DIAGNOSTICA MICROBIOLOGICA DELLE INFEZIONI
DELLE BASSE VIE RESPIRATORIE
Epidemiologia e profili di sensibilità
dei batteri responsabili
Dott.ssa P.Pecile Laboratorio di Microbiologia, Careggi-Firenze
CLASSIFICAZIONE EPIDEMIOLOGICA
• CAP:
in comunità
in casa di riposo / NHAP
in immunodepresso
da aspirazione
• HAP:
ad insorgenza precoce
ad insorgenza tardiva
associata al ventilatore / VAP
POLMONITI
Note epidemiologiche
In U.S.A. ed Europa: VI causa di morte e I tra le malattie infettive
Mortalità: 10-20%.
Batteriemia: 19.6%. Si ricovera il 3% di tutte le polmoniti non
nosocomiali
Sesso maschile è colpito più di quello femminile
Fasce di età più colpite: < 5 anni ( 25/1000/anno) e > 75 anni (
30/1000/anno)
Stagionalità: CAP > nel I trimestre dell’anno: correlazione con
R.S.V. e con influenza. M.pneumoniae: autunno, epidemie ogni 3-4
anni. Legionella sp.: estate.
VARIAZIONE PERCENTUALE
DELLE MORTI PER ETA’ IN U.S.A.
Proporzione della frequenza del 1965
3.0
2.5
Coronaropatie
Infarto
Altre
Malattie
CV
BPCO
Tutte le
altre cause
-59%
-64%
-35%
+163%
-7%
1965 - 1998
1965 - 1998
1965 - 1998
1965 - 1998
1965 - 1998
2.0
1.5
1.0
0.5
0
POLMONITI
Note epidemiologiche
Importanza clinica
valutazioni epidemiologiche difficili
Italia
non obbligo denuncia
1999
circa 130000 ricoveri
1.416.000 giorni degenza
11 giorni degenza media
EPIDEMIOLOGIA
Francia
-Incidenza annuale in Italia: 3 casi/1000 abitanti-M>F
5%
Germania 3,5%
-2000 3.7% totale ricoveri di cui 2.3% con complicanze
UK
9%
-Mortalità: 12.2 casi/100000 abitanti
età tra 0-4 aa: 2.1 casi/100000/anno
30
età tra 5-65 aa: 1.1 casi/100000/anno
età > 65 aa:
70 casi/100000/ anno
25
-Incidenza maggiore nelle fasce20estreme di età
bambini < 5 aa: circa 25 casi/1000/anno
15
età tra 20-60 aa: circa 1-5 casi/1000/anno
10
anziani > 75 aa: circa 30 casi/1000/anno
5
0
0
5
10
15
20
25
60
65
70
75
Ricoveri con diagnosi di polmonite in Ospedali Pubblici
con particolare riguardo alle fasce più colpite (dati ISTAT,
anno 1990)
Età
<1
N° ricoveri
668
3.3
1 – 14
3.388
16.7
15 – 24
804
3.9
25 – 44
1600
7.8
45 – 59
2.264
11.2
60 – 65
1.588
7.8
> 65
10.108
49.3
Totale
20.540
100
CAP : una diagnosi etiologica non facile
• Nel 95 % dei casi ambulatoriali e nel 50 % dei
casi ospedalizzati l’agente etiologico non è
identificato
• L’agente isolato non necessariamente è
responsabile dell’infezione
• Una terapia antibiotica precedente può
fuorviare l’esito dell’esame batteriologico
• Spesso la diagnosi etiologica è retrospettiva sul
siero
ETIOLOGIA DELLE CAP
•
•
•
•
•
•
•
•
Streptococcus pneumoniae
Chlamydia pneumoniae
Mycoplasma pneumoniae
Legionella species
Haemophilus influenzae
Staphylococcus aureus
Enterobacteriaceae e Ps. aeruginosa
Anaerobi, micobatteri, miceti, protozoi, virus
Eziologia della CAP trattata domicilio
S. pneumoniae
H. influenzae
M. pneumoniae
C. pneumoniae
Sconosciuto
Adattata da Niederman MS, Mandell LA et al. 2001.
