Infezioni alle vie urinarie Sono tra le più frequenti infezioni batteriche a livello mondiale La prevalenza varia con l’età, sesso e fattori predisponenti Tra gli adulti è più frequente nelle donne nella vecchiaia stessa incidenza Hooton, 2000; Stamm and Norrby 2001; Sobel and Kaye 2000

Infezioni alle vie urinarie Coinvolge la popolazione femminile (con fattori predidsponenti) giovani maschi e adulti Può facilmente ricorrere e progredire sino a coinvolgere la funzionalità renale Nicolle, Am. J. Med., 2002

EPIDEMIOLOGIA Donne: Circa il 5% va incontro ad un episodio di IVU prima dei 24 anni. Si stima che almeno il 20% della popolazione femminile vada incontro ad almeno un episodio di cistite ogni anno. Uomini: Durante il primo anno di vita le infezioni sono più comuni negli individui di sesso maschile e ridiventano tali dopo i sessant’anni per l’ingrossamento della prostata che rende più difficile lo svuotamento completo della vescica e favorisce il ristagno di urina al suo interno. Pz.nosocomiali: Le infezioni urinarie rapresentano il 40% di tutte le infezioni nosocomiali di cui l’80% si verifica nei pz. con catetere vescicale.

IVU Le urine che possono essere un terreno per molti batteri “inibiscono” lo sviluppo di anaerobi e microorganismi esigenti La pressione osmotica, urea, il pH sono altri fattori inibenti Nelle donne gravide la situazione cambia

Con l’eccezione della mucosa uretrale le vie urinarie sono resistenti alla colonizzazione Il glucosamminoglicano che è distribuito sugli epiteli inibisce l’adesività Inibizione dell’adesione batterica (pentosopolisulfato, mesoglicano)

Infezioni delle vie urinarie IVU Ultimo tratto (≈ 1 cm) uretra ospita PMN proveniente da cute e intestino, per il resto l’apparato urinario è zona sterile

IVU modalità di arrivo dei germi Via ascendente o uretrale (m.i. dall’uretra distale, dal vestibolo vaginale, dal perineo) via ematica (raramente) via linfatica: raramente

IVU fattori predisponenti 1) gravidanza: - +estrogeni → dilatazione ureteri, pelvi, vescica, adesività E.coli - utero ingrossato → compressione ureteri e vescica → ristagno urina 2) 60-65 aa modificazione della PMN prolasso e incompleto svuotamento vescica

IVU fattori predisponenti 60-65 aa - ipertrofia prostatica - diminuita secrezione prostatica (minor attività antibatterica)

Fattori che influenzano l’instaurarsi di una IVU Malattia di base Malattie metaboliche, ostruttive e iatrogene Cateteri Rapporti sessuali, che promuovono il reflusso vescicale nella donna, malformazioni, urolitiasi, ipertrofia prostatica. L’ampia diffusione di questa patologia da E. coli è sostenuta da pochi sierotipi, circa 10, sugli oltre 150 riconoscibili in base a tipizzazione degli antigeni 0, H e K.

Fattori predisponenti

Caratteristiche dei patogeni Spiccate proprietà adesive alle cellule uroepiteliali e vaginali Presenza di fimbrie (codificate dal cromosoma) Molte adesine sono resistenti al mannoso Alcuni microorganismi aderiscono con strutture diverse dalle fimbrie I ceppi isolati da IVU sono più invasivi di quelli isolati dalle feci

IVU Più del 95% delle IVU è dovuto ad una singola specie Le infezioni nosocomiali sono più gravi di quelle comunitarie

Enterobacteriaceae I ceppi uropatogeni dispongono come fattori di virulenza , oltre a quelli già citati e comuni agli enterobatteri, di una citotossina con attività anche emolitica (a-emolisina) e di siderofori (aerobactina) che provvedono all'indispensabile sequestro del ferro in un ambiente che poco ne contiene.

