Infezioni da Clostridium difficile: epidemiologia, sintomatologia, diagnosi, patogenesi, trattamenti

Il Clostridium difficile è un batterio Gram+ che colonizza il tratto intestinale dell’uomo e degli animali, oltre ad essere presente nell’ambiente. Questo batterio fa parte della categoria dei batteri sporigeni ed è in grado di sopravvivere in condizioni anaerobiche. Le infezioni causate da Clostridium difficile sono in costante crescita in tutto il mondo e sono tra le più frequenti contratte in ambiente ospedaliero. Questo batterio è stato isolato per la prima volta nel 1935 da Ivan C. Hall ed Elizabeth O’Toole, i quali utilizzando materiale fecale di neonati ne evidenziarono la presenza. Una delle caratteristiche principali di questo batterio è la sua lentezza nella crescita in terreno di coltura, che ne ha reso molto difficile l’isolamento. Il termine “difficile” presente nel nome deriva da questa caratteristica.

Clostridium difficile
Figura 1Clostridium difficile

Epidemiologia delle infezioni da Clostridium difficile

Le infezioni da Clostridium difficile rappresentano una delle più frequenti cause di malattia nosocomiale nel mondo. In Europa l’incidenza delle infezioni si attesta intorno alle 5/10000 giorni di ricovero/paziente (2008), mentre negli Stati Uniti raggiunge i 12/10000 giorni di ricovero/paziente (2010). A livello globale, invece, l’incidenza si aggira intorno ai 3.5/10000 giorni di ricovero/paziente ed in costante crescita (2009). La diffusione di ceppi batterici ad elevata virulenza e resistenti ai comuni antibiotici complica ulteriormente la situazione. Di particolare importanza è quindi la sorveglianza, che consente di monitorare ed identificare la diffusione di ceppi batterici ad elevata virulenza. Alcuni esempi di ceppi virulenti sono: 027,078,017,001,014 e 020. Le infezioni causate dal ceppo 027 (NAP1/027/BI) sembrano essere associate all’utilizzo di antibiotici, tra cui le cefalosporine ad ampio spettro. E’ un ceppo particolarmente diffuso ed è resistente al trattamento con fluorochinoloni, pertanto è fondamentale diagnosticare precocemente l’infezione essendo associato ad un’elevata mortalità.

Sintomatologia

La sintomatologia associata ad infezioni da parte di questi batteri è piuttosto eterogenea, infatti, in alcuni casi appare essere asintomatica, mentre in altri può manifestarsi con sintomi particolarmente gravi. Il sintomo più comune è la diarrea, che può essere di tipo lieve, ma anche di tipo severo, fino all’insorgenza di coliti che possono avere esito fatale. In associazione alla diarrea le infezioni si manifestano con debolezza, perdita di appetito, dolore, nausea, vomito. Nei casi più gravi è stata evidenziata disidratazione, ipoalbuminemia, edema periferico, perforazione del colon, paralisi intestinale e danno epatico. La mortalità associata ad infezioni da Clostridium difficile è maggiormente diffusa nella popolazione più anziana.

Le infezioni da Clostridium difficile si manifestano a livello del tratto gastro-intestinale
Figura 2Le infezioni da Clostridium difficile si manifestano a livello del tratto gastro-intestinale

L’infezione da Clostridium difficile è associata all’utilizzo di antibiotici

La trasmissione del Clostridium difficile avviene soprattutto per via oro-fecale; le spore presenti nell’ambiente, se ingerite, raggiungono facilmente il tratto gastro-intestinale, dove possono sopravvivere potendo sopportare le condizioni di acidità dello stomaco. Successivamente nell’intestino tenue possono germinare allo stato vegetativo. Le infezioni causate da questo batterio sono associate anche con l’assunzione di antibiotici, specialmente se ad ampio spettro. L’utilizzo di antibiotici può causare un depauperamento della flora batterica intestinale, che permette ad alcuni ceppi, tra cui il Clostridium difficile, di poter proliferare maggiormente causando successivamente l’infezione.

