Popolazione microbica residente

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2 Le vie aeree Si dividono in SUPERIORI ed INFERIORI. Particelle di dimensioni superiori a 10 µm si depositano nel faringe, quelle inferiori a 3 µm possono raggiungere gli alveoli. Cellule epiteliali dotate di ciglia (200 ciglia per 500 movimenti/minuto) Epiteli ricoperti di muco, con sostanze antimicrobiche come lisozima, lattoferrina, IgA. Negli alveoli: macrofagi alveolari.

3 Popolazione microbica residente Batteri normalmente presenti: streptococchi viridanti, batteri anaerobi, Branhamella. Miceti: Candida albicans, Actinomyces. Batteri potenzialmente patogeni per le vie respiratorie inferiori o per altri distretti: Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis. Nel soggetto sano le vie respiratorie al di sotto della laringe sono sostanzialmente sterili, o solo transitoriamente colonizzate da batteri rapidamente allontanati dalle difese.

4 Eziologia delle infezioni respiratorie I virus sono responsabili della maggior parte delle faringiti. I batteri sono la causa più importante di otite media, sinusite, epiglottidite, bronchite e polmonite.

5 Infezioni delle vie aeree superiori Faringite: se rino-faringite nella stragrande maggioranza dei casi l eziologia è virale. Tra i virus: rhinovirus, adenovirus, virus parainfluenzali, virus di Epstein Barr in corso di mononucleosi. Tra i batteri: Streptococcus pyogenes β-emolitico di gruppo A. Laringite: origine virale. Epiglottidite: batterica (Haemophilus influenzae tipo b). Otite media e sinusite: batterica (Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis).

6 Faringite streptococcica Imponente edema accompagnato da petecchie nel palato molle ed ugola. Febbre, cefalea, linfoadenite cervicale dolente. Può esserci esantema, definito SCARLATTINA, a partire dalle estremità per poi propagarsi fino al tronco. Lingua a fragola ed esantema dovuti a tossine. Senza trattamento può dare malatia reumatica, malattia autoimmune dovuta alla somiglianza di alcuni epitopi della proteina M streptococcica con proteine del tessuto miocardico (miosina, fosforilasi, ecc).

7 Infezioni delle vie aeree inferiori

8 La polmonite è 1. una malattia seria e molto piu diffusa di quanto si pensi 2. fatale in alcune popolazioni a rischio 3. di relativamente facile diagnosi clinica 4. di non facile classificazione epidemiologica (polmoniti acquisite in comunita in ambiente ospedaliero associate alla ventilazione meccanica associate a ricoveri in lungodegenza) 5. di non facile classificazione eziologica (agente che sostiene infezione). Nei bambini 80% causate da virus, negli adulti meno del 10-20% virali.

9 La polmonite è 1. una malattia seria e molto piu diffusa di quanto si pensi 2. fatale in alcune popolazioni a rischio 3. di relativamente facile diagnosi clinica 4. di non facile classificazione epidemiologica (polmoniti acquisite in comunita in ambiente ospedaliero associate alla ventilazione meccanica associate a ricoveri in lungodegenza) 5. di non facile classificazione eziologica (agente che sostiene infezione). Nei bambini 80% causate da virus, negli adulti meno del 10-20% virali.

10 INFEZIONI DELLE BASSE VIE RESPIRATORIE: DATI GENERALI IN ITALIA NUMERO VISITE TOTALI NUMERO VISITE PER INFEZIONI DELLE BASSE VIE RESPIRATORIE (4%) NUMERO PRESCRIZIONI TOTALI NUMERO PRESCRIZIONI PER INFEZIONI DELLE BASSE VIE RESPIRATORIE (6%)

11 EPIDEMIOLOGIA delle POLMONITI ACQUISITE in COMUNITA In U.S.A. ed Europa: n.6 come causa di morte e n.1 tra le malattie infettive Incidenza: in Italia si stima un incidenza di 12/1000 all anno. Se ne ricovera il 3% Sesso maschile è colpito più di quello femminile Fasce di età più colpite: < 5 anni ( 25/1000/anno) e > 75 anni ( 30/1000/anno) EPIDEMIOLOGIA delle POLMONITI OSPEDALIERE Negli U.S.A. sono colpiti pazienti ( % di tutti i ricoverati) 3 posto dopo le infezioni urinarie e le ferite chirurgiche Frequenza: rianimazioni, reparti internistici (pneumologia), reparti chirurgici, reparti ostetrici Età: 35 aa (0.5%) > 65 aa (1.5%) Mortalità: 15%. Tassi più alti se è presente batteriemia o se l agente eziologico è P. Aeruginosa o Acinetobacter spp.

