Sicurezza alimentare

Dossier – Legionella, il primo patogeno di origine idrica

Giugno 12, 2025

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Legionella pneumophila, il patogeno ambientale di origine idrica più significativo all’interno dell’Unione Europea, continua a presentare sostanziali sfide per la salute pubblica a causa di gravi infezioni respiratorie e della morbidità e mortalità associate. Questa revisione esamina sistematicamente la crescente rilevanza della Legionella come problema di sicurezza alimentare, particolarmente negli ambienti di lavorazione degli alimenti. Analizza criticamente le dinamiche di implementazione della Direttiva UE sulle Acque Potabili (Drinking Water Directive, DWD) 2020/2184 rivista e le sue implicazioni pratiche, un argomento di diretto interesse per gli enti di approvvigionamento idrico e le autorità di controllo alimentare.

Il mandato della DWD per programmi completi di valutazione del rischio e monitoraggio attraverso i sistemi di distribuzione dell’acqua potabile, estendendosi oltre le strutture ad alto rischio convenzionalmente riconosciute, viene discusso. Questa analisi sottolinea l’allineamento strategico dei principi di Analisi dei Pericoli e Punti Critici di Controllo (Hazard Analysis and Critical Control Points, HACCP) con la gestione della sicurezza idrica, ed esplora strategie di controllo alternative come la Ionizzazione Rame-Argento (Copper-Silver Ionization, CSI), presentando un quadro robusto per controllare la proliferazione della Legionella negli ambienti dell’industria alimentare rilevanti per i dipartimenti di R&S.

La revisione valuta anche i recenti progressi nei metodi di rilevamento molecolare, inclusa la PCR in tempo reale e la separazione immunomagnetica, come alternative rapide e sensibili alle tecniche colturali tradizionali, offrendo strumenti migliorati per la sorveglianza e la risposta agli focolai pertinenti per i funzionari nazionali della salute pubblica. Infine, affronta le sfide persistenti di implementazione, particolarmente riguardo all’armonizzazione delle metodologie di test e all’istituzione di livelli di azione appropriati negli Stati Membri dell’UE, fornendo approfondimenti preziosi per alti funzionari all’interno dei Ministeri della Salute.

Table of Contents

Introduzione

La malattia del legionario, una forma grave di polmonite causata prevalentemente da Legionella pneumophila sierogruppo 1, continua a porre sfide significative per la salute pubblica in tutta Europa (Yao et al., 2024). Questo batterio infatti:

è ubiquitario negli ambienti d’acqua dolce, suo habitat naturale, che comprendono acque sorgive (comprese quelle termali), fiumi, laghi e i sedimenti fangosi ad essi associati;
è capace di colonizzare i sistemi idrici artificiali tramite le infrastrutture idriche, quali reti di distribuzione, serbatoi e tubature;
prolifera in presenza di condizioni favorevoli che, oltre alla temperatura, comprendono la presenza di biofilm, ristagni d’acqua, depositi e sedimenti, nonché specifiche caratteristiche chimiche dell’acqua
crea rischi particolari negli impianti di lavorazione alimentare, dove reti complesse di distribuzione idrica, fluttuazioni di temperatura e generazione di aerosol forniscono condizioni ideali per l’amplificazione batterica (Walker & McDermott, 2021);
deve venire perciò affrontato mediante l’adozione di strategie preventive, basate sul monitoraggio accurato dei parametri chimico-fisici dell’acqua nel suo intero corso di captazione e prelievo, trattamento, stoccaggio e distribuzione.

Il Centro Europeo per la Prevenzione e il Controllo delle Malattie (European Centre for Disease Prevention and Control, ECDC) ha identificato la Legionella come avente il più alto carico sanitario tra tutti i patogeni di origine idrica nell’UE, necessitando approcci normativi completi alla gestione del rischio (van den Berg et al., 2023).

