Giuseppe Nicoletti Dipartimento di Scienze Microbiologiche Università degli Studi di Catania Giuseppe Nicoletti EPIDEMIOLOGIA DELLE RESISTENZE ED ASPETTI MICROBIOLOGICI DELLE INFEZIONI DI INTERESSE DEI MEDICI DI CONTINUITA' ASSISTENZIALE E DI EMERGENZA-URGENZA

gravità delle patologie difficoltà terapeutiche Le infezioni gravi, sia comunitarie all’ingresso che nosocomiali, rappresentano un importante capitolo della patologia infettiva per: gravità delle patologie difficoltà terapeutiche aspetti socio-economici aspetti medico-legali

Prolungamento della degenza in relazione al tipo di infezione Da R. Wise, 2001

% di mortalità per infezioni gravi in 655 pazienti Da Kollek et al., 1999

Per instaurare un’appropriata antibiotico-terapia empirica bisogna tener conto di: I più probabili patogeni che causano specifiche infezioni gravi La distribuzione locale dei patogeni e della loro antibiotico-resistenza Gli specifici fattori di rischio dei pazienti

Sospetta infezione batterica grave Effettuare gli appropriati prelievi per gli esami microbiologici. Iniziare un’ antibiotico-terapia empirica basata sui fattori di rischio del paziente, sui probabili patogeni e sulla loro eventuale antibiotico-resistenza. Valutare la risposta clinica a 48 e a 72 ore Proseguire la terapia con antibiotici mirati indicati dai risultati microbiologici. Miglioramento clinico Nessun miglioramento clinico Rivalutare il paziente per: - patogeni resistenti all’iniziale terapia - comparsa di complicanze - diagnosi di non infezione

Le infezioni urinarie Normalmente nel soggetto sano la vescica e tutte le alte vie urinarie sono sterili cioè non sono presenti batteri. Nell’uretra invece (ultimo tratto delle vie urinarie) originando dalla vescica ed aprendosi all'esterno è presente una micro-flora batterica innocua che non provoca infezioni.

Invasione batterica delle vie urinarie inferiori Infezione ascendente Colonizzazione batterica I batteri raggiungono la vescica I batteri possono raggiungere la vescica per via ascendente attraverso l’uretra

La colonizzazione vescicale evolve in UTI quando.... ....uropatogeno aderisce all’epitelio vescicale provocando una risposta infiammatoria. .... con conseguente rilascio di citochine comparsa di sintomatologia .... ed inizio della migrazione leucocitaria verso il sito di invasione. Uehling et al. 1999. World J Urol. 17:351

UTI e risposta infiammatoria I leucociti migrano attraverso la strato epiteliare. I linfociti B iniziano a produrre IgA che vengono escrete nelle urine dopo il legame con i batteri Uehling et al. 1999. World J Urol. 17:351

UTI e risposta infiammatoria Nelle urine, le IgA ricoperte da batteri vengono legate dai leucociti ed eliminate con la minzione .... pyuria I batteri che avevano invaso lo strato epiteliare vengono fagocitati ed eliminati.... ... l’episodio di cistite si esaurisce Uehling et al. 1999. World J Urol. 17:351

Invasione batterica delle vie renali superiori via ascendente via ematogena In alcuni casi i microrganismi possono raggiungere le vie urinarie superiori per via ascendente (95%) o per via ematogena

Una più recente classificazione delle UTI divide i pazienti in gruppi in relazione alla presenza di determinati fattori clinici e al loro impatto sulla morbosità e trattamento Tale classificazione si è dimostrata più utile clinicamente

Infezioni urinarie non complicate Infezioni che avvengono in pazienti con vie urinarie anatomicamente e funzionalmente integre, in assenza di manovre strumentali invasive

Reflusso vescico-ureterale Infezioni urinarie complicate Reflusso vescico-ureterale Infezioni che avvengono in pazienti con anomalie strutturali o funzionali delle vie urinarie o in pazienti sottoposti a manovre strumentali invasive

Classificazione delle infezioni delle vie urinarie NON COMPLICATE (cistite, pielonefrite, batteriuria asintomatica): infezioni comunitarie; RICORRENTI: reinfezione con lo stesso o con altro microrganismo, che compare entro 60 gg dal primo episodio COMPLICATE dipendenti da anomalie anatomiche/ cause neurologiche/ immunocompromissione /cateterizzazione… NOSOCOMIALI: acquisite in ospedale, che compaiono 72 ore dopo il ricovero e spesso sono correlate alla cateterizzazione.

