Test non invasivi per la diagnosi di infezione
da Helicobacter pylori.
Revisione critica della letteratura
Dino Vaira, Luigi Gatta, Chiara Ricci, Veronica Bernabucci, Maurizio Cavina, Mario Miglioli†
Helicobacter pylori (H. pylori) infection may be diagnosed by means of invasive techniques requiring endoscopy and biopsy (histological examination, rapid urease test, culture, polymerase chain
reaction) and by non-invasive techniques (urea breath test, detection of specific antibodies in the
serum or urine, detection of the H. pylori antigen in a stool specimen). Some non-invasive tests detect
active infection e.g. the urea breath test and the stool antigen test and are called active tests. Other
non-invasive tests are markers of exposure to H. pylori (e.g. serology or urine) but do not indicate
whether active infection is ongoing and are called passive tests. Non-invasive tests and treatment
strategies are widely recommended in primary care settings and the choice of the appropriate test
depends on the pre-test probability of infection, the characteristics of the test being used and its
cost-effectiveness. The available non-invasive tests are reviewed in this article.
(Ann Ital Med Int 2005; 20: 23-27)
Key words: Diagnostic tests; Helicobacter pylori; Serology in blood or urine; Stool antigen test; Urea
breath test.
Introduzione
per l’infezione (scelta oculata dei migliori kit commerciali
disponibili sul mercato), è oramai chiaro che nessun singolo test è ottimale per la diagnosi e che solo la combinazione di due metodiche (per esempio test all’ureasi e determinazione istologica con colorazione Giemsa) è in
grado di determinare un’elevata accuratezza diagnostica4.
Tuttavia nella “clinical practice” la diagnosi di infezione
da H. pylori è spesso effettuata con un solo test, per cui
la scelta di questo diventa importante.
Quando si considera un test diagnostico, bisogna valutare alcune importanti caratteristiche tecniche quali sensibilità, specificità, “likelihood” per un test positivo e negativo che forniscono informazioni rispettivamente su
quanto efficace è il test nel diagnosticare/non diagnosticare l’infezione quando questa è/non è presente e riguardo le probabilità che un risultato ottenuto sia atteso in un
paziente con/senza infezione. Bisogna inoltre valutare la
situazione clinica, ovvero la prevalenza dell’infezione
nella popolazione considerata, l’età dei pazienti testati, i
loro sintomi e la loro storia clinica. Infine, non meno importante, vi è il capitolo dei costi ovvero della costo-efficacia: questi studi infatti identificano e paragonano efficacia e costi delle diverse strategie nel diagnosticare o gestire l’infezione da H. pylori.
Diverse linee guida, in riferimento alla gestione del paziente dispeptico, raccomandano, come approccio iniziale, l’uso di test non invasivi per la diagnosi di infezione
da H. pylori. Questa strategia, ampiamente testata, si è dimostrata efficace sia sul piano clinico che su quello economico5,6.
Nel 1893 Bizzozero ha dimostrato la presenza di organismi spiraliformi nello stomaco animale. Tali organismi furono, in seguito, ritrovati anche nello stomaco umano, ma furono considerati commensali e non fu data loro
alcuna importanza. Poco meno di 100 anni dopo, la pubblicazione di una lettera su Lancet, nel 1983, da parte di
Warren e Marshall1 in cui si richiamava l’attenzione del
mondo scientifico sull’associazione tra la presenza di batteri ricurvi nello stomaco e la gastrite istologica, avrebbe
aperto un nuovo capitolo culturale. A distanza di quasi 20
anni e dopo innumerevoli studi, abbiamo imparato molto sull’Helicobacter pylori (H. pylori). Disponiamo infatti
di due intere sequenze genomiche (provenienti da due
distinti ceppi) e conosciamo bene diversi suoi geni come
ad esempio CagA, VacA, IceA o UreI. Studi clinici hanno dimostrato che l’H. pylori è il principale agente patogeno della malattia peptica2, delle gastriti croniche istologiche, e continue evidenze epidemiologiche lo correlano al meccanismo etiopatogenetico del cancro gastrico3.
Durante questi anni, diverse metodiche sono state sviluppate per diagnosticare l’infezione da H. pylori. Questa
può infatti essere accertata sia attraverso metodiche invasive (ovvero richiedenti l’esame endoscopico e i campioni bioptici) sia non invasive. Sebbene le diverse tecniche
diagnostiche non invasive abbiano dimostrato una buona
accuratezza, almeno quando utilizzate in centri specializzati
Dipartimento di Medicina Interna e Gastroenterologia (Direttore:
Prof. Roberto Corinaldesi), Università degli Studi, Policlinico S.