Enterobacteriacee Escherichia coli Se dotati di fimbrie P i batteri possono progredire e causare infezioni di notevole gravità del parenchima renale (pielonefriti). I sintomi, quando presenti (è frequente anche una “batteriuria asintomatica”), sono costituiti da: disuria1, pollachiuria2, stranguria3 e, in caso di infezione delle alte vie si aggiungono febbre e dolore in sede lombare. 1 difficoltà o irregolarità nell’emissione urina 2 emissioni di urina più frequenti 3 emissione difficoltosa e intermittente dell’urina, spesso a gocce

Escherichia coli E’ il patogeno opportunista più frequentemente rappresentando circa il 25% del ceppi che vengono identificati e saggiati nell'antibiogramma. E’ l’agente eziologico dell'80-90% delle infezioni delle vie urinarie in ambito comunitario. Dall'intestino, dove alberga nella popolazione microbica normale, può colonizzare le vie urinarie con meccanismo solitamente ascendente anche grazie alla sua mobilità per flagelli peritrichi e alla presenza di fimbrie (tipo 1) che ne permettono l'adesione al recettori specifici (D-mannoso) delle cellule uroepiteliali delle basse vie escretrici.

Caratteristiche dei patogeni Proteus può risalire le vie urinarie controcorrente il flusso delle urine La capsula (antifagocitaria) emolisine, citotossicità, LPS Ureasi (Proteus, Corynebacterium) alta concentrazione di ammoniaca, inattivazione del complemento, chemiotassi

IVU altri patogeni Miceti: Candida in pz. diabetici, portatori di catetere a permanenza, chemioterapia prolungata Immunocompromessi, trapianti renali Virus: non comuni, generalmente IVU è secondaria ad altra patologia

Manifestazioni cliniche Principali segni e sintomi: 1.  Bruciore urinario 2.  Pollachiuria urinazione frequente   3.  Nicturia urinazione notturna 4. Stranguria minzione lenta e dolorosa  5. Tenesmo contrazione dolorosa dello sfintere 6. Altro:

IVU Basse vie: cistite (vescica) uretrite (uretra) Alte vie: nefrite interstiziale pielonefrite, ascessi renali e perirenali sintomatologia: da batteriuria asintomatica a pielonefrite acuta

BATTERIURIA ASINTOMATICA: Presenza di batteri nelle urine in assenza di sintomatologia

CISTITE ACUTA (uretrite, prostatite): Tratto inferiore CISTITE ACUTA (uretrite, prostatite): infiammazione dell’epitelio uretrale e/o vescicale in seguito a invasione batteria

risposta infiammatoria del parenchima renale all’invasione batteria Tratto superiore PIELONEFRITE ACUTA: risposta infiammatoria del parenchima renale all’invasione batteria

SINDROME URETRALE ACUTA: condizioni patologiche caratterizzate dalla presenza di disuria* e pollachiuria**, non riconducibili alla precedente definizione di cistite acuta *difficoltà o irregolarità nell’emissione urina **emissioni di urina più frequenti

PARAMETRI UTILI ALLA DIAGNOSI DI INFEZIONI DELLE VIE URINARIE PIURIA:> 8 leucociti per mm3 rappresenta la risposta infiammatoria dell’apparato urinario all’invasione da parte dei microoganismi infettanti. E’ il mezzo più rapido per stabilire la presenza di un danno e differenziare così la colonizzazione dell’infezione.

INDAGINI APPROFONDITE PER LOCALIZZARE LA SEDE DELL’INFEZIONE Cistoscopia con cateterismo uretrale Biopsia renale Esami radiologici Test di Thomas Individuazione, nelle urine o nel siero, di anticorpi o sostanze correlabili con una IVU (a-2-microglobulina urinaria, isoenzima della lattico-deidrogenasi, ecc.)

