Legionellabakterien Vekstbetingelser, smittekilder og spredning. Vidar Lund, PhD Divisjon for miljømedisin, Nasjonalt folkehelseinstitutt Legionellaseminar Kystlab 20.11.13
Innholdet i presentasjonen: Kort om legionellabakterier og vekstbetingelser Oversikt over potensielle smittekilder og hvordan bakteriene spres.
Første utbrudd av antatt Legionellose beskrevet i 1947. Legionærsyken fikk navnet i 1976 da American Legion (amerikanske krigsveteraner) 21.-24. juli samlet 4.400 til kongress på Bellevue-Stratford Hotel i Philadelphia. 221 personer utviklet akutt og alvorlig lungebetennelse. 34 personer døde. Årsak: Legionellainfisert air condition system.
Hva er legionellose? Legionellose er to sykdommer: 1. Legionærsyken: Farlig lungesykdom, lav attakkrate (Sarpsb./Fr.stad 2005: 103 syke/10 døde) 2. Pontiacfeber: Ufarlig influensa, høy attakkrate (Eks. Sunnmøre 2006: Hele fotballaget (21 personer) syke) Smitter via aerosoler + aspirasjon, ikke mellom mennesker
1. Legionærsyken Legionella pneumophila Legionella lungebetennelse Lav attakkrate (0,1-5%) Inkubasjonstid: 2-10 dager, men kan være lenger (>20?) Symptomer: Høy feber, muskelsmerter, hodepine, slapphet og tørrhoste, noen får også magesmerter og diaré Dødelighet: 3-5% (ubehandlet 5-30%) Legionellalungebetennelse kan klinisk ikke skilles sikkert fra andre typer lungebetennelser.urinantigentest nå mye brukt, men detekterer kun L. pneumophila serogruppe 1!
2. PONTIACFEBER (Pontiac, MI, 1968) Legionella pneumophila Høy attakrate (>90 %) Inkubasjonstid 2-48 t, vanligst 12-24 t Influensaliknende; uten lungebetennelse Full restitusjon etter 2-5 d (<7 d) uten behandling Boblebad er en typisk smittekilde!
Om Legionellabakterier 56 arter legioneller, og over 70 serogrupper er beskrevet. Viktigste art: L.pneumophila. Minst 20 arter kan gi sykdom hos mennesker! 19 serogrupper er sykdomsfremkallende hos mennesker (serogr. 1, 4 og 6 viktigst) Flere arter i samme prøve forekommer.
EGENSKAPER (1) Legionella pneumophila Legionella er en vannbakterie som ofte finnes i lave konsentrasjoner i vann. I enkelte man-made vannsystemer kan forholdene bli lagt til rette for masseforekomst. Infiserer jord- og vannlevende protozoer (amøber). Finnes i amøber i biofilm i vannrør Når protozoene sprekker, frigjøres store mengder legioneller Amøbene beskytter mot effekten av desinfekjonsmidler!
Aerosoler 20-50 o C
Tåler mye: Egenskaper (2) Legionella pneumophila Temp 0-63 ºC (men optimal vekst 35-45 o C) ph 5,0-8,5 (ph 6-7 optimal for vekst) Relativt klorresistent; overlever vanlig vannbehandling med klor. Nødvendig klorkonsentrasjon for kontinuerlig klorering er angitt til 2-4 mg/l fritt klor! (tid for rekolonisering etter endt behandling: 1-2 uker). 0,5 1,0 mg/l Cl0 2 nødvendig ved bruk av Klordioksid. (tid for rekolonisering: ukjent.)
Vekstbetingelser (1) Kommer fra hvorsomhelst (i lavt antall) Vokser til masseforekomst under gunstige betingelser i biofilm (slimlag på flater som er i kontakt med vannet, eller fuktighet) Må få tilførsel av næringsstoffer via vann eller luft Nakne bakterier inaktiveres i løpet av minutter ved 60 o C, men overlever lenger inne i amøber! > 1,5% Natriumsalter virker hemmende på L. Vekst 20 45 60 o C
Tid i minutter for 90% reduksjon av Legionella pneumophila sg 1 som funksjon av vanntemperatur (Kilde: WHO)
Vekstbetingelser for Legionella (2) Mikroben kan arves videre til neste generasjon amøber. Amøbene er derfor kalt mikrobenes Trojanske hest, og konsentrasjonen av Legionella øker inne i amøbene, inntil de blir så mange at amøben sprekker og dør. NB! Legioneller som har vært inne i amøber har endret utseende, økt virulens og økt resistens mot desinfeksjonsmidler (opptil 3 000X økning)
Hvor mange rammes av Legionellose? USA 8 000-18 000 hvert år i USA får legionærsykdom 23% er nosokomiale (sykehussmitte) 10-20% er fra utbrudd Bare 2-10 % av antatte tilfeller meldes! (KILDE: CDC, Atlanta) Pontiacfeber er bare konstatert i utbrudd Norge Gj sn. Ca 25 registrerte tilfeller av legionellose i Norge hvert år. (reelt 200-1000 tilfeller per år, dersom kun 2-10% meldes, slik som i USA)
Litt statistikk - legionærsykdom 140 120 100 80 60 Norge Ukjent Utlandet Totalt 40 20 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Legionnaires` disease in Europe 2009 (ECDC): Betydelig underrapportering: 10% registreres Årsak til bekreftede LD: L. pneumophila: 98,4 %, L. pn. sg. 1: 87,8 % Dødelighet: Gj sn: 11,2 %, Helseinst: 31,1% L. pn. sg. 6 og 10 høyeste «case/fatality-rate»
