1

2

Infezioni apparato respiratorio è il distretto con maggiore incidenza e prevalenza di malattie da infezione i m.i. possono stabilire diversi rapporti con questo apparato (PMN, portati, patogeni) meccanismi di difesa: -trasporto mucociliare (particelle 2->10m) -macrofagi alveolari (particelle < 5 m) 3

PMN è costituita per lo più da batteri È presente solo nel rinofaringe e tonsille medie-basse vie respiratorie si possono trovare m.i. inalati in via di rimozione 5

Infezioni delle alte vie respiratorie Rinite Sinusite Faringite Laringiti epiglottiditi 6

Infezioni delle basse vie respiratorie Bronchite Polmonite Ascessi polmonari 7

FARINGITE Faringite, rinofaringite, faringo-tonsillite, tonsillite Eziologia: Virus (più del 50% dei casi): rinovirus, coronavirus, virus influenzali e parainfluenzali batteri: S.pyogenes miceti, protozoi: rari colpisce prevalentemente bambini e giovani (5-15 anni) 8

Faringite si manifesta dopo 2-4gg dall’esposizione al microorganismo. sintomi: febbre elevata, faringodinia, cefalea, disfagia, linfoadenopatia cervicale, presenza di essudato in sede locale, da questa sede: -diffusione locale  otite, sinusite, linfoadeniti, ascessi tonsillari -diffusione sistemica  polmoniti, meningiti, sepsi   l’infezione determina la produzione di anticorpi anti proteina M (ma possibilità di reinfezione) Faringodinia: mal di gola Disfagia: difficoltà a deglutire Essudato: liquido che fuoriesce dai vasi sanguigni di un tessuto infiammato 9 9

Streptococchi Cocchi Gram+, disposti in coppie o catenelle anaerobi facoltativi   catalasi- maggior parte della popolazione microbica orale e faringea rinvenuti a livello vaginale e cutaneo alcune specie dotate di particolare potere patogeno(S.pneumoniae, S.pyogenes, S.agalactiae) 10

Streptococchi Classificazione Emolisi: -emolisi: area di emolisi verdastra -emolisi (completa): alone trasparente -emolisi: nessuna alterazione del terreno gruppo sierologico di Lancefield: antigene polisaccaridico permette di contraddistinguere altrettanti gruppi di streptococchi. Esistono 20 gruppi identificati come A-H e K-V L’antigene polisaccaridico C è presente in molte specie di streptococchi ed è estraibile mediante idrolisi acida a caldo 11 11

Streptococcus pyogenes   -emolisi Cresce bene in terreni solidi arricchiti con sangue Crescita inibita in terreni ricchi di glucosio Colonie bianche  1-2mm Ceppi capsulati mucosi Streptococco -emolitico di gruppo A 12 12

Fattori di patogenicità S.pyogenes Fattori di patogenicità - Streptolisina-O: labile all’O2, lisa leucociti, cellule tissutali e piastrine, meccanismo: pori transmembrana in seguito all’infezione si formano Ac contro streptolisina-O - Streptolisina-S: stabile all’O2, non immunogena Meccanismo:provoca rilascio contenuti lisosomiali  morte cellulare -tossine eritrogeniche (superantigeni) effetti:    febbre-    citotossicità-    immunosoppressione esantema eritematoso (scarlattina) -proteina M protegge dalla fagocitosi si lega ad una proteina regolatrice della via alternativa del C +lipoteicoici  fibrille -proteine tipo M legano il frammento Fc delle IgG e IgA -proteina F adesina -enzimi: ialuronidasi, NADasi, streptocinasi, proteinasi Streptolisina –O: inattivata irrever. Dal colesterolo, Streptolisina-S: stabile all’O2, responsabile dell’emolisi osservata in aerobiosi non immunogena tossine eritrogeniche simili alle tossine pirogeniche di S.aureus Caratteri antigeni Antigene C: determinante costituito da N-acetil-glucosamina e ramnoso (10% del peso secco) Fibrille: formate da proteina M complessata con acidi teicoici (aspetto a spazzola). Proteina M: 2 catene polipeptidiche unite (struttura -elica) Estremità COOH- legata alla parete (conservata) Estremità –NH2 esposta alla superficie (variabile) 80 varianti diverse Proteine tipo M: strutturalmente simili a proteina M Proteina F: lega fibronectina Proteina T: 25 tipi diversi, funzione non nota, tipizzazione a scopi epidemiologici Antigeni R e B 13 13

S.pyogenes Epidemiologia   Portatori sani 5-20% incidenza maggiore mesi invernali La colonizzazione è passeggera - e -emolitici (PMN del cavo orale) producono batteriocine che inibiscono S.pyogenes Trasmissione: via aerea (luoghi affollati) Infezioni dei tessuti molli sono precedute da colonizzazione della pelle 14

Altre manifestazioni cliniche S.pyogenes Altre manifestazioni cliniche Impetigene/piodermite: infezioni purulente della pelle Vescicole  pustole  croste Si verifica in bambini di 2-5 anni Erisipela: infezione acuta della pelle, dolore localizzato, eritema, scollamento della pelle Cellulite: interessa i tessuti sottocutanei profondi Scarlattina: eruzione cutanea, compare dopo 1-2gg dai primi sintomi di faringotonsillite, prima sulla parte superiore del torace e poi alle estremità -patina bianco-giallastra sulla lingua-l’eruzione scompare dopo 5-7gg Fascite necrotizzante: localizzata principalmente agli arti inferiori, dovuta ad alcuni ceppi lisogeni  estesa distruzione tessuti molli e gravissima sintomatologia sistemica 15

Sequele post-streptococciche Malattia reumatica* : caratterizzata da poliartrite migrante, cardite, corea, noduli sottocutanei ed eritema (segni minori di Jones), alterazioni del tratto P-Q elettrocardiogramma, artralgie, elevazione degli indici ematochimici di flogosi (segni maggiori di Jones). I sintomi si presentano a  3 settimane di distanza da un episodio di angina streptococcica (faringite). La febbre reumatica tende a ricorrersi ed i sintomi ad aggravarsi, patologia tipica dell’infanzia. Glomerulonefrite: segue un’infezione cutanea e delle prime vie aeree, si manifesta con : proteinuria, edema, ipertensione, ematuria e albuminuria. Deposizione di immunocomplessi a livello glomerulare. Eritema nodoso *reazione tra epitopi di M e sarcolemma cellule muscolari Corea: malattia del sistema nervoso caratterizzata da contrazioni muscolari e movimenti involontari Cardite: infiammazione al cuore Artralgia: dolore ad una articolazione con segni di infiammazione e senza lesioni articolari apprezzabili 16 16

S.pyogenes Approccio terapeutico   La faringite da S.pyogens deve essere trattata a causa delle malattie post-streptococciche: malattia reumatica, glomerulonefrite acuta circa 5% dei casi di faringite non trattata può evolvere verso le sequele  terapia necessaria 17

non si conoscono ceppi Pen-R Streptococcus pyogenes APPROCCIO TERAPEUTICO S.pyogenes è rimasto TOTALMENTE SENSIBILE AI ß-LATTAMICI non si conoscono ceppi Pen-R -lattamici 1a scelta Penicilline Penicilline protette Cefalosporine Benzatino penicilline (Lunga attività, penicilline ritardo) Macrolidi/lincosamidi nel pz allergico Macrolidi 18

