LA STAGIONE INVERNALE 2018/2019 SOTTO OSSERVAZIONE AL LABORATORORIO DE VITO FAZZI DI LECCE
Introduzione
Le infezioni respiratorie acute (IRA) sono malattie infettive in cui l’apparato respiratorio rappresenta il bersaglio principale o esclusivo dell’agente patogeno. Sono malattie ubiquitarie, altamente contagiose e colpiscono individui di tutte le età, con manifestazioni cliniche più severe in bambini al di sotto dei 5 anni e adulti sopra i 55 anni di età. Le IRA rappresentano un rilevante problema sanitario, in quanto costituiscono una delle maggiori cause di morbilità e di mortalità a livello mondiale, rappresentando infatti la prima causa di ospedalizzazione dei bambini nei Paesi industrializzati ed una delle maggiori cause di mortalità nei Paesi in via di sviluppo1. Oltre ad essere un importante problema sanitario, le infezioni respiratorie sono la principale causa di perdita economica associata ad invalidità temporanee, quali assenze dal lavoro e da scuola.
Gli agenti patogeni coinvolti nell’eziologia delle IRA possono essere di natura virale, batterica, protozoaria e micotica. I virus sono i patogeni di gran lunga più numerosi2 e sono dotati di unadiffusibilità più elevata, anche a causa di una variabilità antigenicamaggiore3, mentre i batteri caratterizzano infezioni a maggiore mortalità, inquanto in grado di causare complicanze con maggior frequenza e associate ad un quadroclinico più grave.
A seconda del distretto interessato dall’infezione, le IRA possono essere distinte in infezioni delle alte vie respiratorie ed infezioni delle basse vie respiratorie4. Spesso, la sede di impianto emoltiplicazione del patogeno coincide con le prime vie aeree, che rappresentano appunto laporta d’ingresso del patogeno nell’individuo. Tra le infezioni delle alte vie respiratorie si possono annoverare riniti, faringiti, tonsilliti, laringiti e otiti medie. Le infezioni del basso tratto invece, che comprendono bronchioliti, bronchiti e polmoniti, sono generalmente più gravi e spesso sono caratterizzate dalla presenza concomitante di diversi tipi di microrganismi. Tra le IRA, gioca un ruolo di rilievo anche l’influenza stagionale, causata da virus influenzali.
A causa della aspecificità dei sintomi, della relativa uniformità di quadri clinici e radiologici e della grande varietà di agenti causali, risulta difficile orientare la diagnosi clinica verso uno specifico agente eziologico. Si tenga presente, infatti, che lo stesso patogeno può causare quadri clinici diversi, a seconda delle caratteristiche immunologiche del soggetto colpito, e che il medesimo quadro clinico può essere causato da patogeni diversi.
Da quanto detto, appare dunque evidente l’esigenza di un approccio biomolecolare per la diagnostica eziologica delle infezioni respiratorie acute. Nel Laboratorio di Microbiologia e Virologia dell’Ospedale Vito Fazzi sono state acquisite alcune metodiche molecolari che consentono una precisa diagnosi eziologica delle IRA.
Dal punto di vista metodologico, abbiamo perseguito una efficace sinergia diagnostica, utilizzando un duplice approccio: da un lato abbiamo attivato un percorso basato su una metodica che utilizza un criterio eziologico più tradizionale e che va ad indagare la presenza o meno di singoli genomi virali, dall’altro un approccio “sindromico”, rapido, che indaga la presenza di una serie di patogeni, tecnica quest’ultima particolarmente utile nei casi di insufficienza respiratoria acuta, quando il tempo per una diagnosi eziologica diventa un fattore critico per l’inquadramento diagnostico e terapeutico del paziente.
I campioni che vengono analizzati con queste tecniche sono rappresentati da materiale respiratorio dei pazienti: in primis tamponi rino/faringei, raccolti con tamponi floccati, ma anche espettorati e lavaggi bronco/alveolari. Nelle due box sottostanti, maggiori dettagli sulle due metodiche e sui patogeni che è possibile individuare con l’aiuto di tali metodiche.
