Igiene e vaccini

DISPENSE PER ESAME DI “VACCINI E VACCINAZIONI” CDL BIOTENCOLOGIE AA 2017 / 2018

Epidemiologia delle malattie infettive

Branca della medicina che ha lo scopo di studiare la salute e le malattie in seno alle

popolazioni, principalmente in relazione all'ambiente ad al modo di vita, al fine di

individuare le cause determinanti le forme morbose, la frequenza e l'intensità con cui

esse si manifestano e le condizioni che le ostacolano o le favoriscono. Lo studio della

epidemiologia è alla base degli interventi di prevenzione.

I risultati degli studi epidemiologici vengono espressi sotto forma di tassi o quozienti,

che considerano il numero dei casi osservati, la popolazione in cui si sono verificati ed

il tempo di osservazione. Alcuni indici epidemiologici utilizzati frequentemente per

descrivere l'andamento di una determinata patologia sono per esempi

Morbidità Num. di malati / Popolazione x anno

Mortalità Num. di morti / Popolazione x anno

Letalità Num. di morti / Num. di malati x anno

Incidenza Num. di nuovi casi di una malattia /

Popolazione x anno

Prevalenza Num. di casi totali di una malattia /

Popolazione (in un certo momento)

In Natura esistono una grande quantità di organismi viventi di dimensioni

microscopiche, detti microrganismi. Alcuni di questi sono in grado di provocare

nell'uomo l'insorgenza di un gruppo di malattie definite infettive.

Si distinguono diversi tipi di microrganismi, sulla base dei rapporti che questi

contraggono con l'ospite:

Saprofiti o Commensali: microrganismi che vivono e si moltiplicano a contatto con

l'ospite senza provocare danni; anzi, a volte si può instaurare un rapporto di reciproco

beneficio.

Patogeni: microrganismi che tendono a provocare malattia.

Opportunisti: microrganismi normalmente innocui, ma in grado di provocare malattie,

anche gravi, in seguito ad un indebolimento delle difese dell'organismo. Non sempre il

contatto con un microrganismo porta allo sviluppo di una malattia; si possono infatti

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verificare diverse situazioni in base al rapporto che si viene a creare tra l'aggressività

del microrganismo e le capacità di difesa dell'ospite.

Potremo quindi avere:

Infezione asintomatica: il microrganismo è capace di penetrare e moltiplicarsi

nell'ospite, ma tra essi si crea una situazione di equilibrio, per cui non si ha comparsa

di malattia; il soggetto spesso non è consapevole dell'avvenuta infezione.

Malattia infettiva: il microrganismo supera le difese dell'ospite e riesce a provocare

un danno, causando la comparsa di sintomi clinici, e cioè di malattia. L'aggressività

del microrganismo dipende da vari fattori:

Invasività: capacità di penetrare nell'ospite;

Virulenza: capacità di moltiplicarsi nell'ospite e di creare un danno, in modo diretto

oppure tramite la produzione di sostanze tossiche (tossine);

Carica infettante: quantità di microrganismi che riescono a penetrare nell'ospite.

Le difese dell'ospite sono principalmente costituite da:

Difese aspecifiche (barriere anatomico - funzionali):

 integrità della cute

 sostanze battericide presenti nei fluidi corporei (es. lisozima)

 acidità del succo gastrico

Difese specifiche: rappresentate dal Sistema Immunitario, composto da gruppi di

cellule in grado di riconoscere le sostanze estranee all'organismo e di reagire contro di

queste, tramite l'azione diretta di particolari cellule e la produzione di anticorpi. Le

difese immunitarie sono caratterizzate dalla capacità di memorizzare l'avvenuto

contatto con un determinato microrganismo, per cui, nel caso di un secondo contatto,

la risposta difensiva sarà rapida e immediata. Si parla in questo caso di

immunizzazione.

