Legionella es un género de bacterias gramnegativas patógenas que incluye la especie L. pneumophila , causante de legionelosis [3] (todas las enfermedades causadas por Legionella ), incluida una enfermedad tipo neumonía llamada enfermedad del legionario y una enfermedad leve similar a la gripe llamada fiebre de Pontiac . [3]
La Legionella se puede visualizar con una tinción de plata o cultivar en medios que contengan cisteína , como agar de extracto de levadura con carbón tamponado . Es común en muchos entornos, incluidos los sistemas terrestres y acuáticos, con al menos 50 especies y 70 serogrupos identificados. Sin embargo, estas bacterias no son transmisibles de persona a persona; [4] Además, la mayoría de las personas expuestas a la bacteria no enferman. [5] La mayoría de los brotes se deben a torres de refrigeración con un mantenimiento deficiente .
Las cadenas laterales de la pared celular contienen las bases responsables de la especificidad antigénica somática de estos organismos. La composición química de estas cadenas laterales, tanto en lo que respecta a los componentes como a la disposición de los diferentes azúcares, determina la naturaleza de los determinantes antigénicos somáticos u O , que son medios esenciales para la clasificación serológica de muchas bacterias gramnegativas.
Legionella adquirió su nombre después de un brote en 1976 de una "enfermedad misteriosa" entonces desconocida que enfermó a 221 personas y causó 34 muertes. El brote se notó por primera vez entre los asistentes a una convención de la Legión Americana , una asociación de veteranos militares de EE. UU . La convención tuvo lugar en Filadelfia durante el año del Bicentenario de EE. UU . del 21 al 24 de julio de 1976. Esta epidemia entre los veteranos de guerra de EE. UU., que ocurrió en la misma ciudad que la firma de la Declaración de Independencia y a pocos días del 200 aniversario de esta , fue ampliamente publicitada y causó gran preocupación en los Estados Unidos. [6] El 18 de enero de 1977, el agente causal fue identificado como una bacteria previamente desconocida posteriormente denominada Legionella .
La Legionella se detecta tradicionalmente mediante cultivo en agar de extracto de levadura de carbón tamponado . Requiere la presencia de cisteína y hierro para crecer, por lo que no crece en medios de agar sangre comunes utilizados para recuentos viables totales en laboratorio o laminillas de inmersión in situ . Los procedimientos de laboratorio comunes para la detección de Legionella en agua [7] concentran las bacterias (por centrifugación y/o filtración a través de filtros de 0,2 μm) antes de la inoculación en un agar de extracto de levadura de carbón que contiene agentes selectivos (p. ej., glicina, vancomicina, polimixina, ciclohexamida, GVPC) para suprimir otra flora en la muestra. También se utilizan tratamientos térmicos o ácidos para reducir la interferencia de otros microbios en la muestra. [8]
Después de una incubación de hasta 10 días, las colonias sospechosas se confirman como Legionella si crecen en agar con extracto de levadura y carbón tamponado que contiene cisteína, pero no en agar sin cisteína añadida. Las técnicas inmunológicas se utilizan comúnmente para determinar las especies y/o serogrupos de bacterias presentes en la muestra. [4]
Aunque el método de cultivo en placa es bastante específico para la mayoría de las especies de Legionella , un estudio ha demostrado que un método de cocultivo que tenga en cuenta la estrecha relación con las amebas puede ser más sensible, ya que puede detectar la presencia de las bacterias incluso cuando está enmascarada por su presencia dentro de las amebas. [9] En consecuencia, es probable que se subestimen las prevalencias clínicas y ambientales de las bacterias debido a la metodología de laboratorio actual. [ cita requerida ]
Muchos hospitales utilizan la prueba de antígeno urinario de Legionella para la detección inicial cuando se sospecha neumonía por Legionella . Algunas de las ventajas que ofrece esta prueba son que los resultados se pueden obtener en horas en lugar de los varios días que se requieren para el cultivo, y que una muestra de orina generalmente se obtiene más fácilmente que una muestra de esputo. Las desventajas son que la prueba de antígeno urinario solo detecta el antígeno de Legionella pneumophila serogrupo 1 (LP1); solo un cultivo detectará la infección por cepas no LP1 u otras especies de Legionella y que no se obtienen aislamientos de Legionella , lo que perjudica las investigaciones de salud pública de los brotes. [10]
Se han desarrollado nuevas técnicas para la detección rápida de Legionella en muestras de agua, incluido el uso de la reacción en cadena de la polimerasa y ensayos inmunológicos rápidos . Estas tecnologías suelen proporcionar resultados mucho más rápidos [11] . Algunas pruebas de ensayo inmunocromatográfico de flujo lateral (LFICA) ahora muestran resultados en 25 minutos (para los serogrupos 1-15 [12] ). Esto permite una respuesta y un tratamiento más rápidos de los sistemas (cuando sea necesario), lo que ayuda a minimizar la exposición de los usuarios finales.