Orsola-Malpighi di Bologna
© 2005 CEPI Srl
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Ann Ital Med Int Vol 20, N 1 Gennaio-Marzo 2005
La riduzione della prevalenza di infezione da H. pylori, nella popolazione occidentale, ha conseguentemente ridotto la probabilità pre-test che essa sia presente nei pazienti dispeptici.
Test non invasivi
I test “attivi” per la ricerca dell’H. pylori forniscono l’evidenza di un’infezione in atto.
I test su campione fecale svelano la presenza di antigeni
batterici nelle feci, la cui eliminazione cessa con l’eradicazione dell’infezione. L’urea breath test svela la presenza di attività ureasica, indice di infezione attiva. Anche
questo è un test diretto non invasivo per la diagnosi di infezione. Le stesse informazione possono essere fornite dai
test invasivi.
I test passivi, al contrario dei precedenti, stimano la
presenza di infezione attraverso una valutazione indiretta, rappresentata dalla presenza di anticorpi contro l’H. pylori, ma non ne indicano l’infezione in atto.
Prevalenza e risultati dei test
Le caratteristiche dei test cambiano in relazione alla probabilità pre-test di infezione.
La figura 1 mostra come ipotetici test aventi sensibilità
e specificità del 100, 97, 90 e 80%, si comportano in maniera differente in due diverse popolazioni di pazienti (rispettivamente con il 90 e il 28% di prevalenza).
Nonostante la sensibilità e la specificità dei test sia costante la loro “performance”, dal punto di vista clinico, varia notevolmente infatti, in una situazione di alta prevalenza, un test con sensibilità e specificità pari all’80% si
associa ad un elevato numero di falsi negativi, mentre, in
una situazione di bassa prevalenza, lo stesso test, si associa ad un elevato numero di falsi positivi.
Test passivi per la diagnosi di infezione
da Helicobacter pylori
Test sierologici
Si basano sulla ricerca di specifici anticorpi immunoglobuline G contro l’H. pylori nel siero dei pazienti.
Il loro principale vantaggio è rappresentato dal fatto che
non richiedono particolari strumenti per l’esecuzione potendo così essere effettuati nei laboratori della maggior parte delle strutture sanitarie, inoltre sono poco costosi rispetto
ai test diretti; per tali motivi hanno rappresentato per molti anni, il principale fondamento per l’approccio diagnostico di prima linea.
Il principale svantaggio di questi test è rappresentato
dall’incapacità di distinguere un’infezione in atto da una
precedente esposizione e questo per il fatto che livelli
elevati di anticorpi anti-H. pylori possono persistere per
lungo tempo dopo l’avvenuta eradicazione. Inoltre, poiché il numero di pazienti trattati con successo è in incremento, anche la prevalenza di risultati falsamente positivi tende ad aumentare se si utilizzano questi test a scopo
diagnostico.
In commercio esistono diversi kit e questi mostrano differenti accuratezze diagnostiche. Infatti uno studio condotto
in Europa su 8 diversi kit commerciali ha rivelato una notevole variabilità diagnostica mostrando che alcuni hanno
migliori caratteristiche rispetto ad altri ma che, nonostante ciò, nessun test è chiaramente superiore ad altri7. Una metanalisi condotta su 21 kit ELISA, disponibili in commercio, riporta una sensibilità e una specificità globale dell’85
e del 79%, rispettivamente8 ed in un successivo studio
del London Department of Health9 sono stati valutati diversi kit ELISA test. Dei 588 campioni di siero testati con
16 differenti kit ELISA test l’accuratezza globale è stata
mediamente del 78% (68-82%) per tutti i sieri.
A
B
FIGURA 1. A: accuratezza diagnostica di un test in una popolazione ad alta prevalenza di infezione (90%). Un test con il 100%
di sensibilità e specificità non presenta falsi positivi (FP) né falsi negativi (FN); diversamente, quando sensibilità e specificità
sono dell’80%, si ha un elevato numero di FN. B: accuratezza
diagnostica di un test in una popolazione a bassa prevalenza di
infezione (28%). Un test con l’80% di sensibilità e specificità si
associa ad un elevato numero di FP.
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Dino Vaira et al.
Anticorpi CagA e VacA
cente studio canadese, che ha utilizzato questa metodologia
su siero, ha mostrato che il 33% dei pazienti risultati positivi con questi test erano in realtà falsi positivi15.
Test basati sulla ricerca degli anticorpi hanno un ruolo
importante negli studi sulla patogenesi e sulla virulenza.