Pertanto, nei confronti di un determinato microrganismo ogni individuo può presentarsi

come:

immune, quando è protetto dall'infezione in seguito ad un precedente contatto con lo

stesso agente patogeno o dopo una vaccinazione;

recettivo, quando non è mai venuto a contatto e non è mai stato vaccinato contro

quell'agente patogeno; in questo caso può contrarre la malattia

Anche se non mancano esempi di studi epidemiologici compiuti in un passato ormai

lontano, l'epidemiologia può essere senz'altro ritenuta scienza medica giovane. Nel

campo della medicina umana l'epidemiologia è considerata scienza a sé stante da

alcuni decenni; ancor più recente è l'acquisizione di una «mentalità epidemiologica» in

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medicina veterinaria. Si parla qui di «mentalità» o di «approccio» epidemiologico

poiché non è facile stabilire la vera natura dell'epidemiologia, cioè si tratti di disciplina

o teoria o di metodologia o addirittura di ideologia. In effetti, come si vedrà in seguito,

l'epidemiologia spazia in diversi campi dello scibile umano, adottando anche schemi

derivati dal settore logico-filosofico (per esempio le regole del filosofo John Stuart Mill

riguardo alle cause di malattia).

Uno dei più famosi studi del passato, impostato - in buona sostanza - con metodo

epidemiologico razionale ancor oggi valido, è quello compiuto dal dottor J. Snow

(raffigurato nel ritratto a lato), un medico ostetrico che ottenne popolarità attorno alla

metà del XIX secolo per aver per primo utilizzato l'anestesia durante gli interventi

chirurgici. Egli fu pioniere anche nel campo delle malattie trasmissibili, come

dimostrano gli studi eseguiti a Londra in occasione di due focolai di colera. Tali studi

sono universalmente riconosciuti come un "classico" nella storia dell'epidemiologia,

per l'ingegnosità delle osservazioni e per la modernità dell'impostazione metodologica.

Essi vengono qui sommariamente riassunti nei punti essenziali.

Il colera a Londra

Il momento storico corrisponde alla metà del XIX secolo, prima del "periodo d'oro"

della Microbiologia (1879-1900), prima che i batteri venissero riconosciuti come agenti

di malattia e prima della "scoperta" dell'agente del colera dell'uomo (un batterio oggi

denominato Vibrio cholerae). In quel periodo il colera compariva regolarmente in

Europa, causando elevata mortalità oltre a drammatici problemi sociali. Nonostante le

conoscenze mediche a quel tempo fossero assai più limitate di quelle odierne, era

tuttavia noto che:

 la principale manifestazione clinica era la diarrea acquosa profusa; venivano

spesso coinvolti interi nuclei familiari;

 la malattia colpiva raramente medici e infermiere, benché essi fossero a

costante contatto con ammalati; ciò contrastava con la visione corrente secondo cui le

malattia contagiose venivano contratte attraverso l'inalazione di "miasmi" o

"esalazioni" provenienti dagli individui affetti. La prima epidemia di colera: 1848-49

Dopo una violenta epidemia nel 1832, lo spettro del colera ricomparve a Londra nel

1848, provocando oltre 15.000 morti. Vennero colpite soprattutto le persone che

abitavano nelle povere case situate al di sotto del livello del Tamigi, lungo le banchine

del fiume. La malattia colpì con violenza i quartieri londinesi situati a sud del Tamigi,

ed in particolare - così notò Snow - quelli serviti da due Società di approvvigionamento

idrico: la "Southwark & Vauxhall Water Company" e la "Lambeth Water Company".

L'acqua distribuita da entrambe le società veniva prelevata direttamente dal fiume, in

una zona prossima al centro della città.

Vale la pena di ricordare che in quel periodo erano già relativamente diffusi nella città i

servizi igienici dotati di acqua corrente, e che fin dal 1830 erano stati messi in

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funzione i primi impianti fognari. L'acqua veniva portata alle abitazioni attraverso una

fitta rete gestita da alcune aziende private. Ogni azienda ampliava a propria

discrezione la propria rete, anche in concorrenza con altre aziende, e quindi si era

venuta a creare una sovrapposizione di reti idriche tale che lo stesso quartiere, od

anche lo stesso edificio, era sovente servito da due o più società.

Durante l'epidemia, Snow lavorò intensamente a raccogliere dati ed osservazioni

riguardanti soprattutto le abitudini di coloro che erano stati colpiti e di quelli che erano

rimasti sani, e continuò la raccolta retrospettiva dei dati anche dopo l'estinzione

dell'epidemia. In base alle informazioni raccolte, Snow fu in grado di avanzare le

seguenti ipotesi, per quel tempo molto innovative se non addirittura rivoluzionarie:

 il colera veniva certamente trasmesso dagli individui ammalati a quelli sani;

 la trasmissione doveva avvenire attraverso un qualche "veleno" (poison) che

era in grado di "moltiplicarsi" nell'individuo ammalato;

 il "veleno" poteva essere portato attraverso qualche via, e quindi provocare

malattia a distanza; cioè, non era necessario avere uno stretto contatto con

l'ammalato né tantomeno inalare le sue "emanazioni";

 il "veleno" doveva essere introdotto nell'organismo per ingestione di qualche

sostanza, cioé per via digerente, e non per altra via, essendo la diarrea la prima e

principale manifestazione della malattia; l'acqua potabile rappresentava la peculiare,

ma non esclusiva, via di diffusione del "veleno" alle persone sane.

