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JIMÉNEZ A, ARAYA R, PANIAGUA D, ET AL.

Molecular epidemiology and antimicrobial resistance of Clostridium difficile in a national geriatric hospital in Costa Rica

J Hosp Infect 2018;99:475-80

INTRODUZIONE

L'infezione da Clostridium difficile (CDI) è considerata principalmente una malattia nosocomiale, associata con l'età avanzata, l'ospedalizzazione e l'uso di antibiotici. Attualmente, la CDI è la più comune causa di diarrea associata a strutture sanitarie nelle Unità geriatriche e nella popolazione anziana.

L'incremento mondiale della prevalenza di ceppi di C. difficile antibiotico-resistenti pone un problema importante ai clinici nella gestione di questa patologia, poiché limita le opzioni terapeutiche per i pazienti con CDI. L'avvento della caratterizzazione molecolare ha facilitato le nostre conoscenze sull'epidemiologia di C. difficile, fornendo informazioni sull'origine, la diffusione e l'identificazione di ceppi con aumentata virulenza. Tuttavia, vi sono dati limitati sull'epidemiologia molecolare e la resistenza antibiotica di C. difficile isolato da pazienti geriatrici.

Al fine di generare maggiori informazioni sulla presentazione clinica e l'epidemiologia della CDI nel setting geriatrico, questo studio descrive e caratterizza molecolarmente i casi di CDI registrati presso il maggiore ospedale geriatrico del Costa Rica.

METODI

Studio prospettico di coorte condotto sui pazienti con CDI ricoverati presso il National Hospital of Geriatrics and Gerontology, Costa Rica, fra novembre 2015 e dicembre 2016.

I casi di CDI venivano definiti sulla base della presenza di un campione fecale positivo per il test GDH/TcdA/TcdB per C. difficile, e classificati come:

  • associati a strutture sanitarie (HA-CDI), se il primo campione fecale positivo era ottenuto dopo 72 ore di ricovero in ospedale;
  • associati alla comunità (CA-CDI), se le tossine di C. difficile erano identificate in campioni fecali entro le prime 72 ore del ricovero e il paziente non aveva una storia di ricoveri nelle precedenti 4 settimane.

La mortalità a 30 giorni da CDI è stata calcolata considerando i pazienti con colture fecali confermate di C. difficile deceduti entro 30 giorni dal primo episodio di diarrea. Tutti i dati clinici sono stati estratti dalle cartelle cliniche dei pazienti.

Isolamento e identificazione di C. difficile
I campioni fecali con risultati positivi al test per le tossine di C. difficile sono stati inoculati in terreno selettivo per C. difficile (Agar cefoxitina-cicloserina-fruttosio) e incubati per 7 giorni in condizioni di anaerobiosi. Le colonie con morfologia corrispondente venivano identificate fenotipicamente con il sistema RapID 32A e la presenza di C. difficile confermata tramite amplificazione per PCR del gene tpi.

Tipizzazione degli isolati
Gli isolati sono stati inizialmente tipizzati tramite elettroforesi in gel a campo pulsato (PFGE), dopo digestione con Smal, secondo i protocolli pubblicati, e i profili di macrorestrizione ottenuti sono stati confrontati con quelli depositati nel database NML (National Microbiology Laboratory). Per il ribotyping, amplificati PCR della regione spaziatrice intergenica 16S-23S sono stati ottenuti e analizzati tramite elettroforesi capillare in gel; i pattern ottenuti venivano classificati utilizzando i database NML e WEBRIBO. Inoltre, il DNA genomico è stato impiegato per l'amplificazione tramite PCR di frammenti dei geni tcdA, tcdB, cdtB e tcdC.

Analisi della sensibilità antimicrobica
La sensibilità antimicrobica è stata determinata utilizzando gli E-tests. Sono stati testati i seguenti agenti (fra parentesi i valori soglia o breakpoint secondo il Clinical and Laboratory Standards Institute):

  • ciprofloxacina (>4 µg/ml)
  • moxifloxacina (>4 µg/ml)
  • levofloxacina (>4 µg/ml)
  • clindamicina (>4 µg/ml)
  • metronidazolo (>16 µg/ml)
  • rifampina (>32 µg/ml)
  • vancomicina (>4 µg/ml).