IVU Diagnosi Essenzialmente diretta Campione urina (mitto intermedio, scartare il primo getto) Prelievo sovrapubico: ad es. per anaerobi Cateterizzazione: rischio di portare germi in vescica Standardizzare il tempo per il prelievo dall’ultima minzione

METODI DI SCEENING DELLE INFEZIONI DELLE VIE URINARIE CON METODI MICROSCOPICI DIRETTI Esame microscopico “a fresco” di urine non centrifugate (scarsamente affidabile) Esame microscopico di un preparato colorato del sedimento urinario (sensibilità elevata)

IVU esame diretto Urina non centrifugata Gram: 1 batterio per campo≥ 105 cfu/ml A fresco: piuria 1 leucocita/campo 5-10/ml Esame colturale (AS, Sabouraud, McConkey) Quantificazione PAR test (presenza di antibiotici)

INTERPRETAZIONE URINOCULTURA IVU INTERPRETAZIONE URINOCULTURA < 103 cfu/ml probabile contaminazione 103 – 105 cfu/ml possibile infezione > 105 cfu/ml probabile infezione Da tenere un considerazione : sintomatologia, uso di atb, piuria (es. M. tubercolosis), infezioni da anaerobi, pazienti a rischio

BATTERIURIA SIGNIFICATIVA: Presenza di batteri nelle urine In concentrazione superiore a 100.000 CFU/ml

Interpretazione dei risultati dell’urinocoltura Prelievo del campione d'urina e paziente Significativo Non significativo Informazioni aggiuntive per interpretare la significatività dell'isolato Getto intermedio. Femmina con cistite. Patogeno potenziale /ml >102 UFC. Urine LE* positive. Quantità di patogeno potenziale ≤ quantità di popolazione contaminante. Femmina con pielonefrite. Patogeno potenziale /ml >105 UFC. Urine LE positive. La colorazione di Gram rivela la presenza del patogeno potenziale nei neutrofili e/o nelle cellule di sfaldamento. Batteriuria asintomatica. Urine solitamente LE negative. Patogeno potenziale /ml <105 UFC. Conferma tramite ripetizione dell'esame quando clinicamente indicato. Maschio con IVU.** Patogeno potenziale /ml >103 UFC. Patogeno potenziale /ml <103 UFC. . Urine ottenute con catetere Tutti i pazienti. Urine LE positive nei pazienti sintomatici. Patogeno potenziale /ml <102 UFC. Urine LE negative. La colorazione di Gram rivela la presenza del potenziale patogeno nei neutrofili e/o nelle cellule di sfaldamento Catetere permanete. Possibilità di isolamenti polimicrobici. Batteriuria riscontrata in pazienti asintomatici. Urine LE positive o negative. Non si esegue la coltura a meno che il paziente sia sintomatico. *LE leucocito-esterasi. **IVU infezione delle vie urinarie.

Il sistema URO-QUICK Generalità Uro-Quick è utilizzato da tempo per la valutazione del numero di batteri presenti in un campione di urina, il sistema è così rapido che entro le 3 ore è possibile stimare la positività del campione Sonak and Thoholte 1985; Bert et al. 1995; Soro et al., 1995; Breda, 1996; Iverson et al 1999; Branca et al 2001.

Caratteristiche generali del sistema Uro-Quick Rilevazione della crescita microbica con tecnica light scattering. Caricamento continuo dei campioni. Visualizzazione delle curve di crescita batterica. Risultati ottenuti in tempi estremamente ridotti rispetto al metodo tradizionale. Nessuna difficoltà o soggettività di interpretazione dei risultati.

Tecnica light scattering Il raggio laser polarizzato viene indirizzato sulle provette contenenti brodo eugonico in cui è dispensato il campione. I segnali che nascono dalla diffusione della luce vengono analizzati ed elaborati da un software in modo da essere tradotti in curve di crescita che permettono di rilevare la carica microbica.

Tecnica light scattering L’abbinamento di questa tecnica con l’elaborazione cinetica delle curve di crescita batterica assicura una sensibilità 100 volte superiore a quella degli altri sistemi fotometrici tradizionali ed un risultato affidabile nella valutazione della carica microbica espressa in CFU/ml in sole 2-3 ore.