La vigilancia de la salud pública por parte del gobierno ha demostrado proporciones crecientes de brotes asociados al agua potable, específicamente en entornos de atención de salud. [13]
Los análisis de secuencias genómicas de Legionellales han identificado 24 indeles de firma conservados (CSIs) en diversas proteínas, incluyendo la proteína ribosomal 30S S8, el precursor de la endoproteasa de serina periplásmica DegP, la ADN polimerasa I y la permeasa del transportador ABC, etc. que están específicamente presentes en diferentes especies del género Legionella . [14] Estas firmas moleculares proporcionan medios nuevos y confiables para distinguir a los miembros del género Legionella de todas las demás bacterias y para su diagnóstico. [ cita requerida ]
En el entorno natural, Legionella vive dentro de amebas como Acanthamoeba spp., Naegleria spp., Vermamoeba spp. u otros protozoos como Tetrahymena pyriformis . [15]
Al inhalarlas, las bacterias pueden infectar los macrófagos alveolares , donde pueden replicarse. Esto da lugar a la enfermedad del legionario y a una enfermedad menos grave, la fiebre de Pontiac . La transmisión de Legionella se produce a través de la inhalación de gotitas de agua de una fuente contaminada que ha permitido que el organismo crezca y se propague (por ejemplo, torres de refrigeración). La transmisión también se produce con menos frecuencia a través de la aspiración de agua potable de una fuente infectada. No se ha demostrado la transmisión de persona a persona, [4] aunque podría ser posible en casos raros. [16]
Una vez dentro de un huésped, el período de incubación puede ser de hasta dos semanas. Los síntomas prodrómicos son similares a los de la gripe, incluyendo fiebre, escalofríos y tos seca. Las etapas avanzadas de la enfermedad causan problemas con el tracto gastrointestinal y el sistema nervioso y provocan diarrea y náuseas. También pueden presentarse otros síntomas avanzados de neumonía. Sin embargo, la enfermedad generalmente no es una amenaza para la mayoría de las personas sanas y tiende a provocar síntomas graves con mayor frecuencia en huéspedes inmunodeprimidos y ancianos. En consecuencia, los sistemas de agua de los hospitales y hogares de ancianos deben ser monitoreados periódicamente. El Departamento de Servicios de Salud del Estado de Texas proporciona recomendaciones para que los hospitales detecten y prevengan la propagación de enfermedades adquiridas en el hospital debido a la infección por Legionella . [17] Según Infection Control and Hospital Epidemiology , la neumonía por Legionella adquirida en el hospital tiene una tasa de mortalidad del 28% y la fuente es el sistema de distribución de agua . [18]
Las especies de Legionella suelen existir en la naturaleza en concentraciones bajas, en aguas subterráneas, lagos y arroyos. Se reproducen después de entrar en equipos fabricados por el hombre, si se dan las condiciones ambientales adecuadas. [19] En los Estados Unidos, la enfermedad afecta a entre 8.000 y 18.000 individuos al año. [20]
Las fuentes documentadas incluyen torres de enfriamiento, [21] piscinas (especialmente en los países escandinavos ), sistemas de agua domésticos y duchas, máquinas para hacer hielo, [22] gabinetes refrigerados, spas con hidromasaje, [23] [24] aguas termales, [25] fuentes, [26] equipo dental, [27] suelo, [28] líquido lavaparabrisas de automóviles, [29] refrigerante industrial, [30] y plantas de tratamiento de aguas residuales.
