Studio sulla distribuzione di ceppi di Brucella isolati da animali da reddito, fauna selvatica e uomo in Italia nel periodo 2007-2015

//Studio sulla distribuzione di ceppi di Brucella isolati da animali da reddito, fauna selvatica e uomo in Italia nel periodo 2007-2015

Studio sulla distribuzione di ceppi di Brucella isolati da animali da reddito, fauna selvatica e uomo in Italia nel periodo 2007-2015

La brucellosi è una zoonosi diffusa in molte comunità di tutto il mondo che richiede un’attenzione proattiva. Riportiamo qui di seguito un estratto di uno studio eseguito sulla base delle analisi di tipizzazione di ceppi di Brucella isolati da varie specie animale, ovvero bovini, bufali, ovini, caprini, suini, cinghiali, cavalli, delfini e uomo, condotte presso l’IZS dell’Abruzzo e del Molise. L’estratto si concentra sui risultati per le specie bovina, bufalina, ovina e caprina. L’importanza degli output ottenuti con questa ricerca risiede nell’aver fornito elementi che possono essere cruciali per formulare politiche e strategie per il controllo della brucellosi nelle popolazioni animali, proteggendo così la salute umana.


Abstract

La brucellosi è un grave problema di salute pubblica ancora diffuso come zoonosi endemica trascurata che richiede attenzione proattiva in molte comunità in tutto il mondo. Il presente studio ha coinvolto l’analisi dei ceppi di Brucella inviati per la tipizzazione al Centro di Referenza Nazionale per le Brucellosi dal 2007 al 2015. I ceppi sono stati identificati a livello di specie e biovar mediante tecniche classiche e molecolari secondo il Manuale dell’OMS per la Salute Animale. In totale, sono stati tipizzati 5.784 ceppi: 3.089 Brucella abortus (53.4%), 2.497 B. melitensis (43.2%), 10 B. ovis (0.2%), 181 B. suis (3.1%) e 7 B. ceti (0.1 %). I 2.981 ceppi da bovini sono stati tipizzati come biovar di B. abortus 1, 3 e 6 (90,1%) e biovar di B. melitensis 3 (9,9%). I 318 ceppi da bufalo sono stati tipizzati come B. abortus biovar 1, 3 (95,9%) e  B. melitensis biovar 3 (4,1%). I 2279 ceppi da pecore e capre sono stati tipizzati come B. abortus biovar 1 e 3 (4,3%); B. melitensis biovar 1, 3 (95,3%); e B. ovis (0,4%). I 173 ceppi da cinghiali sono stati tipizzati come B. suis biovar 2 (98,3%) e B. melitensis biovar 3 (1,7%). Gli 11 ceppi isolati da suini sono stati tipizzati come B. suis biovar 2. I 13 ceppi isolati dall’uomo sono stati tipizzati come B. melitensis biovar 3. I due ceppi da cavalli sono stati tipizzati come B. abortus biovar 1, mentre i sette ceppi da delfini sono stati tipizzati come B. ceti. Questa conoscenza aggiuntiva sull’epidemiologia della brucellosi in Italia può essere utile per formulare politiche e strategie per il controllo e l’eradicazione della malattia nelle popolazioni animali. Le specie animali interessate, i biovar tipizzati, le origini geografiche e le distribuzioni spaziali degli isolati sono qui analizzati e discussi.

