Indagini ambientali e

campionamenti

d.ssa Maria Antonietta Bucci Sabattini d.ssa Francesca Giacobbi

© 2003 – ARPA - Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente – Regione Emilia Romagna – Sezione Provinciale di Bologna

Seminario Legionellosi: Situazioni attuali e

prospettiveBologna, 27 novembre 2003

Sommario

Habitat naturale

Habitat antropico

Sistematica e caratteristiche colturali

Indagine ambientale

Campionamento

Elaborazione statistica di alcuni dati relativi a controlli eseguiti negli anni 1999-2003.

È stato dimostrato che

Legionella pneumophila è un

batterio che ha il suo

“reservoir” nell'ambiente

naturale acquatico ed è

capace di sopravvivere in un

ampio range di condizioni.

(Flaiermans, 1981).

Habitat

Gli isolamenti derivavano da acque con grande variabilità di parametri chimici, fisici, biologici (anche sorgenti termali) con un maggior reperimento quantitativo del batterio nei mesi estivi.

Le Legionelle trovate oscillavano in un ampio range da:9,0×103 UFC/l fino a 3,3×107 UFC/l.

I parametri fisici:- temperatura da 5,7 °C a 53 °C (con valori medi tra 20°- 30°C),- pH tra 5,5 e 8,1.

Habitat naturale

La classificazione nel 1996.

La famiglia Legionellaceae è formata dall’unico genere

Legionella.

Sistematica

Attualmente si conoscono 48 specie di Legionella, comprendenti 70 distinti

sierogruppi.

Della specie L. pneumophila sono stati isolati 15 sierogruppi diversi.

Circa la metà delle 48 specie isolate sono associate a casi di legionellosi nell’uomo.

Il 79% dei casi, confermati dall’ esame colturale o dall’antigene urinario, sono stati

causatida Legionella pneumophila, sierogruppo 1.

Sistematica

Caratteristiche colturali

Le legionelle hanno le seguenti carartteristiche:

batteri gram negativi, catalasi positivi, forma bastoncellare, di piccole dimensioni e mobili mediante un flagello che può assumere posizione polare o laterale.

Non crescono sui terreni colturali di routine, ma necessitano di un terreno specifico contenente carbone ed un fattore di crescita essenziale rappresentato dall’aminoacido cisteina (BCYE-α).

Fonte: “A Laboratory manual for Legionella” di T.G.Harrison, A.G. Taylor

Alcune Legionelle non sono in grado di crescere sui terreni colturali specifici, queste specie sono state chiamate:

Caratteristiche colturali

Recentemente tre ceppi LLAPs sono stati classificati come Legionella spp.

Legionella-Like Amoebal Pathogens (LLAPs)

Patogenesi

Le conoscenze sul batterio legionella sono aumentate negli ultimi 10 anni, in particolare per quanto concerne approfondimenti sul suo ciclo e sulla sua virulenza.La principale particolarità della patogenicità di Legionella è la sua capacità di moltiplicarsi all’interno della cellula.

Il ciclo vitale di Legionella è caratteristico e si attua con gli stessi meccanismi sia nelle cellule dei protozoi che nei mammiferi.

Fonte: Fields et Al. - Clin. Microbiol. Rev. - July 2002

Legionella può essere presente anche negli acquedotti, in quanto è in grado di superare, senza eccessivi danni, i normali trattamenti di potabilizzazione.Tuttavia, la sola presenza di questi batteri non costituisce pericolo per le persone, diventano pericolosi solo quando sussistono contemporaneamente le seguenti condizioni:

Habitat antropico

Temperatura ottimale di sviluppo (da 25°C a

42°C),

Ambiente aerobico (presenza di ossigeno),

Presenza di elementi nutritivi (biofilm, scorie,

ioni di ferro e di calcare, altri microrganismi),

Polverizzazione dell’acqua con formazione di

microgocce aventi diametri variabili da 1 a 5

micron.

Biofilm

Legionella sopravvive nel biofilm presente nei sistemi idrici degli edifici.Il batterio è stato ritrovato sia nei tamponi eseguiti su biofilm che nell’ acqua corrente a dimostrazione che Legionella spp è associata al biofilm.

Aggregato costituito da batteri, alghe, polimeri e sali naturali.

Biofilm

Fonte: “Center of Biofilm Engineering” (CBE), Università del Montana – U.S.A.

Scambi che normalmente avvengono fra superfici metalliche e biofilm.

Evolversi dei biofilm quando avvengono fenomeni di corrosione

Habitat antropico

Torri di raffreddamento torri ad umido a circuito aperto, torri a circuito chiuso, condensatori evaporativi.

Impianti idrosanitari tubazioni, serbatoi di accumulo/scambiatori di calore, valvole e rubinetti soffini delle docce doccette delle vasche.

Impianti di condizionamento lavatori d’aria a spruzzo, nebulizzatori, separatori di gocce, filtri.

Sistemi di emergenza docce di decontaminazione, stazioni di lavaggio occhi, sistemi antincendio a sprinkler.

