Microbiologia: Bacillus anthracis e Listeria monocytogenes, Appunti

BACILLI

Il genere bacillus (non riferito quindi alla forma allungata del batterio ma al genere), comprende batteri sporigeni, gli unici in grado di dare origine a spore insieme ai clostridi, entrambi di interesse nella patologia umana. I clostridi presentano una spora di diametro maggiore della cellula batterica, mentre nei bacilli la spora è compresa nel diametro della cellula batterica.

BACILLUS ANTHRACIS

Ricordiamo che stiamo parlando di batteri Gram+, sporigeni, capsulati, aerobi o anaerobi facoltativi. Bacillus anthracis ha come serbatoio principale l'intestino di alcuni animali, in particolare i bovini. Diffonde le spore all'esterno attraverso le feci, pertanto è facile venirvi a contatto per chi lavora con animali infetti (allevatori, veterinari, addetti ai lavori nelle concerie o nei mattatoi). È l'agente eziologico dell'antrace detta anche carbonchio, che si può presentare in tre forme diverse, di gravità differente:

• La più frequente e meno grave è l'antrace cutaneo/ da inoculazione. Le spore penetrano attraverso ferite e microferite (non apparente perdita di integrità della cute).
• Antrace polmonare respiratoria, è la forma più grave
• Antrace per ingestione di cibo infetto da spore, anche questa una forma abbastanza comune.

Nota storica sull'antrace

L'antrace è un'infezione nota da millenni. Sono state trovate infatti tracce di antrace in alcune mummie egiziane e in alcuni testi latini si parla di questa infezione; secondo alcuni autori ha contribuito alla caduta dell'impero romano. Nel mondo egiziano molti autori invece ipotizzano che la quinta piaga d'Egitto fosse dovuta proprio ad antrace, causa di una mortalità diffusa negli animali. Fu proprio studiando l'antrace in animali da esperimento che Robert Koch, nel 1800 arrivò a formulare i suoi quattro postulati. Sempre nel XIX secolo Pasteur ideò il primo vaccino per uso animale. Vengono utilizzati vaccini diversi, all'epoca quello utilizzato era costituito di bacilli uccisi, incidendo significativamente sulla diffusione di antrace, che da malattia molto diffusa oggi giorno ha un numero molto limitato di casi. Nel ventesimo secolo bacillus anthracis viene utilizzato come agente di bioterrorismo. Negli anni Settanta del secolo scorso ci fu una fuga da laboratori dell'ex URSS di spore create in laboratorio a partire da colture, causando una diffusione aerea che portò ad un elevato numero di casi di antrace polmonare.

Antrace cutaneo

Le spore di antrace per germinare e tornare nella forma vegetativa necessitano di un tempo che va in media da pochi giorni a un paio di mesi, permamnendo quindi anche a lungo nell'organismo. Antrace cutaneo è la forma meno grave e più diffusa. Vengono colpite spesso mani e braccia, proprio per contatto diretto con ambienti contaminati, ma possono essere colpite anche altre zone del corpo, come collo, testa. Si presenta circa 1 - 7 giorni dopo l'esposizione. A partire dagli anni '90 si è iniziato a parlare di una forma diversa di antrace, da inoculazione. Similmente a quanto visto nei clostridi si è osservato nei soggetti che fanno uso di eroina per via endovenosa (molti casi nel Nord Europa e nel UK) una forma di antrace che colpiva non solo a livello cutaneo, ma anche il tessuto muscolare. Essendo i soggetti già debilitati dall'uso di eroina la mortalità era del 20% senza trattamento. Non si è compreso quale potesse essere l'origine e si è pensato a più ipotesi: gli aghi delle siringhe potevano essere contaminati da spore, o l'eroina stessa. Ancora oggi si verificano casi di partite di droga infette da spore. La spora dopo la penetrazione attraverso cute abrasa ha bisogno di pochi giorni per la germinazione.Nella zona di inoculo come prima evidenza notiamo una papula, una lesione arrossata, ematosa, che dopo 2-3 giorni evolve in una vescicola. Questa contiene liquido infettante che si rompe e viene sostituita da un'escara nera circondata da edema. Si presenta in forme più o meno gravi a seconda dei ceppi di bacillus anthracis, ognuno con una capacità differente di rilasciare tossine. Per questo alcuni ceppi possono dare origine a lesioni localizzate, altri vedono un peggioramento, lo sviluppo di forme più gravi che vedono un ingrossamento dei linfonodi regionali e l'invasione del circolo sanguigno. Sono tutti quadri che possono mimare tante manifestazioni infettive e non, quindi non sono di per sé altamente diagnostiche. L'escara nera in particolare può ricordare anche un aggravamento delle piaghe da decubito. A meno che non ci siano sospetti legati al tipo di professione del soggetto preso in esame, può essere difficile arrivare a una diagnosi precoce.

Papula

Lesione della pelle, costituita da un rilievo solido, circoscritto, superficiale, di varie dimensioni di forma conica, emisferica o poligonale, di colore solitamente rosa o rosso, più raramente bruno È formata da un'infiltrazione dello strato superficiale del derma. Può essere dovuta a processi morbosi diversi, che interessano, insieme o separatamente, l'epidermide e il derma superficiale www.uv.es

Vescicola

La vescicola è una piccola cavità, scavata nello spessore epidermico o dermo-epidermico, che contiene un liquido (essudato) non purulento, non supera le dimensioni di pochi millimetri e di solito si apre in superficie lasciando un'erosione che risolve senza esiti. La contaminazione batterica la trasforma in pustola che presenta un essudato purulento. www.sapere.it