Introduzione

La brucellosi è un’importante malattia zoonotica causata dall’infezione da batteri del genere Brucella. La malattia può colpire bovini, ovini, caprini, suini e l’uomo. Avendo una distribuzione mondiale, è una delle zoonosi più importanti nelle regioni del Mediterraneo e del Medio Oriente. Undici specie sono riconosciute all’interno del genere [1], ognuna con preferenze individuali di ospite, patogenicità ed epidemiologia: Brucella abortus (7 biovar), che infetta principalmente i bovini; B. melitensis (3 biovar), che infetta preferenzialmente ovini e caprini; B. suis (5 biovar), che infetta principalmente i suini; B. canis, che colpisce i cani; B. ovis, che colpisce gli ovini; B. neotomae, che infetta il woodrat del deserto; B. microti, che colpisce l’arvicola comune [2]; B. ceti, che infetta i cetacei; B. pinnipedialis, che infetta le foche [3]; e B. inopinata, che è stata isolata da un’infezione di protesi mammarie in un essere umano [4]. Oltre a questi, B. papionis e B. vulpis sono stati recentemente isolati dal babbuino (Papio spp.) e dalla volpe rossa (Vulpes vulpes), rispettivamente [5, 6]. Nell’area mediterranea, la brucellosi bovina è tipicamente causata da B. abortus, mentre la brucellosi ovina e caprina è principalmente causata da B. melitensis, sebbene possano verificarsi infezioni tra specie [7]. Il tipico segno clinico dell’infezione negli animali colpiti è l’insorgenza di aborto (sebbene ciò dipenda dal fatto che l’infezione sia recente o sia stata presente cronicamente) nonché da ridotte fertilità e produzione di latte. Tuttavia, la malattia può essere presente in un animale per diversi anni senza segni clinici [8]. Mentre l’incidenza e la prevalenza della malattia possono variare ampiamente tra i vari paesi, la brucellosi causata da B. melitensis è di gran lunga la più importante malattia clinicamente evidente nell’uomo [9]. La brucellosi umana è una malattia infettiva sistemica con diverse manifestazioni cliniche. I pazienti spesso sviluppano febbre di origine sconosciuta con insorgenza clinica insidiosa. La malattia è spesso difficile da diagnosticare a causa delle sue somiglianze con altre malattie caratterizzate da episodi febbrili, come la malaria o altre febbri ondulatorie, e si verifica come una malattia subacuta o cronica che generalmente non è letale [10, 11]. Lo stadio acuto è caratterizzato da sintomi aspecifici simili a una malattia simil-influenzale o setticemica. Le manifestazioni cliniche possono essere l’effetto di molti disturbi come il coinvolgimento osteoarticolare, dermico, gastrointestinale, respiratorio, cardiovascolare e neurologico, imitando così molte altre malattie infettive e non infettive. L’invasione diretta del sistema nervoso centrale può verificarsi in circa il 5% dei casi (B. melitensis) e la meningite o meningoencefalite è il risultato più comune. La meningite causata Brucella spp. può essere acuta o cronica. Essa si verifica spesso in ritardo nel decorso della malattia; tuttavia, potrebbe anche corrispondere al presentarsi dei sintomi [12]. Nonostante questo, sebbene i casi siano rari, l’endocardite e la neurobrucellosi possono essere fatali.

La brucellosi umana è una delle più comuni infezioni da zoonosi batterica in tutto il mondo, ma rimane una malattia spesso trascurata a livello regionale. Attualmente, B. melitensis, B. abortus e B. suis hanno un notevole impatto sulla salute pubblica. L’infezione nell’uomo può verificarsi con l’ingestione di prodotti lattiero-caseari contaminati (specialmente latte crudo nei paesi in via di sviluppo) e in gruppi esposti professionalmente. Sono stati anche descritti alcuni casi di brucellosi umana causata da B. canis, mentre l’infezione da B. ovis non è stata associata inequivocabilmente con la malattia umana. Non sono stati registrati casi di infezione da B. neotomae; anche se questa specie è confermata come un agente patogeno per l’uomo, l’infezione sarebbe improbabile vista la rarità e la limitata distribuzione geografica di questo organismo. Oltre alle specie “classiche”, alcune “nuove” specie Brucella recentemente scoperte hanno dimostrato il loro potenziale zoonotico, come B. ceti [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23]. Nell’Unione europea sono stati segnalati 619 casi di brucellosi umana nel 2008, e questa cifra è diminuita a 437 casi nel 2015. La più alta incidenza è stata registrata in alcuni Stati membri ancora non ufficialmente indenni da brucellosi bovina, ovina e caprina (Italia, Portogallo, Grecia e Spagna).

La distribuzione geografica della brucellosi animale è in costante evoluzione. Quando nuovi focolai emergono nelle aree infette o riemergono in aree precedentemente libere, possono emergere o riemergere nuovi casi di brucellosi animale (e conseguentemente umana). Pertanto, una solida conoscenza dell’epidemiologia della malattia negli animali, in particolare per quanto riguarda la caratterizzazione geografica delle specie e dei biovar di Brucella, è della massima importanza per stabilire e attuare misure di controllo affidabili ed efficaci contro la brucellosi in una prospettiva “One Health”. La conoscenza delle specie prevalenti e dei biovar dei ceppi di Brucella isolati in focolai di origine animale è quindi un importante strumento epidemiologico a supporto delle classiche tecniche di indagine epidemiologica. La caratterizzazione degli isolati legati ai dati epidemiologici può aiutare a identificare la correlazione tra i casi della malattia negli animali e nell’uomo all’interno di un cluster o di un focolaio. Questo è essenziale per formulare politiche e strategie per il controllo della brucellosi nelle popolazioni animali e per risalire all’introduzione di nuovi ceppi, contribuendo così ad evitare la diffusione della brucellosi negli esseri umani.