Habitat antropico

Fontane decorative

Apparecchi di erogazione ossigeno

Sistemi di raffreddamento macchine utensili

Impianti in studi odontoiatrici “riuniti”

Piscine e vasche piscine vasche di idromassaggio, vasche calde

Habitat antropico

•edifici con torri di raffreddamento,•caserme,•campeggi e strutture recettive in genere, •impianti per attività sportive e scolastiche, •stabilimenti termali, •edifici con fontane decorative e cascate artificiali.

Le utenze e gli impianti più esposti a rischio sono:

•ospedali,•cliniche, •case di cura.

Ambienti nosocomia

li

Ambienti comunitari

Esempi di casi di legionellosi associati a

“torri evaporative”

PAESE

PERI ODO

COLLOCAZI ONE

CASI

MORTI Olanda 1993 Ospedale 21 -

USA - Delaware 1994 Ospedale 29 - USA - Pennsylvania 1995 Ospedale 22 - Spagna - Murcia Luglio 2001 Ospedale 449 4

I nghilterra - Londra 1985 Edificio pubblico (stazione

polizia) 6 -

Giappone - Tokyo Agosto 1993 Edificio pubblico 45 - USA - Massachusetts Estate 1993 Edificio 11 - Australia - Melbourne Ottobre 1997 Edifici (zona industriale) 18 - Australia - Melbourne Marzo 2000 Edificio pubblico 5 - I nghilterra - Londra Primavera 2001 Edifici della stessa area 3 -

Australia - Melbourne Marzo 2001 Edifici della stessa area 5 2 Australia - Melbourne Ottobre 2002 Edifici della stessa area 3 -

USA - Vermont Estate 2002 Edificio pubblico 16 -

Australia - Melbourne Aprile 2000 Acquario 101 -

Esempi di eventi di legionellosi associati

ad “impianti di condizionamento”

PAESE

PERIODO

COLLOCAZIONE

CASI

MORTI

I nghilterra - Cumbria Luglio 2002 Edifi cio pubblico (centro civico) 131 4 Spagna - Matara Agosto 2002 Edifi cio pubblico 124 2

Esempi di eventi di legionellosi associati ad “impianti idrici”

(doccia, vasca da bagno, lavandini)

PAESE

PERIODO

COLLOCAZIONE

CASI

MORTI USA - Texas 1993 Ospedale militare 14 -

USA - Maryland Giugno 1999 Ospedale 5 3 Francia - Parigi Dicembre 2000 Ospedale 4 -

Spagna - Pamplona Agosto 2001 Ospedale 18 3 USA - Los Angeles Primavera 2002 Ospedale 9 2 Spagna - Valencia Giugno 2003 Ospedale 7 1

Germania Settembre 1999 Edifi cio pubblico (Prigione) 4 - Danimarca Primavera 2000 Edifi cio privato (Abitazioni) 2 - USA - Ohio Marzo 2001 Edifi cio privato (Fabbrica) 4 2

USA - Massachusetts Giugno 2002 Edifi cio pubblico (Asilo) 4 -

Romania 1989 Hotel 20 1

b

Esempi di casi di legionellosi associati ad “acqua termale”

PAESE

PERIODO

COLLOCAZIONE

CASI

MORTI

Spagna - Guipúzcoa Maggio 1999 Centro termale 2 - Australia Giugno 2000 Centro termale 3 - Giappone Luglio 2002 Centro termale 252 6 I sraele - Eliat Gennaio 2003 Hotel 3 - I nghilterra - Chard Febbraio 2003 Hotel 19 2

Esempi di casi di legionellosi associati a “fonti inusuali”

VASCHE CON GIOCHI D'ACQUA

PAESE

PERIODO

COLLOCAZIONE

CASI

MORTI

Olanda - Amsterdam Marzo 1999 Mostra di fi ori 192 21 Belgio - Kapellen Novembre 1999 Fiera 13 4

UMIDIFICATORE ALL’INTERNO DI UN UNITA’ REFRIGERANTE PER CIBO

PAESE

PERIODO

COLLOCAZIONE

CASI

MORTI

Australia - Sydney 1999 - 2000 Hotel 5 2

TERRICCIO PER PI ANTE DA GIARDINO

PAESE

PERIODO

COLLOCAZIONE

CASI

MORTI USA - Oregon 2000 Giardini 3 1

Indagine ambientale

Prerequisito dell’indagine

è una dettagliata

conoscenza dell’impianto

idrico facendosi

coadiuvare o dall’idraulico

in caso di un impianto

semplice o da altro

personale qualificato

(ingegnere o geometri dei

servizi tecnici) in caso di

strutture più complesse.

E importante ottenere un diagramma schematico dell’impianto e annotare le seguenti particolarità:

1) la localizzazione della conduttura principale di rifornimento dell’acqua o della sorgente privata,

2) La localizzazione delle cisterne, dei vasi di amplificazione o delle pompe,

3) La localizzazione dei caloriferi e dei riscaldatori d’acqua,

4) il tipo di apparecchi usati nel sistema (rubinetti, docce, valvole) e con quale materiale sono state costruite le tubazioni,

5) la presenza di torri di raffreddamento,

6) presenza all’interno dell’edificio un sistema di aria condizionata ed uno di umidificazione.