4-14
1-5
11-38
5-10
39-56
%
%
%
%
%
Eziologia delle CAP trattate in
ospedale (non in UTI)
S. pneumoniae
H. influenzae
S. aureus
L. pneumophila
M. pneumoniae
C. pneumoniae
Bacilli Gram negativi
13-35%
4-10%
1-4%
1-4%
1-18%
1-18%
2-6%
Patogeni isolati in adulti con CAP
(26 studi prospettici in 10 Paesi europei)
H.influenzae (4%)
M.pneumoniae (8%)
Virus (8%)
Legionella spp (5%)
Gram- ,enterobatteri (3%)
C.psittaci(2%)
C.burnetii (2%)
C.pneumoniae (12%)
Non identificati (24,5%)
S.aureus (2%)
S.pneumoniae (28%)
(Woodhead M.A. 1998)
Frequenza
di
vari
patogeni nel bambino
(<
5
anni)
e
nell’anziano
(>
65
anni). Nel bambino,
oltre 2/3 delle infezioni
è sostenuto da flora
virale o mista. Questa
quota
si
riduce
progressivamente con
l’età e, nell’anziano,
non supera il 10-20%
CAP bambino
• Periodo neonatale
• C.trachomatis
• Lattante
• RSV, Virus influenza
• Batteri capsulati (pneumococco, emofilo) ( 5-18mesi)
• 18 mesi-12-18 anni
• Batteri
• Virus (RSV, Virus influenza)
• M.pneumoniae
Altri agenti eziologici nelle
polmoniti extraospedaliere
Pseudomonas aeruginosa: presente quando sussistono
condizioni quali BPCO, insufficienza respiratoria
Stafilococco aureo: polmoniti post-influenzali. Ruolo
importante soprattutto nell’infanzia e negli stati di
immunodepressione
Origine polimicrobica: possibile in presenza
fenomeni di aspirazione (ab-ingestis o dal naso)
Coxiella burnetii: focolai endemici
Gram negativi: malattie croniche debilitanti, alcolismo
di
polmoniti da aspirazione
extraospedaliere
Paziente obnubilato, deficienza riflesso epiglottico
anaerobi orali
penicillina S
penicillina R
POLMONITI NOSOCOMIALI
(HAP)
La polmonite nosocomiale è una infezione del
parenchima polmonare che non è presente
clinicamente nè in incubazione al momento del
ricovero ospedaliero e che insorge dopo almeno 48(1) –
72(2) ore dal ricovero o entro 48 – 72 ore dalla
dimissione.(3) (4)
(1) American Thoracic Society. Am. J. Crit. Care Med. 1995; 153: 1711-1725
(2) Center of Disease Control. Am. Rev. Resp. Disease 1989; 139: 1058-59
(3) Mandell L.A. et al. Can. J. Infect Dis. 1993; 4: 317-321
(4) Haley R.W. et al. Am. J. Med. 1981; 70: 947-959
Polmoniti nosocomiali (H.A.P.)
Note epidemiologiche
• Negli U.S.A. sono colpiti  300.000 pazienti (0.6-1.1%
di tutti i ricoverati)
• H.A.P.: 3° posto dopo le infezioni urinarie e le ferite
chirurgiche
• Frequenza: rianimazioni, reparti internistici , reparti
chirurgici
• Età:  35 aa (0.5%)
> 65 aa (1.5%)
• Mortalità:  15%
V.A.P. 20-80%.
– Tassi più alti se è presente batteriemia
– P. Aeruginosa o Acinetobacter spp.
POLMONITI NOSOCOMIALI
USA1
1975
NNIS2
1984
MORO3
1993
JARVI4)
1997
PEDIATRIA
(4)1997
Inf. urinarie
42
39
51
27
12
Inf. respiratorie
11
18
22
18
17
Inf. chirurgiche
24
17
10
18
18
Sepsi
5
8
16
25
Altre
18
18
21
28
17
(1) Haley R.W. et al. Am. J. Med. 1981; 70: 947-959
(2) Horan T.C. et al.. NNIS 1984. MMWR 1986; 35: 1755-2955.