12 La polmonite è 1. una malattia seria e molto piu diffusa di quanto si pensi 2. fatale in alcune popolazioni a rischio 3. di relativamente facile diagnosi clinica 4. di non facile classificazione epidemiologica (polmoniti acquisite in comunita in ambiente ospedaliero associate alla ventilazione meccanica associate a ricoveri in lungodegenza) 5. di non facile classificazione eziologica (agente che sostiene infezione). Nei bambini 80% causate da virus, negli adulti meno del 10-20% virali.

13 MORTALITA PER MALATTIE POLMONARI IN ITALIA Di polmonite si muore ancora!

14 MORTALITA Decessi per infezioni della basse vie respiratorie nei Paesi Sviluppati negli anni 1990 Età (anni) Popolazione fragile e con comorbidita Decessi stimati (x10 3 ) Geneva: WHO; 1994

15 FATTORI CHE INFLUENZANO LA MORTALITA PER POLMONITE INVECCHIAMENTO IMMUNODEPRESSIONE (HIV, Farmaci). DIFFUSIONE DI INFEZIONI E RESISTENZE agli ANTIBIOTICI. UNITA DI TERAPIA INTENSIVA AUMENTO DELLE PATOLOGIE CRONICHE PROLUNGATA SOPRAVVIVENZA A VARIE PATOLOGIE GRAVI

16 La polmonite è 1. una malattia seria e molto piu diffusa di quanto si pensi 2. fatale in alcune popolazioni a rischio 3. di relativamente facile diagnosi clinica 4. di non facile classificazione epidemiologica (polmoniti acquisite in comunita in ambiente ospedaliero associate alla ventilazione meccanica associate a ricoveri in lungodegenza) 5. di non facile classificazione eziologica (agente che sostiene infezione). Nei bambini 80% causate da virus, negli adulti meno del 10-20% virali.

17 Cosa e la polmonite?

18 Definizione di Polmonite Per il clinico: costellazione di sintomi e segni in associazione ad almeno una opacità alla radiografia del torace.

19 Polmonite Presentazioni cliniche Sintomi tipici: febbre, tosse, espettorato spesso muco-purulento, dolore toracico pleurico, brividi e dispnea, shock Sintomi atipici: cefalea, nausea, vomito, diarrea, mialgie, artralgie ed astenia, herpes labialis Nell anziano: comparsa o peggioramento della confusione mentale. Esordio piu subdolo Segni tipici: tachipnea, tachicardia, ridotta espansibilità toracica, soffio bronchiale, crepitii, sibili e sfregamenti pleurici. Esami del sangue: leucocitosi o leucopenia, iperglicemia, ipofosfatemia, innalzamento transaminasi, creatinchinasi, lattato deidrogenasi

20 La polmonite è 1. una malattia seria e molto piu diffusa di quanto si pensi 2. fatale in alcune popolazioni a rischio 3. di relativamente facile diagnosi clinica 4. di non facile classificazione epidemiologica (polmoniti acquisite in comunita in ambiente ospedaliero associate alla ventilazione meccanica associate a ricoveri in lungodegenza) 5. di non facile classificazione eziologica (agente che sostiene infezione). Nei bambini 80% causate da virus, negli adulti meno del 10-20% virali.

21 Polmoniti Classificazione Epidemiologica Acquisite in comunità (Community Acquired Pneumonia) CAP Polmoniti Nosocomiali (Hospital Acquired Pneumonia) HAP Polmoniti associate a Cure sanitarie (lungodegenza od hospice) (Health-Care Acquired Pneumonia) HCAP VAP: polmonite che insorge dopo almeno 48 ore di ventilazione meccanica

22 Community Acquired Pneumonia - Eziologia Streptococcus pneumoniae Haemophilus influenzae Neisseria meningitidis Moraxella catharralis Klebsiella pneumoniae Staphylococcus aureus Mycoplasma pneumoniae Chlamydia pneumoniae Legionella pneumophila Batteri atipici Virus influenzali e parainfluenzali Adenovirus Virus Respiratorio Sinciziale

