I metodi diagnostici per rilevare le gastroenteriti acute
Le gastroenteriti acute sono tra le cause più comuni di morbilità e mortalità in tutto il mondo1, con la prevalenza più alta osservata nei paesi non industrializzati poiché le malattie sono trasmesse più frequentemente in condizioni igieniche scarse o consumando cibo o acqua contaminati.2 Tuttavia, le gastroenteriti acute rimangono una condizione comune sia nei paesi a basso che in quelli ad alto reddito.3 I sintomi e le complicanze hanno portato a un notevole carico di lavoro ed economico sul sistema sanitario e sulla società.3 Ad esempio, nei Paesi Bassi e in Belgio, le spese mediche dirette annuali per gastroenterite acuta ammontano rispettivamente a 945 milioni di euro e 112 milioni di euro.3,4 Analogamente, in Finlandia, la perdita di efficienza e il costo associato delle giornate lavorative perse sono state stimate a 1,8-2,1 milioni di euro con la prevalenza di lavoratori in congedo per malattia registrata a 3,54 volte superiore nella settimana successiva a un focolaio.5
La gastroenterite acuta è responsabile di 1,45 milioni di morti in tutto il mondo
La gastroenterite è una malattia transitoria e può essere causata da una moltitudine di diversi agenti patogeni virali, batterici e parassitari.6 Il Norovirus è il patogeno più comune responsabile della gastroenterite acuta negli Stati Uniti, seguito da Salmonella spp., Shigella spp. e E-coli produttori di Shiga-toxin (STEC). Tra i bambini, in particolare, il Rotavirus è il patogeno di maggiore rilevanza clinica7. Si stima che nel 2013, il Rotavirus sia stato responsabile del decesso di oltre 200 mila bambini in tutto il mondo, e le stime più recenti della mortalità di questo virus oscillano tra i 500-600 morti al giorno.7
I miglioramenti nei servizi igienico-sanitari hanno portato a una riduzione complessiva delle infezioni batteriche e parassitarie.1 Tuttavia, gli aumenti dei ricoveri correlati alla diarrea attribuiti a gastroenterite acuta virale hanno raggiunto livelli preoccupanti, con almeno un agente virale in quasi il 43% dei campioni di diarrea infantile nei Paesi in via di sviluppo.8 Comunque, anche nei Paesi ad alto reddito, lo sviluppo economico crea opportunità per l’introduzione e la trasmissione di agenti patogeni enterici, rappresentando un serio problema sanitario.9
I test rapidi sono fondamentali
Poiché i neonati e gli anziani sono particolarmente suscettibili alle complicazioni derivanti dalla gastroenterite acuta, la rapida esecuzione di test mirati aiuta a guidare i clinici verso il tipo di trattamento appropriato per i pazienti in terapia intensiva.10 Inoltre, data la natura altamente infettiva della malattia, gli ospedali si trovano a corto di strutture di isolamento.11
I test rapidi per le infezioni gastrointestinali possono ridurre il tempo trascorso in isolamento per alcuni pazienti, o comunque ridurre il tempo di attesa per la terapia adeguata, minimizzando quindi il carico complessivo associato. Diverse tecniche diagnostiche sono attualmente in uso con l’obiettivo di migliorare la gestione del paziente ed evitare conseguenze mortali della gastroenterite acuta. Nella prossima sezione, li esamineremo e metteremo in evidenza i loro principali vantaggi.
La gastroenterite acuta è responsabile di 1,45 milioni di morti in tutto il mondo
Le diagnosi convenzionali di infezioni gastrointestinali enteriche si basano su tre tecniche principali: esame microscopico (parassiti), coltura su piastra associato a test di sensibilità agli antibiotici (AST) e rilevamento dell’antigene mediante test immunologici.1,2 Questi metodi comportano diverse fasi e procedure tanto che i risultati possano richiedere fino a 3-5 giorni per essere disponibili. Per i pazienti vulnerabili, come i neonati, la salute può peggiorare rapidamente di fronte all’infezione, quindi, quando il tempo è un fattore determinante per la sopravvivenza, la velocità delle tecniche diagnostiche è imperativa. Ogni tecnica diagnostica presenta vantaggi e svantaggi in ambito clinico.