Legionella spp. e sicurezza alimentare

La presenza di Legionella spp. nei sistemi idrici rappresenta un rischio grave quanto peculiare, dal punto di vista della sicurezza alimentare, in considerazione di quanto segue:

il contagio non si verifica attraverso l’ingestione di acqua contaminata dalla legionella, in quanto la legionellosi si trasmette per via inalatoria attraverso l’esposizione ad aerosol contaminati;
l’acqua, è quindi un vettore per il patogeno, ed è al contempo classificata come ‘alimento‘ – ai sensi del regolamento (CE) 178/02, c.d. General Food Law, articolo 2.1 – dopo il punto di conformità definito dalla direttiva (UE) 2020/2184;
il rischio di contaminazione da Legionella negli impianti idrici destinati all’erogazione di acqua potabile e di processo nelle filiere agroalimentari richiede perciò l’adozione di adeguate misure di prevenzione, monitoraggio e controllo, secondo i principi della Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP), al fine di tutelare la salute pubblica e garantire la conformità ai requisiti di sicurezza alimentare.

Il significato della Legionella si estende quindi al di là dei rischi diretti di contaminazione, in quanto:

gli ambienti di lavorazione alimentare utilizzano sistemi idrici estesi per produzione, pulizia e processi di raffreddamento, creando molteplici opportunità per la formazione di biofilm e la proliferazione batterica (Steinert et al., 2002);
recenti focolai collegati a impianti di trattamento delle acque reflue presso industrie alimentari hanno a loro volta evidenziato il potenziale per la trasmissione tramite aerosol su distanze considerevoli, interessando sia i lavoratori che le comunità circostanti (van den Berg et al., 2023).

Revisione della direttiva UE sulle acque potabili: un cambio di paradigma

La direttiva sulle acque potabili (UE) 2020/2184 (Drinking Water Directive, DWD) – che gli Stati Membri hanno dovuto recepire nelle loro legislazioni nazionali entro il 12 gennaio 2023 – rappresenta l’aggiornamento più significativo degli standard di qualità dell’acqua, nel Vecchio Continente, in oltre due decadi.

Un’innovazione fondamentale della nuova DWD è l’implementazione obbligatoria di approcci basati sul rischio per la sicurezza idrica, i quali comprendono tre requisiti-chiave:

una valutazione del rischio dell’area di captazione, in tutti i punti di prelievo, per identificare le potenziali fonti di contaminazione;
i fornitori d’acqua devono condurre valutazioni del rischio e implementare strategie di gestione del rischio attraverso tutta la filiera di approvvigionamento, dal prelievo attraverso il trattamento fino alla distribuzione;
la valutazione del rischio dei sistemi di distribuzione domestica, con particolare attenzione verso le strutture prioritarie quali ospedali, strutture sanitarie e altri edifici che ospitano popolazioni vulnerabili (direttiva UE 2020/2184).

La direttiva affronta specificamente la Legionella attraverso diversi meccanismi, prescrivendo agli Stati Membri:

la responsabilità di assicurare che le valutazioni del rischio dei sistemi di distribuzione domestica includano il monitoraggio dei parametri elencati nella Parte D dell’Allegato I, che riferisce espressamente alla Legionella (articolo 10);
la possibilità di concentrare gli sforzi di monitoraggio su Legionella pneumophila ovvero su tutte le specie di Legionella. Così riconoscendo il dibattito scientifico in corso, circa la strategia di monitoraggio più efficace.

Il focus di Francia e Germania sui test per L. pneumophila ha dimostrato la riduzione di frequenza dei focolai rispetto agli approcci di screening più ampi (Tata et al., 2023).

Legionella negli ambienti di lavorazione alimentare: sfide uniche

Le strutture di lavorazione alimentare presentano sfide distintive per il controllo della Legionella a causa dei loro modelli complessi di utilizzo dell’acqua e delle condizioni ambientali:

queste strutture mantengono tipicamente sistemi estesi di acqua calda e fredda, torri di raffreddamento, accumulatori di acqua calda e attrezzature specializzate che richiedono acqua per il funzionamento;
l’integrazione dei principi HACCP con la gestione della sicurezza idrica è emersa come strategia critica per controllare i rischi di Legionella in questi ambienti (Awuchi, 2023).