Escara

Placca di tessuto alterato che si forma quando un processo necrotizzante colpisce la cute o le mucose. Si presenta di colorito nerastro, di consistenza friabile o dura, circondata a volte da un alone eritematoso, profondamente incassata nei tessuti sottostanti, che possono essere infiltrati. Cadendo, l'èscara lascia una ulcerazione più o meno profonda, la cui riparazione avviene con esiti cicatriziali. L'èscara è presente in molte malattie (per esempio, oltre che nel carbonchio, piaghe da decubito, herpes zoster gangrenoso). www.eerp.usp.br

Antrace respiratorio o Carbonchio polmonare

È la forma più grave. Senza un trattamento precoce con antibiotico, l'effetto dello stesso può risultare privo di efficacia: la vera responsabile della malattia di fatto è la tossina, che andando diffondersi nell'organismo rende vana la terapia antibiotica. La mortalità per questa forma è decisamente importante, solo il 10-15% delle persone riesce a sopravvivere. Prevede un'inalazione delle spore, che si localizzano così a livello degli alveoli polmonari e dei bronchi, provocando in loco un edema e delle forme emorragiche. Può verificarsi anche una diffusione nel torrente circolatorio che dà origine a sepsi. Una volta nel circolo sanguigno, inoltre, il batterio può diffondere sino alle meningi dando origine a forme di meningite. Questo quadro particolarmente grave rende più immediata una corretta diagnosi rispetto alle altre forme, soprattutto se a seguito di una corretta anamnesi dei possibili fattori di rischio cui è stato sottoposto il paziente (inalazione, ecc ... ). Questa forma di infezione respiratoria è classificata come fase A. Bacillus anthracis viene infatti maneggiato e studiato solo nei laboratori di classe BLS3 (la classe BLS4 è quella dove vengono maneggiati virus emorragici come ebola), che prevedono ambienti a pressione negativa per evitare la dispersione del batterio nell'ambiente esterno (caso di diffusione negli anni 70 nell'ex Unione Sovietica prima citato).

Antrace gastrointestinale o Carbonchio intestinale

È una forma decisamente più grave rispetto al carbonchio cutaneo, dovuta all'ingestione di carni infette, poco cotte(soprattutto bovini) o un'ingestione accidentale di spore. Anche in questo caso la mortalità può essere importante, aggirandosi intorno al 40% nei soggetti che non ricevono trattamento. I sintomi iniziali sono a carico del tratto gastro intestinale, quindi nausea, vomito, diarrea. Non è una forma oggigiorno molto diffusa, l'unica forma infettante da uomo a uomo è l'antrace cutanea, soprattutto nella fase di formazione delle vescicole, le quali contengono l'essudato infetto. Nel caso di antrace gastrointestinale non ci sono evidenze di una possibile trasmissione da uomo a uomo, non si tratta di una malattia infettiva, pertanto il soggetto malato non è sottoposto ad isolamento.

BIOTERRORISMO

A partire dal ventesimo secolo vari paesi (almeno dieci, di cui Russia e Corea del Nord) hanno iniziato a lavorare con bacillus anthracis e attualmente stoccano spore come armi biologiche. Questo batterio può essere facilmente coltivato in fermentatori e sotto le corrette condizioni ambientali può essere favorita la sporogenesi. Si procede ad esempio innalzando la temperatura, portando la coltura a pressioni di ossigeno non favorevoli, o ancora rendendo l'ambiente meno umido di quanto necessario alla vita del microrganismo. Non è quindi complesso produrre spore e queste possono essere conservate per anni. È uno degli agenti di bioterrorismo più facili da maneggiare. Fortunatamente la spora può essere distrutta tramite bollitura per mezz'ora, o con l'utilizzo di varichina, al contrario delle spore di Clostridi che devono essere esposte a 121 gradi per essere inattivate. Un esempio di bioterrorismo risale agli inizi di ottobre del 2001, quando, a seguito degli attentati alle torri gemelle, sono state diffuse delle buste di materiali inerti come talco e farina contenenti spore. Negli Stati Uniti ci sono stati in tutto 15 casi di antrace, di cui sette polmonari e otto nella forma cutanea, alcune con esito nefasto. Le persone più a rischio sono state postini, personale degli uffici federali addetto alla raccolta della posta. Nello stesso periodo anche in Italia e in altre zone vi è stato questo allarme terroristico, anche se nel nostro paese non abbiamo mai avuto un caso. Ci sono stati tuttavia molti falsi allarmi dovuti a dei "burloni" che si divertivano o tentavano di mantenere un clima di paura spedendo buste sospette a uffici della regione e del comune. A seguito di questi eventi in Emilia Romagna è stato attivato dal 2001 un laboratorio delle emergenze microbiologiche, che è stato di esempio per la formazione di laboratori simili in quasi tutte le altre regioni. Dal 2001 ci sono stati rari casi presentati dal CDC negli Stati Uniti. È particolare il caso di un ballerino nel 2006, presentante problemi respiratori, una polmonite bilaterale con un interessamento pleurale. Attraverso le emocolture il paziente risultò positivo a bacillus anthracis e con un'accurata anamnesi si risalì ai fattori di rischio cui era stato esposto: il soggetto, impegnato nella costruzione di tamburi con pellame proveniente dal continente Africano, aveva inalato durante la lavorazione delle spore presenti su queste pelli contaminate. Un altro caso particolare riguarda un antrace gastrointestinale animale. Nel 2011 si è verificata un'elevata mortalità di ippopotami in Zambia, dovuta all'ingestione al pascolo di piante contaminate. Si è rivelato un problema di salute pubblica poiché chi si recava in queste zone, sia per cercare di prendersi cura degli ippopotami, sia per nutrirsene, si contaminava sviluppando forme di antrace cutanea o intestinale.