S.pyogenes sintesi di ß-lattamasi inefficiente SENSIBILE AI ß-LATTAMICI a causa di : sintesi di ß-lattamasi inefficiente poca affinità per il bersaglio (PBPs) (mutazioni primarie nelle PBP non sono selezionate) meccanismi di scambio genetico inefficaci (Trasformazione o coniugazione) Bassa carica microbica nei portatori e nelle faringotonsilliti Estrema sensibilità alla penicillina (MIC-90: 0.006) Forte batteriocidia del farmaco Goossens and Sprenger, BMJ, 1998; Horn et al., CID, 1998

SENSIBILITA’ ALLA PENICILLINA in vitro SIGNIFICATO CLINICO Non predice ACCURATAMENTE l’eradicazione necessaria per evitare le complicanze LOCALI e POST-STREPTOCOCCICHE (RAA) FALLIMENTI: Variabili dal 20 al 30% con le diverse casistiche 20

PERCHE’ LA PENICILLINA NON ERADICA S.pyogenes SENSIBILE in vitro PATOGENICITA’ INDIRETTA: ß-lattamasi prodotte dalla PMN (Porphyromonas, Prevotella, Staphylococcus, Hemophilus, Moraxella ..) I fallimenti terapeutici sono RIDOTTI se vengono usati farmaci insensibili alle ß-lattamasi: cefalosporine, amoxi-clavulanato, clindamicina macrolidi (in assenza di resistenza) TOLLERANZA: la penicillina non è battericida su certi ceppi in vitro EFFETTO PARADOSSO (batteriostasi) di alte concentrazioni di penicillina SITUAZIONE INTRACELLULARE con schermatura alla penicillina (stato di portatore non eradicabile con i ß-lattamici) COMPLIANCE 21

PREVENGONO LE COMPLICANZE PREVENIBILI LUNGA ESPERIENZA, TOLLERABILITA’ MALGRADO QUESTE LIMITAZIONI IL CLINICO PERCEPISCE I ß-LATTAMICI COME FARMACI DI 1a SCELTA ASSENZA DI RESISTENZE BATTERICIDI PREVENGONO LE COMPLICANZE PREVENIBILI LUNGA ESPERIENZA, TOLLERABILITA’ OTTIMA MANEGEVOLEZZA ALLERGIA COMPLIANCE 22

in caso di fallimento con ß-lattamici S.pyogenes MACROLIDI sono consigliati nelle linee- guida per: pazienti allergici in caso di fallimento con ß-lattamici In Italia, tuttavia, i macrolidi sono stati spesso utilizzati come agenti di prima scelta Bisno et al., CID, 1997; Gillespie, Lancet, 1998; Mazzaglia et al., JAC 2000, Baquero et al. JAC 2000 23

RESISTENZA AI MACROLIDI IN S.pyogenes Domina il basso livello Modificazione del bersaglio (r-RNA metilasi) codificata dal gene ermB  coinvolge tutti i macrolidi, lincosamidi e streptogramina B (MLSB) Costitutiva ( C ) ad alto livello o inducibile ( I ) Efflusso attivo Codificato dal gene mefA  coinvolge solo i macrolidi a 14 e 15 atomi ( M ) basso livello Domina il basso livello Weisblum, AAC, 1995; Sutcliffe et al., AAC, 1996 24

S.pyogenes problematiche di resistenza In molti paesi attualmente i livelli di resistenza ai macrolidi sono < 5% Alti tassi di resistenza sono stati descritti: GIAPPONE (1979): circa 70% (sierotipo T12) fenomeno ridotto spontaneamente FINLANDIA (1995): 24%, dominato TAIWAN (1995): 70%, ancora alta prevalenza USA (2002): 48%, CLONALE, ancora alta prevalenza 25 Nakae et al., AAC, 1977; Seppälä et al., CID, 1995; Hsueh et al., AAC, 1995;Kaplan, CID, 1997; Barry, Fuchs and Brown, JAC, 1997; Kaplan, PIDJ, 1999; Martin et al., NEJM, 2002

S.pyogenes Evoluzione della resistenza ai macrolidi in Italia * * * * * two studies. Schito et al., JAC, 1997; Varaldo et al., CID, 1999;Bruno et al ., GIMMOC2001; Crotti, Medori and D’Annibale, GIMMOC 2001; Rondini, GIMMOC 2001; Soriano et al., JC, 2003. 26

FARINGITE diagnosi eziologica Si ricerca solo S.pyogenes diagnosi diretta: campione TF, terreno AS montone -emolisi, catalasi, bacitracina, antisiero per gruppo A diagnosi indiretta: titolo ASO 27

LARINGITI 1) Laringiti come tali 2) Estensione di processi infettivi delle vie aeree superiori eziologia: virale ( v.parainfluenzali e influenzali, adenovirus, RSV) batteri che possono avere un ruolo: S.pyogenes, C.diphteriae (dove non è usato il vaccino), H.influenzae b e M.catarrahalis miceti rari: Candida, Histoplasma, Blastomyces, Coccidioides diagnosi: campioni prelevati da faringe o trachea, sangue

EPIGLOTTIDITI Colpiscono i bambini 2-7 anni Forme molto gravi con rischio di soffocamento (e.edematosa)  batteriemia 85% dei casi eziologia: batterica per lo + H.influenzae b intubazione naso-tracheale per passaggio aria diagnosi: no prelievi epiglottide  rischio soffocamento, ricerca di H.influenzae nel sangue

SINUSITE Seni paranasali: sterili grazie al movimento mucociliare I germi possono arrivare o dalle fosse nasali o per estensione di processi infettivi dentali fattori di rischio: polipi nasali, traumi facciali, intubazioni  ostacolo al deflusso del muco generalmente insorge in forma acuta come complicanza del raffreddore Batteri coinvolti: S.pneumoniae, H.influenzae, M.catarrhalis 30

miceti appartenenti al genere Aspergillus, Mucorales Agenti eziologici virali: rinovirus, virus influenzali, parainfluenzali e adenovirus miceti appartenenti al genere Aspergillus, Mucorales Forme acute  croniche (per lo più anaerobi e streptococchi orali) diagnosi eziologica: nei casi più complessi aspirazione o lavaggio seni 31

32

Eziologia di sinusite cronica nell’adulto (2007-2008) S. epidermidis 17,3 S. aureus 13,5 P. aeruginosa 9,6 K. pneumoniae 9,6 SCN 7,7 Streptococcus spp 5,8 C. koseri 3,8 M. catarrhalis 3,8 H. influenzae 3,8 S. pneumoniae 1,9 S. agalactiae 1,9 P. intermedia 1,9 S. maltophilia 1,9 E. coli 1,9 Negativi 13,5 Eziologia di sinusite cronica nell’adulto (2007-2008) 33

Biofilm 48% dei ceppi isolati sia gram- positivi sia gram-negativi è risultato produttore di biofilm 34

EMOFILI Piccoli bacilli Gram- pleiomorfi Anaerobi facoltativi Richiedono terreni supplementati (V e X) Colonizzano spesso il TRS durante i primi 5 mesi di vita 35

EMOFILI Fattori di patogenicità Adesine e pili LPS Capsula (H.influenzae tipo b) 36

EMOFILI Manifestazioni cliniche H.influenzae polmonite,sinusite,AECB, otite,congiuntivite,meningite,epiglottite, batteriemia H.ducreyi cancroide (ulcera venerea) H.parainfluenzae sinusite, AECB, batteriemia,endocardite 37