Per il trattamento di tali patologie sono disponibili un gran numero di antibiotici

Razionale per una Terapia Empirica INFEZIONI URINARIE Razionale per una Terapia Empirica Spettro ristretto di uropatogeni Conoscenza della antibiotico resistenza

Le IVU nella maggior parte dei casi sono dovute alla presenza di germi di provenienza fecale: Escherichia coli

Patogeni responsabili di IVU sono: m-negativo) negativo) Enterrcoccus-faecalis(gra(gram-(gram-negativo) Patogeni responsabili di IVU sono: Klebsiella (Gram-negativo) Staphilococcus saprophyticus (Gram-positivo) Enterococcus faecium (Gram-positivo) Staphylococcus epidermidis (Gram-positivo) Proteus mirabilis (Gram-negativo) Pseudomonas aeruginosa (Gram-negativo) Enterococcus faecalis (Gram-positivo)

Principali agenti eziologici di infezioni urinarie

MONITORAGGIO DELLA SITUAZIONE EPIDEMIOLOGICA IN ITALIA DEI PATOGENI RESPONSABILI DI INFEZIONI URINARIE: STUDIO MULTICENTRICO 2004 Metodologia dello studio Sono stati coinvolti 9 Centri di Microbiologia clinica che in un periodo non superiore a 4 mesi dovevano raccogliere per centro e consecutivamente 200 uropatogeni da pazienti ospedalizzati in reparti di: Urologia (pazienti con IVU complicate) Medicina/Chirurgia/ICU (pazienti con IVUnosocomiali) Ambulatori < 20% (IVU non complicate)

Distribuzione ( % ) dei 411 microrganismi da IVU ambulatoriali 62.5%

Distribuzione ( % ) dei 358 microrganismi da IVU complicate 39.7%

Distribuzione ( % ) dei 1066 microrganismi da IVU nosocomiali

RESISTENZE BATTERICHE ABUSO DI ANTIBIOTICI NON CORRETTO USO DI ANTIBIOTICI USO MASSICCIO DI ANTIBIOTICI IN CAMPO ALIMENTARE

E. coli antimicrobial resistance (%) by geographical area Nalidixic acid Ciprofloxacin Fosfomycin 2.0 1.2 0.4 2.9 0.0 0.6 35.9 19.6 0.0 4.4 2.2 0.0 6.4 2.6 0.4 6.9 2.8 1.4

Bosisio et al Archivio Italiano di Urologia e Andrologia, 2003 86.2% Bosisio et al Archivio Italiano di Urologia e Andrologia, 2003

Isolati clinici e loro sensibilità

Attività comparativia di ciprofloxacina e levofloxacina sui germi atipici urinari: valori di MIC50 e MIC90 di C. trachomatis

Attività comparativa di ciprofloxacina e levofloxacina sui germi atipici urinari: valori di MIC50 e MIC90 di U. urealyticum e M. hominis U. Urealyticum (n=56) MIC (mg/L) M. Hominis (n=57) Range 50% 90% Levofloxacina 0.06-1 0.5 1 0.25-1 Ciprofloxacina </= 0.03-4 2 4 0.5-4 “Levofloxacina mostra un’attività superiore su ceppi di U. urealyticum e M. hominis rispetto agli altri antibiotici testati.” “In conclusione i risultati di quetso studio suggerisono che levofloxacina può essere impiegata nella terapia delle infezioni genitali da mycoplasma” Ulmann U et al JAC 1999; 43(SupplC):33-36

Attività su P. aeruginosa: % di ceppi sensibili isolati in Italia da vari studi e varie sedi di infezioni Marchetti F Viale P J Chemother 2003

conclusioni nei germi patogeni urinari, principalmente E. coli, la resistenza a co-trimossazolo è > 20%, mentre per i FQ è inferiore al 5-10% cipro e levo esplicano pari attività anche nei confronti di P. aeruginosa (70%) Tra i batteri atipici urinari non si evidenzia resistenza acquisita, ma alcuni FQ (es levofloxacina) mostrano maggiore attività di altri (es ciprofloxacina)

