Firenze, 1 0ttobre 2004

Microbiologia clinica della Fibrosi Cistica

Giovanni Taccetti - Silvia Campana

Centro Regionale Toscano per la Fibrosi Cistica Dipartimento di Pediatria

Università di Firenze

• La fibrosi cistica è la più frequente malattia letale ereditaria della razza caucasica

• Incidenza in Italia 1:4447 nuovi nati

• L’entità del coinvolgimento dell’apparato respiratorio è estremamente variabile

• Il 90% della mortalità e della morbilità è da attribuire a infezioni delle vie aeree

• La sopravvivenza è notevolmente migliorata (mediana U.S. Cystic Fibrosis Foundation 31,3 anni)

La fibrosi cistica in sintesi ......

Le infezioni in bambini con fibrosi cistica

Le infezioni in pazienti con fibrosi cistica

59%

41%

Adulti (>18)

Età evolutiva (< 18)

Registro italiano FC: 3791 pazienti in vita al 31/12/01

Caratteristiche delle infezioni respiratorie nella FC

• Numero di patogeni limitato • Localizzazione esclusiva del germe a livello di bronchi e bronchioli senza episodi di batteriemia clinicamente rilevanti (il paziente FC

non è immunodeficiente !)•Presenza cronica di germi a livello delle vie aeree con ricorrenti

esacerbazioni• Flora patogena che (di solito) si modifica con l’età• Progressivo sviluppo di resistenza agli antibiotici

• Possibilità di infezioni crociate

13%

6%18%

63%

germi

germi + virus

virus

indeterminata

.

US CF Foundation, annual data report 2001

S. aureus… (il nemico storico)

• Patogeno importante nella FC

• In epoca pre-antibiotica era il principale patogeno dei pazienti FC.

• Attualmente esistono antibiotici efficaci verso S. aureus, così l’importanza del germe è diminuita

• Colonizzazione iniziale da S. aureus e poi da P. aeruginosa

• Problematica dei ceppi meticillino-resistenti

MRSA in FC• In USA il 18% degli isolati di S. aureus sono MRSA• Problematiche dei ceppi Nosocomiali di MRSA (multiresistent) e dei ceppi CA-MRSA (acquisiti da comunità)• I CA-MRSA hanno un pattern di resistenza agli antibiotici diversoi e non sono multiresistenti.

N° ceppi testati Sensibile (%) Intermedio (%) Resistente (%)Gentamicina 71 12,6 1,5 85,9Ciprofloxacin 74 22,9 8,9 68,9Levofloxacin 60 31,6 10 58,3Cotrimoxazolo 73 72,6 4,1 23,2Rifampicina 40 85 2,5 12,Vancomicina 44 84,1 - 15,Teicoplanina 42 83,3 2,3 14Linezolid 8 100

Dati del Centro Regionale Toscano FC (77 ceppi MRSA)

P. aeruginosa ….. (il nemico attuale)

•Colonizzazione cronica, il germe non è più eradicabile

(definizione: isolamento di P. aeruginosa dalle vie aeree

per un periodo di tempo di almeno 6 mesi e/o presenza di

specifici anticorpi)

• Prevalenza colonizzati in aumento

• Progressivo decremento PFR

• Aspetto “mucoide” delle

colonie (biofilm)

20

10

25 50 75

FEV1 [% dell’atteso]

P. aeruginosa, il biofilm e la FC

P. aeruginosa forma un biofilm polisaccaridico che consente:• protezione dal sistema immune• scarsa penetrazione di antibiotici• sopravvivenza del germe senza riproduzione (l’azione degli antibiotici che interferiscono con la sintesi della parete batterica è limitata)

P.aeruginosa: acquisition, survival and FEV1 decrease

DemkoJ Clin Epidemiol 1995; 48: 1041-1049

associated with: • chronic decline in pulmonary function

• increased mortality

Mean decline in FEV1/year fo r CF patients comb ined

-3 , 5

-3

-2 , 5

-2

-1 , 5

-1

-0 , 5

0 US C FF Toronto Clevel and The Ne therla nds Florence

-4

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

S.aureusP. aeruginosa

CF Centre of Florence: lung function decline (FEV1). Mean time of follow-up 4.65 years SD 1.45 (range 2-8 years)

44 patients

36 patients

ΔFEV1/yr

P. aeruginosa: pattern di resistenza agli

antibiotici (tutti i ceppi)

0

5

10

15

20

25

30

TIC AZ

CA

Z

AT

M

ME

P

IPM

NN

AN

GM

NE

T

CIP LV

%

P. AERUGINOSA RESISTANTSTRAINS (%)

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

1996 1998 2000 2002

Meropenem

Imipenem

Ceftazidime

Ticarcillina

P. AERUGINOSA RESISTANT STRAINS (%)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1996 1998 2000 2002

Tobramicina

Netilmicina

Ciprofloxacin

Levofloxacin

Meropenem

Imipenem

Ceftazidime

Ticarcillina

Ceppi epidemici di P. aeruginosa in FC

• 55 bambini Liverpool (Lancet 1996; 348: 639-42)

• 22 adulti Manchester (Lancet 2001; 358: 557-58)

• 5 pazienti Liverpool (Lancet 2001; 358: 558-60)