RISULTATI

In totale, nel periodo in studio, sono stati documentati 76 casi di CDI in pazienti con un range di età compreso fra 68 e 101 anni e diverse comorbilità (nessuna associata con la CDI):

  • 86% (65 casi) erano classificati come HA-CDI;
  • 14% (11 casi) come CA-CDI.

La CDI era la causa di morte in 8 pazienti (10%).
Quasi tutti i pazienti (98%) avevano ricevuto una media di 4 antibiotici prima dell'inizio della diarrea (i più frequenti: ciprofloxacina, levofloxacina, cefotaxime e amoxicillina).

Tipizzazione molecolare degli isolati
Un totale di 26 isolati di C. difficile tossigenico sono stati ottenuti da 76 campioni fecali positivi per GDH/TcdA/TcdB. Sei isolati non tossigenici sono stati ottenuti da campioni GDH-positivi.

Gli isolati tossigenici presentavano una notevole diversità molecolare:

  • sono stati osservati 12 pattern di macrorestrizione Smal, appartenenti ai tipi PFGE NAP2, NAP4, NAP6, NAP9 e NAP11, più altri 3 pattern in isolati senza una classificazione NAP;
  • sono stati identificati 11 diversi ribotipi, inclusi RT001, 002, 014, 017, 020, 054, 056 e 106. Tre ribotipi erano nuovi nei database NML e WEBRIBO e sono stati classificati come NML098- PR15401, NML209-PR15402 e NML213-PR15405.

I tipi più frequenti erano NAP6/RT002 e NAP2/RT001.
I casi di HA-CDI sono risultati causati da tutti i genotipi, mentre i casi di CA-CDI erano associati con ceppi appartenenti ai genotipi NAP2/RT_NML098, NAP4/RT_NML209, NAP6/RT002 e NAP9/RT017 (quest'ultimo isolato solo in pazienti con CA-CDI).

Non sono state trovate correlazioni fra il genotipo di C. difficile e la gravità o mortalità della malattia (16% e 10% dei pazienti, rispettivamente).

Sensibilità antimicrobica
La maggioranza degli isolati era resistente ai fluorochinoloni (ciprofloxacina 100%, levofloxacina 77%, moxifloxacina 71%). Al contrario, tutti gli isolati erano sensibili a metronidazolo e vancomicina.

DISCUSSIONE

Le informazioni sull'epidemiologia molecolare della CDI negli ospedali geriatrici sono scarse o assenti in letteratura. I risultati di questo studio possono quindi essere rilevanti e applicabili alla popolazione anziana anche al di fuori del Costa Rica.

Nonostante la policlonalità osservata alla tipizzazione molecolare, 3 tipi di ceppi comprendevano il 58% degli isolati: NAP6/RT002 (22%), NAP2/RT001 (18%) e NAP4/RT014-020 (18%). L'epidemiologia molecolare di C. difficile può variare nello spazio e nel tempo, ma questi tipi sono stati riportati come comuni negli ospedali di tutto il mondo.

In questo studio, la quasi totalità dei pazienti aveva ricevuto numerosi antibiotici a causa di altre infezioni e malattie prima della comparsa di CDI (almeno 4 diversi agenti antimicrobici nelle 8 settimane precedenti), per un totale di 19 tipi di antimicrobici utilizzati prima della comparsa della diarrea. Questa politerapia antibiotica può aver contribuito allo sviluppo di CDI e spiegare il fenotipo resistente osservato in molti degli isolati, tossigenici e non tossigenici. Da questo punto di vista, sarebbero interessanti ulteriori studi tesi a chiarire se i ceppi non tossigenici possano servire come serbatoi e disseminatori di geni di resistenza antibiotica.

