Specie Shigella

Elementi essenziali per la diagnosi

• L'enterite causata da specie di Shigella può essere acquosa (Shigella sonnei, Shigella boydii) o dissenterica (Shigella dysenteriae, Shigella flexneri).
• I fattori di rischio includono l'ingestione di cibi o acqua contaminati da materiale fecale e il contatto con persone infette.
• La diagnosi definitiva richiede l'isolamento microbiologico e l'identificazione delle specie di Shigella oppure evidenza molecolare dell'infezione.

Considerazioni generali

Epidemiologia

La dissenteria è una malattia antica ed è stata descritta nel corso dei secoli. Fu solo nel XIX secolo che si comprese che la dissenteria era causata da amebe parassitarie o da alcuni batteri. Nel 1898 Shiga riconobbe e isolò batteri da pazienti con dissenteria che agglutinavano quando esposti al siero del paziente. Oggi, gli agenti batterici più comunemente riconosciuti della dissenteria sono le specie di Shigella e l'EIEC (vedi sopra).

Le specie di Shigella sono uniche tra i patogeni enterici batterici in quanto < 200 e possibilmente = 10 organismi possono attraversare la barriera acida gastrica e causare malattia. Per questa ragione, la trasmissione da persona a persona è comune. La trasmissione interumana comporta una maggiore frequenza di shigellosi in asili nido, scuole e strutture di assistenza custodiale. La malattia è più comune nei neonati e nei bambini piccoli e si verifica frequentemente tra i familiari dei pazienti. L'incidenza massima si registra in estate e si ritiene che le mosche domestiche contribuiscano alla diffusione della malattia. Sono stati segnalati anche focolai dovuti a cibo contaminato da materiale fecale. La trasmissione attraverso acqua contaminata è più comune nei paesi in via di sviluppo che non dispongono di adeguati impianti di trattamento delle acque e fognature.

Negli Stati Uniti, S sonnei è la specie di Shigella più frequentemente isolata, mentre S boydii ha una distribuzione mondiale. La prevalenza degli shigellae sembra essere ciclica, con sostituzione del ceppo predominante circa ogni 20 anni. Questo ciclo di prevalenza è presumibilmente secondario all'immunità di gregge lentamente acquisita in una data popolazione ospite. La shigellosi epidemica, causata da S dysenteriae e S flexneri, è prevalente nei paesi sottosviluppati, ma può svilupparsi ovunque siano presenti povertà, sovraffollamento o condizioni di guerra.

Microbiologia

Shigella è un bacillo gram-negativo, non mobile, anaerobio facoltativo, strettamente correlato al genere Escherichia. Almeno 40 sierotipi costituiscono quattro gruppi o specie: S dysenteriae (sierogruppo A), S flexneri (sierogruppo B), S boydii (sierogruppo C) e S sonnei (sierogruppo D).

Il numero di shigellae presenti nelle feci varia con il decorso della malattia. All'inizio della fase di diarrea acquosa, gli shigellae sono abbondanti e numerano 10³-10⁹ shigellae/g di feci. In questa fase della malattia, gli shigellae si recuperano facilmente su agar MacConkey o eosina metilene blu (EMB), dove appaiono come colonie non fermentanti lattosio. Più tardi nel decorso, nelle fasi di dissenteria e post-convalescenza, la carica batterica nelle feci diminuisce a 10²-10³ shigellae/g di feci. Inoltre, il recupero degli shigellae è inversamente proporzionale al tempo di trasporto del campione, specialmente nei campioni fecali con basso numero di shigellae. Durante quest'ultima fase della malattia, la coltura si esegue al meglio con un trasporto rapido del campione o con inoculo immediato su terreno a bordo letto, combinato con l'uso di brodi di arricchimento e terreni selettivi da moderati a elevati, quali il terreno xylose-lysine-desoxycholate e il terreno Shigella-Salmonella.