Utilizzo della coprocoltura per la diagnosi di gastroenterite acuta
I batteri enterici sono responsabili dei casi più gravi di diarrea infettiva rispetto ad altre eziologie infettive e uno studio ha riscontrato un’origine batterica nell’87% dei casi.12 Le coprocolture (colture delle feci) di routine possono identificare batteri comuni e richiesti normalmente in prima battuta: Salmonella, Campylobacter e Shigella.12 Tuttavia, ci sono alcuni microrganismi che non possono essere facilmente coltivati in laboratorio o richiedono condizioni specifiche che, se non soddisfatte, possono comportare il mancato rilevamento del patogeno o un significativo ritardo. Un altro problema importante riguarda i lunghi tempi per ottenere il risultato diagnostico. Ad esempio, il rilevamento di Shigella mediante coltura è possibile, ma dovrebbe essere evitato per la diagnosi primaria a causa dei lunghi tempi di risposta, fino a 5 giorni.2,13 I campioni richiedono un lungo tempo di incubazione e molti fattori influenzano la sensibilità del risultato, incluso il tipo e qualità del campione, età del paziente, trasporto appropriato e terreno di coltura.2
La capacità delle colture su piastra di identificare i patogeni è stata valutata nel corso degli anni. Uno studio ha confrontato il rilevamento dei patogeni utilizzando metodi convenzionali, inclusa la coltura, rispetto alla real time PCR multiplex su 182 pazienti con diarrea. Lo studio ha rilevato che utilizzando il pannello multiplex (58,3%) sono stati rilevati un numero significativamente maggiore di agenti patogeni rispetto agli studi convenzionali sulle feci (42,3%) e il tempo medio di refertazione si è ridotto da 25 ore dopo la visita in ospedale, a 4 ore.14 In ogni caso, il tempo di refertazione è stato significativamente più breve rispetto a quando si utilizzavano metodi convenzionali, che richiedevano una media di 72 ore.14
Considerando questi dati e l’adozione massiva di piattaforme molecolari all’interno dei laboratori durante l’emergenza COVID-19, dovremmo prevedere che i test diagnostici molecolari diventeranno una tipologia di test molto diffusa anche per le gastroenteriti infettive?
La risposta potrebbe essere sì. Tuttavia – come discusso nell’articolo precedentemente pubblicato su BD Academy, relativo alla rilevazione delle infezioni ospedaliere e organismi resistenti ad antibiotici15 (vai all’articolo) e chiaramente sottolineato nelle flowchart del Percorso Diagnostico AMCLI recentemente aggiornato9 – è importante considerare la diagnostica molecolare non come un sostituto, ma come un complemento alle metodiche convenzionali nel flusso di lavoro in laboratorio. Infatti, poiché nella diagnostica delle gastroenteriti infettive la maggior parte dei campioni risulta negativo a seguito di coprocoltura come test primario9, per massimizzare l’efficienza in laboratorio e la rapidità di ottenimento del risultato per il clinico (entro 4 ore), le metodiche molecolari potrebbero essere a loro volta impiegate come test primario di screening iniziale dei campioni.
Ciò permetterebbe al clinico di indirizzare tempestivamente i pazienti negativi verso la ricerca di altre cause non infettive della diarrea e al laboratorio focalizzare l’attenzione e l’attività di conferma fenotipica/isolamento microrganismo/approfondimento su resistenze ad antibiotici mediante coltura su piastra solo su campioni risultati positivi alla molecolare. L’isolamento del microrganismo e le ulteriori caratterizzazioni fenotipiche sono, infatti, di grande rilevanza anche per la sorveglianza gestita a livello nazionale/internazionale e la pianificazione di eventuali attività nell’ambito della tutela della salute pubblica9.
I progressi nella diagnostica molecolare consentono una diagnosi mirata di gastroenterite acuta
I test molecolari disponibili in commercio hanno cambiato il modo in cui viene eseguita la diagnosi di laboratorio delle infezioni enteriche.2 È stato dimostrato che i test molecolari sono più sensibili e specifici rispetto ai metodi classici e per la gastroenterite acuta, la diagnosi può essere fatta più rapidamente nel corso dell’infezione anche quando ci sono bassi livelli di carica microbica.1 I NAAT identificano il patogeno in questione indipendentemente dai vincoli colturali e dimostrano una buona riproducibilità interlaboratorio.16
Sebbene i costi dei reagenti e degli strumenti siano più elevati per la tecnologia real time PCR rispetto alle tecniche convenzionali come la coprocoltura, il livello di automazione fornito riduce significativamente il tempo-operatore e il tempo di refertazione (TAT).2 L’efficienza dell’automazione rende la metodica molecolare molto meno laboriosa e più standardizzata rispetto alle tecniche tradizionali.