H.Influenzae Resistenza agli antibiotici: sintesi di β-lattamasi Farmaci attivi:amoxi, se bla+ penicilline protette dagli inibitori, cefalosporine, fluorochinoloni (nell’adulto) e cloramfenicolo (meningite) % 22.4% 38 Nicoletti et al., 2000; Schito et al., 2003; Marchese et al., 2005

Moraxelle Correlate alle Neisserie Cocco-bacilli gram- negativi ( 2 a 2) Ossidasi positive Può essere ospite innocuo delle prime vie aeree 39

Moraxelle Agente eziologico di: sinusite, otite, esacerbazioni acute della bronchite cronica Generalmente sensibile agli antibiotici Principale mec. di R: produzione di beta-lattamasi (BRO-1 e BRO-2) >90% in tutto il mondo bambini adulti 40

POLMONITE Infezione del parenchima polmonare modalità di accesso dei m.i. - inalazione dall’ambiente e da altri individui -aspirazione (dalla cavità orale o dallo stomaco) -microaspirazione evento comune passaggio m.i. da vie aeree sup. a inf. -estensione da infezione delle medie vie -via ematica rara rappresenta una delle cause più comuni di morte nonostante l’uso degli antibiotici lo sviluppo di resistenza e altre cause* hanno mantenuta alta l’incidenza di polmonite *-pz. immunosoppressi per trapianti e chemioterapia -aria condizionata  L.pneumophila -HIV  immunocompromissione -aumento patogeni atipici 41 41

POLMONITE acuta -polmonite lobare o franca: intero lobo polmonare -broncopolmonite: focolai sedi di lesioni essudative e infiltrative, in n° variabile, disseminati o confluenti. Essudato catarrale, fibrinoso, emorragico, purulento -polmonite lobare o franca: intero lobo polmonare -polmonite interstiziale: tipicamente virale, tessuto connettivo interstiziale 42

POLMONITE acuta Può colpire soggetti in perfette condizioni di salute, tuttavia esistono fattori predisponenti: 1)compromissione di meccanismi difensivi locali 2)compromissione immunità 3)patologie infettive nelle alte vie respiratorie 4)lesioni infettive locali che predispongono a sovrainfezione 43

POLMONITE acuta Adulti: + batteriche – virali bambini: + virali - batteriche comunitaria: S.pneumoniae + importante agente eziologico batterico. H.influenzae, S.aureus, germi atipici nosocomiale:letalità elevata (20-60%), principale causa di morte nei ricoverati-ventilazione assistita, intubazione- Enterobacteriaceae  in pz. immunocompromesso: Aspergillo, CMV, C.neoformans, Legionella, Micobatteri, Nocardia, P.carinii, Rhodococcus equi. P neonatale :S.agalactiae da aspirazione:convulsioni, intubazione, compromissione del riflesso epiglottideo 44 44

POLMONITE acuta agenti eziologici virali più importanti Virus influenzali A e B, parainfluenzali, RSV, adenovirus, morbillo, CMV, VZV, HSV, HBV, hantavirus. Altri (echovirus, coxsackievirus B, rinovirus) 45

POLMONITE acuta agenti eziologici fungini più importanti Aspergillus: per inalazione i conidi raggiungono gli alveoli, aspergilloma:ammasso di ife nelle cavità polmonari C.albicans: più comunemente dà altre manifestazioni Coccidioides immitis: sintomatologia lieve con risoluzione spontanea, in certi gruppi etnici, malati AIDS, donne gravide si può avere una forma disseminata letale 46

POLMONITE acuta agenti eziologici fungini più importanti Criptococcus neoformans: in pz. immunosoppressi AIDS, trapiantati Histoplasma capsulatum: deiezioni uccelli e pipistrelli. In pz. con AIDS istoplasmosi disseminata  50% interessamento polmonare P.carinii:principale causa di polmonite in pz. con AIDS TCD4< 200/ml chemioprofilassi 47

ASCESSO POLMONARE Processo suppurativo necrotico del parenchima di origine endogena polmonite acuta o cronica  diffusione ematica  ascessi multipli agenti eziologici: batteri e miceti campioni: liquido pleurico, spazzolatura bronchiale, BAL… emocoltura

EMPIEMA Empiema: presenza di germi e PMN nella cavità pleurica agenti eziologici: S.aureus, anaerobi orali, E.coli, K.pneumoniae, S.pneumoniae, S.pyogenes, M.tuberculosis (più comunemente solo pleurite), Aspergillus, E.hystolytica

aaspetto microscopico nS.pneumoniae   aaspetto microscopico     Cocchi Gram+      lanceolati o piriformi disposti     coppie (diplococchi) o in     corte catenelle        capsulati (colorazione negativa)   Catalasi negativi        Asporigeni        Anaerobi facoltativi Metabolismo fermentativo  acido lattico pH        Reazioni ossidative in presenza di O2 H2O2 Lisi spontanea        Sensibili ai sali biliari Naturalmente trasformabili        Catalasi negativi      Anaerobi facoltativi 50 50

Esame microscopico A fresco, Gram, colorazione negativa Idoneità del campione (>25 leucociti e <10 cellule epiteliali squamose per campo) Colorazione negativa 51 Murray et al., 2000

Campioni di espettorato -broncoaspirato L’esame di GRAM è visto come:  Non INVASIVO  SEMPLICE  VELOCE  ECONOMICO UTILE per stabilire la terapia iniziale SVANTAGGI Mancanza di un gold standard Variabilità Intra-osservatore 30-40% dei pazienti non producono campioni bassa sensibilità (35-60%) SPECIFICITA’ e SENSIBILITA’ per Polmonite sostenuta da S.pneumoniae: 58-70% 88-97% entrambi i valori possono aumentare quando si esegue la QUELLUNG Bartlett et al., CID, 2000; Roson et al., CID, 2000; Carrol, JCM, 2001; Butler et al., JID 2003 52 52

BASSA SENSIBILITA’ del GRAM Può essere una IMPRESSIONE FALSA conseguente a: Uso Indiscriminato nei pazienti anche in assenza di prove CLINICHE O RADIOLOGICHE accurate di polmonite Uso su pazienti che sono stati PRETRATTATI con antibiotici Processamento di campioni NON IDONEI (non profondi) 53

Su campioni IDONEI La colorazione di GRAM permette la visualizzazione di un tipo batterico predominante E SE I RISULTATI Sono riferiti RAPIDAMENTE posso aiutare nella scelta della molecola più appropriata 54

CAMPIONI FIBRO-BRONCOSCOPICI La colorazione di Gram del fluido rappresenta una buona guida per la terapia mentre si attende l’esame colturale Un esame di Gram positivo predice una crescita di > 103 CFU/ ml con una sensibilità dell’ 80% Esame microscopico delle cellule: > 5% contenenti batteri: diagnosi positiva con sensibilità di > 90% e specificità vicina al 100%. BRONCOLAVAGGIO 55

colorazione di GRAM Liquor Per S.pneumoniae specifictà e sensibilità elevata: circa 90% Sensibilità aumenta con il n° di germi  necessario concentrare il liquor 56

Aaspetto macroscopico colonie su AS S S.pneumoniae Aaspetto macroscopico colonie su AS   q         1mm  q       -emolitiche ( in anaerobiosi) q       più mucose rispetto a quelle degli altri viridanti q       colonie mucose ( maggiore)  aaspetto a pedina di dama (colonie vecchie) 57