IVU COMUNITARIE Terapia empirica Netta predominanza di E. coli (70-80%) Studi epidemiologici Conoscenza dell’incidenza delle resistenze Terapia empirica

IVU NOSOCOMIALI Possibile acquisizione della popolazione microbica ospedaliera da parte del paziente Difficoltà di predire l’antibiotico-sensibilità Urinocoltura + Antibiogramma Terapia empirica Possibilità di fallimenti terapeutici Trattamento efficace

Sistema URO-QUICK Metodiche tradizionali Esecuzione dell’antibiogramma direttamente sul campione di urine Antibiogramma disponibile dopo 24-48 ore Perfezionamento o correzione della terapia Risultati disponibili in 6-8 ore Instaurazione tempestiva della terapia più appropriata

UF-1000 è un citofluorimetro a flusso per l’analisi delle urine basato su una tecnologia laser a diodi mediante uso di composti specifici per la colorazione degli acidi nucleici, caratterizzato da una soglia di rilevamento dei batteri pari a 1000 UFC/ml.

UF-1000 Sono stati analizzati 1024 campioni con UF-1000. 228 (22,8%) sono risultati positivi per (cariche batteriche superiori a 1000 UFC/ml). I dati ottenuti sono risultati concordanti con quelli registrate con le analisi tradizionali (20,5%). 18 campioni sono risultati positivi solo per UF-1000, ma non con il sistema tradizionale .

UF-1000 Il vantaggio di SYSMEX UF-1000 è sicuramente dovuto all’ottenimento immediato dei risultati dopo la lettura di ogni singolo campione che è superiore a qualsiasi altro strumento o metodo di analisi utilizzato (circa 1 min dopo la carica).

UF-1000 La lieve discordanza dei risultati ottenuti può essere dovuta alla taratura estremamente bassa di UF-1000. Questo consente in tempi brevissimi di scartare tutti i campioni negativi con enorme risparmio di tempo e di materiale. Per i campioni positivi vale il criterio della routine e cioè, la carica batterica ha un significato in base al tipo di paziente considerato, come nel caso di pazienti cateterizzati o pediatrici.

Raccolta campione per Ureaplasma,Mycoplasma,Chlamydia Donna: Tampone cervicale,urine primo getto Uomo: urine primo getto, spermicoltura, urinocoltura dopo massaggio prostatico, tampone uretrale

Tubercolosi renale Tutte le urine del mattino Per 3 giorni consecutivi

Campione INDIPENDENTEMENTE DAL TIPO DI PRELIEVO , IL CAMPIONE NON DEVE ESSERE MANTENUTO A TEMPERATURA AMBIENTE PER LUNGO TEMPO (> 1 ORA). entro 24 h, se addizionato di borato o polivinil- pirrolidone (PVP) e conservato a +4°C Non congelare il campione REFRIGERARE O INVIARE SUBITO AL LABORATORIO

IVU Comunità Infezioni endogene (batteri intestinali) E.coli 75-90% seguono Proteus e altre Enterobacteriaceae, S.saprophyticus Forme renali ematogene da Micobatteri

IVU Ambiente nocosomiale E.coli 50% seguono Proteus e altre Enterobacteriaceae, Pseudomonas, Acinetobacter E.faecalis, E.faecium, S.epidermidis 80% delle IVU sono dovute a pazienti cateterizzati (infezioni endogene) Infezione esogena: manifestazione e manovre strumentali chemioresistenza

PAZIENTI CATETERIZZATI Nei pazienti cateterizzati i segni clinici di infezione urinaria sono spesso atipici o assenti. Anche se è da ritenere sempre valido come valore soglia una conta di 10 ⁵ CFU/ ml, è stato dimostrato che nei pazienti cateterizzati in assenza di trattamento antibiotico intercorrente, colonizzazioni delle urine a bassa carica ( 10 ²) progrediscono nel 95 % dei casi a cariche batteriche superiori a 10⁵ nelle prime 24 h. La batteriuria si risolve spontaneamente nella maggior parte dei casi alla rimozione del catetere.

PREVENZIONE Ridurre l’uso del catetere uretrale Attuare misure efficaci a ridurre il rischio di contaminazione del sistema di drenaggio Prevenire le complicanze nei pazienti batteriurici. RIDUZIONE DELL’USO DEL CATETERE Non utilizzare il catetere per ottenere campioni di urina No prima del parto Rimuovere il catetere appena possibile.

