Tubercolosi (TB) malattia infettiva e contagiosa causata dal batterio Mycobacterium tuberculosis (bacillo di Koch,, 1882)

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1 Tubercolosi (TB) malattia infettiva e contagiosa causata dal batterio Mycobacterium tuberculosis (bacillo di Koch,, 1882) nella maggior parte dei casi, interessa i polmoni si trasmette attraverso goccioline di aerosol emesse dal malato durante la fonazione, i colpi di tosse, gli sputi e gli starnuti la maggior parte delle persone che entrano a contatto con MT NON sviluppa la TB l infezione può però essere generalizzata o coinvolgere in modo selettivo altri distretti corporei, in particolare: meningi, linfonodi, ossa, apparato urogenitale

2 La tubercolosi nel mondo dell arte

3 Edvard Munch ( ) "Bambina malata". Munch dipinge l'agonia della sorella Sophie morta di TB a 15 anni. La sua memoria ritorna alla perdita della madre, quando Munch aveva soltanto 5 anni. Cinque versioni del dipinto "Bambina malata.

4 Epidemiologia Una malattia persistente Rappuoli R. Nat Med 2004

5 CAUSES OF TB RESURGENCE Societal issues poverty, overcrowding, IMMIGRATION Political issues war, resettlement, IMMIGRATION Health issues malnutrition, drug abuse, HIV infection, immunosuppression Economic issues drug costs, health care

6 Control of tuberculosis, which is undermined by the human immunodeficiency virus (HIV) epidemic, is seriously jeopardized by multidrug resistant strains, for which treatment is complex, more costly, and less successful

7 TB e AIDS M. tuberculosis accelera la progressione dallo stato di sieropositività all AIDS conclamato La TB è causa di morte nel 25% dei malati AIDS L infezione HIV costituisce un alto fattore di rischio per la progressione della infezione tubercolare e sviluppo della malattia TB-HIV coppia maledetta

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9 DOTS directly observed therapy, short-course chemotherapy L'Oms ha promosso una strategia denominata Dots 1) impegno politico alla lotta contro la Tbc; 2) diagnosi basata sul riscontro microbiologico del micobatterio; 3) assunzione da parte dei pazienti della terapia supervisionata da operatori sanitari o volontari (Dot); 4) garanzia di fornitura ininterrotta di farmaci ai centri di cura; 5)valutazione del risultato del trattamento.

10 The report, "Anti-tuberculosis drug resistance in the world", is based on data collected between 2002 and 2006 on TB patients in 81 countries. WHO estimates there are nearly half a million new cases of MDR-TB a year, which is about 5% of nine million new TB cases of all types. The highest rate was recorded in Baku, the capital of Azerbaijan, where nearly a quarter of all new TB cases (22.3%) were reported as multidrugresistant. Proportions of MDR-TB among new TB cases were 19.4% in Moldova, 16% in Donetsk in Ukraine, 15% in Tomsk Oblast in the Russian Federation, and 14.8% in Tashkent in Uzbekistan. These rates surpass the highest levels of drug resistance published in the last WHO report in Surveys in China also suggest that MDR-TB is widespread there.

11 DRUG RESISTANT TUBERCULOSIS Multi-drug resistant TB (MDR TB): Resistance to at least isoniazid & rifampin. Treatment requires use of second-line (SLDs)) drugs. Extensively drug-resistant resistant TB (XDR): resistance to isoniazid & rifampin & at least 3 of the 6 main classes of SLDs. ceppi MT-XDR= MDR + resistenti ad almeno un chinolonico e un antitubercolare iniettabile (aminoglicosidi o capreomicina).

12 Micobatteri di interesse clinico M. tuberculosis complex M. Tuberculosis hominis M. bovis M. bovis BCG M. africanum M. canettii M. microti M. leprae micobatteri non tubercolari o MOTT (mycobacteria other than tuberculosis)

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14 Mycobacterium tuberculosis Classificazione: Ordine Actinomycetales famiglia Mycobacteriaceae genere Mycobacterium Morfologia: bacillo lungo da 1 a 5 μm, diametro μm Caratteristiche: parete complessa crescita lenta: tempo medio di duplicazione 15 ore Agente eziologico della tubercolosi (TBC) 1 a causa di morte per infezione batterica

15 Ziehl-Neelsen Fluorescenza 1000x 400x

16 Mycobacterium BAAR Esame batterioscopico diretto NON permette di distinguere M. tuberculosis da altri micobatteri

17 Mycobacterium tuberculosis Bacillo acido-resistente, non mobile e non sporigeno. Non produce tossine. Intracellulare, aerobio obbligato, idrofobico. Si riproduce lentamente, richiede alte concentrazioni di ossigeno per la divisione cellulare e per le attività metaboliche.