Diagnosi microbiologica Pneumococchi Diagnosi microbiologica Materiali: espettorato, sangue, esame microscopico diretto (Gram) diplococchi G+ isolamento colturalecolonie -emolitiche identificazione test optochina test sali biliari omniserum liquor cerebro-spinale, aspirati dal focolaio di infezione (es. OMA) inoculazione nel topo non più usata ricerca Ag e Ac essenzialmente valore retrospettivo 58 58

Esame colturale Alfa emolisi Colonie più mucose Colonie più grandi A pedina di dama 59 Murray et al., 2000

Saggi per l’identificazione di S.pneumoniae Optochina: S.pneumoniae opto-S Limiti:esistono pneumococchi opto-R e streptococchi viridanti, se inoculo basso, possono essere inibiti Sali biliari: S.pneumoniae bile-S Limiti: ceppi con lisi ritardata Agglutinazione: siero polivalente Limiti: cross-reattività con altri streptococchi viridanti 60 Murray et al., 2000

S.pneumoniae struttura parete 61

Pneumococchi Patogenesi ed epidemiologia patogeni dell’uomo che colonizzano naso- faringe (% variabile) Popolazione bersaglio bambini, anziani Fattori predisponenti: precedente malattia respiratoria virale (influenza, morbillo) o altre condizioni che provocano danni all’epitelio bronchiale e/o interferiscono con l’eliminazione dei batteri Responsabile di 3-5 milioni di casi di morte nel mondo/anno 62

Patogenesi ed epidemiologia Pneumococchi Patogenesi ed epidemiologia   Prime vie aeree ↙ ↘ Vie respiratorie profonde seni, orecchio medio polmonite ↓ ↓ sinusite, OMA circolo sanguigno ↓ ↓ batteriemia ↘ ↙ SNC Meningite pneumolisina 63

Pneumococchi Fattori di patogenicità CAPSULA potere antifagocitario Composizione: polisaccaridi semplici e complessi  90 sierotipi differenti (reazione di rigonfiamento capsulare) Fenomeno di trasformazione capsulare  ceppi mutanti non capsulati non virulenti 64

Pneumococchi Fattori di patogenicità PNEUMOLISINA meccanismo d’azione: pori transmembrana distrugge integrità dell’epitelio respiratorioriduzione del battito ciliare distrugge integrità della barriera endotelialediffusione dagli alveoli al circolo sanguigno 65

Pneumococchi Fattori di patogenicità proteasi per IgA sieriche: impedisce la reazione di intrappolamento dei batteri nella mucina operata dalle IgA autolisina lisi cellulare con liberazione di pneumolisina, frammenti di peptidoglicano e acidi teicoici  attivazione complemento (via alternativa) neuraminidasi  taglia residui di acido sialico sulle mucose 66

Pneumococchi Fattori di patogenicità Jaluronidasi: invasina Adesina A di superficie (Psa A): omologia di sequenza con altre adesine streptococciche, mutanti PsaA non virulenti proteina legante colina (Cbp A) Promuovono adesione a pneumociti e cellule endoteliali 67

Pneumococchi manifestazioni cliniche Polmonite lobare Trasmissione per via aerea S.pneumoniae si moltiplica a livello degli alveoliedema sieroso PMN e GR (espettorato rosa) Passaggio nel circolo sanguigno (25-30% dei casi) batteriemia No danno strutturale al polmone Sintomi: intensa astenia, dispnea, dolore toracico puntorio, tosse produttiva, rialzo termico e brivido scuotente Casi fatali  20% In pazienti defedati in seguito a polmonite: endocarditi e artriti sinusite ed otitie media acuta normalmente precedute da un infezione virale del tratto respiratorio superiore O.M.A principalmente nel bambino Sinusite colpisce pazienti di tutte le età Focolaio di partenza di una meningite acuta meningite Astenia: diminuzione della forza muscolare Dispnea: Difficoltà respiratoria con senso di affanno 68 68

ESAME COLTURALE DELLE SECREZIONI RESPIRATORIE Valore dell’esame culturale dell’espettorato in ROUTINE: DISCUTIBILE per patogeni diversi da: Mycobacterium, Legionella Esame quantitativo: non garantisce migliori risultati sensibilità drasticamente ridotta in pazienti in terapia antibiotica. Il Gram può essere più predittivo per S.pneumoniae e Haemophilus I risultati dell’esame colturale possono NON CORRELARE con quelli ottenuti dall’emocoltura,dal liquido pleurico o dagli esami sierologici Sensibilità eccellente quando SOLO UNA SPECIE è presente BRONCOASPIRATO: esame quantitativo 105 cfu/ml Carrol, JCM, 2001 69

Sensibilità (70-97%) e Specificità (95-100%) ESAME COLTURALE DELLE SECREZIONI RESPIRATORIE CAMPIONI FIBRO-BRONCOSCOPICI Sensibilità (70-97%) e Specificità (95-100%) ESAME COLTURALE QUANTITATIVO BREAKPOINT: > 104 organismi/ml TASSO DI FALSI NEGATIVI ALTO:  sito di campionamento (differenze anche di 50-volte tra aree adiacenti)  dopo terapia antibiotica  stadio iniziale di polmonite RISULTATI FALSI POSITIVI CON:  pazienti con bronchite cronica  pazienti con danni strutturali al polmone , sempre colonizzati, bronchiectasia 70 70

ESAME COLTURALE DELLE SECREZIONI RESPIRATORIE LAVAGGIO BRONCOALVEOLARE Il campione deriva da circa 100 milioni di alveoli, un area molto più grande di quella analizzata mediante broncoscopia. QUANTIFICAZIONE. LIMITE DIAGNOSTICO: 104 CFU/ ml Sensibilità e specificità  95-100% ESTREMAMENTE UTILE NELLA POLMONITE ASSOCIATA A VENTILAZIONE 71

ESAME COLTURALE DELLE EFFUSIONI PLEURICHE Incidenza delle effusioni varia con i patogeni: S.pneumoniae: 10% Enterobatteri e Pseudomonas: 50%-70% S.pyogenes: 95% Quando le colture sono positive la specificità e la sensibilità sono circa 100% 72

Le emocolture sono positive solo nel EMOCOLTURA Le emocolture sono positive solo nel 10-30% dei casi Ospedalizzati di CAP Nonostante questa bassa sensibilità la maggior parte delle linee-guida raccomandano questo test Sensibilità è aumentata nei pazienti con  CAP grave  HIV  neoplasie  età avanzata  bambini  residenza protetta 73

EMOCOLTURA Quasi sempre batteriemia positiva nei casi di meningite Talvolta positiva anche con liquor negativo Sempre raccomandata 74

BLOOD CULTURE At least 2 samples per day Time to positivity may vary High specificity helps in guiding etiological therapy

Ricerca Antigene Urinario Mette in evidenza : antigene C- polisaccaridico di parete Vantaggi: Campione facilmente ottenibile Test semplice e veloce: 15 min Non influenzato da una precedente terapia antibiotica Sensibilità e specificità: circa 60% (aumenta nei pazienti batteriemici) e 70% Limiti: falsi positivi nei bambini Consigliato nel paziente adulto ad alto rischio per cui non è possibile ottenere un risultato dimostrativo con il Gram Butler et al., 2003; Roson et al., 2004 76

Ricerca Antigene C-polisaccardico nel liquor In caso di meningite ricerca antigene urinario: bassa sensibilità, ma buona direttamente su liquor Vantaggi: Test semplice e veloce: 15 min Non influenzato da una precedente terapia antibiotica Sensibilità uguale o inferiore al Gram Costo più elevato del Gram 77 Samra et al., 2003

