
– I molluschi sembrano fornire una sorta di
protezione verso il trattamento termico
(tessuto dei molluschi)
– Durante i procedimenti di cottura, pur
preservando la gustosità del prodotto è
consigliabile porre attenzione ai tempi e alle
temperature di cottura (cuore del prodotto)
Enterovirus
Picornavirus
'Pico (dal greco molto piccolo ) RNA Virus'.
Se ne conosco piu’ di 200 serotipi e sono noti fin dall’antichita’
(Egitto ca. 1400 A.C.).
FMDV (foot and mouth disease virus) e’ stato uno dei primi
virus ad essere identificato (Loeffler and Frosch 1898).
La poliomelite fu associata ad un virus fin dal 1909
(Landsteiner and Popper)
Il virus fu isolato nel 1930
Classificazione:
Grazie ad analisi molecolari vengono attualmente
riconosciuti 5 generi
Aphthovirus
Cardiovirus
Enterovirus
Hepatovirus
Rhinovirus
Unassigned
Total:
7 serotypes
2 serotypes
111 serotypes
2 serotypes (1 human, 1 simian)
105 serotypes
3 serotypes
~230 viruses
Enteroviruses
Le infezioni da enterovirus sono comuni; hanno un andamento stagionale con
un picco in autunno; frequentemente non vengono diagnosticate:
Polioviruses
Coxsackieviruses group A
Coxsackieviruses group B
Echoviruses
Enteroviruses
Total:
3 serotypes
23 serotypes
6 serotypes
31 serotypes
38 serotypes
111 serotypes
Patogenesi
• L’ingestione di materiale contaminato con feci contenenti
HAV determina l’infezione
• Il virus si moltiplica nelle cellule dell’apparato
gastroenterico (cellule epiteliali)
• Segue la viremia
cellule epatiche, renali,
spleniche
• Le particelle virali si riscontrano a livello di feci,
contenuto duodenale, e precocemente (fase preitterica)
in sangue e urina
• Nelle feci il virus compare nella fase prodromica
(incubazione 3-4 settimane) e raggiunge la massima
concentrazione subito prima che compaia l’ittero
Risposta dell’ospite al virus
• Gli Ab compaiono in concomitanza con la
diminuzione del titolo virale e con la
comparsa dei danni epatici
• La risposta immunitaria è complessa e
ancora non ben caratterizzata
• Non è chiaro il meccanismo di
eliminazione dal fegato (cellule killer?
Linfociti T citotossici?)
Pericolo di epidemie
• Nei paesi industrializzati possono
verificarsi epidemie (contaminazione
acque e alimenti da parte di portatori)
• Il periodo di rilascio virale è maggiore
durante l’ultima parte del periodo di
incubazione
La vaccinazione Antiepatite "A"
La vaccinazione anti Epatite "A" è consigliabile per chi si reca in aree
iperendemiche (Africa, sud-est asiatico, sud America)
Il vaccino è costituito da virus coltivato in cellule diploidi umane ed inattivato con
formaldeide
La vaccinazione include la somministrazione per via intramuscolare in zona
deltoidea, di 2 dosi, di cui la seconda ad un mese di distanza dalla prima
Effetti collaterali: irritazione e tumefazione in sede di iniezione, febbre, cefalea,
nausea
Controindicazioni: il vaccino non va somministrato a soggetti con diatesi
emorragiche o disturbi ematologici; ai bambini al di sotto di 1 anno; e va sconsigliato
durante la gravidanza e l'allattamento
I calicivirus
Caliciviruses
• I calicivirus umani vengono identificati comunemente in
campioni di feci da pazienti affetti da diarrea
• Questi virus non sono coltivabili in vitro
• Non esistono modelli animali per lo studio della
patogenesi
• Sono ampiamente distribuiti e l’infezione e’ molto
comune, specialmente nei bambini
• Immunita’ nell’adulto???
Caliciviruses
• L’infezione e’ associata a diarrea o vomito
e dura da 1 a 4 giorni (periodo di
incubazione 1-2 giorni).
• La fonte piu’ comune di trasmissione sono
gli alimenti e le bevande
• Questi virus in alcune aree sono
responsabili di almeno il 90% dei casi di
gastroenteriti trasmesse dagli alimenti.