18 6,6 -TREHALOSE DIMYCOLATE (TDM) FATTORE CORDALE Mycolic acid Mycolic acid LA PARETE E RICCA DI ACIDI MICOLICI

19 6,6 -TREHALOSE DIMYCOLATE (TDM) FATTORE CORDALE

20 TRASMISSIONE DI MT Il bacillo di Koch viene trasmesso, nella maggior parte dei casi, da un malato con tubercolosi polmonare bacillifera ad altre persone sane (adulti, bambini) attraverso i NUCLEI di GOCCIOLINE (droplet nuclei) aerosolizzati con: TOSSE (1 colpo tosse 3000 nuclei) ATTO DI PARLARE (3000 nuclei) STARNUTI (oltre 3000 nuclei)

21 TRASMISSIONE DELLA TB Particelle aeree che contengono il M.tuberculosis (droplet nuclei) vengono emesse da un Persone pz affetto con contatti da TB con contagiosa pz TB quando tossisce, starnutisce, canta. Persone povere, homeless people I contatti stretti sono quelli a piu elevato rischio di infezione tubercolare. Malnutrizione Le persone con infezione tubercolare, Carcerati ma senza malattia attiva NON sono contagiose. Alcolisti e IVDUs PROBABILITÀ DI TRASMISSIONE TB Patologie croniche e debilitanti, diabete Infettività della persona infettata con AIDS la TB malattie autoimmunitarie Ambiente di esposizione Durata dell esposizione Virulenza del microrganismo Competenza immunologica dell ospite Silicosi CATEGORIE A RISCHIO immunosoppressori o farmaci che agiscono bloccando il fattore di necrosi tumorale Terapia con corticosteroidei o TNF

22 CARATTERISTICHE DEL PAZIENTE CHE AMPLIFICANO LA TRASMISSONE Pazienti con Patologia polmonare, delle alte vie aeree o della laringe Presenza di tosse produttiva Presenza di BAAR nell escreato Mancato utilizzo da parte del paziente di mascherine che coprano bocca e naso, soprattutto nell atto di tossire o starnutire Cavitazioni polmonari radiologicamente dimostrate Durata troppo breve della terapia Terapia inappropriata

23 CARATTERISTICHE DELL AMBIENTE CHE AMPLIFICANO LA TRASMISSONE Ambienti di soggiorno piccoli e chiusi Inadeguata ventilazione locale o generale Ricircolo di aria che contenga droplet nuclei E opinione corrente che sia indispensabile un contatto ravvicinato e prolungato, sebbene anche solo 1 bacillo tubercolare può bastare a infettare un soggetto sano.

24 Tubercolosi: trasmissione Self-Cure 90% Infection Initial containment 95% Early Progression - 5% Fast TB Late Progression - 5% Reactivation TB

25 COMPLESSO PRIMARIO Lesione aspecifica polmonare: alveolite essudativa che può riassorbirsi con restitutio ad integrum oppure evolvere verso la necrosi caseosa - polmone: insieme di elementi nodulari confluenti sede di necrosi caseosa - adenite satellite interessante i linfonodi polmonari e mediastinici

26 IMMUNITA E PATOGENESI Lo sviluppo e l evoluzione dell infezione tubercolare sono condizionati da diversi fattori, alcuni legati al microrganismo (carica microbica), altri all ospite I meccanismi dell immunità cellulare e dell ipersensibilità di tipo ritardato hanno un ruolo patogenetico essenziale nel determinare la storia naturale dell infezione nel singolo paziente

27 IMMUNITA E PATOGENESI immunità cellulo-mediata Determina l attivazione dei macrofagi per la distruzione dei bacilli da essi fagocitati (risposta antigene specifica mediata dai linfociti T) ipersensibilità di tipo ritardato Porta alla distruzione dei macrofagi NON attivati in cui si moltiplicano i micobatteri colliquazione e necrosi caseosa

28 IMMUNITA E PATOGENESI linfociti TH1 producono interferone, IL- 2 e TNF attivando i macrofagi distruzione MT intracellulari linfociti TH 2 determinano un meccanismo opposto producendo IL- 10 ed altre citochine che sopprimono l attività dei macrofagi intervento di linfociti CTL, cellule NK ed interazioni anticorpo-dipendenti tra i linfociti citotossici