Fonti d’acqua multiple all’interno degli ambienti di produzione alimentare possono ospitare Legionella, inclusi sistemi d’acqua di processo, circuiti di raffreddamento delle attrezzature e strutture per il benessere dei dipendenti. La capacità del batterio di sopravvivere nei biofilm a temperature tra 20-45°C, combinata con la presenza di nutrienti e comunità microbiche protettive, crea rischi di colonizzazione persistente (Martin et al., 2019). Studi recenti hanno dimostrato che le unità per lavare i piatti con spruzzatori tipo doccia negli stabilimenti di ristorazione collettiva rappresentano fonti precedentemente non riconosciute di esposizione alla Legionella, generando aerosol significativi durante il funzionamento (Ay, 2024);

L’implementazione di programmi di gestione idrica basati sulla metodologia HACCP richiede analisi sistematica dei pericoli in ogni fase dell’uso dell’acqua all’interno delle strutture alimentari. I punti critici di controllo includono tipicamente il mantenimento della temperatura nei sistemi di acqua calda (>60°C agli scambiatori di calore, >50°C alle uscite), residui di biocidi adeguati nei sistemi di raffreddamento, protocolli di pulizia e risciacquo delle utenze scarsamente utilizzate (in quanto potrebbero formarsi ristagni di acqua. ASHRAE, 2018). L’efficacia di queste misure dipende dalla validazione completa attraverso il monitoraggio ambientale e procedure di verifica continua.

Metodi di rilevamento: evoluzione e standard attuali

Il panorama del rilevamento della Legionella è evoluto significativamente, guidato dalla necessità di metodi rapidi e accurati per supportare la valutazione del rischio e l’indagine sui focolai. I metodi colturali tradizionali che utilizzano agar estratto di lievito carbone tamponato (buffered charcoal yeast extract, BCYE) rimangono il gold standard per la conformità normativa, fornendo risultati quantitativi e isolati per la tipizzazione epidemiologica. Tuttavia, il periodo di incubazione di 7-10 giorni e l’incapacità di rilevare le cellule vitali ma non coltivabili (viable but non-culturable, VBNC) rappresentano limitazioni significative (Párraga-Niño et al., 2024).

I metodi molecolari, particolarmente la PCR quantitativa (qPCR), offrono risultati entro 24 ore e dimostrano sensibilità superiore per rilevare Legionella sia coltivabile che VBNC. Studi di validazione recenti hanno mostrato parametri di prestazione qPCR che superano il 94% per sensibilità, specificità e accuratezza, sebbene la standardizzazione delle correlazioni delle unità genomiche con le unità formanti colonie rimanga sfidante (Donohue et al., 2023). L’integrazione di coloranti di vitalità come il monoazide di propidio (propidium monoazide, PMA) con protocolli qPCR consente la differenziazione delle cellule vitali da quelle non vitali, affrontando le preoccupazioni sui risultati falsi positivi da materiale cellulare morto.

Le tecnologie emergenti includono saggi di separazione immunomagnetica che forniscono risultati entro 24 ore, dispositivi a flusso laterale per lo screening sul campo e metodi di coltura liquida del numero più probabile (MPN) che offrono recupero migliorato di organismi stressati. Il sistema Legiolert, basato sulla metodologia MPN (most probable number), ha guadagnato accettazione per la sua semplicità e capacità di fornire risultati confermati di L. pneumophila entro sette giorni, con studi che dimostrano prestazioni equivalenti o superiori rispetto alla coltura tradizionale (Walker & McDermott, 2021).

La spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR) accoppiata con algoritmi di apprendimento automatico rappresenta un approccio all’avanguardia per l’identificazione rapida della Legionella e la sierotipizzazione. Studi di validazione multi-centro hanno dimostrato la capacità di discriminare tra L. pneumophila sierogruppo 1, sierogruppi 2-15 e specie non-pneumophila con alta accuratezza, fornendo strumenti preziosi per l’indagine sui focolai e l’attribuzione delle fonti (Tata et al., 2023).

Sfide e soluzioni di implementazione

Il recepimento della DWD rivista nella legislazione nazionale ha rivelato sfide di implementazione significative negli Stati Membri dell’UE. Le preoccupazioni primarie includono l’istituzione di livelli di azione appropriati per il rilevamento della Legionella, l’armonizzazione delle metodologie di test e l’allocazione delle risorse per programmi di monitoraggio espansi. La flessibilità della direttiva nel permettere agli Stati membri di determinare approcci di monitoraggio specifici ha risultato in interpretazioni varie e potenziali incoerenze nella protezione della salute pubblica.