Diagnosi

Le persone maggiormente a rischio per infezioni da Clostridium difficile sono quelle che hanno assunto terapia antibiotica, hanno subito un ricovero ospedaliero prolungato, anziani (età > 65 anni), pazienti con gravi comorbilità e pazienti immunocompromessi. Le persone in buono stato di salute manifestano l’infezione con frequenza minore. Gli antibiotici maggiormente associati con l’insorgenza dell’infezione includono clindamicina, ampicillina, amoxicillina, cefalosporine e fluorochinoloni. Le tecniche diagnostiche più comunemente impiegate prevedono la ricerca delle tossine del batterio nelle feci, la ricerca dell’enzima Glutammato deidrogenasi (GDH) e test di biologia molecolare.

Patogenesi

Il batterio produce due diverse tossine (tossina A e tossina B). La tossina A è un‘enterotossina, mentre la tossina B è una citotossina. Alcuni ceppi producono anche una terza tipologia di tossina, chiamata tossina binaria. La tossina di tipo A attacca direttamente le cellule dei villi intestinali danneggiando gli orletti a spazzola caratteristici di questo tessuto. La conseguenza è il rilascio in ambiente extracellulare di citochine pro-infiammatorie (IL-8, TNF-alfa, IL-1beta, IL-23), che attivano una risposta immunitaria. Il processo infiammatorio che si innesca, coinvolge macrofagi, cellule dendritiche e neutrofili, i quali possono causare danni alle mucose. Le tossine, in seguito ad internalizzazione cellulare inibiscono delle piccole GTPasi intracellulari (famiglia Rho), importanti per la corretta organizzazione del citoscheletro e delle giunzioni cellula-cellula, portando a morte cellulare. La tossina di tipo B, inoltre, attiva un processo aberrante di produzione di radicali liberi dell’ossigeno, causando la morte diretta di cellule del sistema immunitario.

Trattamenti delle infezioni da Clostridium difficile

La somministrazione di metronidazolo è uno dei primi interventi che viene effettuato nei pazienti infetti in modo non severo. Per i casi di infezione severa, il trattamento d’elezione prevede l’utilizzo di vancomicina, la quale può essere utilizzata anche nei casi non severi che non rispondono al trattamento con metronidazolo. Trattamenti in fase di studio prevedono la possibilità di agire direttamente sulle tossine prodotte dal batterio. L’utilizzo di vaccinazioni di tipo attivo e passivo è in fase di studio. Le vaccinazioni possono funzionare tramite meccanismi di tipo di attivo, mirati ad incrementare la risposta immunitaria contro il batterio, e di tipo passivo, mirati ad inibire l’attività delle tossine. La somministrazione di fidaxomicina avviene in individui soggetti ad alto rischio di recidiva. In pazienti con malattia grave la possibilità di una colectomia è un intervento praticabile.

Fonti

  • Clostridium difficile infection: review – Czepiel J. et al. – Eur J Clin Microbiol Infect Dis – DOI: 10.1007/s10096-019-03539-6
  • Istituto Superiore di Sanità – Sorveglianza delle infezioni da Clostridioides difficile
  • Infezioni da Clostridium Difficile – Dalla diagnosi alla gestione delle epidemie
  • The role of toxins in Clostridium difficile infection – Chandrasekaran R. et al. – FEMS Microbiol Rev – DOI: 10.1093/femsre/fux048
  • Agenzia Italiana del Farmaco – Diagnosi e trattamento del Clostridum difficile negli adulti- Una revision sistematica

Fonti immagini

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Michele Tomanelli

Laureato in Biologia applicata alla ricerca biomedica all’Università dell’Insubria. Sto frequentando un dottorato di ricerca in biotecnologie cellulari e molecolari all’Università di Genova. Passione infinita per la scienza e provo a divulgarla.

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