I test basati su PCR multiplex valutano simultaneamente i campioni di feci per la presenza di più agenti patogeni. I pannelli multiplex estesi (con la capacità di rilevare anche moltissimi patogeni nella stessa reazione) corrono il rischio di fornire risultati falsi positivi nel caso di patogeni rari.17 Inoltre è importante che la piattaforma che esegue i test sia integrata e non richieda l’estrazione degli acidi nucleici separata dall’amplificazione e rilevazione dei target, per minimizzare cross-contaminazioni e falsi positivi nelle sedute successive.2 Quando questi criteri sono soddisfatti, un approccio targettizzato (ovvero la ricerca mirata dei principali patogeni clinicamente rilevanti in base all’anamnesi del paziente eseguita dal clinico) può essere utilizzato per testare diversi agenti patogeni noti per causare la stessa sindrome nei pazienti. Le piattaforme integrate hanno un impatto sostanziale sulla gestione, con il potenziale di ridurre il tempo per la prima identificazione di un agente patogeno, influenzare l’esito del paziente attraverso l’inizio precoce della terapia antibiotica mirata, alterare la gestione antimicrobica e, infine, ottimizzare il controllo delle infezioni.18
Esempio di analisi costi-benefici dei pannelli enterici molecolari targettizzati
Ferrer et al. hanno condotto un’analisi costi-benefici sulla spesa del sistema sanitario per la diagnosi di gastroenterite infettiva acuta utilizzando il BD MAX™ Enteric Bacterial Panel, il BD MAX™ Extended Enteric Bacterial Panel e il BD MAX™ Enteric Viral Panel.19 I ricercatori hanno utilizzato un modello di Markov su 1.336 cartelle cliniche riviste retrospettivamente per tracciare le probabilità di transizione tra diversi stati sanitari, dal momento dello studio delle feci al completamento del trattamento associato alla gastroenterite durante due periodi di 6 mesi in cui sia le procedure convenzionali che la BD MAX™ PCR sono stati utilizzati pannelli multiplex.19
Da questo modello, hanno scoperto che il costo sanitario totale per un individuo affetto da gastroenterite acuta era di 341 euro con le procedure convenzionali e di 314 euro con la PCR, mentre i costi di un paziente pediatrico erano rispettivamente di 456 euro e 271 euro.19
Gli autori hanno evidenziato che l’uso dei BD MAX™ Enteric Panels, se confrontato con gli approcci convenzionali non basati sulla PCR, ha comportato un beneficio incrementale in termini di costi.5 In particolare, con l’implementazione dei test molecolari, hanno riportato un risparmio di € 27 per paziente.5 Il risparmio è balzato a € 185 per paziente se si considerava solo la pediatria.19 Questi risparmi possono essere attribuiti alla minore domanda di servizi sanitari e ad un uso più giudizioso degli antibiotici.19
Ferrer et al. hanno concluso che i pannelli molecolari multiplex, come quelli studiati sul sistema BD MAX™, consentono ai laboratori di diagnosticare in modo rapido, sensibile e accurato la gastroenterite infettiva acuta, il che può portare a decisioni terapeutiche e misure di controllo delle infezioni più rapide.19
Sorveglianza dei Patogeni Enterici in Italia
Come per la sorveglianza delle infezioni ospedaliere, il nuovo PNCAR 22-25 recentemente pubblicato sottolinea l’importanza della sorveglianza anche dei patogeni enterici20. In Italia, la rete di sorveglianza di laboratorio Enter-Net (Enteric Pathogen Network), coordinata dal Dipartimento di Malattie Infettive dell’Istituto Superiore di Sanità, raccoglie le informazioni epidemiologiche e microbiologiche relative agli isolamenti di Salmonella, Campylobacter, Shigella, Yersinia, Vibrio e altri patogeni enterici di origine umana. Tra gli obiettivi specifici della rete Enter-Net sono20:
• ottenere dati descrittivi sui patogeni enterici isolati da casi umani, incluse caratteristiche feno-genotipiche dei ceppi isolati attraverso protocolli standardizzati;
• individuare eventi epidemici nazionali ed internazionali e, ove richiesto, collaborare con le autorità sanitarie competenti garantendo supporto epidemiologico e di laboratorio, e collegamento tra le varie istituzioni nazionali ed internazionali coinvolte.
Le soluzioni BD per la diagnostica delle gastroenteriti infettive
BD offre un’ampia gamma di soluzioni utilizzabili lungo tutto il percorso diagnostico di laboratorio per le gastroenteriti infettive, in linea con le necessità del laboratorio di microbiologia.
In particolare:
• la gamma di pannelli molecolari targettizzati e validati per il sistema totalmente automatizzato BD MAX™ garantisce un rilevamento precoce e accurato di batteri/virus/parassiti enterici che, associato a un adeguato trattamento antimicrobico, può prevenire la trasmissione e migliorare la gestione del paziente. Scopri maggiori dettagli su test molecolari disponibili per la rilevazione dei patogeni enterici (con grande flessibilità nell’analisi dei batteri clinicamente rilevanti). I test disponibili sono oggi validati a partire sia da feci fresche sia da campione raccolto in FecalSwab™.
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• soluzioni per le analisi colturali e fenotipiche (manuali ed automatizzate), tra cui il sistema BD Phoenix™ M50 ed i relativi pannelli, associato al BD Bruker MALDI BioTyper® e al middlware BD Epicenter™, che garantisce risultati accurati ID/AST per la corretta classificazione del microrganismo e prescrizione degli antibiotici.
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Bibliografia
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