29 Patogenesi Il ruolo dei linfociti T Essendo un microrganismo intracellulare, la risposta a MTB è basata sull immunit immunità cellulo-mediata I linfociti T CD4 + riconoscono gli antigeni presentati e amplificano la risposta immune verso MTB soprattutto attraverso la produzione di IFN-γ reclutando altre cellule flogistiche Diversi fattori possono ridurre l efficienza l dei linfociti T CD4 + : coinfezione di HIV età farmaci ad azione immunosoppressiva Rook G.A.W. et al. Eur Respir J 2001

30 PASSAGGI CHIAVE DELL IMMUNITA ANTITUBERCOLARE Evento chiave Citochine coinvolte Ingresso nel macrofago e vita intramacrofagica TNF-α, IL-1β, IL-12 Attivazione T-dipendente del macrofago IFN-γ, TNF-α Granuloma tubercolare IL-1β, IFN-γ, IL-2 Uccisione del macrofago infetto mediante linfociti T CD8+ ed altre cellule IFN-γ, IL-2

31 Patogenesi

32 Patogenesi Dall esposizione alla malattia Fondamentale è il rapporto tra attività battericida dei mφ e virulenza dei bacilli Fondamentale è l immunità cellulo-mediata * Rischio molto maggiore negli immunodepressi Esposizione a caso contagioso Infezione: MTB prolifera nello spazio extracellulare e vengono reclutate cellule infiammatorie (nel 95% dei casi le cellule T controllano l infezione, che rimane subclinica) Infezione latente: MTB controllato dal sistema immunitario per tutto il resto della vita Riattivazione (5% di rischio durante il resto della vita) * Non infezione: i macrofagi alveolari (mφ) uccidono MTB (il 5% va incontro a malattia attiva entro 1-2 anni) * TB attiva e sintomatica: I soggetti possono trasmettere la malattia ad altri

33 Patogenesi L infezione Dopo l infezione, l il periodo d incubazione della tubercolosi varia da poche settimane ad una vita intera George W. Comstock Comstock (1974) Anche a guarigione avvenuta, per anni o per tutta la vita MTB può restare quiescente all interno dei macrofagi o del materiale necrotico

34 Diagnosi di Tubercolosi Anamnesi ed esame obiettivo Skin test Radiografia del torace Esame batterioscopico Coltura Metodi molecolari Test in vitro di suscettibilità ai farmaci antitubercolari

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36 SKIN TEST MANTOUX (intradermo-reazione) Metodo di screening per infezioni tubercolari in adulti e bambini Iniezione intradermica di 0.1 ml contenenti 5 unità di tubercolina, usualmente si usa il PPD La lettura del test cutaneo va eseguita dopo ore

37 il soggetto che ha immunità specifica produce una papula (lettura dopo h) si misura l infiltrato, l non l eritemal 5 mm 10 mm 15 mm Cut-off di positività per gruppi di rischio 5 mm 10 mm 15 mm - HIV positivi - contatti recenti di TB - Rx compatibile con TB - trapiantati e immunosoppressi - immigrati di recente da aree ad alta prevalenza - tossicodipendenti ev - residenti e operatori di ambienti a rischio - silicosi, diabete mellito, IRC, leucemie, carcinomi - soggetti senza fattori di rischio

38 CAUSE DI TEST FALSO POSITIVO Infezioni con MOTT Vaccinazione con BCG FALSO NEGATIVO TB acuta Infezione HIV Altre immunopatie o trattamenti immunosoppressivi Infezioni virali Vaccinazione antiepatite Insufficienza renale Denutrizione

39 Diagnosi di infezione latente Test basati su IFN-γ Diagnosi test in vitro che misurano l IFNl IFN-γ rilasciato dai linfociti T in risposta ad antigeni tubercolari per la stimolazione vengono utilizzati gli antigeni ESAT-6 e CFP- 10, specifici per MTB ed assenti nel BCG QuantiFERON-TB Gold : misura la quantità di IFN-γ prodotto, attraverso tecnica Elisa T-SPOT. SPOT.TBTB : misura il numero di linfociti T che producono IFN-γ,, attraverso tecnica Elispot Pai M. et al. Lancet Infect Dis 2004

40 Raccomandazioni del CDC sulla diagnosi di laboratorio di M. tuberculosis Metodi raccomandati Microscopia in fluorescenza Terreno liquido + terreno solido Identificazione rapida MTC (sonde DNA, NAP test, HPLC, test di amplificazione) DST in terreno liquido Tempi di refertazione Esame microscopico entro 24 ore Identificazione MTC entro 14-21gg. DST dei ceppi MTC entro 28 gg. I test di amplificazione NON sostituiscono l esame batterioscopico e colturale