La capacità di laboratorio rappresenta un vincolo critico, particolarmente nelle regioni con accesso limitato a strutture accreditate capaci di eseguire analisi della Legionella. Il requisito per la conformità ISO 11731 per i metodi colturali necessita investimenti significativi in attrezzature, formazione e sistemi di assicurazione qualità. Lo sviluppo di laboratori di riferimento regionali e schemi di competenza inter-laboratorio è emerso come strategia per assicurare affidabilità analitica mentre si costruisce capacità locale.

L’integrazione della valutazione del rischio dei sistemi idrici degli edifici con i sistemi esistenti di gestione della sicurezza alimentare richiede approcci coordinati tra autorità di salute ambientale e ispettorati di sicurezza alimentare. L’implementazione di successo dipende da documenti guida chiari, programmi di formazione per valutatori del rischio e istituzione di team multidisciplinari capaci di affrontare sia aspetti microbiologici che ingegneristici della gestione dei sistemi idrici.

Parametri di qualità dell’acqua e controllo della Legionella

Ricerche recenti hanno chiarito fattori critici di qualità dell’acqua che influenzano la proliferazione e il rilevamento della Legionella nei sistemi di distribuzione. Le concentrazioni di carbonio organico totale (total organic carbon, TOC) correlano positivamente con la frequenza di rilevamento di L. pneumophila, fornendo nutrienti che supportano lo sviluppo di biofilm e proteggono i batteri dall’azione disinfettante (Donohue et al., 2023). I conteggi di piastre eterotrofiche servono come indicatori della qualità microbica generale dell’acqua e della presenza di biofilm, con conteggi elevati associati a rischio aumentato di Legionella.

Il tipo e concentrazione di disinfettante impattano significativamente l’efficacia del controllo della Legionella. Mentre il cloro libero dimostra tassi superiori di inattivazione planctonica, la monocloramina mostra penetrazione migliorata dei biofilm e effetti residui più duraturi nei sistemi di distribuzione. L’efficacia varia con i materiali delle tubature, con superfici di rame che forniscono effetti antimicrobici aggiuntivi rispetto al cloruro di polivinile (Buse et al., 2019). La comprensione di queste interazioni consente l’ottimizzazione delle strategie di disinfezione su misura per caratteristiche specifiche del sistema.

La gestione della temperatura rimane la misura di controllo primaria, con la direttiva che enfatizza il mantenimento dell’acqua fredda sotto i 20°C e dell’acqua calda sopra i 50°C attraverso i sistemi di distribuzione. Tuttavia, gli sforzi di conservazione energetica e le preoccupazioni sui rischi di scottature hanno portato all’esplorazione di strategie di controllo alternative, inclusa la ionizzazione rame-argento, l’applicazione di diossido di cloro e la filtrazione al punto d’uso per località ad alto rischio.

Ionizzazione rame-argento: una strategia di controllo alternativa

La ionizzazione rame-argento (copper-silver ionisation, CSI) è emersa come approccio promettente alternativo o complementare per il controllo della Legionella, particolarmente in sistemi idrici complessi di edifici dove il mantenimento della temperatura si dimostra sfidante. Questa tecnologia, che rilascia ioni di rame e argento caricati positivamente nei sistemi idrici, ha dimostrato efficacia contro Legionella sia planctonica che associata a biofilm per oltre tre decenni (LeChevallier, 2023). Il meccanismo antimicrobico coinvolge il legame elettrostatico tra ioni e pareti cellulari batteriche caricate negativamente, risultando in denaturazione proteica e interruzione della permeabilità cellulare. In modo rilevante, gli ioni di rame e argento dimostrano efficacia a lungo termine nel penetrare e interrompere biofilm stabiliti, richiedendo tipicamente 30-45 giorni per la penetrazione completa (Shih & Lin, 2010).

