Shigellosi

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Caratteristiche

La shigellosi, o dissenteria bacillare, è un’infezione acuta che colpisce l’intestino tenue, causata dal patogeno enterico Shigella spp. Shigella è un genere di batteri Gram negativi, appartenente alla famiglia delle Enterobacteriaceae. Esso differisce da Escherichia coli sulla base di tre aspetti, la patogenicità, fisiologia (mancata fermentazione del lattosio o lisina decarbossilata) e sierologia.

I sintomi della shigellosi si discostano dalla diarrea acquosa, osservabile comunemente nella diarrea colerica o in Escherichia coli enterotossigena, in quanto le feci dissenteriche sono scarse e contengono sangue, talvolta mucoidi. Lo Shigella spp. è suddiviso in quasi 50 sierotipi identificati in base all’antigene O divisi in 4 sottogruppi: A (S. dysenteriae, 12 sierotipi); B (S. flexneri, 6 sierotipi); C (S. boydii, 18 sierotipi); e D (S. sonnei, 1 sierotipo). Le specie di Shigella si presentano al microscopio come piccoli bastoncini dal diametro di 0.3 – 1μm e 1 – 6μm di lunghezza, e appaiono isolati, in coppia e in catenelle (Fig.1). Sono specie anaerobie facoltative e non formano spore; non possiedono flagelli e quindi non sono mobili.

L’infezione da parte del batterio patogeno ha luogo presso la porzione terminale dell’ileo dove inizia a replicarsi. La propagazione del batterio avviene da una cellula all’altra non per spostamento, ma per riarrangiamento dei filamenti di actina, un meccanismo che permette a Shigella di proteggersi dal controllo immunitario. I batteri di Shigella riescono a superare indenni la fagocitosi da parte dei macrofagi stimolando l’apoptosi. Questo processo rilascia IL-1, citochina infiammatoria che richiama verso il sito d’infezione fagociti polimorfonucleati, i quali partecipano ad instaurare il danno epiteliale mediante la secrezione di citochine ed altre molecole infiammatorie.

Shigella spp.
Figura 1 – Immagine tridimensionale del batterio Shigella. Fonte: News Medical

Eziologia e patogenesi

Dei quattro sottogruppi di Shigella, Shigella dysenteriae è l’agente eziologico che determina le manifestazioni cliniche più cospicue. Shigella spp. è nota per aver causato un’epidemia di dissenteria bacillare (grave) nel 1897, in Giappone, che uccise circa 25.000 individui. La scoperta del batterio si deve al medico e batteriologo Kiyoshi Shiga; egli isolò campioni di feci dei pazienti affetti da dissenteria di un batterio mai isolato prima a cui diede il nome di Bacillus dysenteriae, in seguito ribattezzato Shigella dysenteriae. A K. Shiga si deve anche la scoperta di un’esotossina prodotta da Shigella dysenteriae tipo 1 (agisce inibendo la sintesi proteica cellulare) nota come tossina di Shiga.

Il meccanismo patogenico di Shigella

Gli esseri umani sono il serbatoio principale delle specie Shigella come ospiti accidentali. I microrganismi di Shigella prediligono il tratto intestinale come luogo favorevole alla loro crescita; questi talvolta penetrano la mucosa del colon, provocando un’infiltrazione leucocitaria di cellule polimorfonucleate (PMN). Segue il distacco di cellule epiteliali ed eritrociti e microulcerazioni, edema e spesso ulcerazioni superficiali della mucosa. Infatti osservando al microscopio, la superficie mucosa appare diffusamente eritematosa, con numerose piccole ulcerazioni. Nelle infezioni intestinali con invasione diretta della mucosa può esservi anche associata la produzione di enterotossina batterica. Il meccanismo patogeno che sta alla base di queste manifestazioni patologiche è stato studiato per mezzo di osservazioni sperimentali.  