Litt mer statistikk 2009: Av totalt 4945 bekreftede tilfeller av leg.sykdom «Smittested» Andel, % Helseinstitusjon 8,9 «Community» 68,4 Reiserelatert 21,8 Annet/ukjent 0,9 2009: Av totalt 120 sikkert registrerte kilder «Smittekilde» Andel, % Husinstallasjoner 88,4 Boblebad 3,3 Kjøletårn 0,8 Annet 7,5 Legionnaires` disease in Europe 2009 (ECDC)
140 120 100 80 60 Norge Ukjent Utlandet Totalt 40 20 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Insidensrate per 100.000: hele landet) Trondheim: 3 (tilsvarer ca 140/år for Resten av landet: 0,6 (tilsvarer ca 30/år) => Alt tyder på en betydelig underrapportering av Legionella
Hvem er mest utsatt? Legionærsyken: Kronisk lungesyke Immunsupprimerte (for eksempel personer som benytter cellegift) Røykere, alkoholikere Personer med nedsatt immunforsvar av andre grunner (f.eks. personer med sukkersyke) Risikogrupper: Personer over 55 år (menn mer enn kvinner), spesielt personer med høy alder Pontiacfeber: Risikogruppe: Alle, uansett alder
Utbrudd av legionærsykdom i Norge Første registrerte utbrudd var i Stavanger i 2001, med 28 syke, hvorav 7 døde. (kjøletårn på hotell Atlantic) Et mindre utbrudd i Stavanger i 2002 (3 personer syke) Utbrudd i Sarpsborg/Fredrikstad i mai 2005, hvor 103 ble registrert syke, hvorav 10 døde. (smittekilde: sannsynligvis et biologisk renseanlegg fra treforedlingsindustri, Borregaard + spredning via luftscrubberanlegg) En kvinne ble alvorlig syk med pneumoni, samt 7 andre fikk Pontiacfeber etter å ha badet i samme boblebad i 2003. 2005: 7 kvinner fikk Pontiacfeber etter bading i boblebad 2005: ca 30 ansatte ved en vindusfabrikk fikk Pontiacfeber på grunn av Legionella anisa fra et trebefuktningsanlegg. Utbrudd i Østfold i 2008, 5 syke og 2 av disse døde.
2. PONTIACFEBER (Pontiac, MI, 1968) Legionella pneumophila Høy attakrate (>90 %) Inkubasjonstid 2-48 t, vanligst 12-24 t Influensaliknende; uten lungebetennelse Full restitusjon etter 2-5 d (<7 d) uten behandling Boblebad er en typisk smittekilde!
Hvordan spres legionellabakterier? Although antimicrobials damage outer cell layers, the biofilm community is resistant. Starvation can induce bacteria to shrink and adopt a spore-like state, known as ultramicrobacteria, which wait in water, soil, rock or tissue until conditions are suitable for active growth. Chemical gradients create microenvironments for different microbial species or levels of activity. Propelled by shear forces, aggregated cells can become detached, or roll or ripple along a surface in sheets and remain in their protected biofilm state. Active bacteria can attach to almost any surface. Changes in gene expression transform swimmers to stickers within minutes. Attached bacteria multiply and encase the colonies with a slimy matrix. Nutrients diffuse into the matrix. Persisters The close proximity of cells in the matrix facilitates the exchange of molecular signals that regulate behaviour. Dispersers Wall formers Fra: L. Hall-Stoodley et al: 2004, Nature Reviews, vol. 2, pp 95-108
Biofilm på rørvegg Biofilm på vegg i basseng/tank
Legionella løsner og fester seg igjen Løsner tidvis fra biofilmen på grunn av: endrede hydrauliske forhold endrede kjemiske forhold andre tilfeldige forhold En amøbe vil raskt kunne feste seg på nytt andre steder i biofilmen og fortsette å vokse der når strømningsforholdene endres.
Smittemåter Smitter via ørsmå legionella-holdige vanndråper (aerosoler, <5mm) som pustes ned i lungene eller ved aspirasjon (sette vann i «vrangen»(vanlig hos sengeliggende personer) Smittefare oppstår når Legionella frigjøres fra amøbe/ciliat og overføres til aerosol. Smitter ikke mellom mennesker! Smitte fra dusjen hjemme sannsynligvis mest vanlige årsak til legionærsykdom
Smittekilder via drikkevannssystemer Kjøletårn Luftskrubbere Klimaanlegg m/luftfukting Dusjhoder Boblebad Befuktningsanlegg Pustemaskinutstyr Innendørs pyntefontener Høytrykkspylere
Interne vannfordelingsnett Høyrisikoanlegg Sykehus, sykehjem og andre helseinstitusjoner Offentlige dusjanlegg/idrettshaller/badeanlegg, hoteller? Andre? Dimensjonerende temperaturer 60 o C innen ett minutts tapping Minst 60 o C i sirkulasjonsledning 70 o C i varmtvannsberedere
Kjøletårn/luftskrubbere/biodammer? Kjøletårn Risikokategori 1 Luftskrubbere Kan være risikokategori 1 Frikjente anlegg : Temperatur: <20 eller >60 o C ph<3 eller >10 sjøvann
Andre innretninger Tannlegeutstyr og annet medisinsk utstyr Luftede biodammer Biofiltre Anlegg for forbehandling av metaller som skal overflatebehandles Skjærevæsker for metallbearbeiding VVS-anlegg på skip og offshoreinnretninger Eksempler på andre mulige smittekilder Vanningsannlegg i hager, parker og i landbruket Brannvernanlegg Nøddusjer Avisingsanlegg
Se også: www.fhi.no/legionellaveileder Takk for meg!