IMPORTANZA DI UNA SORVEGLIANZA BATTERIOLOGICAIMPORTANZA DI UNA SORVEGLIANZA BATTERIOLOGICA

B. cepacia: (….il nemico più temibile….)• Fitopatogeno responsabile del processo di putrefazione batterica delle erbe Gigliacee In patologia umana occasionali descrizioni- ampio genoma (4-8 Mb) - mutazioni frequenti - resistenza innata a antibiotici

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

B. cepacia nella FC

Patogeno in grado di determinare 3 quadri:

• Infezione senza sostanziale

progressione danno polmonare (40%)

• Significativa progressione del danno polmonare (40%)

• Polmonite necrotizzante - sepsi (20%)

Decorso clinico impegnativo in pazienti sottoposti a trapianto

polmonare

• Germe altamente trasmissibile

in grado di determinare

epidemie

B. cepacia complex e genomovars : concetti in espansione

• almeno 9 specie geneticamente diverse

• all’interno del “complex”, se i test biochimici consentono

l’identificazione, si attribuisce al genomovar un nome specifico

(ad es. genomovar II --> B. multivorans), altrimenti viene usato il

termine genomovar seguito da numerazione romana.

•

--> B. cenocepacia

--> B. dolosa--> B. anthina

Esperienze cliniche e genomovars

• Tutti i genomovars sono stati descritti in pazienti FC

• La maggior parte degli isolati ambientali sono I

• La maggior parte isolati FC sono tipo III e II

• La maggior parte dei ceppi epidemici sono genomovar III

• La maggior parte genomovar III risulta cbl+

• La maggior parte delle” sindromi da cepacia” sono causate da

genomovar III

Mortalità e decremento FEV1 in corso di infezione da B.cepacia complex - Esperienza italiana

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

GV II e IIII Altri GV

Mortalità a 5anniVariazioneFEV1 a 2 anni

Terapia della FC …. dal gene al trapianto….. con tutto quello che c’è nel mezzo…

•Non è ancora disponibile una terapia per risolvere il difetto di base

I momenti fondamentali della terapia:

• trattamento digestivotrattamento digestivo trattamento della componente respiratoriatrattamento della componente respiratoria nutrizionale …nutrizionale … vie aeree superiorivie aeree superiori

rimozione delle secrezioni bronchiali educazione respiratoria

educazione all’attività fisica controllo broncoirritabilità controllo infezioni respiratorie

altro (ABPA, pneumotorace, emottisi, ...)

Terapia antibiotica in FC: le (poche!) certezze che abbiamo • In presenza di un quadro suggestivo di riacutizzazione polmonare, indipendentemente dal tipo di germe colonizzante, è giustificato un ciclo parenterale di terapia antibiotica per 2 settimane. La scelta della terapia dei farmaci dovrebbe essere guidata dall’antibiogramma, utilizzando alti dosaggi per la particolare farmacocinetica del paziente FC.

• Nel caso di colonizzazione cronica da P. aeruginosa: ?

Approccio “danese” (cicli e.v. in elezione) o “nord-americano” (cicli e.v. al bisogno). Valutazione costo/efficacia e prevalenza effetti indesiderati!

La terapia aerosolica a mesi alterni (tobramicina) riduce la perdita di funzione respiratoria e limita il numero di riacutizzazioni. Efficacia del trattamento con azitromicina sul biofilm

….prevenire è meglio che curare...

1. Segregazione dei pazienti Monitoraggio microbiologico con PFGE (clonalità!)2. Disinfezione dei locali e delle attrezzature3. Norme elementari di comportamento dei pazienti4. Eradicazione in caso di prima colonizzazione da P. aeruginosa

N °

3

2

3

2

5

6

1

2

34

1

9

5

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

Successi Insuccessi

(Lancet 2002; 358: 625-26)

P. aeruginosa eradication in Florence

• Since 1992, following the successful Danish research, we treated 57 CF patients at first P. aeruginosa isolation with courses of inhaled colistin combined with oral ciprofloxacin. • Based on negative P. aeruginosa throat cultures or sputum samples and immunological surveillance after treatment we achieved eradication of P. aeruginosa in 47 (82%) patients.

Eradication

Chroniccolonization

47 patients (82%)

10 patients (18%)

P. aeruginosa and regular attendance at CF Centre

For some CF patients it may not be possible to eradicate P. aeruginosa simply due to the fact that they did not attend the

CF Centre frequently enough to start the eradication treatment to prevent the biofilm establishment.

Patient 1

Patient 2

Never P.aeruginosaWithout attending CentreMucoid P. aeruginosa

Months 72 36 18

Months 120 12 24

Terapia della FC: conclusioniLegge 548 del 23/12/1993Legge 548 del 23/12/1993 “Disposizioni per la prevenzione e la

cura della Fibrosi Cistica” (G.U. n. 305 del 30/12/1993)

… la FC è uno dei cimenti più difficili con cui la medicina moderna deve confrontarsi... le cure coinvolgono tutto l’arco di vita del paziente mettendo a dura prova la tenuta sua e della famiglia.........… l’aspetto rilevante della terapia non sono tanto i numerosi farmaci necessari quanto la strategia del loro impiego .... in un continuo equilibrio con gli impegni e i progetti di vita del paziente .....

Terapia FCCentro FC

Paziente

Pediatra oMedico di famiglia