Nonostante il limitato valore clinico, questi studi hanno
permesso di aumentare le conoscenze sulla patogenesi
della malattia legata all’infezione da H. pylori.
Anticorpi contro due importanti proteine dell’H. pylori (CagA e VacA) possono essere ricercati attraverso diverse tecniche (per esempio ELISA test, Western blot, recombinant immunoblot assay).
La CagA è una proteina di 120 kDa ad alta immunogenicità e il suo gene (CagA) è contenuto nell’isola di patogenicità del cromosoma dell’H. pylori. I soggetti infettati da ceppi di H. pylori CagA positivi tendono ad avere
forme di gastrite più severe, maggiore probabilità di sviluppare gastrite atrofica e metaplasia intestinale, ulcera duodenale e cancro gastrico tipo intestinale10.
La VacA (tossina che provoca vacuolizzazione) è una
proteina di 87 kDa e il suo gene non è localizzato nell’isola di patogenicità dell’H. pylori viene comunque secreto
da ceppi di H. pylori che possiedono PAI. La VacA è attivata a bassi valori di pH, è resistente ad acido e pepsina e determina vacuolizzazione delle cellule gastriche in
coltura in vitro e in modelli animali è stato dimostrato correlato a danno dell’epitelio gastrico11.
Uno studio comparativo su 2 kit anti-CagA ELISA test
(Helori CTX, Eurospital, Trieste, Italia; Radim 2, PomeziaRM, Italia) mostra una sensibilità e una specificità rispettivamente del 100-76 e 90-94%12.
Sono anche stati sviluppati kit commerciali che si basano sul Western blot che hanno mostrato una buona sensibilità e specificità13.
Test su saliva e urine
Essi rappresentano una forte attrattiva perché i campioni
sono facilmente ottenibili. Mostrano però gli stessi problemi dei test sierologici oltre al fatto che la concentrazione
degli anticorpi nella saliva e nelle urine è molto più bassa di quella nel siero. Nonostante alcuni centri abbiano riportato risultati incoraggianti (sensibilità 81% e specificità 95%)16, l’unica multicentrica apparsa in letteratura ha
riportato dei risultati deludenti (sensibilità 81% e specificità 73%)17.
Anche per quanto riguarda i test su campione di urine,
risultati provenienti da un unico centro riportavano una sensibilità dell’86% ed una specificità del 91%18. Questi dati non sono però stati confermati dall’unico studio multicentrico apparso in letteratura: sensibilità dell’89% e specificità del 69%19.
Test attivi per la diagnosi di infezione
da Helicobacter pylori
Questi sono utilizzati sia per la diagnosi iniziale di infezione che per il controllo dell’avvenuta eradicazione.
Urea breath test
Il breath test sfrutta l’attività ureasica dell’H. pylori.
Somministrando urea marcata con 13C o 14C al paziente,
questa diffonde attraverso lo strato mucoso, viene eventualmente a contatto con l’enzima, e successivamente
scissa in ammonio e anidride carbonica marcata. Poiché
questa reazione avviene al di sotto dello strato mucoso,
l’anidride carbonica marcata formatasi ha poche probabilità
di diffondersi nel lume gastrico. Infatti la maggior parte
di questa si diffonde nei vasi sanguigni della mucosa gastrica, data la loro vicinanza, e dopo poco tempo sarà
possibile ritrovare l’isotopo marcato nel respiro. Questa
metodica permette di fare diagnosi di infezione in atto in
30 min massimo e con degli ottimi valori di sensibilità e
specificità (95-97%). Non può però essere effettuata in pazienti che hanno subito interventi allo stomaco o che sono in terapia con inibitori della pompa protonica o antibiotici.
L’urea breath test ha subito nel tempo delle modifiche
soprattutto per ciò che riguarda la dose di urea marcata utilizzata, il tempo di campionamento, il pasto base, e il
cut-off dei valori del risultato20. Recentemente è stata riportata un’elevata accuratezza diagnostica in termini di sensibilità e specificità sia nella diagnosi che nel monitora-
Test rapidi su sangue in toto o in siero
Test sierologici
I test rapidi su sangue in toto sono stati sviluppati per
ottenere una rapida diagnosi di infezione da H. pylori.
Questi sono anche detti “office-based serological tests”.
Sono tecnicamente semplici da eseguire e utilizzano una
goccia di sangue ottenuta da un dito con una lancetta. Altri
utilizzano siero e richiedono prelievo venoso e centrifugazione del sangue.