L’infezione ha inizio dalle cellule membranose (M) associate ai follicoli linfoidi macroscopici (macchie di Peyer). Durante le prime fasi dell’infezione, i batteri vengono transcitizzati attraverso le cellule M nello spazio sottoepiteliale. Nello spazio sottoepiteliale, gli organismi vengono fagocitati dai macrofagi residenti. Tuttavia, le shigelle virulente non vengono uccise e digerite nel fagolisoma dei macrofagi. I batteri lisano il fagosoma e danno inizio all’apoptosi (morte cellulare programmata). Durante questo processo, il macrofago infetto rilascia la citochina infiammatoria IL-1, che provoca l’infiltrazione di PMN (Fig. 2).

Meccanismo patogeno causato da shigella
Figura 2 – Meccanismo patogeno causato da Shigella. Fonte: Medical Microbiology. 4th edition.

Segni e sintomi

Dei più comuni ceppi batterici, che invadono la mucosa, vi è proprio la Shigella, che ha un’incubazione di 2-3 giorni. I sintomi iniziali sono cefalea, dolori addominali, febbre, tenesmo rettale e diarrea acquosa. A volte, la shighellosi inizia improvvisamente con diarrea, vomito e disidratazione. Raramente può causare convulsioni e coma, ma con diarrea scarsa o assente. Il decesso può avvenire entro 12-24 h. Le scariche arrivano ad essere in numero maggiore di 20 al giorno, creando marcata perdita di peso e disidratazione. Se non sottoposto a terapia, i bambini possono morire entro i primi 12 giorni. 

Epidemiologia

Gli esseri umani sono il serbatoio principale di Shigella. La dissenteria bacillare si è diffusa rapidamente in Africa Occidentale e America Centrale. La shigellosi è endemica dei Paesi in via di sviluppo con condizioni igieniche inadeguate o luoghi sovraffollati, nei quali si favorisce con facilità la trasmissione dell’agente patogeno a partire da individui infetti. Il contatto con il patogeno avviene per contaminazione oro-fecale diretta. Le mosche e le zanzare possono fungere da potenziali vettori e contribuire al diffondersi del batterio dalle feci al cibo. La shigellosi è di carattere prevalentemente infantile, e il contagio è un rischio significativo non solo per i viaggiatori dei Paesi sviluppati quando visitano aree endemiche, ma anche per i Paesi sviluppati. In questi si verificano focolai sporadici di origine alimentare o di origine idrica in caso di contaminazione e mancato lavaggio delle mani dopo la defecazione.

Diagnosi

La diagnosi dipende dall’isolamento e dall’identificazione di Shigella dalle feci. La diarrea acquosa accompagnata da febbre nei pazienti affetti possono rappresentare un primo indice di sospetto. E’ pur vero che lo lo stadio diarroico dell’infezione non è del tutto distinguibile clinicamente da altre infezioni batteriche, virali e da protozoi, dal momento che sintomi di questo tipo sono al contempo riscontrabili in infezioni da salmonelle ed E.coli enterotossigeno. 

Una tecnica diagnostica utile, grazie al quale è possibile rilevare un caso di infezione da Shigella, prevede l’esame di coprocoltura. Questo esame diagnostico è basato sull’osservazione di strisci di feci. Dall’analisi dei campioni si può associare un possibile caso di shigellosi in presenza di feci sanguinolente e mucoidi, con una colorazione rosso vivo, segni altamente indicativi.

A fornire ulteriori informazioni su pazienti affetti da shigellosi è l’esame sigmoidoscopico, basato sull’osservazione dei tratti del grosso intestino (colon e retto). Con questo esame è possibile fare una distinzione tra un soggetto affetto da amebiasi. In caso di amebiasi vi sono ulcere discrete in assenza di infiammazione generalizzata, mentre l’infezione da shigellosi determina una superficie mucosa diffusamente eritematosa con piccole ulcere.