Ricerca DNA PCR e Real-time PCR POSSIBILE amplificazione di geni ply (pneumolisina) e lyt (autolisina) e r-RNA 16S ma rimane COSTOSA e SPERIMENTALE (non per tutti i laboratori) Estrema sensibilità non permette in alcuni campioni la differenziazione tra INFEZIONE e COLONIZZAZIONE Applicabile a : liquor, emocoltura, sangue intero Schuurman et al., 2004 78

Streptococcus pneumoniae Si conoscono 90 sierotipi ma solo 30- 35 hanno rilevanza in patologia umana Solo pochi sierogruppi sono responsabili della maggior parte delle forme invasive (4, 6, 9, 14, 18, 19,23, ) Sono quelli che ADERISCONO MEGLIO alle mucose e che evolvono verso la antibiotico-resistenza Although there is no immunologic cross-reactivity between serogroups (eg, 4, 9, 19), there may be some cross-reactivity within serogroups (eg, 19A, 19F). As with disease incidence, serotype prevalence differs throughout the world. For example, in the United States, the serogroups most frequently associated with invasive pneumococcal disease in young children are 4, 6, 9, 14, 18, 19, and 23. 79 79

Sierotipizzazione Si esegue con sieri specifici Reazione di rigonfiamento capsulare (Quellung reaction) Cross-reattività all’interno dei sierogruppi Agglutinazione Ceppi non tipizzabili 1%  invio a centro specializzato 80

Streptococcus pneumoniae La distribuzione dei sierotipi varia in funzione del tempo e delle zone geografiche Sierotipizzazione Importante per determinare l’utilità dei vaccini in una determinata area geografica 81

Streptococcus pneumoniae In Italia i dati di sierotipizzazione disponibili ( limitati ) indicano che circa: l’80% dei ceppi orofaringei colonizzanti l’80% dei ceppi di S.pneumoniae isolati da casi di meningiti l’80% su patogeni provenienti da emocolture appartengono ai 7 sierogruppi inclusi nel vaccino epta-valente Questi dati ben si confrontano con le percentuali di coverage riportate dalla letteratura per Europa, Nord America, Africa e Oceania. Marchese et al., MDR, 2000; Marchese et al., Emerg. Infect. Dis., 2002; Pantosti et al., CID 2000 82

Pneumococchi saggio degli antibiotici Diffusione da disco: Oxacillina per i beta-lattamici Oxa-S: ceppo sensibile a tutti i beta- lattamici Oxa-R:ceppo resistente alla penicillina, ma non necessariamente a tutti i beta- lattamici 83

Anni ’40 introduzione penicillina Pneumococchi Resistenza agli antibiotici- Approccio terapeutico-profilassi Anni ’40 introduzione penicillina anni’80-’90 diffusione della resistenza (pen, macrolidi, SXT,Ch, Tc) a livello mondiale Italia: penicillino-resistenza  15-20% eritromicino-resistenza  30-40% 84

S.pneumoniae 1944 Thanks to PENICILLIN….He Will Come Home! 85

S.pneumoniae 1967 Papua Nuova Guinea: descrizione del primo ceppo pen-I (MIC: 0.12mg/L) 86

S.pneumoniae multi-resistente cloramfenicolo -lattamici tetraciclina fluorochinoloni macrolidi cotrimossazolo 87

Evoluzione della Resistenza (%) alla penicillina in Italia 88 Marchese et al., 1996: Marchese et al., 2001; Marchese et al., 2003

Evoluzione della Resistenza (%) ai macrolidi in Italia 89 Marchese et al., 1996: Marchese et al., 2001; Marchese et al., 2003

Problematiche di resistenza emergenti Fluorochinoloni: segnalazioni da alcune aree geografiche (Hong Kong, Canada). Glicopeptidi: Nel 2000 descrizione del primo ceppo clinico tollerante a vancomicina in paziente pediatrico con meningite recidivante Secondo ceppo clinico segnalato in Colombia 2003 Ho Po et al. AAC, 1999; Chen et al., 1999; McCullers et al., CID, 2000, Hidalgo et al., 2003 90

S.pneumoniae rilevanza clinica della resistenza Resistenza ai beta-lattamici: importante quando MIC alla penicillina 4mg/L e nel paziente immunocompromesso I bassi livelli di resistenza possono essere superati in vivo Resistenza ai macrolidi: difficile stabilire una correlazione, tuttavia sono state descritte recidive fatali di polmonite sia con ceppi erm che con mef Resistenza ai fluorochinoloni: descritti alcuni casi di fallimento terapeutico 91 Mandell et al. CID 2003

Conclusioni -lattamici: resistenza alla penicillina in costante aumento in ITALIA (mediamente 16%) e nel mondo Amoxicillina: supera completamente L-L pen-R e quasi completamente H-L pen-R Cefalosporine 3aG iniettabili: superano quasi completamente L-L e H-L pen-R 92

Conclusioni macrolidi: resistenza in costante aumento in ITALIA (% > 40) e nel mondo prevalenza alto-livello MLSB, ma in diminuzione SXT, Tetraciclina: resistenza in costante aumento in ITALIA (% ~ 30) e nel mondo nuovi fluorochinoloni: resistenza rarissima in ITALIA e resto del mondo (<1%) 93

Pneumococchi Resistenza agli antibiotici- Approccio terapeutico-profilassi OMA, sinusite: amoxicillina, cefalosporine Polmonite: penicillina, amoxicillina, macrolidi (anche per i pazienti allergici) --ceppi PEN-R: fluorochinoloni, vancomicina Meningite: penicillina, cef. di 3a G (cefotaxime, ceftriaxone), ch-- ceppi PEN-R: vancomicina, rif, ch Vaccino 23-valente: poco o per nulla efficace nei bambini al di sotto dei 2 anni e nei soggetti con ridotta risposta anticorpale Copertura attesa oltre 90%     Vaccino coniugato eptavalente: + immunogeno Copertura attesa molto variabile 94

Micoplasmi Le forme capaci di vita autonoma più piccole (125-250nm) Totale assenza di parete cellulare (no beta-lattamici) (pleiomorfi) Membrana a tre strati ricca di steroli Aerobi obbligati (M.pneumoniae) aerobi-anaerobi facoltativi Difficili da coltivare Colonie aspetto a “uovo fritto” 95

Micoplasmi sono ubiquitari, parassiti di diverse specie animali e vegetali 11 specie colonizzano o causano malattia nell’uomo M.pneumoniae: infezioni dell’apparato respiratorio M.hominis, M.genitalium, U.urealyticum: infezioni genito-urinarie 96

M.pneumoniae Si moltiplica sulla superficie delle cellule (affinità) degli epiteli (adesine e citolisina emolitica) Agente eziologico di polmonite atipica primaria (nel pz. Giovane 2° a S.pn) Danneggiamento epiteli e innesco processo flogistico, fase iniziale non grave poi precipita Si comporta da superantigene: stimola le cellule infiammatorie a migrare nel sito d’infezione e a rilasciare citochine Ricerca diretta e ricerca indiretta Gli anticorpi sono diretti contro i glicolipidi della membrana esterna , comuni ad altri microorganismi o tessuti falsi + in pz. Infettati da altri micoplasmi o con meningite batterica, sifilide o pancreatite Terapia: macrolidi, tetracicline e fluorochinoloni 97