I risultati del test possono essere inficiati da concentrazioni ematiche di chilomicroni in quanto questi modificano la normale permeabilità del sangue attraverso alcune membrane utilizzate per eseguire il test stesso.
Dall’analisi di otto studi, recentemente pubblicati in
letteratura, viene suggerito che questi test sono associati
a bassa sensibilità e specificità. La sensibilità media è
stata del 71% e la specificità dell’87.6%14. Inoltre un re-
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Ann Ital Med Int Vol 20, N 1 Gennaio-Marzo 2005
FIGURA 2. Test rapido immunocromatografico per la diagnosi di infezione da
Helicobacter pylori (Hp).
re il successo terapeutico di un nuovo urea breath test. L’innovazione consiste nel deglutire pillole contenenti acido
citrico ed urea marcata che si dissolvono nella cavità gastrica. Il tempo di campionamento è stato inoltre ridotto
da 30 a 10 min21.
la maggior parte dei pazienti dispeptici nei paesi occidentali, l’esecuzione di un test fecale incrementa l’accuratezza diagnostica senza incidere sui costi
A tutt’oggi viene suggerito di utilizzare, sia per la diagnosi iniziale che per il monitoraggio dell’avvenuta eradicazione dell’H. pylori, i test attivi, mentre sono fortemente sconsigliabili i test indiretti.
Ricerca dell’antigene nelle feci
Negli ultimi anni è stato possibile ottenere un test immunoenzimatico che individua la presenza degli antigeni batterici dell’H. pylori nel campione fecale. Questo è
stato raccomandato dalla linee guida europee per la diagnosi e per il monitoraggio del trattamento eradicante4. Il
test utilizza anticorpi policlonali anti-H. pylori. L’accuratezza del test è stata ampiamente valutata sia per la diagnosi iniziale di infezione sia per il monitoraggio della terapia. Diversi studi hanno infatti suggerito che detto test
è sovrapponibile all’urea breath test22,23.
Inoltre la positività del test fecale 7 giorni dopo la sospensione della terapia antibiotica è indicativa di eradicazione mancata24. Recentemente un nuovo test immunologico su campione fecale è stato oggetto di studio25.
Questo test richiede solo 5 min per essere effettuato (Fig.
2) e potrebbe essere utilizzato come primo approccio diagnostico-clinico negli ambulatori di medicina generale.
Riassunto
L’infezione da Helicobacter pylori (H. pylori) può essere diagnosticata con metodiche invasive, che richiedono l’endoscopia e l’effettuazione di prelievi bioptici (esame istologico, test rapido all’ureasi, coltura, reazione polimerasi a catena) e tecniche non invasive come l’urea
breath test (test sul respiro), la ricerca degli antigeni del
battere su campioni fecali, o la ricerca di anticorpi specifici nel sangue e nelle urine. Tra i test non invasivi, solo
il test sul respiro o la ricerca degli antigeni del battere su
campione fecale, permettono di individuare l’infezione in
“atto” ed è per questo che sono chiamati attivi.
La ricerca degli anticorpi specifici sia nel sangue sia nelle urine, al contrario, rappresenta solo un indice di avvenuta esposizione all’H. pylori (ricordo immunologico)
ma non di infezione in atto, e pertanto sono definiti test
indiretti. I test non invasivi e il trattamento terapeutico sono fortemente raccomandati nel primo approccio diagnostico all’infezione. La scelta del test appropriato dipende da diversi fattori tra i quali: la probabilità pre-test
di infezione, le caratteristiche del test utilizzato e il rapporto costo-efficacia del test stesso.
In questo rassegna sono esaminati, in maniera critica, i
diversi test non invasivi attualmente disponibili.
Costo-efficacia e strategia basata
sulla probabilità pre-test di infezione
La scelta del test per la diagnosi di H. pylori dipende dalla prevalenza dell’infezione. Ad esempio, la ricerca di anticorpi specifici contro l’H. pylori nel siero, è preferibile
nelle situazioni di alta prevalenza (90%). Mentre nei pazienti con una probabilità di infezione < 60%, come nel-
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Dino Vaira et al.
Parole chiave: Anticorpi specifici nel sangue; Anticorpi
specifici nelle urine; Helicobacter pylori; Test diagnostici; Test fecale; Test sul respiro.
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Manoscritto ricevuto il 31.8.2004, accettato il 10.11.2004.
Per la corrispondenza:
Prof. Dino Vaira, Dipartimento di Medicina Interna e Gastroenterologia, Università degli Studi, Policlinico S. Orsola-Malpighi, Nuove
Patologie, Via Massarenti 9, 40138 Bologna. E-mail: [email protected]
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