La fuente más grande [31] y una de las más comunes de brotes de enfermedad del legionario son las torres de refrigeración (equipos de rechazo de calor utilizados en aire acondicionado y sistemas de agua de refrigeración industriales), principalmente debido al riesgo de circulación generalizada. Muchas agencias gubernamentales, fabricantes de torres de refrigeración y organizaciones comerciales industriales han desarrollado pautas de diseño y mantenimiento para controlar el crecimiento y la proliferación de Legionella dentro de las torres de refrigeración. [32] [33]
Una investigación publicada en el Journal of Infectious Diseases (2006) aportó pruebas de que L. pneumophila , el agente causante de la enfermedad del legionario, puede viajar al menos 6 km desde su fuente mediante propagación aérea. Anteriormente se creía que la transmisión de la bacteria estaba restringida a distancias mucho más cortas. Un equipo de científicos franceses revisó los detalles de una epidemia de enfermedad del legionario que tuvo lugar en Pas-de-Calais , en el norte de Francia, en 2003-2004. De los 86 casos confirmados durante el brote, 18 resultaron en muerte. La fuente de infección se identificó como una torre de refrigeración en una planta petroquímica , y un análisis de los afectados en el brote reveló que algunas personas infectadas vivían a una distancia de hasta 6-7 km de la planta. [34]
Debido a estos riesgos, un mandato legal del Reino Unido exige que los propietarios notifiquen a las autoridades locales sobre cualquier torre de enfriamiento que opere una empresa. [35]
Como se ha señalado anteriormente, las torres de refrigeración están bien establecidas como fuentes de Legionella que pueden tener un efecto en la exposición de la comunidad a la bacteria y en las epidemias de enfermedad del legionario . [36] Además de las torres de refrigeración, también se ha demostrado que el uso de piscinas, spas y otros cuerpos de agua recreativos aumenta el riesgo de exposición a Legionella , aunque esto difiere según la especie de Legionella . [37] En una revisión de enfermedades causadas por la exposición recreativa a Legionella , la mayoría de las exposiciones ocurrieron en spas o piscinas utilizadas por el público (hoteles o centros recreativos) o en entornos naturales ( aguas termales o aguas termales). [37]
Los hoteles y otros destinos turísticos han contribuido a la exposición a Legionella . [38] El peligro relativo en instalaciones de uso común con sistemas de calefacción y refrigeración por agua depende de varios factores, como la fuente de agua, la cantidad de Legionella presente (si la hay), si se trata el sistema de agua y cómo se trata, cómo interactúan las personas con esta agua y otros factores que hacen que los sistemas de agua sean tan dinámicos. [38]
Además de los turistas y otras personas que realizan actividades recreativas , los jardineros pueden correr un mayor riesgo de exposición a la Legionella . [39] En algunos países (como Australia), la Legionella vive en el suelo y el abono. [39] Las temperaturas más cálidas y el aumento de las precipitaciones en algunas regiones del mundo debido al cambio climático pueden afectar a la Legionella en el suelo, la exposición estacional de los jardineros al suelo contaminado y los complejos sistemas de agua utilizados por el público. [39]
Las bacterias Legionella no solo están presentes en los sistemas de agua y la infraestructura creados por el hombre, sino que también viven en cuerpos de agua naturales, como lagos y ríos. [37] Los patrones climáticos y otros factores ambientales pueden aumentar el riesgo de brotes de Legionella ; un estudio en Minnesota, EE. UU., que utilizó información sobre brotes de 2011 a 2018 mostró que las precipitaciones tienen el mayor efecto de aumentar el riesgo de exposición a Legionella al tener en cuenta otros factores ambientales (temperatura, humedad relativa, uso de la tierra y edad de la persona infectada). [40] Los patrones climáticos se relacionan en gran medida con la infraestructura establecida y las fuentes de agua, especialmente en entornos urbanos . En los EE. UU., la mayoría de los casos de infección por Legionella se han producido en verano, aunque probablemente estuvieron más asociados con las precipitaciones y la humedad que con las temperaturas de verano. [39] Los patrones de lluvia severos pueden aumentar el riesgo de contaminación de las fuentes de agua a través de inundaciones y lluvias fuera de temporada; por lo tanto, los desastres naturales, especialmente los asociados con el cambio climático, pueden aumentar el riesgo de exposición a Legionella . [39]
No existe ninguna vacuna contra la legionelosis. [41] [42] Se han llevado a cabo estudios de vacunación con células muertas por calor o por acetona en cobayos, a los que se les administró Legionella por vía intraperitoneal o en aerosol. Se demostró que ambas vacunas brindan niveles moderadamente altos de protección. La protección dependía de la dosis y se correlacionaba con los niveles de anticuerpos medidos mediante un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas frente a un antígeno de membrana externa y mediante inmunofluorescencia indirecta frente a células muertas por calor. [43]