Tassonomia
• Sono virus con una tipica struttura a calice
che sono stati identificati in diverse specie
animali (uomo incluso)
• I virus isolati dall’uomo causano
gastroenteriti
• La maggior parte dei calicivirus non e’
stata caratterizzata
Sottotipi all’interno dei Calicivirus
• Genere: Vesivirus
– Specie prototipo: Swine vesicular exanthema virus
• Genere: Lagovirus
– Specie prototipo : Rabbit haemorrhagic disease virus
• Genere: Noroviruses "Norwalk-like viruses"
– Specie prototipo: Norwalk virus
• Genere: Saporoviruses "Sapporo-like viruses"
– Specie prototipo: Sapporo virus
Norovirus
• Le infezioni causate da norovirus si
manifestano soprattutto
– in contesti comunitari,
– negli ospedali,
– nelle case di riposo,
– nelle scuole
– o, tipicamente, in ambienti confinati, come ad
esempio le navi da commercio e da crociera.
Norovirus
• Non coltivabili (problema diagnostico)
– Osservazione al microscopio elettronico, presenza di
anticorpi nel sangue
– Da una decina d’anni sono stati sviluppati test
diagnostici rapidi con l’uso di marcatori molecolari su
campioni di feci
• Ad oggi, sono noti quattro genotipi di norovirus,
da GI a GIV, sottodivisi in almeno 20 cluster.
Virus di Norwalk
• Prende il nome dalla città dell’Ohio centro di una
epidemia di gastroenterite nel 1968
• Il periodo di incubazione del virus è di 12-48 ore,
mentre l’infezione dura dalle 12 alle 60 ore.
• I sintomi sono quelli comuni alle gastroenteriti, e
cioè nausea, vomito, soprattutto nei bambini,
diarrea acquosa, crampi addominali.
• In qualche caso, si manifesta anche febbre
• La malattia non ha solitamente conseguenze
serie, la maggior parte delle persone guarisce in
1-2 giorni, senza complicazioni
Terapia
• Normalmente, l’unico presidio terapeutico è l’assunzione
di liquidi per compensare la disidratazione
• In particolare, la disidratazione può rappresentare una
complicazione più seria per i bambini, gli anziani e i
soggetti con precario equilibrio metabolico o
cardiocircolatorio
• Non esiste un trattamento specifico contro i norovirus né
un vaccino preventivo
• I meccanismi di immunizzazione contro i norovirus sono
poco conosciuti, e l’immunità sembra durare solo alcuni
mesi: lo stesso individuo quindi può essere infettato dal
virus più volte nel corso della vita.
Trasmissione del virus
• Il virus è altamente infettivo: 10 particelle virali
• Sono virus resistenti all’ambiente
– replicazione e diffusione anche per due settimane dopo
l’infezione iniziale
• Sono virus difficili da controllare
– necessario applicare rigorose misure sanitarie per prevenirli e
contenerli
Trasmissione del virus
•
La trasmissione può essere a) interpersonale (per via oro-fecale o
via aerosol), b) attraverso acqua o cibo infetti, c) per contatto con
superfici contaminate
•
In diversi episodi epidemici, la fonte di contaminazione sono
risultate essere cisterne di raccolta dell’acqua, o piscine, o fontane
IN AMBITO ALIMENTARE:
•
La principale via di trasmissione oro-fecale è la contaminazione di
cibi da parte di un alimentarista, produttore o distributore, subito
prima del consumo
•
Gli alimenti possono essere contaminati anche alla fonte soprattutto
da acqua infetta
•
Le principali epidemie “alimentari” sono associate al consumo di
insalate, cibi freddi e tramezzini
Misure di prevenzione in ambito alimentare
• I norovirus sono a) resistenti nell’ambiente e b)
sopravvivono a temperature sopra i 60°C e
anche in presenza di cloro, normalmente
utilizzato per disinfettare le acque potabili
• Il virus viene rilasciato nelle feci per almeno 72
ore dopo la guarigione
Accurata igiene personale degli addetti alla
manipolazione e distribuzione dei cibi e bevande
Virus dell’epatite E
Virus dell’epatite E
• Il virus dell’ epatite E (HEV) e’ il principale
agente eziologico dell’epatite nonA e nonB a
trasmissione enterica
• E’ un virus sferico, privo di envelope, a ss RNA,
con particelle di 32-34 nm in diametro
• Era stato classificato fra i calicivirus (19881998), ma e’ ora classificato in un genere a
parte Hepatitis E-like virus,
– L’ analisi filogenetica delle regioni genomiche nonstructurali del virus non supportano la classificazione
di HEV tra i Caliciviridae.
