L'esperienza sarda: genetica e ambiente a confronto in una regione ad alta incidenza di diabete di tipo 1 ed implicazioni per la patogenesi della malattia

di Marco Songini

Nel 1989 l'indagine EURODIAB ACE ha iniziato a monitorizzare l'incidenza dell'IDDM nei vari paesi della Unione Europea (1). I risultati ottenuti, se da un lato hanno confermato il gradiente nord-sud europeo e il rischio elevatissimo della Finlandia e degli altri paesi scandinavi, dall'altro hanno identificato e confermato inequivocabilmente il dato anomalo della Sardegna (2),che mostra valori (aggiornati al 31\12\95) di incidenza (36/100.000) praticamente identici a quelli della Finlandia (35.3/100.000). Inoltre, in entrambi i paesi, l'incidenza della malattia ha presentato un costante e progressivo aumento a partire dagli anni '60 e questa tendenza sembra persistere (3). Data l'assoluta mancanza di caratteristiche comuni agli abitanti delle due regioni dal punto di vista genetico, linguistico ed ambientale, si può ipotizzare che un fattore ambientale abbia agito con meccanismo simile in entrambi i paesi. In particolare, per quanto riguarda i sardi, studi di antropologia genetica condotti sulla frequenza di gruppi e sottogruppi sanguigni e sugli alleli HLA hanno mostrato che la popolazione sarda differisce dal resto della popolazione italiana e dalle altre popolazioni europee (finlandesi inclusi) in quanto, nonostante la comune provenienza caucasica , ne rappresenterebbero un ramo filogeneticamente molto più antico (4). Per quanto riguarda l'assetto HLA e l'IDDM, sebbene soggetti affetti da IDDM di entrambe le aree presentino una aumentata frequenza di DR3 e DR4, purtuttavia il DR4 è presente nell'84% dei pazienti finlandesi mentre è espresso nel 73% di quelli sardi. Inoltre, il DR3 è dimostrabile nel 50% degli individui sardi in assenza di IDDM, ma solo nel 16% dei pazienti finlandesi (5). Al fine di comprendere le ragioni del fenomeno Sardegna, nel 1990 nasce il progetto di ricerca "Hot & Cold Spot", al quale collaborano attivamente tutti i diabetologi e i pediatri della Sardegna e che è coordinato da Gianfranco Bottazzo. Tale indagine multidisciplinare integrata prevede, in zone geografiche dell'isola identificate ad alto e basso rischio per IDDM e pre-IDDM, lo studio dei fattori genetici, immunologici ed ambientali che hanno determinato e continuano a determinare l'altissimo rischio per IDDM dei Sardi. Il progetto principale comprende diversi sotto-progetti (Fig.1) :

1. SOTTOPROGETTO HOT & COLD SPOTS PER L'IDDM CONCLAMATO:
   
   • Quando siamo andati ad analizzare geograficamente il dato dell'alta incidenza dell'IDDM in Sardegna (Tab. 1), si è potuto constatare che l'incidenza per la malattia varia significativamente nelle quattro provincie sarde. Più esattamente, la provincia di Oristano è in testa con un tasso di incidenza di 45, seguita da quella di Cagliari con 38, Nuoro 35 e Sassari 30. Abbiamo poi sottoposto ad analisi statistico-epidemiologica per eventuali clusters i dati globali del registro Eurodiab Ace e della leva : mentre da un lato si può osservare una relativa sovrapposizione di incidenza di IDDM nelle stesse aree geografiche, dall'altro si rileva come vadano via via delineandosi cluster spaziali e temporali per rischio particolarmente elevato di malattia (superiore anche allo stesso rischio finlandese) all'interno della provincia "calda" di Oristano (zona di Cabras ed alto Campidano) e nel Sulcis Iglesiente, mentre zona "fredda" si conferma il Nord Sardegna con cluster per particolare basso rischio nella parte Nord Occidentale (Nurra). Va comunque stressato il fatto che le aree cosiddette "a basso rischio" sarde manifestano un' incidenza circa tre volte superiore alla media italiana.
   