Se ha descubierto que Legionella es una especie genéticamente diversa con un 7-11% de genes específicos de la cepa. Se ha descubierto la función molecular de algunos de los factores de virulencia comprobados de Legionella . [44]
El control del crecimiento de Legionella puede realizarse mediante métodos de tratamiento químico, térmico o ultravioleta. [45]
Una opción es el control de la temperatura, es decir, mantener toda el agua fría por debajo de los 25 °C (77 °F) y toda el agua caliente por encima de los 51 °C (124 °F). [3]
La temperatura afecta la supervivencia de Legionella de la siguiente manera: [3]
Otra sensibilidad a la temperatura [46] [47]
La temperatura del agua se puede controlar en tiempo real con dispositivos electrónicos. [48]
Un tratamiento químico muy eficaz es el cloro . Para sistemas con problemas marginales, el cloro proporciona resultados efectivos con >0,5 ppm [49] de residuo en el sistema de agua caliente. Para sistemas con problemas significativos de Legionella , la cloración de choque temporal, donde los niveles se elevan a más de 2 ppm durante un período de 24 horas o más y luego vuelven a 0,5 ppm, puede ser efectiva. [50] La hipercloración también se puede utilizar cuando el sistema de agua se pone fuera de servicio y el residuo de cloro se eleva a 50 ppm o más en todos los puntos distales durante 24 horas o más. Luego, el sistema se limpia y se devuelve a 0,5 ppm de cloro antes de volver a ponerlo en servicio. Estos altos niveles de cloro penetran la biopelícula, matando tanto a la bacteria Legionella como a los organismos hospedantes. La hipercloración anual puede ser una parte eficaz de un plan de acción preventivo integral contra la Legionella . [51]
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos y la OMS reconocen la ionización de cobre y plata para el control y la prevención de Legionella . [52] [53] Las concentraciones de iones de cobre y plata deben mantenerse en niveles óptimos, teniendo en cuenta tanto el flujo de agua como el uso general de agua, para controlar la Legionella . La función de desinfección dentro de toda la red de distribución de agua de una instalación ocurre dentro de los 30 a 45 días. [ cita requerida ] Las características de ingeniería clave, como 10 amperios por celda de cámara de ionización y salidas de voltaje variable automatizadas que tienen no menos de 100 VCC, son solo algunas de las características requeridas para el control y la prevención adecuados de Legionella , utilizando un sistema de cobre y plata específico y no referenciado. Los generadores de iones para piscinas no están diseñados para el tratamiento de agua potable. [ cita requerida ]
Aún quedan dudas sobre si las concentraciones de iones de plata y cobre necesarias para un control eficaz de los huéspedes simbióticos podrían superar las permitidas por la Norma sobre plomo y cobre de la Ley de Agua Potable Segura de los EE. UU. En cualquier caso, cualquier instalación o sistema público de agua que utilice cobre y plata para la desinfección debe controlar sus concentraciones de iones de cobre y plata para garantizar que se encuentren dentro de los niveles previstos, tanto mínimos como máximos. Además, ninguna norma actual para la plata en la UE y otras regiones permite el uso de esta tecnología. [ cita requerida ]
La ionización de cobre y plata es un proceso eficaz para controlar la Legionella en los sistemas de distribución de agua potable que se encuentran en los centros de salud, hoteles, residencias de ancianos y la mayoría de los edificios de gran tamaño. Sin embargo, no está destinado a torres de refrigeración debido a los niveles de pH superiores a 8,6, que hacen que el cobre iónico se precipite. Además, el toliltriazol , un aditivo común en el tratamiento del agua de refrigeración, podría unirse al cobre y hacerlo ineficaz. La ionización se convirtió en el primer proceso de desinfección hospitalaria de este tipo en haber cumplido con una evaluación de modalidad de cuatro pasos propuesta; para entonces, había sido adoptado por más de 100 hospitales. [54] Estudios adicionales indican que la ionización es superior a la erradicación térmica. [55]