23 Fattori che modificano la microbiologia delle CAP Condizione Alcolista Recente terapia antibiotica BPCO/fumatore Patogeni di comune riscontro S. pneumoniae (compresi ceppi farmaco resistenti), anaerobi, bacilli Gram -, M. tuberculosis S. pneumoniae farmaco-resistente P. aeruginosa S. pneumoniae, H. influenzae, M. catarrhalis Degente casa di riposo S. pneumoniae, H. influenzae, anaerobi, bacilli Gram -, S. aureus, M. tuberculosis Scarsa igiene orale Anaerobi Esposizione a uccelli o animali Chlamydia psittaci, Coxiella burneti, Francisella tularensis, Criptococcus neoformans Epidemia influenzale S. pneumoniae, H. influenzae, S. aureus Aspirazione Pneumopatia strutturale (bronchiectasie, fibrosi cistica, ) Droghe endovenose Anaerobi P. aeruginosa, Pseudomonas cepacia, S. aureus S. aureus, anaerobi

24 Hospital Acquired Pneumonia - Eziologia Insorgenza Precoce HAP: maggior probabilità di patogeni sensibili ai comuni antibiotici Insorgenza Tardiva HAP: più alta probabilità di Multi Drug Resistance pathogens Pseudomonas aeruginosa Klebsiella, Enterobacter, Serratia species Acinetobacter species, Stenotrophomonas maltophilia Methicillin-resistant Staphylococcus aureus nosocomiale Streptococcus pneumoniae e Hemophilus Influenzae Legionella pneumophila Funghi e Virus

25 Health-Care Acquired Pneumonia - Eziologia

26 ! ATTENZIONE: a parita di eta del paziente le HCAP sono associate ad una piu alta mortalita rispetto alle CAP!

27 La polmonite è 1. una malattia seria e molto piu diffusa di quanto si pensi 2. fatale in alcune popolazioni a rischio 3. di relativamente facile diagnosi clinica 4. di non facile classificazione epidemiologica (polmoniti acquisite in comunita in ambiente ospedaliero associate alla ventilazione meccanica associate a ricoveri in lungodegenza) 5. di non facile classificazione eziologica (agente che sostiene infezione). Nei bambini 80% causate da virus, negli adulti meno del 10-20% virali.

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30 Virus influenzali Orthomyxoviridae, envelope, ssrna, suddiviso in 7-8 segmenti. Sierotipi A, B, C per diversi antigeni (ribonucleoproteine). Virus A e B hanno membrana glicolipidica (membrana citoplasmatica ospite). Virus A e B possiedono glicoproteine HA (emoagglutinina) e NA (neuroaminidasi). Virus C non ha NA.

31 Virus influenzali Emoagglutinina serve come punto di attacco dei virus alle cellule resp. umane, facilitandone la fusione con la membrana cellulare. HA induce anticorpi neutralizzanti. Neuroaminidasi serve per diffusione dell infezione. NA induce anticorpi che bloccano la liberazione del virus dalle cellule infette. Ospiti vertebrati. Importanti per epidemiologia: uccelli, maiale.

32 Virus influenza A Causa epidemie e pandemie. Sottotipi virali per HA e NA, per processi di mutazione e ricombinazione. Negli uccelli 16 HA e 9 NA. Nell uomo 3 HA (H1, H2 e H3) e 2 NA (N1 e N2). Nel maiale 2 HA e 2 NA. Drift e shift antigenico: Drift: lievi modifiche (anche per virus B); mutazioni puntiformi. Shift: modifiche sostanziali. Per lo shift si osserva uno scambio di interi frammenti di HA (meno NA) in cellule che sono co-infettate da virus A di origine diversa (aviaria, suina).

33 Virus parainfluenzali Paramyxoviridae, envelope, ssrna- non segmentato. 4 sierotipi (1, 2, 3, 4). HA e NA ma non shift o drift. Virus respiratorio sinciziale Paramyxoviridae, envelope, ssrna- non segmentato. No HA, nè NA.

34 Adenovirus Adenoviridae, NO envelope, dsdna. Oltre 100 differenti sierotipi. Diffusione per via respiratoria o oro-fecale. Antigene comune di gruppo. Rhinovirus Picornavirus, piccoli, NO envelope, ssrna+. 89 sierotipi (raffreddore). Coronavirus Coronaviridae, envelope, ssrna+. Ampia diffusione (raffreddore nel ~10%). SARS-CoV (2003).