Virus dell’epatite E
• Anche se vengono riconosciuti 4 genotipi
principali, e’ noto un unico serotipo of HEV
• L’infezione da HEV e’ endemica nei paesi
in via di sviluppo
• Oltre 50 outbreaks sono stati reportati in
Asia, the MedioOriente, Africa e Messico
Induzione di
anticorpi
Proteine non strutturali
Legame al citoscheletro degli epatociti
Epatite E – Presentazione clinica
• Periodo di incubazione: in media 40 giorni; Range 15-60
giorni
• Letalita’: 1%-3%; Donne in gravidanza, 15%-25%. La severita’
della malattia aumenta con l’eta’
• Sequele: Nessuna identificata
I sintomi dell’epatite da HEV sono simili a quelli di altre epatiti
virali: dolore addominale, anoressia, urine scure, febbre,
epatomegalia, malessere, nausea, vomito
Il virus viene escreto con le feci fino a 14 giorni dopo la
comparsa dei sintomi
Non e’ stata evidenziata infezione cronica nei pazienti
infettati con HEV
Diagnosi
• Non esistono test sierologici in commercio
per la diagnosi di infezione da HEV
• Esistono test in house:
• ELISA and WB per rilevare IgM and IgG antiHEV nel siero,
• PCR per rilevare HEV RNA nel siero e nelle
feci
Epatite E - Epidemiologia
• La maggior parte degli outbreak sono
legati ad acqua potabile contaminata da
feci
• La transmissione interumana ha un
impatto minimo
Come viene trasmessa l’infezione?
• HEV e’ trasmessa per via oro-fecale
• Acqua contaminata o cibo contaminato sono stati
identificati come responsabili dei principali outbreaks
• Acqua contaminata da feci
• Mitili consumati crudi
epidemie
casi sporadici
• Non ci sono evidenze di trasmissione sessuale o
attraverso trasfusioni
Reoviruses
• Respiratory Enteric Orphan viruses
– infettano il tratto respiratorio e intestinale,
generalmente senza causare sintomi
• Erano stati classificati erroneamente fra i
Picornaviridae
• Si conoscono >150 specie
• Sono divisi in diversi gruppi, infettano
invertebrati, vertebrati e piante
• Sono caratterizzati da un genoma a d/s RNA
Reoviruses
Morfologia
– Non presentano envelope
– Sono icosaedrici con doppio rivestimento
• Esterno ~80nm diametro;
• Interno ~60nm diametro
– Le particelle di Reovirus sono molto stabili
nell’ambiente
Proteins
Patogenesi
(Orthoreoviruses)
• La maggior parte degli Orthoreovirus
umani causano infezioni gastrointestinali e
delle alte vie respiratorie
• Generalmente sono asintomatici,
occasionalmente causano febbre e molto
raramente complicazioni severe
Patogenesi (Rotavirus)
• I Rotavirus sono la causa più comune di
diarrea disidratante in neonati e bambini di
età inferiore ai 3 anni
Impatto
• Negli USA, circa 2.7 milioni di bambini di
età < 5 anni sono colpiti da diarrea
causata da rotavirus ogni anno
• Nei paesi in via di sviluppo l’impatto è
anche superiore (20% al 70% sei ricoveri
e almeno 1/3 dei morti per anno per
sindromi diarroiche sono causate dai
rotavirus)
• Ricerca di sistemi per ridurre l’impatto
Distribuzione mondiale dei circa 800,000
decessi causati ogni anno da rotavirus
Trasmissione
• Oro/Fecale
• Il virus è stabile nell’ambiente e può
essere trasmesso tramite cibo e acqua
contaminati
Vaccino
• Due nuovi vaccini specifici per i rotavirus
sono attualmente in clinical trials.