Lo scopo di questo lavoro è di fornire una panoramica dei ceppi di Brucella isolati dagli animali da reddito, dalle specie animali selvatiche e dall’uomo in Italia dal 2007 al 2015. Da una prospettiva “One Health”, l’identificazione di specie isolate e biovar di ceppi di Brucella è essenziale per comprendere appieno l’epidemiologia della malattia e rintracciare le fonti di infezione, migliorando in tal modo la prevenzione delle infezioni negli esseri umani e l’esito dei programmi di eradicazione della brucellosi negli animali.

Isolati batterici

In totale, 5.784 isolati di Brucella da casi confermati di brucellosi animale e umana in Italia dal 2007 al 2015 sono stati inclusi nello studio. I campioni sono stati prelevati da organi e tessuti di animali macellati nell’ambito del piano nazionale di eradicazione della brucellosi o di animali selvatici trovati morti e sottoposti all’autopsia da autorità competenti. Il benessere degli animali durante le procedure di macellazione è stato assicurato dai servizi veterinari come richiesto dalla legislazione [24].

Tutti i ceppi sono stati isolati dagli Istituti Zooprofilattici Sperimentali (Laboratori Veterinari Statali) a livello di Brucella spp. e poi inviati all’Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell’Abruzzo e del Molise ‘G. Caporale’, Teramo, Italia [National and World Organisation for Animal Health Manual (OIE) Reference Centre for Brucellosis] per la tipizzazione di specie e biovar, secondo le regole stabilite nell’Ordinanza ministeriale del 14 novembre 2006.

Risultati

Il numero totale di ceppi esaminati è riportato in Tabella 1. Nel complesso, sono stati analizzati 5.784 ceppi inviati da 13 regioni in Italia. Ceppi isolati da animali da reddito sono stati ottenuti da bovini (Bos taurus, 2981 isolati), bufali (Bubalus bubalis, 318 isolati), ovini (Ovis aries, 1.849 isolati), caprini (Capra hircus, 430 isolati), suini (Sus scrofa domesticus, 11 isolati), cinghiali (Sus scrofa ferus, 173 isolati), cavalli (Equus caballus, 2 isolati) e delfini (Stenella coeruleoalba, 7 isolati). Tredici ceppi inclusi nello studio sono stati isolati dall’uomo. I ceppi isolati dai bovini erano B. abortus biovar 1, 3 e 6. Anche Brucella melitensis biovar 3 era isolata da bovini in diverse regioni. Nel bufalo sono stati identificati B. abortus biovar 1 e 3 e B. melitensis biovar 3. I ceppi isolati da pecore e capre erano principalmente B. melitensis biovar 3. B. melitensis biovar 1 e B. abortus biovar 1 e 3 erano anche isolati da queste specie animali. L’unico ceppo isolato dai maiali è stato B. suis biovar 2. Lo stesso biovar è stato anche isolato dai cinghiali. Brucella abortus biovar 1 è stato isolato dai cavalli. Brucella ceti è stata isolata da alcuni esemplari di Stenella coeruleoalba trovati morti sulla costa italiana. L’infezione è stata rilevata in 13 esseri umani ed è stata causata da B. melitensis biovar 3 in tutti i casi. La percentuale relativa di isolamento all’interno delle specie animali è mostrata nella Tabella 2. I ceppi identificati dai bovini hanno mostrato un’alta prevalenza di B. abortus biovar 3 isolati (84,5%) seguiti da B. melitensis biovar 3 (9,9%) e B. abortus biovar 1 e 6 (5,5% e 0,1%, rispettivamente) (Tabella 2). Nel bufalo, la maggior parte dei ceppi isolati sono B. abortus biovar 1 e 3 (48,7% e 47,2%, rispettivamente) (Tabella 2). Alcuni isolati sono stati anche identificati come B. melitensis biovar 3 (4.1%) (Tabella 2). I ceppi isolati dagli ovini hanno mostrato un’alta prevalenza di B. melitensis biovar 3 (95%) (Tabella 2). Una piccola percentuale di isolati sono stati identificati come B. abortus biovar 1 e 3 (0,1% e 4,3%, rispettivamente) e B.ovis (0,5%) (Tabella 2). Gli isolati ottenuti dai caprini sono identificati come B. melitensis biovar 3 (96,3%) e B. abortus biovar 3 (3,5%) (Tabella 2). È stata identificata una piccola percentuale di B. melitensis biovar 1 (0,2%). Un totale del 98,3% degli isolati da cinghiali è stato tipizzato come B. suis biovar 2 (Tabella 2), mentre l’1,7% di B. melitensis biovar 3 è stato isolato (Tabella 2). Tutti gli isolati da suini erano appartenenti al ceppo B. suis biovar 2, mentre tutti gli isolati dai cavalli erano B. abortus biovar 1. Tutti gli isolati dai delfini appartengono a B. ceti e tutti gli isolati dall’uomo a B. melitensis biovar 3 (Tabella 2).