BOX 1 – APPROCCIO TRADIZIONALE
I campioni respiratori vengono sottoposti ad estrazione/purificazione degli acidi nucleici. Successivamente viene allestita una reazionesu piastra di RealTime PCR qualitativa (r-gene, BioMerieux).
Qui di seguito i patogeni che è possibile evidenziare
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Adenovirus Bocavirus |
Influenza A
Influenza B RSV |
Legionella pneumoniae Chlamydophila pneumoniae Mycoplasma pneumoniae |
BOX 2 – APPROCCIO SINDROMICO
La metodologia del FilmArray® svolge in modo automatico le reazioni di estrazione, purificazione e amplificazione dell’acido nucleico virale e batterico presente e nel campione biologico.
Il pannello respiratorio per FILMARRAY™ (BioMerieux) consente il rilevamento automatico rapido (circa 1 ora) e accurato dei patogeni responsabili delle infezioni respiratorie. È in grado di analizzare 17 virus e 3 batteri causa di infezioni delle vie aeree superiori con una sensibilità e una specificità globali del 95 e del 99%, rispettivamente.
| Adenovirus Coronavirus 229E Coronavirus HKU1 Coronavirus OC43 Coronavirus NL63 Metapneumovirus umano Rhinovirus/Enterovirus umano Influenza A |
Influenza A/H1 Influenza A/H1-2009 Influenza A/H3 Influenza B Parainfluenza 1 Parainfluenza 2 Parainfluenza 3 Parainfluenza 4 RSV |
Bordetella pertussis Chlamydophila pneumoniae Mycoplasma pneumoniae |
Risultati
Qui di seguito riportiamo un’indagine epidemiologica sulle infezioni da virus respiratori identificate nel laboratorio di microbiologia e virologia dell’ospedale Vito Fazzi nel periodo che va da dicembre 2018 a tutto aprile 2019, cioè il periodo tipico della sorveglianza epidemiologica relativa all’epidemia influenzale. I campioni analizzati provenivano prevalentemente dal nostro ospedale, e precisamente dai reparti pediatrici (pediatria, UTIN, nido ed oncoematologia pediatrica), medicina generale, malattie infettive, nefrologia, cardiologia, ematologia, pneumologia, rianimazione, ginecologia e chirurgie (neuro- cardio- e chirurgia generale).
Sono stati analizzati anche campioni provenienti da altri ospedali della nostra ASL e precisamente, Scorrano (pediatria, cardiologia, medicina), Gallipoli (pediatria, rianimazione, cardiologia), Galatina (malattie infettive, pneumologia, medicina, gastroenterologia) e Casarano (rianimazione, chirurgia). Inoltre alcuni campioni sono arrivati dalla medicina di base della nostra ASL.
Ovviamente, trattandosi di pazienti per lo più ricoverati in ospedale, non ha senso parlare di dati di incidenza che, quindi, non verranno forniti.
Nel periodo novembre 2018 – aprile 2019 sono stati analizzati 389 campioni respiratori. Qui di seguito in tabella i risultati relativi al numero dei diversi virus identificati.
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Come appare evidente, il ruolo numericamente più rilevante viene svolto dai Virus influenzali. Tra gli altri Virus respiratori, non influenzali, il Virus respiratorio sinciziale (RSV) svolge un ruolo significativo ed è l’unico tra questo gruppo ad avere un andamento epidemico stagionale, come verrà mostrato più avanti.
Virus influenzali
Una peculiarità della presente epidemia influenzale è la presenza quasi esclusiva (123/125) di influenza A. Due soli casi sono stati identificati come influenza B, peraltro nella estrema coda finale dell’epidemia.
Esaminando l’andamento del picco epidemico, questo è stato individuato alla quinta settimana dell’anno 2019, ovverosia la prima settimana di febbraio. Tale andamento rispecchia in modo preciso l’andamento epidemiologico nazionale, così come segnalato dal sistema nazionale di sorveglianza InfluNet5.
