Evidenze sperimentali dell’efficacia di due sistemi di disinfezione per il contenimento della contaminazione da Legionella spp. in strutture ospedaliere: biossido di cloro vs monoclorammina

Le infezioni da Legionella spp. sono un problema emergente in Sanità Pubblica con un costante interesse da parte degli operatori del settore, per il costante aumento del numero dei casi segnalati. Le Legionelle sono batteri ubiquitari, gram-negativi, si trovano in ambienti naturali ed artificiali in simbiosi con amebe. Negli ambienti artificiali trova riparo nel biofilm che ricopre l'interno dei tubi contenenti acqua e nei serbatoi di accumulo. Studi epidemiologici hanno dimostrato che la malattia è acquisita attraverso l'esposizione a fonti ambientali quali: sistemi di acqua potabile, vasche idromassaggio e torri di raffreddamento. Non esistono per Legionella spp. forme di prevenzione comunitarie come i vaccini, il modo migliore per prevenire l'infezione è una corretta progettazione delle reti idriche oltre che un monitoraggio ambientale costante delle matrici acqua/aria. Diversi studi hanno dimostrato che Legionella colonizza circa il 60% - 80% degli impianti, con grande difficoltà nella eradicazione, qualunque sia il metodo di disinfezione utilizzato. Attualmente i metodi a disposizione per il controllo di Legionella sono numerosi, molti di essi come evidenziato in letteratura, risultano essere efficaci solo nel breve periodo, pertanto nasce la necessità di sperimentare sempre nuovi metodi che possano limitare la diffusione del microrganismo e contestualmente non danneggiare gli impianti idrici. Il nostro studio si è focalizzato sulla valutazione l’efficacia di un sistema di disinfezione a base di monoclorammina all'interno di una struttura ospedaliera dell’Emilia-Romagna in confronto con un precedente disinfettante a basa di biossido di cloro. La monoclorammina, largamente usata nel trattamento dell’acqua potabile negli USA e in alcuni paesi europei, è scarsamente utilizzata nei nostri impianti di acqua calda sanitaria. L'introduzione di questo nuovo prodotto nasce dalla necessità di modificare il precedente sistema di trattamento dell’acqua, basato sul biossido di cloro, il cui impiego prolungato nel tempo aveva creato non pochi problemi nell’impianto, tra cui corrosione delle tubature e aumento dei residui di ioni Fe e Zn nell’acqua.Lo studio è stato condotto in collaborazione con l’azienda I.T.A.C.A Srl che ci ha permesso di valutare l'efficacia di un produttore di monoclorammina installato sulla linea dell'acqua calda sanitaria di una struttura ospedaliera della regione Emilia Romagna. Si tratta di un nuovo impianto per la produzione di monoclorammine, cosiddetto a ‘batch’, che opera mediante un apposito reattore a due stadi e provvede al conseguente dosaggio sul circuito di reintegro dell’acqua calda in maniera proporzionale al consumo idrico della struttura. Il dispositivo è stato installato nel luglio del 2012 e a partire da tale data è stato effettuato un monitoraggio su tutta la rete di distribuzione dell’acqua calda sanitaria mediante ripetuti campionamenti di acqua calda e fredda da punti di prelievo individuati durante la fase di valutazione del rischio, al fine di verificarne l'efficacia rispetto al precedente sistema di disinfezione a base di Biossido di Cloro. La fase di sperimentazione è durata 15 mesi. In particolare, sono stati individuati 11 punti di prelievo all'interno dell'impianto, ovvero alimentazione e ricircolo oltre ai 9 punti regolarmente monitorati nel corso di verifiche eseguite dall'AUSL, corrispondenti a docce/lavandini variamente dislocati in sale operatorie, camere di degenza, spogliatoi e luoghi comuni. Per ciascun punto sono stati prelevati, previo flussaggio dell'acqua e successivo flambaggio, 2 Litri di acqua calda che sono stati sottoposti all'analisi microbiologica per la ricerca di Legionella spp., Pseudomonas aeruginosa (noto inibitore e competitore di Legionella) e Carica batterica totale a 36° C, al fine di individuare la contaminazione generica da flora microbica mesofila, mediante metodiche standardizzate e certificate. Nello specifico, la determinazione della carica batterica totale è stata eseguita con il metodo di inclusione in piastra in accordo con la norma ISO 6222:1999 (è stato utilizzato un terreno non selettivo, il Tryptic glucose yeast agar, Biolife Italy); i risultati sono stati espressi in ufc/ml. Per la ricerca di Pseudomonas aeruginosa è stato utilizzato il metodo della filtrazione su membrana secondo la norma UNI EN ISO 12780:2002, utilizzando un terreno di coltura selettivo per la crescita di pseudomonadaceae (Pseudomonas selective agar, Biolife Italy). 