Oltre all’azione antibatterica in senso stretto, alcuni antibiotici hanno messo in evidenza, in questi ultimi anni, Recentemente l’attenzione scientifica in campo di antibiotico terapia è rivolta alla ricerca di caratteristiche “non convenzionali” possedute da alcune molecole. In altre parole il successo terapeutico di un farmaco potrebbe derivare non soltanto dalla potenza in vitro, dall’ampio spettro di attività o dalle positive caratteristiche farmacocinetiche, ma anche da altre proprietà che influiscono nel rapporto ospite-parassita. Caratteristiche “non convenzionali” che influiscono positivamente nel rapporto ospite-parassita

Ruolo del microbiologo clinico nella scelta terapeutica STUDIO DEI MECCANISMI DI PATOGENICITA’ NEI BATTERI RESPONSABILI DI INFEZIONI Importanza ecosistema vaginale ( nelle UTI della donna)

ecosistema vaginale UTI nella donna Il rischio di insorgenza di una infezione urinaria nella donna è strettamente correlato all’equilibrio dell’ ecosistema vaginale

Fattori predisponenti l’alterazione dell’ecosistema vaginale e la colonizzazione uretrale di uropatogeni rappresentano fattori di rischio di insorgenza di UTIs

ANTIBIOTICI: USO APPROPRIATO E’ indubbio che la sommistrazione di antibiotici rimane il “gold standard” della terapia delle UTIs....ma nella scelta dell’antibiotico è importante considerare molti fattori “Amoxicillin promotes vaginal colonization with adhering Escherichia coli present in faeces.” Herthelius et al. 1989. Pediatr Nephrol. 3:443

Interferenza degli antibiotici con l’ecosistema vaginale Lattobacilli vaginali isolati da donne sane Tempera, 2005

Ruolo del microbiologo clinico nella scelta terapeutica STUDIO DEI MECCANISMI DI PATOGENICITA’ NEI BATTERI RESPONSABILI DI INFEZIONI Importanza ecosistema vaginale ( nelle UTI della donna) 2. Interferenza con l’adesività

Adesività di E. coli a tessuti uroepiteliali b c Scansione al microscopio elettronico di cellule dell’epitelio urinario incubate con E. coli. [a] Senza farmaco [b] Con 0.25 X MIC di levofloxacina [c] Con 0.125 X MIC di levofloxacina Drago L. J Antimicrob Chemother 2001;48:37-45

Ruolo del microbiologo clinico nella scelta terapeutica STUDIO DEI MECCANISMI DI PATOGENICITA’ NEI BATTERI RESPONSABILI DI INFEZIONI Importanza ecosistema vaginale ( nelle UTI della donna) 2. Interferenza con l’adesività 3. Biofilm

Comunità di microorganismi Biofilm: definizione Comunità di microorganismi racchiusi in una matrice polimerica prodotta dalle stesse cellule e aderente in modo irreversibile ad una superficie inerte o vitale Dunne et al., Clin. Microbiol. Rev, 2002

OGGI SI RITIENE CHE LA FORMAZIONE DI BIOFILM SIA IMPLICATA ALMENO NEL 60% DI TUTTE LE INFEZIONI CRONICHE E/O RECIDIVANTI Costerton et al., Science, 1999; Potera Science, 1999

I Biofilm batterici e la patologia umana PNEUMOLOGIA: FIBROSI CISTICA, BPCO,VAP CARDIOLOGIA: ENDOCARDITI UROLOGIA: PROSTATITI, URETRITI, CISTITI ORL: OTITI, SINUSITI, TONSILLITI CONTAMINAZIONE DI: CATETERI, VALVOLE CARDIACHE, PROTESI, LENTI A CONTATTO Costerton et al., Science, 1999

BIOFILM: sviluppo della popolazione batterica stato planctonico uni-dimensionale meccanico individualistico stato sessile tri-dimensionale interattivo sociale

Maturazione del biofilm Biofilm microbico Schema ad opera di Peg Dirckx, Center for Biofilm Engineering, MSU, MT, USA Adesione batterica Maturazione del biofilm Distacco di batteri Infezioni batteriche altamente resistenti

Formazione di biofilm da Ps.aeruginosa (catetere di Teflon ) Goto et al 1999

Time-kill Courses of Piperacillin and Ceftazidime Against Biofilm Cells of P. aeruginosa in Artificial Urine 109 108 107 106 105 104 103 102 101 100 6 12 18 24 30 36 42 48 hours Piperacillin Viable cell counts 109 108 107 106 105 104 103 102 101 100 6 12 18 24 30 36 42 48 hours Ceftazidime CAZ 64 MBC CAZ 32 MBC CAZ 16 MBC CAZ 4 MBC CAZ 1 MBC Viable cell counts PIPC 128 MBC PIPC 32 MBC PIPC 4 MBC PIPC 1 MBC Goto et al 1999