In molti laboratori, le colonie sospette, non fermentanti lattosio, sono sottoposte a screening mediante un set di tre provette: (i) una contenente triple zuccheri ferro (TSI) o agar Kligler (KIA), (ii) la seconda contenente agar lysine iron (LIA) e (iii) la terza contenente agar urea di Christensen (CU) (vedi anche la sezione Microbiologia Salmonella sotto). Su TSI e KIA, gli shigellae producono caratteristicamente un'inclinazione alcalina e un fondo acido senza produzione di gas. Isolati rari possono produrre gas. Reazioni negative si osservano su LIA e CU perché gli shigellae non decarbossilano la lisina né idrolizzano l'urea. Inoltre, gli shigellae non producono idrogeno solforato, rilevabile con i sistemi TSI, KIA e LIA. Si può tentare di agglutinare gli organismi sospetti di essere specie di Shigella mediante l'uso di antisieri di gruppo. Gli isolati con un profilo di screening suggestivo vengono ulteriormente caratterizzati tramite reazioni biochimiche aggiuntive, con sistemi tradizionali o automatizzati.

Indizi utili per l'identificazione degli shigellae includono: la maggior parte degli shigellae non fermenta mucato, non utilizza acetato ed è negativa per indolo e orto-nitrofenil-ß-galattopiranoside.

Patogenesi

La shigellosi può causare una diarrea prevalentemente acquosa oppure una diarrea acquosa che evolve verso la dissenteria. La gravità della malattia è in larga misura determinata dall'organismo invasore. S dysenteriae e S flexneri sono gli agenti più frequentemente associati alla dissenteria bacillare, mentre le altre specie di Shigella causano più spesso diarrea acquosa.

La patogenesi della fase di diarrea acquosa della dissenteria bacillare è dovuta a una combinazione di replicazione batterica nel lume intestinale e invasione mucosale superficiale nell'intestino tenue. Durante questa fase della malattia, grandi quantità di shigellae sono presenti nel lume dell'intestino tenue. Questa fase della malattia correla con l'insorgenza di dolore addominale crampiforme, febbre e tossiemia.

In pochi giorni, il contenuto luminale dell'intestino tenue non contiene più shigellae e il sito di infezione diventa il colon. Gli shigellae invadono la mucosa colica e occasionalmente raggiungono il livello della sottomucosa. I fattori importanti per l'invasione sono presenti sia sul cromosoma batterico sia su un plasmide da 140 MDa. Infine, si verifica la morte delle cellule epiteliali e la mucosa si sfalda, possibilmente secondariamente alla produzione di shigatossina. La perdita della mucosa evoca un'intensa risposta infiammatoria e permette l'introduzione di batteri coliformi. Si possono osservare microascessi, ulcerazioni epiteliali e pseudomembrane costituite da cellule epiteliali sfaldate, batteri, fibrina e cellule infiammatorie. Questa fase della malattia correla con tenesmo e feci frazionate contenenti sangue, muco e detriti infiammatori.

Risultati clinici

Segni e sintomi

All'inizio della malattia, quando i batteri sono presenti nell'intestino tenue, i pazienti sviluppano diarrea acuta acquosa, febbre e dolore addominale. I pazienti possono diventare tossiemici e la febbre può raggiungere fino a 40 °C (104 °F). Più avanti nel decorso, il sito primario di infezione è il colon. In questa fase la febbre persiste, ma di solito è meno pronunciata. Il dolore è generalmente localizzato nei quadranti addominali inferiori. Le feci diventano dissenteriche e sono costituite da una miscela di neutrofili, sangue, muco e detriti. Possono verificarsi feci frequenti a basso volume o frazionate, e il tenesmo è spesso presente. I pazienti accusano dolore alla visita rettale. La colonscopia mostra una mucosa colica iperemica e friabile oppure ulcerata.