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36 Streptococcus pyogenes Gram +, rotondeggianti (cocchi), catene più o meno lunghe. Metabolismo fermentativo (anaerobio), tollerano però ossigeno. Capsula: fattore anti-fagocitario. Proteina M: fattore anti-fagocitario, esistono 80 sierotipi diversi. Adesina: ac. lipoteicoico della parete. Tossine: esotossine pirogeniche A, B, C responsabili di scarlattina. Tossina S.

37 Streptococcus pneumoniae Gram +, diplococchi. Metabolismo fermentativo (anaerobio), tollerano però ossigeno. Capsula (84 sierotipi differenti). I ceppi privi di capsula non causano malattie, gli altri evadono fagocitosi. Sostanza C nella parete batterica. Nel siero umano c è β-globulina, chiamata proteina C reattiva, perché reagisce contro sostanza C pneumococcica. Complesso ProtC reat+sostc attiva complemento. Liberazione mediatori infiammazione e opsonizzazione pneumococco. ProtC-reattiva è presente in molte condizioni, non solo in corso di infezioni da pneumococco.

38 Corynebacterium diphtheriae Bacillo aerobio, Gram +. Produce esotossina inibente sintesi proteica. Epidemia Russia fine anni 90. Bordetella pertussis Cocco-bacillo aerobio, Gram -. Capsulato. Tossina ADP-ribosilante, citotossina che agisce a livello tracheale. Emolisina (uccide insieme alla citotossina le cellule epiteliali cigliate). Endotossina: febbre.

39 Pseudomonas aeruginosa Bacillo aerobio, Gram -, mobile. Tossina A, inibisce le sintesi proteiche come tossina difterica. Enzimi proteolitici capaci di distruggere i tessuti. Mycobacterium tuberculosis Bacillo alcool-acido resistente, si colora di rosso con metodo di Ziehl- Neelsen. Cresce in aerobiosi a 37 C, tempo medio di replicazione ore. Parete cellulare ricca di cere.

40 Mycobacterium tuberculosis Stimola attività proinfiammatoria dei monociti (come LPS)

41 Mycobacterium tuberculosis I micobatteri possiedono varie proteine importanti per la crescita, la virulenza e la sopravvivenza intracellulare. Hanno inoltre proteasi coinvolte nell azione distruttiva del tessuto polmonare.

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43 Mycoplasma pneumoniae Procarioti più piccoli capaci di vita extra-cellulare. Privi di peptidoglicano, alcuni hanno steroli nella membrana. Aderiscono alla mucosa che riveste le vie aeree grazie all adesina che induce ciliostasi. Compromettono la funzione delle ciglia per produzione di sostanze tossiche (H 2 O 2 ). Infiltrati di cellule mononucleate intorno ai bronchi e ai bronchioli. Broncopolmonite soprattutto in età giovanile, talora anche in bimbi < 5 aa. e anziani.

44 Legionella pneumophila Gram -, aerobio, mobile, intracellulare facoltativo, si replica nei macrofagi. Noti 16 gruppi sierologici, di cui quelli da 1-7 responsabili del 70-75% dei casi clinici. Gruppo sierologico più frequente: 1. Isolato nel 1976 a Philadelphia Diffusa nelle acque dolci superficiali, può contaminare acque potabili e acque di umidificazione degli impianti di condizionamento.

45 Clamidie Batteri intracellulari obbligati. Incapaci di sintetizzare ATP. Patogeno specializzato delle vie respiratorie è C. pneumoniae, causa faringiti, sinusiti, otiti, asma nel bambino e polmoniti acute e bronchite sia negli adulti che nel bambino. Esiste anche una grave forma polmonare data da un patogeno, C. psittaci, trasmesso all uomo da volatili infetti (molto rara nei Paesi occidentali).

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47 Candida albicans Lievito. Cellule di C. albicans sono normalmente presenti nella cavità orale, nel colon e in vagina. In condizioni particolari può diventare invasiva producendo pseudoife che tendono ad approfondirsi nei tessuti. Aspergillus Muffa (ife). La specie più importante per le patologie umane è A. fumigatus. Puà dare reazioni allergiche e in particolari condizioni (immunocompromissione) forme invasive polmonari.

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49 Tampone faringeo Il tampone va strisciato energicamente sulle tonsille e sul faringe superiore. Esame colturale. Test rapidi per antigeni streptococcici di gruppo A (direttamente dal tampone).