Snow anticipava di 32 anni la "scoperta" del batterio agente del colera (Vibrio

cholerae) e di un decennio la dimostrazione, avvenuta ad opera di Pasteur, che

organismi viventi microscopici sono causa di epidemie. Inoltre, la teoria di Snow

contrastava con quella corrente all'epoca, secondo la quale le malattie venivano

trasmesse dall'inalazione di esalazioni (miasmi). Ecco perché le ipotesi di Snow

vennero accolte freddamente dal mondo scientifico e caddero nel vuoto, alla stregua

della miriade di idee disparate, e per lo più prive di fondamento scientifico, che a quel

tempo si propagavano in occasione di ogni epidemia di colera.

La seconda epidemia di colera: 1853-54

Fra il 1849 ed il 1853 a Londra non vennero segnalati casi di colera. In questo

periodo, una delle due società dell'acqua (la Lambeth) ristrutturò gli impianti,

spostando a monte della città il punto di rifornimento dell'acqua. L'altra società

(Southwark & Vauxhall) continuò a prelevare l'acqua dal tratto di fiume nella City.

Nell'estate del 1853 il colera riesplose; anche questa volta, la maggiore frequenza di

casi di malattia si ebbe a sud del Tamigi. Snow si mise nuovamente all'opera,

raccogliendo ancora i dati riguardanti la mortalità in rapporto alla Società fornitrice

dell'acqua. Lo studio venne ampliato attraverso l'ottenimento - dal "General Registar

Office" - dei dati sul numero di abitazioni servite da una o l'altra delle società

dell'acqua.

I suddetti dati, insieme ad altri (come, ad esempio, quelli riguardanti il numero di

persone servite dalle Società fornitrici di acqua e la relativa mortalità per colera), e pur

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tenuto conto delle sovrapposizioni degli acquedotti, dimostravano con sufficiente

chiarezza - secondo Snow - che l'acqua Southwark & Vauxhall era una causa

importante della malattia. Questa ipotesi era confortata anche dal fatto che la mortalità

nelle abitazioni servite dalla Lambeth, a motivo dello spostamento a monte del punto

di raccolta dell'acqua, era diminuita rispetto alla precedente epidemia.

Nella tarda estate dello stesso anno il colera continuava a colpire con durezza, ed in

particolare si verificò una grave epidemia fra Broad Street e Cambridge Street, proprio

nella zona ove Snow risiedeva (corrispondente all'odierno, centralissimo quartiere di

Soho). Questa epidemia, la cui storia è divenuta leggendaria, venne studiata da Snow

ancor più meticolosamente, e venne anche preparata una mappa della zona, in cui

erano riportati graficamente sia i decessi che la localizzazione delle pompe pubbliche

per l'acqua.

Dall'esame della mappa, era evidente che i casi erano incentrati attorno alla pompa

pubblica di Broad Street (figura), da cui sgorgava acqua della Southwark & Vauxhall.

Snow, di fronte ad una assemblea di increduli ma preoccupati ufficiali governativi,

chiese ed ottenne che la maniglia della pompa di Broad Street fosse rimossa. A

partire da quel giorno, i casi di malattia in quella zona continuarono a diminuire, ed in

pochi giorni la malattia si esaurì. Oggi nelle vicinanze del luogo dove era collocata la

pompa si trova un pub ("John Snow Pub") nel quale è conservata la maniglia originale

(o almeno così si dice) della pompa di Broad Street. Un elemento importante nel

lavoro sistematico di Snow è rappresentato dalla applicazione del principio di

falsificazione dell'ipotesi proprio del metodo scientifico moderno. Infatti, egli attuò una

minuziosa e sistematica ricerca ed analisi di casi che sembravano contraddire la

teoria dell'origine idrica della malattia. Ecco alcuni esempi emblematici, tratti dal lavoro

originale di Snow:

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Ancor prima di "scoprire" l'esistenza del batterio che causa il colera, l'acqua era stata

individuata come fattore importante nella trasmissione della malattia. Su questa base,

lo stesso Snow fissò alcune regole di comportamento che, nelle epidemie successive,

si rivelarono efficaci nel ridurre il contagio e che, nella loro semplicità, sono ancor oggi

valide. Nelle parole originali di Snow, le regole dettavano che:

“tutti coloro che si occupano degli ammalati devono osservare le più strette norme di pulizia; nella

stanza dove è presente un paziente, dovrebbe essere disponibile un catino, acqua ed asciugamani,

da usare con frequenza e soprattutto prima di toccare il cibo; in attesa di essere lavati, gli indumenti

del malato dovrebbero tenuti essere immersi in acqua per evitare l'essiccamento delle feci ed il loro

dissolvimento in polvere. Il materasso e tutto ciò che non può essere lavato dovrebbe essere

esposto per un certo tempo ad una temperatura superiore a 212 gradi Fahrenheit [100 gradi

centigradi] o superiore; occorre fare attenzione all'acqua da bere o utilizzata per la preparazione dei

cibi; essa non deve essere contaminata da scarichi o fogne; l'acqua di provenienza sospetta

dovrebbe essere bollita e, se possibile, filtrata; quando il colera è presente nelle vicinanze, tutte le

provviste portate in casa dovrebbero essere lavate con acqua e portate a temperatura di 212° F; se

compare un caso di colera o di altra malattia trasmissibile fra le persone che vivono nella stessa

stanza, il malato dovrebbe essere portato in un altro luogo ed accudito soltanto dalle persone

indispensabili; poiché è impossibile effettuare una pulizia delle miniere, o installarvi servizi igienici e

mezzi per consumare il pasto in buone condizioni igieniche, il tempo di lavoro dovrebbe essere

suddiviso in periodi di 4 ore anziché di 8, in modo che i minatori possano consumare il pasto a casa;

la gente non dovrebbe essere tenuta all'oscuro della trasmissibilità del colera nell'intento di evitare il

panico o l'abbandono dei malati (...); alloggi adeguati dovrebbero essere messi a disposizione dei

senza-casa e dei poveri; le persone, e specialmente le navi, provenienti da località infette

dovrebbero essere sottoposti ad un periodo di isolamento; nel caso del colera, non è necessario che

questo periodo sia di lunga durata.”

Il lavoro di Snow rivisitato nel XXI secolo

Una prima osservazione riguarda la fortunata circostanza di studiare aree servite

contemporaneamente da reti idriche di due o più compagnie.

Ad un esame superficiale questa situazione potrebbe sembrare negativa ai fini

dell'ottenimento di risultati facilmente interpretabili: infatti, si potrebbe pensare che sia

più facile evidenziare differenze fra interi quartieri serviti da acqua "buona" ed altri

serviti da acqua "cattiva". Non va tuttavia dimenticato che Snow disponeva di dati certi

riguardo al tipo di acqua utilizzata dalle singole famiglie, e quindi la sovrapposizione

degli acquedotti risultò poco influente; anzi, questa situazione apportò

l'incommensurabile vantaggio di ridurre o annullare tutti quei fattori detti di

"confondimento" (confounders) come ad esempio: la classe sociale, la dimensione

degli alloggi, il numero di abitanti, il tipo di alimentazione, il regime igienico ecc.. Tutti

questi fattori sicuramente avrebbero giocato un ruolo importante se i raffronti fossero

stati compiuti su quartieri diversi. Così, venne azzerato anche il fattore "altezza sul

fiume" che alcuni ritenevano associato alla causa del colera.

Altri elementi che giocarono a favore di Snow sono da ricercare nei caratteri clinici

della malattia: il colera è di facile diagnosi (quindi tutti i casi vennero individuati

facilmente), ed induce sintomi così evidenti che è altamente improbabile che si

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potesse nascondere un caso (il colera era - ed è - malattia soggetta a denuncia

obbligatoria alle Autorità).

Inoltre, l'associazione fra acqua e colera nell'epidemia del 1854 risultò molte forte, nel

senso che il rischio di morire per colera nelle abitazioni servite dalla Southwark

Vauxhall era 8.4 volte superiore rispetto alle abitazioni servite dalla La