(3) Moro M.L. Infezioni Ospedaliere. Prevenzione e controllo. Centro Scientifico Editore.
1993
(4) Jarvis W.R. et al. Adv. Ped. Inf. Dis. 1997; 12: 243-295
POLMONITI
NOSOCOMIALI
Mortalità
• Degenti in ospedale(1) (2)
8 – 20 %
• Pz. U.O. di chirurgia
20 – 40 %
• T. Intensiva*
50 – 90 %
(1) Craven D.E. et al.. Am. J. Med. 1991; 91: 44
(2) Craven D.E., Steger K.A. Infect control Hosp. Epidemiol. 1997; 18: 783 – 795
(3) A.T.S. Am. Rev. Resp. Crit. Care Med 1995; 153: 1711
* V.M. Ventilazione Meccanica
POLMONITI NOSOCOMIALI
Morbidità in rapporto U.O. di ricovero
• Ginecologia
2.3 / 1000 pazienti
• Ortopedia
2.8
• Pediatria
4.0
• Medicina
10.2
• Chirurgia
11 – 25
• Terapia Intensiva
12 – 24
• Rep. Ustionati
38
Craven D.E. et al.. Am. J. Med. 1991; 91: 44
Significance of Nosocomial
Pneumonias
• Mortality ranges from 20 to 41%, depending
on infecting organism, antecedent
antimicrobial therapy, and underlying
disease(s)
• Leading cause of mortality from nosocomial
infections in hospitals
CDC Guideline for Prevention of Healthcare Associated Pneumonias 2003
Heyland et al, Am J Respir Crit Care Med 1999;159:1249
Bercault et al, Crit Care Med 2001;29:2303
AACN VAP Practice Alert
Significance of Nosocomial
Pneumonias
• Increases ventilatory support requirements and
ICU stay by 4.3 days
• Increases hospital LOS by 4 to 9 days
• Increases cost -
AACN VAP Practice Alert
Heyland et al, Am J Respir Crit Care Med
1999;159:1249
Craven D. Chest 2000;117:186-187S
Rello et al, Chest 2002;122:2115
POLMONITI NOSOCOMIALI
Fattori predittivi di mortalità
•
•
•
•
•
Microorganismi difficili
Ventilazione meccanica
Età estreme
Infiltrati polmonari bilaterali
Severità della patologia concomitante:
immunodepressione, riduzione sensorio, malattia cardio-polmonare,
chirurgia toraco-addominale
• Shock settico
• Precedente o inappropriata terapia antibiotica
American Thoracic Society. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1995; 153: 1711-1725
Rello J. et al. Am. J. Resp. Crit. Care Med. 1996; 154: 111-5
POLMONITI NOSOCOMIALI
mortalità in relazione alla etiologia batterica
•
•
•
•
•
•
•
•
Ps. aeruginosa
Enterobacter spp.
Klebsiella pn.
Serratia marc.
Esch. Coli
Altri Gram neg.