Una revisione sistematica dell’efficacia CSI ha trovato che questa tecnologia ha ridotto con successo la colonizzazione da Legionella quando le concentrazioni di rame erano mantenute tra 0,2-0,8 mg/L e le concentrazioni di argento tra 0,01-0,08 mg/L, livelli ben sotto i limiti normativi (Cachafeiro et al., 2007). La tecnologia si è dimostrata particolarmente efficace in condizioni di acqua alcalina e sistemi con reti di distribuzione complesse dove la disinfezione termica è impraticabile. Tuttavia, l’implementazione di successo richiede attenzione attenta ai parametri di chimica dell’acqua, inclusi pH, alcalinità, contenuto di carbonio organico e presenza di ioni competitivi che possono ridurre l’efficacia (LeChevallier, 2023).

Studi a lungo termine hanno dimostrato l’efficacia sostenuta dei sistemi CSI quando mantenuti correttamente, con alcune strutture che raggiungono controllo consistente della Legionella per oltre cinque anni. La tecnologia offre diversi vantaggi rispetto ai metodi termici tradizionali, inclusa disinfezione continua, consumo energetico ridotto e compatibilità con temperature più basse dell’acqua calda. Tuttavia, le sfide includono la necessità di monitoraggio regolare delle concentrazioni ioniche, potenziale sviluppo di resistenza batterica con uso prolungato a concentrazioni subottimali e preoccupazioni sulla conformità normativa in certe giurisdizioni. L’Unione Europea ha imposto restrizioni sull’uso del rame come biocida, sebbene queste si riferiscano a requisiti di registrazione piuttosto che a preoccupazioni di sicurezza, evidenziando l’importanza di comprendere i quadri normativi locali quando si implementano sistemi CSI.

Direzioni future e necessità di ricerca

L’implementazione della DWD rivista ha evidenziato diverse aree che richiedono ulteriore ricerca e sviluppo. La standardizzazione dei metodi di rilevamento rapido rimane una priorità, con necessità di protocolli validati che stabiliscano equivalenza tra risultati molecolari e basati su coltura. Lo sviluppo di modelli di valutazione quantitativa del rischio microbico (quantitative microbial risk assessment, QMRA) specifici per la Legionella negli ambienti di lavorazione alimentare consentirebbe l’istituzione basata su evidenze di limiti di controllo e livelli di azione.

Gli impatti del cambiamento climatico sull’ecologia e trasmissione della Legionella richiedono indagine, particolarmente riguardo all’aumento delle temperature ambientali, eventi meteorologici estremi che interessano i sistemi idrici e modelli cambianti di utilizzo dell’acqua. L’emergenza di specie non-pneumophila come agenti causativi di legionellosi necessita valutazione delle attuali strategie di monitoraggio focalizzate prevalentemente su L. pneumophila.

Le applicazioni di intelligenza artificiale e apprendimento automatico mostrano promessa per la modellazione predittiva del rischio Legionella basata su parametri di qualità dell’acqua, caratteristiche del sistema e condizioni ambientali. L’integrazione di tecnologie di monitoraggio in tempo reale con sistemi di controllo automatizzati potrebbe consentire intervento proattivo prima che si sviluppino condizioni pericolose.

Conclusioni

La direttiva UE sulle acque potabili rivista rappresenta un momento spartiacque nella regolamentazione del rischio Legionella, stabilendo quadri completi per la gestione basata sul rischio dei sistemi idrici attraverso tutti i settori, inclusa la produzione alimentare. L’enfasi della direttiva sugli approcci preventivi si allinea con i principi stabiliti di sicurezza alimentare, consentendo l’integrazione della sicurezza idrica e dei sistemi HACCP. Tuttavia, l’implementazione di successo richiede investimento continuo nell’infrastruttura di laboratorio, sviluppo di metodologie armonizzate e coltivazione di competenza multidisciplinare che abbraccia microbiologia, ingegneria e salute pubblica.

Il carico della malattia del legionario in Europa richiede impegno sostenuto verso strategie di controllo basate su evidenze. Mentre il cambiamento climatico e i cambiamenti demografici creano condizioni che favoriscono la proliferazione della Legionella, l’importanza di quadri normativi robusti e implementazione efficace diventa sempre più critica. L’industria alimentare, con i suoi sistemi idrici complessi e potenziale per esposizione diffusa, deve rimanere in prima linea negli sforzi per prevenire la trasmissione di malattie ambientali di origine idrica.

Dario Dongo e Ylenia Desiree Patti Giammello

Riferimenti

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