Chlamydie Piccoli batteri gram- Parassiti endocellulari obbligati (non producono ATP) Presenza di porine MOMP (antigeni diversi: serovar) Assenza di peptidoglicano (no sensibilità -lattamici), strato di prot. ricche di cisteina CRP (cystein-rich protein) Ciclo dimorfico:corpo elementare (forma infettante) e corpo reticolare (forma intracellulare) Terapia: 1a scelta: tetracicline, macrolidi, 2a: fluorochinoloni 98

99

C. pneumoniae Identificata nel 1976 Causa CAP di modesta gravità nei giovani L’infezione asintomatica è abbastanza comune (nella maggior parte degli adulti) Possibile associazione con malattia ischemica del miocardio (corpi e. nelle lesioni dell’endotelio coronarico) Diagnostica:ricerca di anticorpi nel siero, sonde ad acidi nucleici ricerca antigeni con immunofluorescenza 100

Legionella Con il nome Legionella si identifica un gruppo di batteri costituito da circa 44 specie, suddivise in 70 sierogruppi. Circa la metà di queste risultano patogene ed in particolare la Legionella pneumophila di sierogruppo 1 e 6 è quella maggiormente implicata nella patologia umana. Edelstein and Cianciotto, PPID, 2005

Legionella Isolata dal tessuto polmonare di soggetti deceduti per una forma di polmonite partecipanti ad un convegno di Legionari Americani, in un albergo di Filadelfia nel 1976 ed etichettata come "malattia dei legionari". Da materiali umani oltre una dozzina di specie diverse, ma nell’85% dei casi: L.pneumophila (70-75%) e L. micdadei. Edelstein and Cianciotto, PPID, 2005 102

Legionelle Bastoncini Gram-, aerobi, sottili e pleomorfi, mobili per uno o più flagelli polari o laterali si nutrono del materiale organico presente nell’ambiente. Edelstein, MCM, 2007 104

Legionella Estremamente esigenti dal punto di vista nutrizionale (in laboratorio) per la crescita è necessaria la presenza di L- cisteina e sali di ferro che stimolano il loro metabolismo Colonie visibili dopo 3 giorni di incubazione Edelstein, MCM, 2007 105

Legionelle Parassiti intracellulari facoltativi, si moltiplicano nei protozoi, nei fagosomi dei monociti e dei macrofagi alveolari Edelstein and Cianciotto, PPID, 2005 106

Hartmanella vermiformis Legionella: microorganismo intracellulare. Protozoi: riserva ambientale di legionelle; cavalli di Troia Hartmanella vermiformis Human alveolar epithelial cells 4h 12h Transmission electron micrographs of Hartmanella vermiformis (A and B) and WI-26 type I human alveolar epithelial cells (C and D) infected with L. pneumophila AA100 at 4 h (A and C) and 12 h (B and D) postinfection. The open arrows in panels A and C indicate RER-surrounded phagosomes, while the b's indicate bacteria. Note that the whole cell (B and D) becomes heavily infected with numerous bacteria (a few hundred to a thousand) by 18 h postinfection.

L’inizio di un’interazione L’inizio di un’interazione. che probabilmente rappresenta il modus vivendi abituale per Legionella Hartmanella vermiformis (un’ameba) che sta entrando in contatto con Legionella Legionella persiste nelle amebe all’interno di vacuoli. In un modo che rappresenta un modello molto interessante per l’interazione con i macrofagi alveolari

Legionella ALTRI FATTORI DI VIRULENZA Produzione di una serie di enzimi proteolitici (fosfolipasi C, metallo-proteasi) in grado di danneggiare gravemente le cellule parassitate. Hsp60 aumenta invasione (cell. epiteliali) Resistenza ai peptidi cationici (rcp) Fosfatasi, RNasi, lipasi, SOD, lattoferrina, ecc Citotossina e Fosfatasi (blocca la produzione di anione superossido da parte dei neutrofili). 109 Edelstein and Cianciotto, PPID, 2005

Legionelle EPIDEMIOLOGIA Distribuzione ubiquitaria: presenti in diversi habitat caratterizzati dalla presenza di acque dolci superficiali, che possono occasionalmente contaminare acque di umidificazione di impianti di condizionamento, acque non trattate ed usate a scopo industriale o domestico, pulviscolo atmosferico. Parassiti di amebe e protozoi ciliati, in biofilm 110

Legionelle E' presente a basse concentrazioni negli ambienti acquatici senza che ciò dia luogo ad alcuna patologia (spesso non rilevabili analiticamente). Le patologie possono invece insorgere soltanto quando il batterio prolifera e si porta a concentrazioni elevate in sistemi idrici artificiali che non siano adeguatamente progettati, realizzati e mantenuti.

Legionella Trasmissione: avviene per inalazione di batteri presenti nell’aerosol prodotto da sistemi di condizionamento o docce contaminati. Provoca un processo infiltrativo lobare: polmonite purulenta acuta. Entra all’interno dei macrofagi e dei monociti per fagocitosi: mentre l’attività dei vacuoli fagosomiali si arresta, i batteri si replicano e lisano le cellule. No trasmissione interumana. Edelstein and Cianciotto, PPID, 2005 112

Malattia del legionario Febbre di Pontiac Le patologie causate da Legionella sono localizzate al tratto respiratorio Malattia del legionario Febbre di Pontiac Da una polmonite blanda che non richiede ospedalizzazione (walking pneumonia) Simil-influenzale Guarisce spontaneamente Le differenze nella gravità Sono probabilmente dovute allo stato immunitario delle persone colpite Ad una polmonite multilobare grave, mortale

Legionelle SINDROMI CLINICHE L’infezione asintomatica è frequente in tutti i gruppi d’età. i fattori di rischio sono il fumo, bronchite cronica, enfisema,terapia con steroidi, diabete mellito L. pneumophila (sierotipi 1 e 6) provoca una grave forma di polmonite detta "malattia dei legionari", spesso complicata da lesioni renali ed epatiche e può presentare una mortalità elevata in assenza di pronto intervento terapeutico. forma febbrile simil-influenzale, con tendenza spontanea alla guarigione, nota come "febbre di Pontiac“ ruolo essenziale svolto dalle condizioni immunitarie dell’ospite al momento dell’infezione 114

Legionella DIAGNOSI DI LABORATORIO Campioni: liquido pleurico, liquido di lavaggio bronchiale, frammenti bioptici polmonari e sangue. Le legionelle si colorano debolmente con il colorante di Gram. Esame microscopico: dimostrazione diretta nei campioni clinici mediante immunofluorescenza Esame colturale: atmosfera al 3-5% di CO2, temperatura 35ºC, crescita lenta, formazione di piccole colonie (1-3 mm) con aspetto di vetro smerigliato (BCYE). L’isolamento è difficile dall’espettorato per la presenza di PMN Tronel and Hartmann, Lett Appl Microbiol, 2009 115

Legionella DIAGNOSI DI LABORATORIO Rivelazione antigenica: è possibile dimostrare la presenza di antigeni di Legionella nelle urine dei pazienti con metodi immunologici. Test sierologici: ricerca di anticorpi specifici mediante reazioni di immunofluorescenza indiretta utilizzando come antigene legionelle da coltura in vitro, un aumento del titolo anticorpale di 4 o più volte (fino a 128 o più) è considerato diagnostico. La risposta potrebbe essere ritardata con un aumento del titolo non osservabile fino a dopo 3 settimane di malattia. Titoli elevati possono occasionalmente persistere per lunghi periodi di tempo. Tronel and Hartmann, Lett Appl Microbiol, 2009 116