Time-kill Courses of Ciprofloxacin and Levofloxacin Against Biofilm Cells of P. aeruginosa in Artificial Urine 109 109 Ciprofloxacin Levofloxacin 108 108 107 107 106 106 Viable cell counts 105 Viable cell counts 105 104 104 103 103 102 102 101 101 100 100 6 12 18 24 30 36 42 48 6 12 18 24 30 36 42 48 hours hours LVFX 32 MBC CPFX 64 MBC LVFX 16 MBC CPFX 32 MBC LVFX 4 MBC CPFX 16 MBC LVFX 1 MBC CPFX 8 MBC LVFX 0.5 MBC CPFX 4 MBC CPFX 1 MBC Goto et al 1999 CPFX 0.5 MBC

Famiglia di farmaci efficaci contro le infezioni: Terapia antibiotica: Fluorochinoloni: Famiglia di farmaci efficaci contro le infezioni: Respiratorie Urinarie

Scegliere il cavallo giusto… Ruolo del clinico Scegliere il cavallo giusto… Non chiederesti mai ad un antibiotico di fare tutto Quanti antibiotici hai nel tuo prontuario? Non tutti i FQs sono uguali Una scelta terapeutica appropriata preserverà l’intera classe

GRAZIE PER L'ATTENZIONE

Principali patologie nel paziente ospedalizzato

Setticemie (1626)

Batteri isolati nelle setticemie (in %) (1664 ceppi)

Polmoniti (451)

Eziologia delle CAP Microrganismi Incidenza nelle infezioni (%) Sconosciuti 50 S. pneumoniae 20-60 H. influenzae 3-10 S. aureus, K. pneumoniae, altri bacilli 3-10 Gram-negativi, M. catarrhalis M. pneumoniae 5-50 C. pneumoniae 5-15 Vengono isolati anche S. pyogenes, N. meningitidis, Legionella, C. psittaci, C. burnetii, anaerobi, F. tularensis

Eziologia batterica delle AECB 30-50% H.influenzae,M.catarrhalis, S.pneumoniae 10-15% P.aeruginosa, Enterobacteriaceae ed altri bacilli Gram- S.aureus ed altri cocchi Gram+ <5-15% Batteri “atipici” C.pneumoniae, M.pneumoniae “Trio infernale”

Riacutizzazione di bronchite cronica Eziologia H. influenzae 40% S. pneumoniae 10% C. pneumoniae, M. pneumoniae 10% M. catarrhalis 15% Virus 25%

Progetto EOLO Specie N° (%) 51 (16.9%) 15 36 Enterobacteriaceae 76 4 9 Studio epidemiologico policentrico di sorveglianza dell’eziologia e dell’antibiotico-resistenza di patogeni responsabili delle AECB in Italia (Dicembre 2001- Marzo 2002) Distribuzione di patogeni in 325 campioni da AECB 51 (16.9%) 15 36 Enterobacteriaceae 76 4 9 11 12 10 polimicrobismo Numero germi isolati 225 20 28 33 39 49 monomicrobismo 301 (100%) Totale 24 (7.9%) Bacilli Gram-negativi non fermentanti 29 (9.6%) M. catarrhalis 39 (12.9%) S. pneumoniae 45 (15.2%) S. aureus 54 (17.9%) H. parainfluenzae 59 (19.6%) H. influenzae N° (%) Specie Progetto EOLO (2001-2002) - Speciale A et al, GIMMOC 2004

Infezioni di cute e tessuti molli Nicoletti et al.: Journal of Chemotherapy, 2006

Infezioni cute e tessuti molli Eziologia Nicoletti et al.: Journal of Chemotherapy, 2006

Infezioni intraddominali Principali reparti con infezioni ad eziologia nosocomiale: Terapia intensiva, Medicina, Chirurgia, Centri trapianto. Non si osservano differenze statisticamente significative tra infezioni nosocomiali e comunitarie in tutti gli altri reparti. Nicoletti et al.: Journal of Chemotherapy, 2006

Infezioni intraddominali Eziologia Nicoletti et al.: Journal of Chemotherapy, 2006