1. Sono considerate Pseudomonas aeruginosa le colonie che sviluppano un pigmento giallo-verde a seguito della produzione di piocianina; le colonie sospette sono state, invece, sottoposte ad un test di identificazione biochimica mediante l'impiego del Sistema BD BBL™ Crystal™ (Becton Dickinson) che, attraverso la valutazione dell'attività metabolica del microgranismo isolato, ha permesso l'identificazione della specie batterica. I risultati sono stati espressi in ufc/100 ml. Per quanto concerne la ricerca di Legionella, l'isolamento del microrganismo è stato effettuato in accordo con la norma ISO 11731:98 che prevede la concentrazione del campione mediante filtrazione su membrana in policarbonato con porosità 0.22 mm (Membrane PTFE, Sartorius Stedim). A tal fine,sono state seminate su terreno selettivo GVPC (Legionella GVPC selective medium, Oxoid S.p.A.) ed in duplicato 3 aliquote diverse di ciascun campione: il campione tal quale non trattato (NT), il campione filtrato e risospeso in 10 ml del campione stesso (F) e il campione decontaminato e sottoposto a trattamento termico - 30' a 50°C (C). Le piastre cosi seminate sono state incubate a 35°C, in ambiente microaerofilo con il 2.5% di CO2, per un periodo compreso tra i 4 ed i 15 giorni, al termine del quale è stata eseguita la conta e la tipizzazione fenotipica delle colonie sospette mediante test di agglutinazione al lattice (Legionella latex test kit, Oxoid S.p.A) che permette di osservare la formazione del complesso antigene-anticorpo e di valutarne la positività/negatività già ad occhio nudo. I risultati sono stati espressi come Log10 ufc/L E' stato inoltre prelevato un ulteriore litro di acqua fredda per il controllo dei parametri chimici quali: temperatura, residuo di disinfettante, durezza (°F), pH, metalli (Ca, Mg, Mn, Fe, Cu e Zn), Ammoniaca, Nitriti e Nitrati, Idrazina, Trialometani, Aldeidi e Chetoni. Le analisi sono state condotte mediante cromatografia a scambio ionico. o I risultati ottenuti (Tab1- Fig1), hanno permesso di osservare un abbattimento della contaminazione da Legionella nell’80% dei siti campionati a seguito dell'introduzione della monoclorammina come disinfettante: soltanto in due siti (sito 10 e sito 11) è stata osservata la persistenza della contaminazione seppur con valori che non eccedono 10^3 ufc/L. Tali valori sono da attribuire alle basse temperature rilevate in sede di campionamento e da ricondurre alla presenza di una termo-valvola difettosa non in grado di mantenere la temperatura dell’acqua calda sopra i 37°C. Gli sbalzi di temperatura, è noto, rappresentano un fattore favorente la moltiplicazione di Legionella. Seppur la presenza del biossido di cloro nell'impianto di distribuzione dell'acqua si fosse rivelato efficace nel contenimento della colonizzazione da Legionella, l'introduzione della monoclorammina come disinfettante ha portato ad un abbattimento delle cariche con valori al di sotto del limite di sensibilità della tecnica colturale utilizzata. I risultati relativi a Ps. aeruginosa e alla carica batterica totale dimostrano che il nuovo metodo di disinfezione abbia un’efficacia disinfettante anche nei confronti di microrganismi diversi da Legionella, dal momento che si osserva una crescente riduzione di entrambi i parametri. I dati relativi alla chimica dell'acqua hanno dimostrato come, durante tutta la sperimentazione, non si siano verificate oscillazioni significative dei residui inorganici e dei prodotti secondari derivanti dalla degradazione della monoclorammina, ottenendo quindi sempre valori in accordo con quanto segnalato nel DLgvs 31/2001. Alla luce dei risultati ottenuti, possiamo affermare che la monoclorammina oltre ad avere un efficacia sul contenimento della colonizzazione di Legionella nell'impianto di distribuzione dell'acqua calda sanitaria dell'ospedale oggetto del nostro studio, mostra una notevole efficacia anche su altri microrganismi che hanno come habitat l'acqua. La presenza nella struttura da noi studiata di un precedente sistema di disinfezione a base di biossido di cloro, senza dubbio ha avuto un effetto positivo nel ridurre l'entità della contaminazione da Legionella spp., ma a lungo termine le autorità sanitarie competente hanno dovuto provvedere ad un cambiamento di direzione, questo a causa, come noto e documentato dalla letteratura, degli effetti negativi sulle tubature e il conseguente rilascio nell'acqua di componenti inorganiche che ne modificavano la qualità della stessa. La scelta di un disinfettante come la monoclorammina, che a differenza del cloro ha un azione più lenta ma a lungo termine, si è rivelata essere corretta, sicuramente adatta per la struttura in questione e con risultati a lungo termine. La disinfezione con monoclorammina sembra quindi una strategia promettente per contrastare la contaminazione da Legionella pur mancando, ad oggi, studi a lungo termine o studi che valutino l'attività del disinfettante sulla componente "amorfa" quale quella del biofilm, che è noto rappresenti lo scoglio più duro da abbattere nella scelta del disinfettante. Solo comprendendo a fondo l'ecologia dei microrganismi che vivono nell'acqua e le loro dinamiche, sarà possibile predisporre delle scelte relative ai sistemi di disinfezione e/o di bonifiche, che tengano conto della stretta relazione che esiste tra la componente impiantistica di una struttura e la componente chimico-fisica e microbiologica dell'acqua.