Tutti i soggetti pervenuti all’osservazione di questo laboratorio, sono stati analizzati mediante Real Time PCR effettuata su tampone rino-faringeo. Un campione dei casi risultati positivi (43/125) è stato ulteriormente caratterizzato mediante film array, utilizzando il sistema Biofire (BioMerieux). Di questi 43 casi, 36 sono risultati portatori del genotipo H1 ceppo 2009, e 7 casi portatori del genotipo H3. Considerando la distribuzione in età dei casi risultati positivi, si evince che essa è polarizzata in direzione degli estremi di età: individui molto giovani ed individui maturi ed anziani. Tale distribuzione riteniamo sia caratteristica peculiare di una popolazione ospedaliera, ove gli estremi di età rappresentano i gruppi di pazienti più fragili e pertanto quelli maggiormente suscettibili ad un quadro sintomatologico più severo, tale da giustificare un ricovero ospedaliero.
Confrontando i dati aggregati per età, l’andamento dei picchi epidemici appare diverso:
Mentre nei soggetti in età pediatrica (0-14 anni) la maggior parte dei casi (n=29) si manifesta tra la quarta e la sesta settimana del 2019,
Nei soggetti maturi/anziani (>45 anni), oltre al picco della quarta-sesta settimana (n=16) compare un ulteriore picco abbastanza consistente tra la ottava e la nona settimana (n=13), che nei soggetti pediatrici non sembra essere rilevante.
Per capire se questa distribuzione tra individui più giovani e più anziani, relativamente ai picchi epidemici, sia davvero diversa tra i due gruppi di età, abbiamo effettuato un test chi quadro, che ci ha dato modo di poter stabilire che la differenza osservata è statisticamente significativa (p=0,001154).
Nel gruppo di soggetti maturi/anziani abbiamo, inoltre, osservato la presenza di un sottogruppo di portatori di virus A con genotipo H3. La comparsa di questi virus è stata assolutamente tardiva (tra la fine di febbraio e la metà di marzo). I soggetti, ad eccezione di un solo paziente sessantenne, erano tutti compresi tra i 70 e gli 88 anni.
Comorbidità. In 7 casi, è stata rilevata, insieme al virus influenzale A, la contemporanea presenza di un altro potenziale patogeno respiratorio. In 4 casi si trattava di virus respiratorio sinciziale (RSV), in un caso di Rhinovirus, ed in uno di Mycoplasma pneumoniae. In un caso pediatrico è stata rilevata la presenza contemporanea di Adenovirus e Rhinovirus.
Analizzando la distribuzione per reparto di provenienza, appare ancora più evidente che quasi la metà dei casi identificati proviene da reparti pediatrici. Volendo inferire sulla gravità dei quadri clinici, va sottolineato che una discreta porzione di casi (15/125) proviene da reparti di emergenza/urgenza (Rianimazione, UTIC, UTIN neonatale).
Altri virus
Nella nostra casistica, la presenza significativa osservata è quella dei Virus RSV, Adenovirus e Bocavirus.
Virus respiratorio sinciziale (RSV)
RSV è l’agente eziologico più importante nelle infezioni del basso tratto respiratorio negliinfanti e nei bambini di età inferiore ai 2 anni; si stima che metà dei bambini si infetti nelprimo anno di vita.Il 25-40% di questi, può sviluppare patologie a carico del basso tratto respiratorio. La malattia inizia come infezione delle alte vie respiratorie ed entro 1-3 giorni, si verifica la comparsa di febbre, otite media e brividi, mentre dopo 7-12 giorni vi è la remissione della malattia. Nel caso di sintomi quali tosse persistente e comparsa di dispnea, l’infezione può raggiungere le vie inferiori e richiedereil ricovero del soggetto.
Nel periodo novembre 2018 – aprile 2019 abbiamo identificato 40 casi positivi per RSV. Con pochissime eccezioni, si è trattato di individui molto giovani: età in anni = 6.83±19,60.Il grafico di dispersione sottostante rende evidente come una deviazione standard così alta possa derivare da pochissimi casi più anziani, in un gruppo indubbiamente molto giovane.
La comparsa dei casi positivi per RSV ha avuto un andamento tipicamente stagionale, come testimoniato dal grafico.