Staph. aureus MS
Staph. aureus MR
Pennigton J.E. 1996
72
43
38
35
31
20
20
65
%
%
%
%
%
%
%
%
Agenti etiologici
BATTERI 80-90%
HAP
* Possono provocare epidemie nosocomiali
**Per lo più in ospiti immunocompromessi
Bacilli Gram negativi (Pseudomonas aeruginosa* (K.E.S.) *)
A.baumannii
50-70%
Staphylococcus aureus*
15-30%
Batteri anaerobi
10-30%
Hemophilus influenzae
10-20%
Streptococcus pneumoniae
10-20%
Legionella*
4%
(1) Craven D.E. et al. Am J Med 1991; 91: 44
(2) Rouby J.J. et al. Am Rev Resp Dis 1992; 146:1059
(3) A.T.S. Am Rev Resp Crit Care Med 1995; 153: 1711
Agenti etiologici HAP
VIRUS
Citomegalovirus**
Influenza*
Virus respiratorio sinciziale*
FUNGHI
10-20%
* Possono provocare epidemie nosocomiali
**Per lo più in ospiti immunocompromessi
<1%
Aspergillus*(**)
Candida sp. *(**)
(1) Craven D.E. et al. Am J Med 1991; 91: 44
(2) Rouby J.J. et al. Am Rev Resp Dis 1992; 146:1059
(3) A.T.S. Am Rev Resp Crit Care Med 1995; 153: 1711
Etiologia delle infezioni nosocomiali in rapporto
all’età ed al reparto di degenza
S.aureus
S.coag.neg
Str.gruppo B
Enterococchi
Neonato ( ICU )
Bambino ( pediatria generale)
Adulto ( ICU )
E.coli
P.aeruginosa
Klebsiella
Polimicrobica
Legionella
Virus
Candida
Altri
%
0
5
10
15
20
25
30
35
(da Hughes JM e Jarvis WR et al )
Eziologia della polmonite nosocomiale in pazienti adulti (dati EPIIC) e neonati
(dati NNIS 1986-1993) ricoverati in reparti di terapia intensiva
HAP : timing e microbiologia
•HAP
ad insorgenza precoce (entro 3-5 gg):
S. pneumoniae, H. influenzae, M. catarrhalis
•HAP ad insorgenza tardiva (dopo):
Enterobacteriaceae (K. pneumoniae , Enterobacter spp, E. coli)
P. aeruginosa
Am J Infect Contr 24:380,1996; Crit Care Clin 14:119,1998, Am J Respir Crit Care Med 165: 867903, 2002)
Adesività batterica nelle H.A.P.
• L’adesività dei batteri alle superfici mucose rappresenta uno
degli elementi cardine nella patogenesi delle malattie infettive
• P.aeruginosa:
– adesione alle secrezioni bronchiali;
– adesione diretta all’epitelio quando vi sia danno tessutale preesistente
– adesione aumentata per aumento della componente mucinica
• Meccanismi analoghi mediati da diverse adesine e diversi
recettori valgono per S.aureus, S.marcescens ed altr
Enterobacteriaceae
• Flogosi esuberante come nelle situazioni croniche provoca un
accumulo di neutrofili che può causare un danno eccessivo
Qual è il confine?
POLMONITI NOSOCOMIALI
VAP: Ventilator–Associated Pneumonia
• La più frequente infezione in ICU 10-60 %
• Incidenza 6-30 casi / 100 pazienti
E’ associata ad una aumento di mortalità
• Mortalità 15 -(VAP
70 %
precoce 50% vs.20% non VAP) (rischio relativo di
• Etiologia
5,8)
polimicrobica
neltempi
40 di
%degenza (+ 4-15 gg ICU)
• Aumento dei
• Aumento dei costi sanitari (+ 5800-20000 $, 1991)
• S.aureus,P.aeruginosa,H.influenzae, Acinetobacter spp.,
S. pneumoniae, anaerobi
Rello J. et al. Eur. Resp. Mon. 1997; 3: 82-100
POLMONITI NOSOCOMIALI :VAP
Fattori di rischio specifici per VAP
• Intubazione endotracheale
• Durata della VM
• Reintubazione
• Non frequente sostituzione dei circuiti del ventilatore