 

Tabella 1. Numeri totali di biovar di B. abortus, B. melitensis, B. ovis, B. suis, e B. ceti isolati dal 2007 al 2015.

Tabella 2. Percentuale dei biovar di B. abortus, B. melitensis, B. ovis, B. suis, e B. ceti isolati dal 2007 al 2015.

La distribuzione geografica dei 2.981 ceppi di Brucella isolati da bovini è mostrata nella Fig. 2, mentre la distribuzione geografica dei 318 ceppi di Brucella isolati da bufali è mostrata nella Fig. 3.

 

Fig 2. Distribuzione geografica dei 2.981 ceppi di Brucella isolati da bovini in Italia dal 2007 al 2015.

Fig 3. Distribuzione geografica dei 322 ceppi di Brucella isolati da bufali dal 2007 al 2015.

La distribuzione geografica dei 2279 ceppi di Brucella isolati da ovini e caprini è riportata in Fig. 4. Brucella melitensis biovar 3 rappresenta il 95,3% del numero totale di ceppi isolati in ovini e caprini in Italia (Tabella 2).

Fig 4. Distribuzione geografica dei 2.342 ceppi di Brucella isolati da pecore e capre in Italia dal 2007 al 2015.

Discussione

Le ulteriori conoscenze fornite da questo studio sull’identificazione e l’epidemiologia delle specie prevalenti e dei biovar della Brucella che colpiscono il bestiame e gli esseri umani in Italia possono essere cruciali per formulare politiche e strategie per il controllo della brucellosi nelle popolazioni animali, proteggendo così la salute umana. Sebbene il livello di risoluzione fornito dall’identificazione di Brucella isolata a livello di specie e di biovar possa essere inferiore a quello fornito dai moderni metodi molecolari, o nuovi approcci interessanti [37, 38], questi restano invece metodi con una potenza discriminatoria ben descritta e accettata nella comunità scientifica internazionale e negli orientamenti internazionali per il commercio nell’ambito della salute animale (OIE, 2017). Lo scopo dell’identificazione di specie e biovar è diverso dalla determinazione della diversità genetica dei ceppi isolati nelle specie animali o da un’analisi filogenetica degli isolati; essa rappresenta invece una descrizione dei ceppi che circolano in determinati territori in relazione a una determinata posizione spaziale ed a un dato periodo di tempo. In altri articoli gli autori hanno discusso e valutato diversi aspetti degli approcci genetici per descrivere la situazione epidemiologica da un punto di vista molecolare o filogenetico [39, 40, 41, 42, 43, 44, 45]. Tuttavia, l’attuale classificazione di Brucella a livello di specie e biovar è stata il risultato dell’analisi epidemiologica nel tempo piuttosto che dell’analisi molecolare filogenetica, pertanto è ancora oggi suscettibile di descrivere meglio la distribuzione di Brucella in campo in Italia anche alla luce della lunghezza del periodo considerato e del numero di ceppi analizzati.