Legionella qPCR Determina il numero dei genomi, ma non sempre si ha un corrispondente numero di CFU (causa VBNC) Uso di etidio monoazide che si lega al DNA delle cellule morte o con parete compromessa che non può essere amplificato Tronel and Hartmann, Lett Appl Microbiol, 2009 117

Legionella TERAPIA In vitro le Legionelle sono sensibili ad un ampio spettro di farmaci antibatterici. Per la loro localizzazione intracellulare, in vivo sono sensibili a pochi farmaci: MACROLIDI: azitromicina, claritromicina, (eritromicina), rifampicina e alcuni chinoloni (levofloxacina, ciprofloxacina) 118

Rappresentano, a livello mondiale, la principale causa di morte LE INFEZIONI DELLE BASSE VIE RESPIRATORIE Rappresentano, a livello mondiale, la principale causa di morte in seguito ad infezione Pinner et al., JAMA, 1996

LE INFEZIONI DELLE BASSE VIE RESPIRATORIE La POLMONITE ACQUISITA IN COMUNITA’ nota come CAP (COMMUNITY-ACQUIRED PNEUMONIA) è quella che incide maggiormente Pinner et al., JAMA, 1996

CAP - necessita ospedalizzazione L’INCIDENZA VARIA SIGNIFICATIVAMENTE DIPENDE DAL PAESE CONSIDERATO (DISPONIBILITA’ DI FARMACI APPROPRIATI DA PARTE DEL MEDICO DI BASE) E DELL’ETA’: 20-60% Bartlett et al., CID, 2000

EZIOLOGIA DELLE CAP PATOGENI MICROBICI > 100 BATTERI: aerobi, anaerobi, Gram +, micobatteri BATTERIO-SIMILI: MCL, Coxiella, Nocardia (FUNGHI: patogeni, opportunisti) VIRUS: influenza e hantavirus Bartlett et al., CID, 2000

L’EZIOLOGIA DELLE CAP VARIA popolazione studiata(età) caratteristiche dei pazienti (fattori di rischio) area geografica considerata studi microbiologici ANCHE PER I PAZIENTI OSPEDALIZZATI VI E’ UN 40-60% DI CASI PER I QUALI NON E’ POSSIBILE OTTENERE UNA DIAGNOSI

LA CAP A LIVELLO DOMICILIARE Mortalità  1% POCHI STUDI e DATATI LA VALUTAZIONE MICROBIOLOGICA: MOLTO RARA CONSENSUS Micoplasma (correlato all’età) >Chlamydia > S.pneumoniae >H.influenzae > altri Mandell et al., CID, 2000

CAP GRAVE CONSENSUS 60% di tutte le CAP batteriemiche ( 10%) S.pneumoniae: la causa PIU’ COMUNE (fino al 55%) 60% di tutte le CAP batteriemiche ( 10%) C.pneumoniae: fino al 10 % (epidemico) H.influenzae: fino al 9%, particolarmente in pz con BPCO Enterobacteriaceae: particolarmente negli anziani MS-S.aureus (influenza): P.aeruginosa: RARA ( < 0.2%) Legionella: soprattutto pneumophila 1, RARA Mandell et al., CID, 2000

CAP GRAVE In PAZIENTI con BPCO: INFEZIONI MISTE FREQUENTI (età): H.influenzae, S.pneumoniae, C.pneumoniae, Enterobatteri, MS-S.aureus CAP GRAVE (mortalità 35-50%) e CAP nelle ICU: S.pneumoniae (il PIU’ COMUNE) seguito da Enterobacteriaceae, Legionella Torres et al., Am. J. Resp. Crit. Care Med., 1996: Bartlett et al., CID, 2000; Mandell et al., CID, 2000

TRATTAMENTO DELLE CAP RESISTENZA AGLI ANTIBIOTICI LE DIFFICOLTA’ VANNO CONTROLLATE l’ EZIOLOGIA SPESSO rimane SCONOSCIUTA per cui si rende necessario l’instaurarsi TEMPESTIVO di una (µ) TERAPIA EMPIRICA SFAVOREVOLE IMPATTO DELLA RESISTENZA AGLI ANTIBIOTICI SULLA RISPOSTA CLINICA

RESISTENZA dello S.pneumoniae: CONSEGUENZE CLINICHE La RESISTENZA alla PENICILLINA (MIC  4 mg/L) POTREBBE NON RAPPRESENTARE UNA MINACCIA ( MORTALITA’) PER LE INFEZIONI NON-MENINGEE ANCHE BASSI LIVELLI di RESISTENZA ai MACROLIDI PORTANO A FALLIMENTI CLINICI E BATTEREMIE IMPROVVISE NELLE CAP La RESISTENZA ai FQ (NUOVI COMPOSTI) PORTA A FALLIMENTI CLINICI NELLE CAP Meera et al., CID, 2000; Bush et al., CID, 2000; Low et al., NEJM, 2001

MS-S.aureus La TERAPIA INIZIALE più APPROPRIATA per il trattamento di una CAP in tutti i pazienti e particolarmente  negli anziani  nei pazienti con BPCO DEVE INCLUDERE LA COPERTURA DI: S.pneumoniae, H.influenzae, Enterobacteria, MS-S.aureus

INFEZIONI DELLE BASSE VIE RESPIRATORIE UN TRATTAMENTO ADEGUATO, NELL’OTTICA DI PREVENIRE L’OSPEDALIZZAZIONE DEVE GARANTIRE LA COPERTURA DI TUTTI I PATOGENI EXTRACELLULARI INDIPENDENTEMENTE DA POSSIBILI CARATTERI DI RESISTENZA Le CEFALOSPORINE PARENTERALI di 3a GENERAZIONE HANNO QUESTO TIPO di SPETTRO

Le CEFALOSPORINE PARENTERALI di 3a GENERAZIONE IN ITALIA SONO DISPONIBILI PER IL MEDICO DI BASE DIVERSE CEFALOSPORINE PARENTERALI di 3a GENERAZIONE, che vengono ampiamente utilizzate IN AMBITO DOMICILIARE Sessa, ISAIA STUDY, 2001

Le CEFALOSPORINE PARENTERALI di 3a GENERAZIONE GLI ASPETTI DISTINTIVI DI QUESTI FARMACI in termini MICROBIOLOGICI e di FARMACOCINETICA/FARMACODINAMICA RISPETTO AI FARMACI ORALI HANNO CONTRIBUITO A: DIMINUIRE LE PERCENTUALI DI RESISTENZA nello S.pneumoniae e in ALTRI PAOGENI RESPIRATORI PER LA VELOCITA’ DI BATTERIOCIDIA E PER LE MBC MANTENUTE NEI TESSUTI AUMENTO DELL’EFFICACIA TERAPEUTICA DELLA TERAPIA INIZIALE RIDUZIONE DELLA NECESSITA’ DI OSPEDALIZZARE

Le CEFALOSPORINE PARENTERALI di 3a GENERAZIONE EVIDENZIANO UN’ ATTIVITA’MOLTO DIVERSA nei riguardi di S.pneumoniae il PIU’ IMPORTANTE PATOGENO RESPIRATORIO