El dióxido de cloro ha sido aprobado por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos como desinfectante primario del agua potable desde 1945. El dióxido de cloro no produce ningún subproducto cancerígeno como algunas otras fuentes de cloro cuando se utiliza en la purificación de agua potable que contiene compuestos orgánicos naturales como ácidos húmicos y fúlvicos; pueden formarse trihalometanos . Se ha demostrado que el agua potable que contiene tales moléculas aumenta el riesgo de cáncer. El ClO 2 funciona de manera diferente al cloro; su acción es de oxidación pura en lugar de halogenación, por lo que no se forman estos subproductos halogenados. [56] El dióxido de cloro no se acumula a diferencia del cobre. Ha demostrado un excelente control de Legionella en sistemas de agua fría y caliente y su capacidad como biocida no se ve afectada por el pH o cualquier inhibidor de corrosión del agua como sílice o fosfato. Sin embargo, se "extingue" con óxidos metálicos, especialmente manganeso y hierro. Las concentraciones de óxido metálico superiores a 0,5 mg/L pueden inhibir su actividad. [ cita requerida ] La monocloramina es una alternativa. Al igual que el cloro y el dióxido de cloro, la monocloramina está aprobada por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos como desinfectante primario para el agua potable. [57] El registro de la Agencia de Protección Ambiental requiere una etiqueta de biocida que incluya la toxicidad y otros datos requeridos para todos los biocidas registrados. Si el producto se vende como biocida, el fabricante está legalmente obligado a proporcionar una etiqueta de biocida, y el comprador está legalmente obligado a aplicar el biocida según la etiqueta del biocida. Cuando se aplica por primera vez a un sistema, se puede agregar dióxido de cloro a niveles de desinfección de 2 ppm durante 6 horas para limpiar un sistema. Esto no eliminará toda la biopelícula, pero remediará eficazmente el sistema de Legionella . [ cita requerida ]
La esterilización por calor húmedo ( sobrecalentamiento a 140 °F (60 °C) y lavado) es un tratamiento no químico que normalmente debe repetirse cada 3 a 5 semanas. [ cita requerida ]
La luz ultravioleta, en el rango de 200 a 300 nm, puede inactivar la Legionella. Según una revisión de la EPA de EE. UU., se puede lograr una inactivación de tres logaritmos (99,9 %) con una dosis de menos de 7 mJ/cm 2 . [57]
Se descubrió un aptámero específico de Legionella [58] y en 2022 se desarrolló un ensayo para detectar hasta un límite de 10 4,3 células/ml sin pasos de procesamiento. [59]
Varios países europeos han creado el Grupo de trabajo europeo sobre infecciones por Legionella [60] para compartir conocimientos y experiencias sobre el control de las posibles fuentes de Legionella . El grupo de trabajo ha publicado directrices sobre las medidas que deben adoptarse para limitar el número de unidades formadoras de colonias (es decir, bacterias vivas capaces de multiplicarse) de Legionella por litro:
En el Reino Unido, las directrices de control se establecen en el Código de prácticas aprobado L8. No son obligatorias, pero se consideran ampliamente como tales. Un empleador o propietario de una propiedad debe seguir un Código de prácticas aprobado o lograr el mismo resultado. El hecho de no mostrar registros de control que cumplan al menos con este estándar ha dado lugar a varios procesos judiciales de alto perfil, por ejemplo, Nalco + Bulmers: ninguno de ellos pudo demostrar que había un plan suficiente para estar en marcha mientras se investigaba un brote, por lo que ambos fueron multados con alrededor de 300.000 libras esterlinas. Una jurisprudencia importante en esta área es R v Trustees of the Science Museum 3 All ER 853, (1993) 1 WLR 1171 [61]
En virtud de la Ley de Control de Sustancias Peligrosas para la Salud, los empleadores y los responsables de los locales en el Reino Unido deben realizar una evaluación de los riesgos derivados de la legionela. Esta evaluación de riesgos puede ser muy sencilla para locales de bajo riesgo, pero para propiedades más grandes o de mayor riesgo puede incluir una descripción del lugar, un registro de activos, dibujos esquemáticos simplificados, recomendaciones sobre el cumplimiento y un plan de control propuesto. [62]
El Código de Prácticas Aprobado L8 recomienda que la evaluación de riesgos se revise al menos cada 2 años y siempre que exista un motivo para sospechar que ya no es válida, como por ejemplo si se han modificado o enmendado los sistemas de agua, o si ha cambiado el uso del sistema de agua, o si hay motivos para sospechar que las medidas de control de Legionella ya no funcionan. [ cita requerida ]
La Legionella podría utilizarse como arma y, de hecho, se ha demostrado que la modificación genética de L. pneumophila puede aumentar la tasa de mortalidad en animales infectados hasta casi el 100%. [63] [64] [65] Un ex bioingeniero soviético, Sergei Popov , declaró en 2000 que su equipo experimentó con armas biológicas mejoradas genéticamente , incluida la Legionella . [65] Popov trabajó como investigador principal en el Instituto Vector de 1976 a 1986, luego en Obolensk hasta 1992, cuando desertó a Occidente. Más tarde divulgó gran parte del programa de armas biológicas soviético y se estableció en los Estados Unidos. [ cita requerida ]
(1) Eficacia demostrada de la erradicación de la legionela in vitro mediante ensayos de laboratorio, (2) experiencias anecdóticas en la prevención de la enfermedad del legionario en hospitales individuales, (3) estudios controlados en hospitales individuales y (4) validación en informes confirmatorios de múltiples hospitales durante un tiempo prolongado.