Bovini e bufali

In studi precedenti sono stati isolati sei degli otto biovar di B. abortus noti in Italia, ovvero 1, 2, 3, 4, 6 e 7 [46]. Tuttavia, dal 2007 al 2015, sono stati isolati solo i biovar 1, 3 e 6. L’assenza di isolamento dei biovar 2, 4 e 7 potrebbe suggerire che questi biovar sono stati eradicati dal paese e che questi ceppi possono attualmente essere considerati esotici. In linea con la distribuzione della popolazione bufalina in Italia, la maggior parte dei ceppi è stata isolata in Campania, la regione italiana in cui viene allevato il 74,2% dello stock nazionale di questa specie (Tabella 2) (286.946 su 386.731 capi in Italia al 31 Dicembre 2016 – maggiori informazioni disponibili qui). Diversi isolati di B. melitensis sono stati anche registrati nel presente studio, sia nel bovino che nel bufalo (Figg. 1 e 2). La percentuale di isolati di B. melitensis tra il numero totale di ceppi inviati per la tipizzazione è stata del 9,9% nei bovini e del 4,1% nei bufali (Tabella 2). Il numero di isolati non era molto alto e si è ridotto significativamente rispetto agli anni precedenti. Tuttavia, B. melitensis può essere trasferito nel latte da vacche infette, costituendo quindi un potenziale pericolo per i consumatori di latte e prodotti lattiero-caseari. L’infezione tra i lavoratori agricoli, i macellai ei veterinari può anche verificarsi come malattia professionale durante il trattamento di animali o organi infetti dopo la macellazione [47]. Inoltre, l’insorgenza di infezione da B. melitensis nei bovini è particolarmente preoccupante, dato che i vaccini per B. abortus non proteggono efficacemente contro l’infezione da B. melitensis. In passato, i bovini erano la principale fonte di infezione umana nella maggior parte dei paesi e i programmi per eradicare la malattia sono stati rivolti in gran parte alla brucellosi bovina. Il successo è stato raggiunto nei paesi dell’Europa settentrionale e orientale, in Australia e Nuova Zelanda, Giappone, Canada e Stati Uniti. I bovini sono anche la fonte di brucellosi umana nella maggior parte dei paesi africani, dove viene mantenuto un numero elevato di bovini e il consumo di latte crudo è un’usanza. Nei paesi con pastorizzazione quasi universale del latte, la brucellosi è diventata una malattia professionale e rimane una zoonosi grave per la popolazione generale nelle aree del mondo in cui la B. melitensis è endemica per gli ovini ed i caprini [48].

Ovini e caprini

I ceppi di Brucella abortus sono stati isolati anche in queste specie, sebbene raramente siano stati riportati in passato, e la possibilità di eliminare questo ceppo dal latte è stata documentata almeno per le pecore [49]. Tuttavia, è necessario valutare i fattori di rischio, comprese le pratiche di allevamento e il potenziale di esposizione, per determinare la necessità di testare pecore e capre che potrebbero essere state esposte a bovini infetti da B. abortus. La stessa valutazione del fattore di rischio dovrebbe essere applicata ai bovini esposti a pecore e capre infette da B. melitensis. Brucella ovis era isolata nelle pecore nelle regioni Piemonte, Abruzzo, Sicilia e Lazio (Fig. 4). Ciò suggerisce una presenza diffusa dell’infezione nella popolazione ovina italiana; tuttavia, la distribuzione di questo ceppo nelle popolazioni ovine dovrebbe essere valutata più approfonditamente. In realtà, le informazioni affidabili sulla distribuzione di questo ceppo sono scarse; questo ceppo non è mai stato studiato attivamente perché non è considerato patogeno per l’uomo. Studi precedenti in Italia sull’impatto della brucellosi animale sull’uomo hanno suggerito una sovrapposizione tra la distribuzione della malattia nell’uomo e quella nelle popolazioni di bovini e ovicaprini. Tuttavia, dal 1970 ad oggi, B. melitensis è stato l’agente patogeno più frequentemente isolato nei casi umani, rappresentando oltre il 99% di Brucella spp. isolato dagli umani. Pertanto, il problema della brucellosi in Italia sembra essere maggiormente incentrato sull’infezione nella popolazione ovicaprina rispetto alla bovina.

Distribution of Brucella field strains isolated from livestock, wildlife populations, and humans in Italy from 2007 to 2015

Fabrizio De Massis, Katiuscia Zilli, Guido Di Donato , Roberta Nuvoloni, Sandro Pelini, Lorena Sacchini, Nicola D’Alterio, Elisabetta Di Giannatale

DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0213689

 

Fonte: Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell’Abruzzo e del Molise “G. Caporale”

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