Ha dei BREAKPOINTS SPECIFICi dell’ NCCLS CONFRONTO IN TERMINI DI POTENZA IN VITRO DELLE CEFALOSPORINE PARENTERALI di 3a GENERAZIONE NEI RIGUARDI DI S.pneumoniae FARMACO CARATTERISTICHE CEFTRIAXONE CEFOTAXIME Ha dei BREAKPOINTS SPECIFICi dell’ NCCLS Supera la resistenza alla LL penicillina e quella alla HL nella maggior parte dei casi CEFODIZIME Esperienza clinica limitata CEFTIZOXIME Meno attivo Può essere poco efficace anche su ceppi resistente alla LL-penicillia CEFTAZIDIME NON è un farmaco antipneumococcico NCCLS Guidelines, 2001

QUANDO NELLA CAP SI HA IL SOSPETTO CHE I PATOGENI SIANO ATIPICI LE PIU’ RECENTI LINEE GUIDA INTERNAZIONALI SUGGERISCONO DI ASSOCIARE UN MACROLIDE AD UNA ADEGUATA CEFALOSPORINA PARENTERALE di 3a GENERAZIONE IDSA, 2000; ERS, 2000; ATS, 2001

ANTIMICROBIAL RESISTANCE IN RESPIRATORY PATHOGENS MAY CONTRIBUTE TO induce therapeutic failures increase morbility increase cost produce excess mortality Bartlett, et al., Clin. Infect. Dis., 1998. 136

Enterobacteriaceae ß-lattamasi cromosomiche di Tipo I resistenti a diversi farmaci e inibitori suicidi ßL mediati da plasmidi : famiglie TEM e SHV e ESßL (ancora rare in Italia) ßL derivati dalle TEM e resistenti agli inibitori (IRT): in crescita per il largo uso dei farmaci RESISTENZA MULTIPLA AI FQ e AG (permeabilità) Amicosante et al., AAC, 1999; Marchese et al., AAC, 1999; Livermore, JAC, 2000

present multiple resistance (fluoroquinolones and Enterobacteriaceae Synthesis of ESBL in members of the family has reached a level of 12 e 18% in Italy Several ESBL-positive strains present multiple resistance (fluoroquinolones and aminoglycosides) 138 39 138

Problematiche di resistenza agli antibiotici nelle Enterobacteriaceae e in P.aeruginosa Cefalosporinasi cromosomiche inducibili TEM-1 resistenza alle penicilline antipseudomonas -lattamasi plasmidiche a spettro esteso Adenil transferasi (resistenza all'amikacina) Impermeabilità (resistenza a tutti gli aminoglicosidi) Carbapenemasi Mutazione nella porina OprD (imipenem-resistenza) Resistenza alla ciprofloxacina (gyrA, parC) Eflusso attivo (fluorochinoloni) Westbrock et al., 1999; Jalal et al.,2000; Ciofu et al., 2001, Murray et al., 2003

Drug Resistance in 1067 Pseudomonas aeruginosa, ISS 2004 The problem of antimicrobial resistance also includes gram-negative organisms. Klebsiella and many other Enterobacteriaceae have acquired extended-spectrum beta-lactamases (ESBL) that confer resistance to cephalosporins. Resistance to fluoroquinolones is also emerging, an observation attributable to the expanding use of this class of antimicrobials in the past decade. 140 140

Biofilms: PHENOTYPIC Antibiotic Resistance Antibiotics may be inactivated by production of enzymes, unsuitable pH, O2 tension, slow growth, cationic content Lewis, AAC, 2001 141

Cystic Fibrosis COPD VAP Where are Biofilms to be found in chronic/recurrent RTI infections? Cystic Fibrosis COPD VAP Costerton et al., Science, 2002 142

                   Moxifloxacin and biofilm production by coagulase-negative staphylococci Perez-Giraldo C, Gonzalez-Velasco C, Sanchez-Silos RM, Hurtado C, Blanco MT, Gomez-Garcia AC. The in vitro activity of moxifloxacin against 41 strains of coagulase-negative staphylococci was determined. A relationship between the activity of moxifloxacin and biofilm formation was detected. Moxifloxacin concentrations of 2, 10, 50 and 100 x MIC produced a log decrease in viable count (included in a biofilm) of 0.20, 0.37, 1.10 and 1.69, respectively. 143 Chemotherapy, 2004

The efficacy of moxifloxacin in the treatment of an                  Treatment of implant-associated infections with moxifloxacin: an animal study. Kalteis T, Beckmann J, Schroder HJ, Schaumburger J, Linde HJ, The efficacy of moxifloxacin in the treatment of an implant-associated infection by Staphylococcus aureus was compared with vancomycin in an animal study Biofilm were measured Moxifloxacin achieved a highly significant decrease in the microbial counts in the bone and soft tissue and in the biofilm (P<0.001). Efficacy of moxifloxacin was significantly greater than that of vancomycin (P<0.01). Vancomycin did not reduce the microbial count significantly compared with the control group Int J Antimicrob Agents., 2006 144

ACTIVITY OF DIFFERENT DRUGS ON BACTERIAL PATHOGENS OF RESPIRATORY TRACT INFECTIONS Optimal RTI Spectrum of Activity Telithromycin Macrolides Amoxi-clav-Cephalosp. Fluoroquinolones S.pyogenes S.pneumoniae H. influenzae M. catarrhalis ERSP MRSP Gram negative coverage Atypicals 145

-Prevent Development of Resistance -Avoid Recurrences In order to -Eradicate pathogens -Prevent Development of Resistance -Avoid Recurrences -Hinder biofilm formation Should be Attempted Therapia Sterilisans Magna 146

P.EHRLICH NOBEL LAUREATE 1908 Frapper fort, frapper vite OR USE THE BEST FIRST The Lancet, August, 16, 1913 147

Particolari aspetti delle infezioni in terapia intensiva Le infezioni in terapia intensiva presentano una incidenza 5-10 volte superiore rispetto a quelle che si verificano in altri reparti Il 35-50 % delle polmoniti complessivamente considerate si riscontrano in questi reparti La mortalità complessiva può superare il 25% L’eziologia è polimicrobica (50%) sostenuta prevalentemente da Gram-negativi multiresistenti 148

CARBAPENEMICI Massima espressione evolutiva degli antibiotici -lattamici Spettro amplissimo Resistenza all’idrolisi enzimatica verso la maggior parte degli enzimi 149 149

Percentuale di resistenza – P. aeruginosa – E. coli – K. pneumoniae – Enterobacter spp – Serratia spp– S. maltophilia – Acinetobacter spp n° 1383 ceppi 150

Antibiotico-resistenze in terapia intensiva: studio multicentrico K. pneumoniae: 57,9% produttori di -lattamasi a spettro esteso Nicoletti G., et al. IJAA, 2000 CNR 151

CONCLUSIONI I 1) Questo studio epidemiologico in terapia intensiva è in perfetta correlazione con altri studi italiani e stranieri 2) Eccezione verso studi stranieri: incremento dell’isolamento di Stenotrophomonas maltophilia 3) Incremento generalizzato di resistenza a tutti gli antibiotici in tutti i centri italiani coinvolti: disomogeneità tra nord e sud (diversa politica di uso degli antibiotici?) 152

CONCLUSIONI II 4) La resistenza per produzione di ESBL è in incremento in tutti i centri italiani. Imipenem mostra incrementi di resistenza significativi solo in P. aeruginosa che comunque risulta il microrganismo più resistente agli antibiotici 5) Valutazione temporale dell’attività di imipenem verso batteri Gram-negativi. Imipenem mostra un ottimo comportamento nelle valutazione temporale della sua attività verso i patogeni Gram-negativi 153