   
2. SOTTOPROGETTO HOT & COLD SPOTS PER IL PRE-IDDM:
   • SSIS: al fine di identificare le zone "calde" di pre-diabete nell'isola, è stato completato un primo screening per ICA dei bambini sani in età scolare. Sono stati testati 7672 soggetti su di un totale di 10.000 che ci si era prefissati (Tab. 2). La prevalenza di ICA positività (= e > 5 JDF Units) è risultata del 4.3%. Questo dato è vicino a quello riportato per la Finlandia. L'analisi comparata della distribuzione geografica della prevalenza di ICA positività e dell'incidenza per l'IDDM all'interno dell'isola ha solo parzialmente portato ad una sovrapposizione del rischio per IDDM clinico e per il pre-IDDM: infatti, p.e., la provincia di Oristano, ad alto rischio per IDDM, mostra una bassa prevalenza di ICA positività (2.9 %), mentre quella di Sassari, a basso rischio per IDDM, si segnala con 4.7%, Cagliari con 5.5 % e ultima quella di Nuoro con 3.5%. Ad oggi è stato completato un primo follow up di 1071 scolari per un periodo di 4.8 anni (mediana) (6). Cinque scolari, tutti ICA positivi (quattro IA-2A e due GADA positivi) e con storia familiare positiva per diabete tipo 1 o 2, hanno sviluppato IDDM dai 2 ai 60 mesi dopo l'arruolamento nell' SSIS. Attualmente è in corso, oltre al completamento del follow up per quanto riguarda l'iniziale coorte di 10.000 scolari, lo studio familiare (comprendente la raccolta di dati clinico-anamnestici, il dosaggio dei vari anticorpi predittivi di IDDM e l'esecuzione dei tests funzionali metabolici nei soggetti riscontrati positivi per i markers anticorpali) degli scolari riconfermati ICA positivi e dei loro familiari di primo grado.
   • NSIS: poiché non esistono dati relativi alla storia naturale della malattia risalenti sin al periodo della nascita, abbiamo ritenuto opportuno lanciare il sottoprogetto "neonati" al fine di raccogliere e studiare prospetticamente ed annualmente per 5 anni una coorte di 30.000 neonati sardi . Lo studio pilota è iniziato nel novembre 1993 e ad oggi sono stati raccolti oltre 16.000 campioni alla nascita e circa 10.000 sono stati già testati per le determinazioni anticorpali con una prevalenza della ICA positività del 2.5% per titolo = o >5 JDFU. Anche nel caso dell' SNIS si riconferma il fenomeno osservato nell' SSIS, cioè la discordanza geografica tra prevalenze di ICA (pre-IDDM) e di incidenza (IDDM clinico), con un gradiente Nord-Sud sardo per il pre-IDDM opposto rispetto al gradiente Centro-Sud-Nord osservato per l'IDDM. Al follow up iniziale di circa 1000 bambini all'anno uno, solo un bambino era ancora positivo per ICA (56 JDFU). Questo bambino è diventato successivamente diabetico all'età di 1 anno e 7 mesi mentre la madre era anch'ella ICA positiva (14 JDFU) al tempo del parto ed è ancora sana (7).
   
   
3. SOTTOPROGETTO EMIGRANTI:
   Un primo studio tra i sardi emigrati a Torino avrebbe evidenziato un rischio nettamente più basso tra i sardi a Torino rispetto ai sardi residenti in Sardegna (8) mentre una recente indagine (9) avrebbe riscontrato, tra i bambini laziali con almeno un genitore sardo, un rischio cinque volte maggiore per IDDM rispetto ai bambini laziali senza ascendenti parentali sardi. Si tratterebbe in questi casi della prima volta che si studia la variazione eventuale del rischio per l'IDDM che una popolazione ad alto rischio assume quando esce dal suo habitat naturale di residenza e generalmente si muove verso una zona a rischio inferiore. Infatti, il moto migratorio naturale e più frequente degli ultimi decenni è stato prevalentemente quello da est ad ovest, dal Terzo Mondo verso i paesi dell'occidente civilizzato, dai tropici alle zone temperate del globo, il che significava indubbiamente che si trattava di un tipo di emigrazione da zone a basso rischio di diabete verso quelle a rischio elevato. Noi supponiamo che le mutazioni ambientali realizzatesi nell'isola possano essere responsabili dell'IDDM in proporzione maggiore negli individui suscettibili rimasti nell'isola rispetto a quelli che si sono trasferiti al di fuori della Sardegna. Oggetto della prima fase del nostro studio sugli emigrati sardi è la popolazione sarda emigrata in Lombardia. Abbiamo raccolto gli indirizzi di circa 30.000 individui nati in Sardegna e residenti stabilmente in Lombardia. A questi è attualmente in corso la spedizione di questionari ad hoc per la raccolta di vari dati generali, personali e relativi al diabete con lo scopo di calcolare il rischio per l'IDDM di questa popolazione emigrata, validando i dati grazie alla collaborazione dei registri per l'IDDM già operanti in Lombardia.
   