– Rotarix è un vaccino monovalente, basato s
rotavirus attenuato (ceppo RIX4414 di tipo
G1)
– RotaTeq è un vaccino pentavalente
umano/bovino, basato su virus vivi attenuati
G1, G2, G3, G4, e P1
Coronavirus
Genoma
• Non-segmentato, ssRNA, 27-31 kb
• Il genoma funziona direttamente da mRNA
Patogenesi
• Questi virus infettano numerose specie di mammiferi e
uccelli. L’esatto numero degli isolati umani non è
conosciuto perché molti non crescono in coltura cellulare
• Nell’uomo causano:
– Infezioni respiratorie, che includono la Severe Acute
Respiratory Syndrome (SARS)
– Infezioni enteriche (soprattutto nei neonati <12 mesi)
– Sindromi neurologiche (rare)
• Sono trasmessi per via orale, ma anche oro/fecale
Coronaviruses - the cause of SARS
•
•
•
•
•
SARS is a type of viral pneumonia, with symptoms including fever, a
dry cough, dyspnea (shortness of breath), headache, and
hypoxaemia (low blood oxygen concentration).
Typical laboratory findings include lymphopaenia (reduced
lymphocyte numbers) and mildly elevated aminotransferase levels
(indicating liver damage).
Death may result from progressive respiratory failure due to alveolar
damage.
The typical clinical course of SARS involves an improvement in
symptoms during the first week of infection, followed by a worsening
during the second week.
Studies indicate that this worsening may be related to patient's
immune responses rather than uncontrolled viral replication.
Coronaviruses - the cause of SARS
• The outbreak is believed to have originated in February
2003 in the Guangdong province of China, where 300
people became ill, and at least five died.
• After initial reports that a paramyxovirus was
responsible, the true cause appears to be a novel
coronavirus with some unusual properties.
• For one thing, the SARS virus can be grown in Vero cells
(a fibroblast cell line isolated in 1962 from a primate) - a
novel property for HCoV's, most of which cannot be
cultivated.
• In these cells, virus infection results in a cytopathic
effect, and budding of coronavirus-like particles from the
endoplasmic reticulum within infected cells.
Coronaviruses - the cause of SARS
•
The SARS virus is believed to be spread by droplets produced by
coughing and sneezing, but other routes of infection may also be
involved, such as faecal contamination,
•
Donnelly CA, et al. report that:
– The most common reported symptom is fever (94%), with 51–72% of
patients reporting general influenza-like symptoms, chills, malaise, loss
of appetite, and myalgia.
– Gastrointestinal symptoms are less common at presentation, including
diarrhoea (27%), vomiting (14%), and abdominal pain (13%).
– The mean incubation period of SARS is estimated to be 6·4 days.
– The estimated case fatality rate is 13·2% for patients younger than 60
years and 43·3% for patients aged 60 years or older.
– Case clusters have played an important part in the course of the
epidemic.
Identification
• Amplification of short regions of the polymerase gene, by
RT-PCR and nucleotide sequencing revealed that the
SARS virus is a novel coronavirus which has not
previously been present in human populations.
• This conclusion is confirmed by serological (antigenic)
investigations.
• We now know the complete ~29,700 nucleotide
sequence of many isolates of the SARS virus.
• The sequence appears to be typical of coronaviruses,
with no obviously unusual features, although there are
some differences in the make up of the non-structural
proteins which are unusual
Therapy
• There is currently no general agreement that
antiviral drugs have been shown to be
consistently successful in treating SARS or any
coronavirus infection.
• An inactivated vaccine against SARS recently
began clinical trials, but even if successful will
not be widelay available for a number of years.
• New drugs targeted specifically against this virus
are under development.
Diagnostic tests
•
Serological testing
– indirect fluorescent antibody testing and enzyme-linked immunosorbent
assays (ELISA) which detect antibodies against the virus produced in
response to infection.
– Although some patients have detectable coronavirus antibody within 14
days of illness onset, definitive interpretation of negative coronavirus
antibody tests is possible only for specimens obtained >21 days after
onset of fever.
•
Molecular testing
– RT-PCR tests specific for the RNA from this novel coronavirus.
– This can detect infection within the first 10 days after the onset of fever
in some SARS patients, but the duration of detectable viraemia and
virus shedding is unknown, so RT-PCR tests performed too late could
give negative results.
– Commercial diagnostic tests are now available.
Where did the SARS virus come from?
• Coronaviruses with 99% sequence similarity to
the surface spike protein of human SARS
isolates have been isolated in Guangdong,
China, from apparently healthy masked palm
civets (Paguma larvata).
• The unlucky palm civet is regarded as a delicacy
in Guangdong and it is believed that humans
became infected as they raised and slaughtered
the animals rather than by consumption of
infected meat.