41 Esame microscopico colorazione di Ziehl-Neelsen fluorescenza tecnica scarsamente sensibile e non specie-specifica

42 ZIEHL-NEELSEN STAIN

43 ESAME COLTURALE necessario trattamento decontaminante (lentezza di crescita BK, presenza di flora microbica) semina su terreni solidi specifici: terreno classico all uovo: Lowenstein-Jensen agarizzato: Middlebrook 7H10 o 7H11 inoculo in sistemi in brodocoltura: metodo radiometrico pressometrico, fluorimetrico sviluppo di batteri notevole accorciamento dei tempi di crescita maggior sensibilità e necessario procedere all esame microscopico ed all identificazione degli isolati

44 Osservazione macroscopica M. tuberculosis su L-J Colonie a forma di cavolfiore BCG su lowenstein-jense M. tuberculosis Mycobacterium africanum Su L-J Su Coletsos

45 MOTT su Lowenstein-Jensen

46 Laboratorio BL III M. tuberculosis è un agente biologico di gruppo 3. (D.Lgs 626/94 all art. 74) Locale dedicato Pressione negativa Cappa di classe II Centrifuga dedicata Contenitori a tenuta

47 "Xpert MTB / RIF" permette in 2 h di diagnosticare la tubercolosi, partendo da un campione di espettorato decontaminato

48 FARMACI ANTITUBERCOLARI PRIMA SCELTA ISONIAZIDE RIFAMPICINA STREPTOMICINA RIFABUTINA ETAMBUTOLO PIRAZINAMIDE FARMACI ANTITUBERCOLARI DI SECONDA SCELTA Cicloserina Etionamide Levofloxacina Moxifloxacina Ciprofloxacina Gatifloxacina Acido paraminosalicilico Amikacina Kanamicina Capreomicina

49 Farmaci antitubercolari di I scelta Streptomicina 1943 isoniazide 1952 Pirazinamide 1954 Cicloserina 1955 Etambutolo 1962 Rifampicina 1963

50 Trattamento farmacologico Terapia combinata Farmaci di I linea Anno di Introd. TBC Target Molecolare Gene(i) coinvolti nella farmaco resistenza Frequenza di Mutazione Streptomicina (SMP) Proteine ribosomiali rpol, rrs, stra, 10-8 Isoniazide (INH) Rifampicina (RMP) Etambutolo (EMB) Sintesi acidi micolici RNA polimerasi Sintesi arabino galattano katg inha 10-8 rpob emb A, B, C 10-7 Pirazinamide (PZA) Pirazinamidasi pnca 10-7

51 TERAPIA Isoniazide + rifampicina + pirazinamide + etambutolo per almeno 2 mesi successivamente isoniazide + rifampicina per 4 mesi (forme polmonari); per 9 mesi (forme extrapolmonari) TB Resistante - 6 farmaci per 24 mesi (second line drugs are not so effective)

52 Second-Line Drug Classes for MDR TB Treatment Aminoglycosides Amikacin, Kanamycin Polypeptides Capreomycin First line drugs + Fluoroquinolones Thioamides Ciprofloxacin, Ofloxacin Ethionamide, Prothionamide Serine analogues Cycloserine PAS WHO. Guidelines for the programmatic management of drug-resistant tuberculosis

53 BCG IMMUNIZATION Kaufmann Nature Reviews Immunology advance online publication; published online 18 August 2006 doi: /nri1920

54 Prevenzione Vaccinazione con BCG BCG deriva da un ceppo attenuato di M. bovis La vaccinazione routinaria è raccomandata alla nascita nei paesi ad alta prevalenza di TB Bassa efficacia: 0-80% Protezione dei bambini da forme severe (meningiti e miliari) Effetti collaterali (1-10%): 10%): ulcerazione locale e linfoadenite Determina positività al TST, che diminuisce col passare degli anni Brewer T.F. Clin Infect Dis 2000

55 VACCINAZIONE CON BCG: Sicuramente utile: attuali indicazioni Neonati e bambini < 5 aa, Mantoux negativi, conviventi con TB contagiosa con persistente rischio di contagio Neonati e bambini < 5 aa, Mantoux negativi, conviventi con TB contagiosa aventi scarso accesso al SSN (bambini immigrati) Dovrebbe essere offerta a : Operatori sanitari esposti a BK-MDR in cui non si può ricorrere al follow-up e alla terapia preventiva Operatori sanitari esposti che presentino controindicazioni all uso della chemioterapia preventiva Gazzetta Ufficiale, 18 febbraio 1999 : linee guida