   
4. SOTTOPROGETTO FATTORI AMBIENTALI:
   • Fattori veterinari: L'attenzione viene volta a malattie di bovini, ovini e caprini ma non sono sottovalutate le specie domestiche quali cani e gatti vari. A tal fine stiamo studiando la diffusione e gli eventuali clusters di malattie che affliggono gli animali in Sardegna (p.e. particolare enfasi viene posta per quanto riguarda le infezioni da retrovirus), la presenza in questi animali di eventuali marcatori serici quali p.e. gli ICA, anticorpi antivirus, etc. e/o la documentazione istologica di una possibile presenza di insulite autoimmune nel loro pancreas. Abbiamo inoltre preso anche in esame il consumo pro capite di latte e i differenti tipi di latte consumato in Sardegna negli ultimi decenni. I primi dati dimostrerebbero che la curva dell'aumento del consumo di latte vaccino in Sardegna, come noi abbiamo osservato dagli anni '60 a questa parte, potrebbe spiegare, seppur in parte, la contemporanea ascesa dell'incidenza di IDDM tra i sardi, considerando inoltre che in letteratura è segnalata una correlazione positiva tra incidenza di IDDM e consumo pro capite di latte vaccino in varie nazioni europee ed extraeuropee, ed ultimamente riconfermato anche per l'Italia, alla luce dei dati riferentesi ad otto regioni italiane (Sardegna inclusa) dove era disponibile e funzionante un registro di malattia (10). Due le discordanze a questo proposito da sottolineare: 1) il consumo procapite sardo (60-70 litri), seppur il più elevato tra le regioni italiane esaminate, è di gran lunga inferiore a quello finlandese (225 litri) e dei paesi nordici ad alto rischio per l'IDDM e pertanto la correlazione positiva delle regioni italiane si perde se il consumo sardo viene inserito all'interno della associazione positiva riscontrata a livello europeo tra paesi a basso ed alto rischio (11); 2) se andiamo ad analizzare e confrontare i dati dei consumi di latte delle quattro provincie sarde e li confrontiamo con le diverse incidenze di IDDM riscontrate si esclude qualsiasi relazione tra i due parametri (Tab.3).
     
     
   • Fattori ecologici:
     1. Temperatura e latitudine: in letteratura è descritta una associazione (positiva) tra piovosità e latitudine-temperatura (negativa) ed IDDM. Quando siamo andati a verificare la situazione sarda, i dati hanno sconfessato l'assunto indicando come la zona più a rischio della Sardegna per l'IDDM (sud-Sardegna) sia anche quella con le temperature medie più alte e con la minima piovosità (Tab. 4).
        
        
     2. Malaria, favismo e talassemia : La malaria è stata debellata in Sardegna solo relativamente di recente, dopo il termine della seconda guerra mondiale. Una prima verifica di un eventuale legame tra zone a diversa prevalenza per malaria (calcolate su dati del 1938 e suddivise sulla base dell'altitudine) e passato ed attuale rischio per IDDM (3) avrebbe sorprendentemente evidenziato come le zone di alta collina o di montagna a basso rischio di malaria siano oggi a maggior rischio per IDDM (12).
        Per quanto riguarda le altre due patologie associate, favismo e talassemia, il comportamento è parallelo a quello dell'endemia malarica.
        