In conclusione, questo studio contribuisce a una migliore conoscenza dell'epidemiologia molecolare di C. difficile, rivelando in particolare la policlonalità dei genotipi e la presenza di ceppi non tossigenici con alta resistenza agli antibiotici nella popolazione anziana. Poiché l'epidemiologia della CDI si modifica rapidamente, può essere importante eseguire una sorveglianza continua degli isolati nelle popolazioni a rischio, quali i pazienti dei Centri geriatrici specializzati, al fine di identificare precocemente i cambiamenti dei ceppi prevalenti e della loro suscettibilità antibiotica.

 

COMMENTO

a cura di Daniela Pasero
Terapia Intensiva Cardiochirurgica, SC Anestesia e Rianimazione 1U; Dipartimento di Anestesia e Rianimazione; AO Città della Salute e della Scienza, Torino.

L'infezione da C. difficile (CDI) è una delle più comuni infezioni associate all'assistenza e causa importante di morbilità e mortalità, soprattutto tra i pazienti anziani ospedalizzati. Può causare uno spettro di manifestazioni che va dallo stato di portatore asintomatico alla malattia fulminante con megacolon tossico. La motivazione di questo range di manifestazioni non è del tutto chiarita, ma pare sia correlata a fattori relativi al patogeno e all'ospite. Gli antibiotici più frequentemente implicati nella predisposizione alla CDI sono i chinoloni, la clindamicina, le cefalosporine e le penicilline, benché teoricamente qualsiasi antibiotico possa predisporre alla patologia. Fattori di rischio addizionali sono rappresentati da età superiore ai 65 anni, ospedalizzazione recente, utilizzo di inibitori di pompa protonica.

La gravità della patologia associata alla presenza di C. difficile può variare in maniera significativa: da lieve (una semplice diarrea) a grave come colite, megacolon tossico, perforazione dell'intestino, fino a sepsi e morte.

Il rischio di sviluppare i sintomi aumenta con l'età, nei soggetti con compromissione del sistema immunitario, in coloro che sono affetti da colite acuta o cronica, nelle persone in cui sia già stata diagnosticata in passato un'infezione da C. difficile o in soggetti recentemente sottoposti a interventi chirurgici gastrointestinali o a chemioterapia.

L'infezione viene definita recidivante quando si ha una risoluzione dei sintomi in seguito a terapia appropriata, seguita da una ricomparsa degli stessi in un tempo compreso tra 2 e 8 settimane dal termine del trattamento. Fino al 25% di pazienti presenta una recidiva entro 30 giorni dal termine del trattamento; più raramente, si può avere un'ulteriore recidiva dopo oltre 2 mesi. Dopo una prima recidiva, il rischio di ulteriori episodi è incrementato. La ricorrenza – che può presentare tutto il range sintomatologico, con forme da lievi a gravi – è più frequente in pazienti di età superiore ai 65 anni, con comorbilità di tipo medico importanti, necessitanti terapie antibiotiche anche in corso di trattamento per CDI, con deficit di risposta immunitaria anticorpo-mediata alla tossina B.

Il C. difficile è in grado di colonizzare l'intestino di una piccola percentuale di individui sani (in una percentuale inferiore al 5%). L'esposizione agli antibiotici si associa al suo sviluppo (dismicrobismo o disbiosi antibiotico-indotto) e alle manifestazioni patologiche della malattia (infezione endogena). La trasmissione interpersonale avviene per via oro-fecale. Per capire l'entità del problema, si stima che questo organismo infetti oltre il 30% dei soggetti ammessi negli ospedali degli Stati Uniti, rendendo la colite da C. difficile una delle più comuni infezioni nosocomiali. Nei soli Stati Uniti ogni anno circa 10-12 milioni di adulti vengono infettati da questo organismo; di questi, circa un terzo diventa sintomatico. Lo sviluppo della malattia negli anziani è particolarmente grave e frequente, sia per la maggior facilità di ricovero, sia per la prolungata degenza ospedaliera e in strutture assistenziali, sia per la fragilità che è caratteristica dell'ospite. Una anamnesi accurata è spesso suggestiva di CDI nelle sue varie manifestazioni, in base all'andamento clinico; precedenti degenze ospedaliere e manovre chirurgiche associate a terapia antibiotica ad ampio spettro in un soggetto con febbre, diarrea muco-sanguinolenta e dolori addominali sono elementi sufficienti per avviare una ricerca diagnostica specifica. L'indice di sospetto deve essere elevato non solo in ambito ospedaliero, ma in tutti i presidi di degenza prolungata e nei pazienti che in essi hanno avuto cura. Attualmente, la CDI è la più comune causa di diarrea associata a strutture sanitarie nelle unità geriatriche e nella popolazione anziana, per la quale tuttavia mancavano sino ad ora dati di letteratura specifici.