Influenzano, se non trattate: IVU NON COMPLICATE Influenzano, se non trattate: la salute della gravida (anemia, pielonefrite, ipertensione) e del feto (parto pretermine, basso peso alla nascita) lo sviluppo mentale del bambino Nicolle, Am. J. Med., 2002

IVU NON COMPLICATE NELLA DONNA:SCOPO DEL TRATTAMENTO Eradicare l’infezione Ridurre la morbidità dovuta a: recidive reinfezione Stamm and Norrby, CID (S), 2001; Nicolle, Am. J. Med., 2002

STRATEGIE TERAPEUTICHE Trattare ciascun episodio regimi brevi (dose singola) una dose al giorno per 3 giorni di un antibiotico EFFICACE Warren et al., CID, 1999; Nicolle, Am. J. Med., 2002

TERAPIA CON DOSE SINGOLA VANTAGGI Compliance Meno effetti collaterali Costi ridotti Stamm and Norrby, CID (S), 2001; Naber, JAC(S), 2001

FOSFOMICINA TROMETAMOLO è stata ampiamente utilizzata Dal 1988 FOSFOMICINA TROMETAMOLO è stata ampiamente utilizzata in molti Paesi Europei per la TERAPIA IN DOSE SINGOLA Delle UTI NON COMPLICATE

TERAPIA CON DOSE SINGOLA Generalmente NON E’ BASATA SU ACCERTAMENTI MICROBIOLOGICI IN TERAPIA EMPIRICA Una forte prevalenza di resistenza negli uropatogeni LIMITA DRASTICAMENTE L’EFFICACIA di QUALSIASI TIPO di APPROCCIO IDSA Guidelines, CID, 1999

RESISTENZA E TERAPIA EMPIRICA E.coli COTRIMOSSAZOLO-resistente NON è eradicato (< 50% cura contro > 90% se S) Recenti RACCOMANDAZIONI Consigliano di NON USARE il farmaco se la resistenza si situa > 10-20% in comunità Lo stesso può valere per altri antibiotici Warren et al., CID, 1999; Lee and Miller, CID, 2001; Nicolle, Am.J. Med., 2002

IVU terapia Aminopenicilline**, chinoloni, fosfomicina-trometamolo*, cotrimossazolo# (non compilcate) 3gg esame di controllo: guarigione Recidiva reinfezione da altro germe Parentale ad ampio spettro 2-3 gg poi orale 10gg(compilcate) * Unica dose ** + inibitore # dove R <20%

PERSISTENZA del microorganismo nelle urine durante terapia SULLA BASE DELL’ESAME BATTERIOLOGICO SI POSSONO DISTINGUERE DIVERSE RISPOSTE AL TRATTAMENTO GUARIGIONE PERSISTENZA del microorganismo nelle urine durante terapia

SULLA BASE DELL’ESAME BATTERIOLOGICO SI POSSONO DISTINGUERE DIVERSE RISPOSTE AL TRATTAMENTO RICADUTA causata dal riemergere del microorganismo infettante originale a causa della incapacità della terapia somministrata a eradicare l’infezione del tessuto renale REINFEZIONE causata dall’ingresso di un nuovo microorganismo nell’apparato urinario

INVASIONE CELLULARE da parte di batteri enteropatogeni 71

Biofilms within cells Intracellular bacterial communities (IBCs) are seen as ‘pods’ on the surface of infected mouse urinary epithelium. Numerous pods cover the tissue surface in this scanning electron micrograph. Formation of biofilm-like pods protects the bacteria from immune clearance, thus allowing the pathogen to build up to extremely high levels. The pod consists of one cell that is completely filled with intracellular bacteria. An IBC is visible inside the epithelium. The green fluorescence protein-expressing bacteria form a dense sphere within the cell. Anderson et al., Trends in Microbiology, 2004

VBNC viable but non culturable (Xu et al. 1982) I batteri in stato VBNC sono metabolicamente attivi ma non sono in grado di attuare i processi divisionali che portano alla formazione di colonia sui terreni di coltura normalmente utilizzati per il loro rilevamento

FATTORI CHE INFLUENZANO L’ATTIVAZIONE DELLO STATO VBNC Scarsità di nutrienti Temperatura Luce Salinità Pressione idrostatica Ossigeno Trattamento con antibiotici