        
5. Nitrati: grazie alla collaborazione gentilmente fornita dall'Istituto di Igiene dell'Università degli Studi di Cagliari (Direttore: Professor Antonio Contu), che ci ha fornito i dati relativi al contenuto di nitrati nelle fonti di acqua potabile delle varie USL della Sardegna, abbiamo valutato l'eventuale associazione tra incidenza di IDDM e livelli di nitrati in Sardegna sia a livello provinciale come di singoli comuni, così come descritto in letteratura per altre zone geografiche (p.e. Colorado, USA e Yorkshire, UK ) (13, 14). I nostri risultati hanno escluso la sussistenza di qualsiasi associazione tra le due variabili considerato anche il fatto che in generale i livelli medi di nitrati in Sardegna (8mg/L) si pongono poco fuori il valore guida (5mg/L) consigliato dall'OMS e che la provincia con i livelli massimi di nitrati, Sassari (13mg/L), presenta il rischio minimo per l'IDDM mentre quella di Oristano, con il rischio più alto, ha livelli di nitrati (8mg/L) nettamente più bassi. Ancora più eclatante è il caso della provincia di Cagliari che con un rischio per l'IDDM secondo a quello della provincia di Oristano presenta i livelli di nitrati (4mg/L) più bassi tra le 4 provincie (Nuoro 6mg/L) (Prof. A. Contu, personal communication).

In sintesi, il progetto Hot & Cold Spot permetterà di comprendere meglio la storia naturale della malattia diabetica di tipo 1 e i fattori genetici ed ambientali ad essa associati con particolare riferimento alla possibilità di creare coorti di individui ben caratterizzati dal punto di vista genetico, immunologico e virologico utilizzando i parametri così definiti per la successiva pianificazione e progettazione di una efficace prevenzione della malattia sia a livello regionale sardo così come nazionale.

BIBLIOGRAFIA

1. Green A., Gale E.A.M., Patterson C.C. for the EURODIAB ACE Study Group: Incidence of childhood-onset insulin-dependent diabetes mellitus: the EURODIAB ACE study. Lancet 339: 905-909, 1992.
2. Muntoni S., Songini M. and the Sardinian Collaborative Group for Epidemiology of IDDM: High incidence rate of IDDM in Sardinia. Diabetes Care 15 (10): 1317-1322, 1992.
3. Songini M., Loche M., Muntoni Sa., Stabilini M., Coppola A., Dessì G., Green A., Bottazzo GF., Muntoni Se.: Increasing prevalence of juvenile onset type 1 (insulin-dependent) diabetes mellitus in Sardinia: the military service approach. Diabetologia 36: 547-552, 1993.
4. Cavalli-Sforza L.L., Piazza A., Menozzi P., Mountain J.: Reconstruction of human evolution: bringing together genetic, archaelogical and linguistic data. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 6002-6006, 1988.
5. Ilonen J. and Rejjonen H: Special genetic features of the populations in Nordic countries as related to risk of IDDM. Diabetes in the Young 29 (1): 10- 15, 1993.
6. Loviselli A., Shattock M., Cambosu M.A., Velluzzi F., Muntoni Sa., Songini M., Collins P., Martino E., Balestrieri A., Bottazzo GF.: Islet Cell Antibodies (ICA) prevalence in 6463 schoolchildren in Sardinia: an extensive study. J. Endocrinol. Invest. 17 (suppl.2 to n. 3): 54, 1994.
7. Songini M., Guaita G., Cossu E., Shattock M., Foxon R., Sepe V., Cirillo R., Bottazzo GF. and the SNI Study Group: The 'Sardinian Newborn IDDM (SNI) Study'. North to south gradient for ICA in 9,174 cord blood samples from Sardinian newly born children. Abstract presentato al 31st Annual Meeting of the European Diabetes Epidemiology Study Group of the EASD, Ostuni (Italy) 5-8 may 1996.
8. Bruno G., Merletti F., Pagano G.: Incidence of insulin-dependent diabetes among Sardinian migrants to northern Italy. Lancet 347: 193, 1996.
9. Muntoni Sa., Fonte M.T., Stoduto S., Marietti G., Crinò A., Bizzarri C., Ciampalini P., Multari G., Matteoli M.C., Suppa M.A., Lucentini L., Sebastiani M.L., Visalli N., Pozzilli P., Boscherini B. e Muntoni S.: Sardinians living in Lazio retain their fivefold incidence of type 1 diabetes compared with the host population. Diabetologia 39 (suppl.1): A16, 1996.
10. Fava D., Leslie R.D.G., Pozzilli P.: Relationship between dairy product consumption and incidence of IDDM in childhood in Italy. Diabetes care 17, 12: 1488-1490, 1994.
11. Muntoni Sa., Loddo S., Stabilini M., Stabilini L., Muntoni Se.: Cow's milk consumption and IDDM incidence in Sardinia. Diabetes Care 17 (4): 346-347, 1994.
12. Songini M., Bernardinelli L., Clayton D., Montomoli C., Pascutto C., Ghislandi M., Bottazzo GF. and the Sardinian Collaborative Group for Epidemiology of IDDM: Mapping of overt IDDM in Sardinia during 1989-94: further evidence for an environmental component in its aetiology. Abstract accettato al 32nd Annual Meeting of the EASD, Wien 1-5 september 1996.
13. Kostraba J.N., Gay E.C., Rewers M., Hamman R.F.: Nitrate levels in community drinking waters and risk of IDDM. Diabetes Care 15, 11: 1505-1508, 1992.
14. Parslow R.C., Law G.R., Bodansky H.J., Williams R., McKinney P.A.: Childhood IDDM is linked to nitrate levels in drinking water. Diabetologia 39 (suppl.1):A16, 1996.