La ricerca di Legionella spp nell’ambiente idrico artificiale (Indoor), in funzione dell’indagine localistica eseguita, prevede la raccolta di campioni di acqua, di residuo di calcare, di biofilm, di filtri o di limo presente nei punti critici individuati:all’inizio della rete,

dalle cisterne e dagli scambiatori di calore,

in uno sbocco prossimo, ma a valle di ciascuna cisterna o scambiatori di calore,

in un punto distale di ciascun servizio,

dall’impianto di condizionamento (acqua di condensa e/o acqua di sgocciolamento e/o filtri).nelle torri di raffreddamento (acqua di sgocciolamento sul fondo della vasca)

Dove eseguire i campioni e quali.

Campionamento Nelle Linee Guida Europee per il controllo della legionellosi nei viaggiatori, se in una struttura recettiva si evidenzia la presenza di un potenziale rischio, è necessario effettuare un campionamento dell’acqua per la ricerca di Legionella spp. in un numero di siti che sia rappresentativo di tutto l’impianto idrico e comunque non inferiore a sei.

Rete dell’acqua fredda:•serbatoio dell’acqua (possibilmente dalla base),•il punto più distale dal serbatoio.

Rete dell’acqua calda:a) serbatoio di accumulo dell’acqua calda •alla base del serbatoio dell’acqua calda vicino alle valvole di scarico, b) ricircolo dell’acqua calda•al sito di erogazione più distale dal serbatoiodell’acqua calda.

Campionamento

Volume di acqua da prelevare:

almeno ”un litro” in bottiglie sterili, con presenza di tiosolfato di sodio a (0,01%), ma in alcuni casi, in funzione della sensibilità della risposta quantitativa, fino a 5 litri.

Modalità di prelievo:

1) Per valutare, la presenza di Legionella, alle condizioni di utilizzo prelevare acqua calda senza farla scorre e non flambare il punto di sbocco.

2) Per valutare la presenza di Legionella, all’interno della rete di distribuzione dell’acqua, prelevare facendola scorre per 5-10 minuti e flambare il punto di sbocco. Trasporto:

a temperatura ambiente ed al riparo dalla luce con consegna

al Laboratorio entro 24 ore dal prelievo,

a 4°C per un periodo non superiore a 7 giorni.

Prelievo di acqua per ricerca di Legionella

E’ utile implementare un’indagine ambientale ed eseguire campionamenti per ricerca di Legionella in assenza di casi?

E’ un falso problema.E’ un falso problema.Qualsiasi indagine microbiologica è di tipo retrospettivo, non risolve il problema, ma informa solo che c’è un problema.Il monitoraggio è utile quando si vuole verificare:

- l’origine di una infezione,

- le potenziali fonti di proliferazione / trasmissione,

- l’efficacia di un protocollo di bonifica.

Il monitoraggio è utile quando si vuole tutelare, in ambiente ospedaliero, i pazienti a rischio.

Monitoraggio

Indagini positive per ricerca di Legionella eseguite su

notifica in alberghi (n°18)

Legionelle isolate

Tipo I n quanti alberghi

L. pneumophila sg.1 13 L. pneumophila sg.3 2 L. pneumophila sg.4 1 L. pneumophila sg.5 2 L. pneumophila sg.6 3 L. pneumophila sg.7- 14 2 L. micdadei 1

Concentrazione Legionelle

Ordine di grandezza max.

I n quanti alberghi

101 1 102 2 103 7 104 4 105 2 106 2

Anni 1999-2003

Indagini positive per ricerca di Legionella eseguite su

notifica in abitazioni civili ed aziende

(n°8)Legionelle isolate

Tipo In quante L. pneumophila sg.1 3 L. pneumophila sg.6 1 L. pneumophila sg.7- 14 3 L. spp 1

Concentrazione Legionelle Ordine di

grandezza max. I n quante

Abitazioni/aziende 101 1 102 2 103 2 104 2

Anni 1999-2003

Indagini positive per ricerca di Legionella eseguite

in studi odontoiatrici (n°7)

Legionelle isolate

Tipo I n quanti

studi L. pneumophila sg.6 1 L. pneumophila sg.7- 14 2 L. bozemani 3 L. spp 1

Concentrazione Legionelle Ordine di

grandezza max. I n quanti

studi 101 2 102 3 103 1 104 1

Indagini positive per ricerca di Legionella eseguite

in terme (n°2) Anni 1999-2003

Legionelle isolate Tipo

L. pneumophila sg.1 L. pneumophila sg.3 L. pneumophila sg.5 L. pneumophila sg.7- 14

Concentrazione Legionelle

Ordine di grandezza massimo

In quanti stabilimenti

102 1

103 1

Indagine positiva per ricerca di Legionella eseguita su

notifica in casa di cura (n°1)

Anno 2003

Legionelle isolate

Tipo

L. pneumophila sg.1

L. pneumophila sg.3

Concentrazione Legionelle

Ordine di grandezza

I n quali punti

Torre di raff reddamento 103

Rubinetto lavandino 102 Boiler

Contagiato il Tecnico che seguiva la ristrutturazione/manutenzione dell’impianto di condizionamento.