La terapia deve essere tesa a ripristinare l'equilibrio idro-elettrolitico e alla correzione di eventuali alterazioni ioniche, particolarmente gravi soprattutto in pazienti defedati o anziani, in cui possono rappresentare cause di morte per comparsa di disidratazione, sepsi/shock settico e perforazione addominale. A questa si associata una terapia antibiotica – differente in base alla gravità delle manifestazioni cliniche e alla presenza di ricorrenze – ove possibile orale, con varie linee di terapia che prevedono metronidazolo, vancomicina o fidaxomicina. Massima attenzione inoltre deve essere volta a ristabilire il corretto microbiota enterico; recenti ricerche suggeriscono un ruolo per la batterio-terapia fecale, specie nelle forme di colite pseudomembranosa recidivanti.

La prevalenza di ceppi di C. difficile con resistenza antimicrobica rappresenta un'ulteriore e crescente criticità nella gestione di questa infezione, limitando le opzioni terapeutiche. La possibilità di caratterizzazione molecolare costituisce una fonte importante di indicazioni sull'origine, la diffusione e l'identificazione di ceppi batterici con virulenza aumentata. Lo studio prospettico in esame, realizzato nel maggior nosocomio geriatrico del Costa Rica, si concentra su una popolazione – quella geriatrica – non ancora adeguatamente studiata in tal senso, fornendo invece evidenze importanti circa l'epidemiologia molecolare e i pattern di resistenza antibiotica specifici.

I 76 casi di CDI con campione fecale positivo per il test GDH/TcdA/TcdB sono stati classificati come nosocomiali (86% dei casi), quando il primo campione fecale positivo era ottenuto dopo 72 ore di ricovero, o comunitari (14% dei casi), se entro le prime 72 ore del ricovero in assenza di ricoveri nelle precedenti 4 settimane.

I campioni sono stati trattati secondo le più recenti e validate metodiche di isolamento, identificazione e tipizzazione degli isolati; l'analisi della sensibilità antimicrobica, determinata con E-test secondo i criteri CLSI, è stata valutata per i principali antibiotici attivi.

La CDI è stata causa di morte nel 10% dei pazienti, confermandosi un'infezione potenzialmente grave. Spicca il dato relativo alla terapia antibiotica pre-infezione: il 98% dei pazienti infatti era stato trattato con una politerapia antimicrobica, rappresentata da una media di 4 antibiotici, tra i quali emergono soprattutto chinolonici e beta-lattamici e cefalosporine.

Se l'analisi della tipizzazione molecolare degli isolati ha evidenziato un'importante policlonalità, 3 tipi di ceppi comprendevano circa il 60% degli isolati, riportati come comuni negli ospedali di tutto il mondo.

I dati relativi alla sensibilità antimicrobica hanno evidenziato come la maggioranza degli isolati sia resistente ai fluorochinoloni e sensibile a metronidazolo e vancomicina. Tale dato potrebbe essere correlato con l'importante politerapia antibiotica, che potrebbe giustificare il fenotipo di resistenza osservato in molti isolati, tossigenici e non. Questi ultimi, inoltre, potrebbero fungere da reservoir di geni di resistenza antibiotica.

Una sorveglianza continua degli isolati nella popolazione a rischio rappresentata dai pazienti anziani istituzionalizzati pare essenziale per identificare precocemente i cambiamenti dei ceppi prevalenti e della loro suscettibilità antibiotica.

 

Bibliografia

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