Test strumentali e di laboratorio

Dall’osservazione delle colture in laboratorio l’aspetto delle colonie dell’agente eziologico di shigellosi, su terreni selettivi o differenziali, risulta caratteristico. La differenziazione dei ceppi Shigella da E. coli è una delle difficoltà che i laboratori diagnostici di microbiologia devono affrontare. La difficoltà risiede nel fatto che E. coli e tutte e quattro le specie Shigella sono strettamente correlate dal punto di vista genetico. Tuttavia, le reazioni biochimiche sono di grande aiuto per differenziare i componenti del genere Shigella da quello Escherichia. Le specie Shigella possono essere successivamente differenziate da test biochimici e sierologici dei loro lipopolisaccharidi. S. dysenteriae non fermenta, a differenza di altre specie, il mannitolo.

Le colture positive sono più spesso ottenute da tappi di muco tinti di sangue in campioni di feci appena passati ottenuti durante la fase acuta della malattia. I tamponi rettali possono essere utilizzati anche per la coltura delle shigelle se il campione viene processato rapidamente o viene depositato in una soluzione di contenimento salina tamponata di glicerolo.

Isolamento di Shigella spp.

L’isolamento delle shigelle nel laboratorio clinico comporta tipicamente una striatura iniziale per l’isolamento su terreno differenziale/selettivo con incubazione aerobica per inibire la crescita della flora anaerobica normale. I terreni di isolamento primario comunemente usati includono MacConkey, Hektoen Enteric Agar e Salmonella-Shigella(SS) Agar. Questi terreni contengono sali biliari per inibire la crescita di altri batteri Gram-negativi e indicatori di pH per differenziare i fermentatori di lattosio (Coliformi) dai fermentatori non lattosio come le shigelle. In questi media differenziali, Shigella produce un’inclinazione alcalina e un fondo acido senza bolle di gas nell’agar. Questa reazione fornisce un’identificazione presuntiva e test di agglutinazione su vetrino con antisieri per sierogruppo e sierotipo confermano l’identificazione.

Morfologia delle colonie di Shigella spp
Figura 3 – Morfologia delle colonie di Shigella spp. Fonte: pixnio.com

Terapia

I metodi più comunemente efficaci cui si ricorre per combattere l’infezione, specie se di tipo intestinale, quale shigellosi è l’uso della terapia di reidratazione orale per compensare gli effetti della diarrea acuta. Il trattamento di reidratazione orale si è dimostrato efficace e sicuro nel trattamento della diarrea acuta, a condizione che il paziente non vomiti eccessivamente o sia in stato di shock per grave disidratazione. In quest’ultimo caso, è necessaria la sostituzione del fluido per via endovenosa fino alla correzione delle perdite iniziali di liquidi ed elettroliti.

Misure preventive per contrastare il contagio

La strategia di intervento più efficace per ridurre al minimo la mortalità dei soggetti infettatti coinvolgerebbe programmi globali di media e sensibilizzazione personale. Le misure di prevenzione dalla contaminazione oro-fecale di cibi o acqua mirano principalmente ad incoraggiare il lavaggio accurato delle mani dopo la defecazione e prima di manipolare il cibo. In caso di pazienti e dei portatori vanno adottate adeguate procedure di isolamento.

Attualmente è in corso di sperimentazione un vaccino orale con germi vivi, e procedono gli studi sulle aree endemiche per seguire l’andamento epidemiologico. Tuttavia, trattandosi di un’immunità di tipo specifico, è presumibile che il vaccino sia polivalente o che contenga un antigene comune a diversi sierotipi.

Quali farmaci sono consigliati?

Quanto al trattamento basato sull’uso di farmaci, per i pazienti gravemente malati o a rischio, è preferibile un fluorochinolone, azitromicina, o cefalosporina di 3a generazione. Si sconsiglia l’uso di agenti antidiarroici poiché possono prolungare la malattia. Talvolta gli antibiotici possono ridurre i sintomi e l’eliminazione di Shigella ma non sono necessari per gli adulti sani con malattia in forma lieve. Molte specie di Shigella hanno anche acquisito una resistenza agli antibiotici, quali per esempio l’ampicillina. Tuttavia, le forme di resistenza variano in base alle regioni geografiche.

Fonti

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