Va sottolineato che 7 casi sui 40 mostrati, provenivano dall’UTIN, il che testimonia la severità del quadro clinico sostenuto dall’infezione da RSV, in particolare nel periodo neonatale.
Adenovirus
Gli adenovirus sono virus ad alta diffusibilità e molto comuni nella popolazione. La maggior parte delle infezioni da adenovirus decorre asintomatica; se le infezioni sono invece sintomatiche è possibile un ampio spettro di manifestazioni cliniche. La sintomatologia più comune, specialmente nei bambini, è la febbre. Si possono verificare faringodinia, tosse, rinorrea o altri sintomi respiratori. Raramente possono verificarsi bronchioliti gravi e polmoniti.
Nella nostra casistica abbiamo identificato 19 casi di infezione da Adenovirus, e tutti a carico di bambini: età in anni = 3.04±4.19.
Come si vede dal grafico, non sembra esserci una chiara distribuzione stagionale dei casi, ma questi sono piuttosto spalmati lungo tutto il periodo.
Bocavirus Identificato solamente nel 2005, il Bocavirus è oggi considerato uno dei principali agenti virali associato alle infezioni del tratto respiratorio, soprattutto nei bambini con età inferiore ai 3 anni. Studi epidemiologici svolti in aree temperate mostrano come la maggior frequenza di infezione sia presente nei mesi invernali e primaverili. I sintomi clinici più frequenti includono tosse, rinorrea e febbre. Nella nostra casistica abbiamo identificato 11 casi di infezione da Bocavirus, ed anche in questo caso, tutti a carico di bambini: età in anni = 2.29±1.56.
La distribuzione nel tempo dei casi sembra avere in questo caso un andamento stagionale.
Conclusioni
I dati che abbiamo presentato testimoniano della grande diffusione delle virosi respiratorie, prevalentemente ad andamento stagionale, nell’ambito delle infezioni respiratorie acute che richiedono ricovero ospedaliero o, comunque, a carico di pazienti ospedalizzati per altre ragioni. Una corretta diagnosi eziologica di queste patologie è di grande importanza per una impostazione puntuale e precisa della terapia e per evitare inutili terapie antibiotiche che possono risultare costose sia in termini economici che in termini di selezione e diffusione di ceppi resistenti agli antibiotici.
A tale scopo, l’approccio biomolecolare che qui abbiamo presentato permette una diagnosi eziologica rapida e specifica. Il suo valore aggiunto è ulteriormente potenziato dal collegamento, peraltro già esistente, tra il laboratorio di microbiologia e virologia ed i reparti ospedalieri della nostra ASL. Tale collegamento dovrà svilupparsi in ben definiti percorsi diagnostici ospedalieri ed aziendali, per le infezioni respiratorie acute, implementati di nuove tecnologie ed in stretto contato anche con la medicina territoriale.
In questo lavoro purtroppo non è possibile andare oltre l’osservazione epidemiologica poiché risulta difficile ottenere dati clinici sui pazienti, né avere informazioni circa lo stato vaccinale, per quanto riguarda l’influenza, su questa fetta di popolazione. I dati riportati, riteniamo testimonino, tuttavia, l’utilità e la necessità di un approccio innovativo biomolecolare alla diagnostica delle infezioni respiratorie acute.
Direttore U.O.C. Patologia Clinica e Microbiologia. P.O. V. Fazzi – ASL LE
Bibliografia
- World Health Organization. European Hospital Morbidity Database. Copenhagen, WHO Regional Ofce for Europe. Last updated October 2011. data.euro.who.int/hmdb/index.php
- Centers for Disease Control and Prevention. Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Immunization and Respiratory Diseases (NCIRD), Division of Viral Diseases (DVD) Web site. http://www.cdc.gov/ncidod/dvdr/revb/respiratory/eadfeat.htm.
- Hayden F.G. Respiratory viraltreats. Curr Opin Infect Dis, 2006; 19(2):169-178.
- Vos, T, wt al.Global, regional, and national incidence, prevalence, and yearslived with disability for 310 diseases and injuries, 1990-2015: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet 2016; 388 (10053): 1545–1602.
- https://old.iss.it/site/RMI/influnet/Default.aspx