• Mancata aspirazione delle secrezioni sotto-glottidee
• Formazione di condensa nel circuito del ventilatore
Rischio cumulativo di VAP (%)
• L’ 83% delle polmoniti nosocomiali è associato alla ventilazione meccanica
(Infect Control Hosp Epidemiol 2000, 21:510)
• Complicanza nel 8-28% dei pazienti in VAM
(CDC-MMWR 2000; NNIS-AmJ Infect Control 1999) (1 gg VAM = 5% - 30 gg
VAM = 69%)
• Rischio di morte da 2 a 10 volte maggiore in pazienti affetti da VAP e
degenti in UTI
(Am J Infect Contr 23:377,1995)
VAP: timing e microbiologia
•VAP precoce (Early-onset) : durante i primi 4 giorni
MSSA, H.influenzae, S.pneumoniae,
Enterobacteriaceae
•VAP tardiva (Late-onset) : dal 5° (7°) giorno
P. aeruginosa, Acinetobacter spp, MRSA, bacilli
Gram-negativi antibiotico multiresistenti
Am J Infect Contr 24:380,1996; Crit Care Clin 14:119,1998, Am J Respir Crit Care Med 165: 867-903,
2002)
POLMONITI NOSOCOMIALI
Patogenesi: Fonti di infezione
Apparecchiature
Ambiente
Aria: Aspergillus e virus respiratori
Acqua: Legionella
Cibo: Bacilli Gram –
Superfici comtaminate: S. aureus,
RSV
Altri
pazienti
Tubi endotracheali
Cateteri
Broncoscopi
Ventilatori meccanici
Sondini naso-gastrici
Personale
sanitario
Virus influenzali, H. influenzae, S. aureus,
P. aeruginosa, MDR
Craven D.E., Steger K.A. Infect. Control. Hosp. Epidemiol. 1997; 18: 783-795
Etiologia della polmonite nel paziente con infezione da HIV
PCP+cripto (1,5%)
CMV(3%)
Candida (1,5%)
S.di Kaposi (1,5%)
PCP+TB (4,6%)
Aspecifiche
interstiziali (6,1%)
TB (12,3%)
Batteri (25%)
PCP (44,5%)
PCP = polmoniti da Pneumocystis
carinii
Distribuzione delle varie specie batteriche
nella polmonite del paziente con HIV I
(dati da Chaisson RI)
Enterococchi (10%)
S.pneumoniae (30%)
P.aeruginosa (15%)
S.aureus (15%)
H.influenzae (15%)
(dati da Chaisson RI)
Altri (15%)
Polmonite da Legionella
U.S.A.
25000 casi/anno
95%non diagnosticato
Fattori di rischio: età avanzata, fumo di tabacco, BPCO,
insufficienza renale + emodialisi, situazioni di
immunodepressione (K, forme ematologiche maligne,
diabete, uso di steroidi o trapianti d’organo)
Mortalità: 10-13%
30% nei casi con grave insufficienza respiratoria
Polmoniti Alveolari
Polmonite da Legionella: dati ISS 2005
• In Italia notificati 869 casi (826 confermati e
43 presunti), triplicati rispetto al 2001, 40% in
più del 2004
• Il 78% notificato da 6 regioni (Lombardia 304,
Lazio 102, Toscana 92, Emilia Romagna e
Piemonte 64, Veneto 52)
• Picco di incidenza nei mesi di settembre e
ottobre
• Età media 60 anni (73%>50 anni), M/F 3,4:1
accenni ai problemi di sensibilità
Prevalenza (%) di pneumococco
Pen-I e Pen-R in Europa
1,6
7,8
7,5
34
3,9
0
8,8
5,5
15,8
46,2
17,9
10,4
12
42,1
13,2
13,2
6,2
2,2
3,6
14,3
8,1
4,5
1,7
5,3
Studio PROTEKT,
J Chemother 2002,
14 (Suppl 3): 17-24
51,8
13
5
10,1
22,1
14,3
Da Pantosti ISS
S.pneumoniae
MIC < 0.06
definisce la sensibilità
• oxacillina > 20 mm
S
• sensibilità a penicillina
sensibilità a betalattamici
(am, amc, fep, ctx, cro, ipm, mem )
• oxacillina <19mm
MIC
P
CRO-CTX
MEM
S.pneumoniae