Tabella 1 - INCIDENZA ANNUALE MEDIA DI IDDM IN SARDEGNA 1989-1995

Provincia	0-14/100.000	0-29/100.000
CAGLIARI	38	28
NUORO	35	26
ORISTANO	45	28
SASSARI	30	20
SARDEGNA	36	25

Tabella 2 - PREVALENZA DI ICA IN 7672 BAMBINI SANI IN ETA' SCOLARE

Provincia	Individui (n.)	ICA+ >5 JDF-U n.(%)	ICA+ 5-20 JDF-U (n.%)	ICA+ >20 JDF-U (n.%)
CAGLIARI	1619	144 (5,5)	107 (4,1)	37 (1,4)
NUORO	1916	67 (3,5)	57 (3,0)	10 (0,5)
ORISTANO	1635	48 (2,9)	28 (1,7)	20 (1,2)
SASSARI	1502	71 (4,7)	57 (3,8)	14 (0,9)
SARDEGNA	7672	330 (4,3)	249 (3,2)	81 (1,1)

Figura 1: IL PROGETTO "HOT & COLD SPOTS" IN SARDEGNA

Eurodiab ACE/TIGER IDDM: monitoraggio dell'incidenza Leva militare PRE-IDDM: Popolazione scolare (*) Popolazione neonatale (*) Studi familiari (*) È previsto lo screening delle famiglie dei soggetti ICA+ STUDIO DEI MIGRANTI STUDIO VETERINARIO STUDIO PARALLELO IN FINLANDIA STUDI FUTURI DI PREVENZIONE DELLA MALATTIA

Tabella 3 - CONSUMO DI LATTE E INCIDENZE DI IDDM IN SARDEGNA

Provincia	Consumo annuale pro capite (litri)	Incidenza annua media (x 100000)
Cagliari	52	38
Sassari	67	30
Nuoro	74	35
Oristano	128	45
Sardegna	60-70*	36

[popolazione sarda: 1.600.000 abitanti]
* 90% produzione locale

Tabella 4 - INCIDENZE MEDIE DI IDDM, PIOVOSITA' E TEMPERATURA (1989-1992)

Zona geografica	Incidenze IDDM (100,000)	Temperatura (°C) max min		Piovosità (mm)
NORD (provincia di Sassari)	25	21	11	668
SUD (provincia di Cagliari)	30	23	13	388

---

Marco Songini Vicepresidente ASRIS (Associazione Sarda per lo Studio e la Ricerca dell'IDDM in Sardegna) a nome del Gruppo di Studio "Hot & Cold Spots"
Dr. Marco Songini
Dipartimento di Medicina Interna
Ospedale S.Michele
09134 Cagliari
Italy

---

Data ultimo aggiornamento: Lun, 25 Maggio 1998 6:30.00
URL: http://www.progettodiabete.org/expert/e1_24.html

[Indice] [Il nostro sito] [Il diabete] [Associazioni] [Servizi] [Leggi] [Community] [Notizie] [Pubblicazioni] [Passatempo] [Altri siti] [Cerca] [Lettere]