50 Escreato 1-2 ml di escreato emesso spontaneamente. Al mattino a digiuno. Contenitore sterile a imboccatura larga e tappo a vite. Consegna entro 2 ore (a 4 C per 2 ore).

51 Broncoaspirato Mediante aspirazione tracheale Almeno 1 ml di materiale Kit sterili con tappo a vite per broncoaspirato Portare in laboratorio entro 2 ore Interferenze: antibiotici, colonizzanti prime vie aeree, modalità e conservazione inadeguate

52 Esame diretto colorazione di Gram Facile - Rapida (5 min) Basso costo Utile per la terapia iniziale Problemi Alta variabilità tra operatori Assenza di escreato nel 30-40% dei pazienti CAP Bassa sensibilità (35-60%) legata a precedente terapia antibiotica Sensibilità = la probabilità che un soggetto malato presenti un test positivo

53 Ricerca degli antigeni Si esegue mediante immunofluorescenza con anticorpi diretti nei confronti di antigeni virali (Adenovirus, Influenza, Parainfluenza, VRS) o di batteri atipici. Facile Basso-medio costo Problemi Alta variabilità tra operatori Assenza di escreato nel 30-40% dei pazienti CAP

54 Esame colturale escreato Indicazioni preliminari a 1 giorno Cariche 10 6 CFU/mL (unita' formanti colonia) significative per indicare un ruolo eziologico nella polmonite Bassa resa diagnostica (9-24%) Problemi In pazienti BPCO (con Broncopneumopatia cronica ostruttiva) è possibile la colonizzazione vie aeree da S. pneumoniae, H. influenzae 50% soggetti sani portatori di stafilococchi coagulasi-positivi 10% anziani, 40% etilisti colonizzati da Gram -

55 Emocoltura Ricerca completa microorganismi e miceti patogeni Sangue intero Interferenze: Antibioticoterapia Possibile contaminazione da flora batterica cutanea 8-10 ml per flacone aerobi e per flacone anaerobi

56 Emocoltura: quando eseguirla Se possibile prima dell inizio dell antibioticoterapia, comunque prima della somministrazione 3 prelievi consecutivi a distanza di minuti dall inizio del brivido o del rialzo termico Ripetute in casi particolari (terapia antibiotica, endocardite)

57 Indagini sierologiche Utilizzabili per la diagnosi di infezioni virali ma utili principalmente per evidenziare anticorpi contro batteri atipici. IgM indicano infezione in atto. Necessaria la conferma con un secondo prelievo a distanza di 7-10 gg per evidenziare un aumento delle IgG.

58 Metodiche diagnostiche Limiti delle tecniche non invasive Esame escreato: Difficile ottenere campioni Campioni rappresentativi delle basse vie aeree? Contaminazione Emocolture: Bassa sensibilità (~ 5-16%) Infezione mista?? contaminazione Test sierologici: Valore epidemiologico Recente terapia antibiotica riduce la sensibilità delle indagini colturali!!!

59 Urine Ricerca antigene Legionella Streptococco pneumoniae Barattolo sterile Campione 10 ml Preferibile la raccolta delle prime urine del mattino Conservazione: temperatura ambiente fino a 48 ore

60 Antigene urinario Legionella Presente anche solo 24 ore dopo l esordio dei sintomi Persiste per diverse settimane (> 300 giorni) Sensibilità aumenta sino al 20% in più con concentrazione delle urine (25 x)

61 Infezioni Polmonari: metodiche diagnostiche invasive Metodiche non endoscopiche: Metodiche endoscopiche: aspirazione transtracheale aspirazione transtoracica lavaggio broncoalveolare (BAL)

62 LAVAGGIO BRONCOALVEOLARE (B.A.L.) Introduzione all interno dell albero bronchiale di soluzione fisiologica in quantità sufficiente per raggiungere il distretto alveolare e nel successivo recupero del liquido arricchito dalle componenti cellulari e non cellulari del tratto respiratorio inferiore.

63 Biologia molecolare PCR Polymerase Chain Reaction Non dipende dalla vitalità del microrganismo. Meno sensibile alla precedente terapia antibiotica. Fornisce risultati rapidi. Campioni ottimali basse vie aeree (escreato, BAL). Metodiche automatizzabili (Real-Time PCR).