Ceftriaxone e cefotaxime
meningei
non meningei
S
< 0,5 mcg/ml
S
< 1 mcg/ml
I
1 mcg/ml
I
2 mcg/ml
R
> 2 mcg/ml
R
> 4 mcg/ml
CLSI2002
Da Pantosti ISS
Prevalenza (%) di pneumococchi
resistenti in Italia, 1997-9
31,7
29,1
25,5
14,3
1997
12,7
10,2
1998
Penicillina
1999
Eritromicina
O.E.I., GIMMOC 2000, 4: 13-30
Da Pantosti ISS
H.influenzae
• Ceppi respiratori
non capsulati
non b
• Utilizzo oculato antibiotici
H.influenzae
Betalattamasi produttore
BLNAR
Italia meccanismo enzimatico
1997
5%
resistenza
1999
16% penicilline
resistenza penicilline
entrambi i metodi in infezioni gravi
H.influenzae
Molto rara
Molto rara
Rara
Frequente
R
R
R
R
CG3
FQ
SXT
macrolidi (Italia)
P.aeruginosa
Resistenza intrinseca
• Scarsa permeabilità membrana
• Pompe ad efflusso
• Betalattamasi endogena inducibile
Resistenze
• -lattamici
• lattamasi, pompe, modificazione porine, PBP
• Cefotaxime e Ceftriaxone e altre CG3
• AmpC -lattamasi
• Carbapenemi
• Permeabilità, metallo -lattamasi
• Fluorochinoloni
• Permeabilità, pompe ad efflusso
P.aeruginosa
• Test in diffusione
• MIC in brodo
Varianti mucoidi
Il test va eseguito sia sulle colonie non mucoidi che su
quelle mucoidi
> sensibilità
S.maltophilia
Elevata resistenza intrinseca (carbapenemi, cefotaxime,
ceftriaxone )
• metallo betalattamasi L1
R vs IPM, MEM
• Cefalosporinasi L2
R Cefalosporine (inibita da inibitori)
• Modificazione porine
R betalattamici
• Modificazione permeabilità R aminoglucosidi
• In vitro S fluorochinoloni resistenza rapida
Possibile S vs
ceftazidime, penicilline protette ( in relazione al
livello lattamasi )
Sensibile SXT
valutazione in vitro difficoltosa
S.maltophilia
• CDC No antibiogramma di routine su escreato
e/o basse cariche
• No disco diffusione, automatizzati
• Si microdiluizione con M.H. arricchito cationi
• Scarsa correlazione in vitro vs in vivo
• Da sangue SXT,CAF, TIM
S.Pneumoniae
S.pneumoniae isolati da sangue nel Lab.Microbiologia Firenze
anno 2006 totale 38
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
interni
esterni
30
8
2006
S.Pneumoniae vs penicillina
S.pneumoniae isolati da sangue nel Lab.Microbiologia Firenze
anni 2003/2004 totale 86
anni 2005/2006 totale 62
80
70
60
75
69
50
P sensibile
Pintermedio
P resistente
40
%
30
20
10
12 13
0
2003/2004
25
22
9
2005/2006
31
S.Pneumoniae vs ceftriaxone
S.pneumoniae isolati da sangue nel Lab.Microbiologia Firenze
anni 2003/2004 totale 86
anni 2005/2006 totale 62
%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
100
97
CRO sensibile
CRO resistente
0
2003/2004
3
2005/2006
% germi isolati da BA in reparti di ICU
Firenze anno 2006
14
S.aureo
19
P.aeruginosa
9
C.albicans
KES
19
6
2
S.maltophilia
E.coli
12
19
17
CNA
altri
P.aeruginosa % sensibilità
isolati da BA nel Lab.Microbiologia Firenze
Anno 2006 totale 263
90
80
70
77
83
60
% S
50
40
30
20
10
64
59
46
31
22
0
ANNO 2006
AK
CTX
IPM
LVX
MEM
PIP/TZ
S.aureus % sensibilità
isolati da BA nel Lab.Microbiologia Firenze
Anno 2006 totale 270
% S
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
100 100
91
41
43
10
ANNO 2006
OXA
P
RA
LVX
TEC
VA