Diagnosi differenziale

Quando predomina la diarrea acquosa, devono essere considerati altri patogeni enterici batterici, parassitari e virali. Entamoeba histolytica ed EIEC devono inoltre essere considerati nei pazienti con dissenteria. L'infezione da E histolytica è maggiormente associata a viaggi o residenza in aree endemiche. Questi organismi si riconoscono facilmente mediante esame microscopico delle feci alla ricerca di uova e parassiti. La dissenteria provocata da EIEC, tuttavia, può rappresentare una sfida diagnostica per il microbiologo clinico. Gli EIEC, a differenza di altri E coli, sono spesso non mobili, possono non fermentare il lattosio o farlo lentamente, sono negativi per la decarbossilasi della lisina e possono reagire crociatamente con antisieri per Shigella. Il personale di laboratorio deve essere consapevole di questa potenziale insidia ed escludere tale organismo tramite test aggiuntivi (vedi sopra).

Devono essere considerate anche cause non infettive di diarrea. La diagnosi differenziale della colite non infettiva è ampia e include malattie infiammatorie intestinali, colite linfocitica/collagene, neoplasie e numerosi altri disturbi. I pazienti con malattia infiammatoria intestinale possono presentare anche leucociti fecali, limitando l'utilità di questo test. Una diagnosi accurata si ottiene tramite un'anamnesi approfondita e un esame obiettivo, escludendo patogeni enterici tramite studi microbiologici appropriati e mediante biopsie gastrointestinali endoscopiche con esame istopatologico.

Complicazioni

Le complicanze più comuni della dissenteria bacillare includono disidratazione ed enteropatia da perdita proteica. In rari casi può verificarsi un megacolon tossico, che può condurre a perforazione, emorragia intra-addominale, peritonite e possibili esiti fatali. Alcuni pazienti, in particolare quelli con fenotipo HLA-B27, possono sviluppare un'artrite post-infettiva o sindrome di Reiter.

Diagnosi

I pazienti con diarrea acuta, che può variare da acquosa a dissenterica, febbre, dolore addominale e sintomatologia sistemica/tossiemia possono avere shigellosi. La storia di esposizione a individui con shigellosi, i viaggi in aree endemiche e l'esposizione a popolazioni ad alto rischio, come persone in strutture di assistenza custodiale, dovrebbero aumentare il sospetto diagnostico. La presenza di leucociti nelle feci, sebbene supporti la diagnosi, non è mai definitiva per shigellosi. I leucociti fecali possono essere presenti anche in pazienti con altre enteriti batteriche, dissenteria amebica, colite pseudomembranosa e malattie non infettive quali le malattie infiammatorie intestinali. La diagnosi definitiva richiede l'identificazione microbiologica di una specie di Shigella.

Gli shigellae sono particolarmente sensibili a certe variazioni ambientali e muoiono rapidamente durante il trasporto. È quindi essenziale trasportare rapidamente le feci dei pazienti con sospetta shigellosi al laboratorio. Ciò è particolarmente importante per i pazienti negli stadi avanzati della malattia, nei quali il numero di shigellae nelle feci è relativamente basso.

Quando disponibili, i test molecolari possono integrare la coltura delle feci e aumentare il rilevamento nei pazienti che si presentano tardivamente o che hanno già ricevuto antibiotici.

Trattamento

Nei pazienti con disidratazione sono necessari integratori di liquidi ed elettroliti. Nella maggior parte dei casi ciò si ottiene facilmente mediante reidratazione orale. A differenza di molte altre enteriti batteriche, la terapia antibiotica è importante nel trattamento della shigellosi. La terapia antibiotica limita il decorso clinico della malattia, può diminuire la probabilità di complicanze intestinali e riduce l'escrezione fecale di organismi patogeni vitali, riducendo così la trasmissione. I fluorochinoloni sono la terapia di scelta per gli adulti. TMP/SMX è la terapia di scelta per i bambini. Le alternative includono ampicillina, cloramfenicolo e acido nalidixico. In aree con resistenza nota a TMP/SMX, come in alcune regioni del Sud-est asiatico, Africa e Sud America, si raccomandano fluorochinoloni per gli adulti e una delle alternative sopra elencate per i bambini con shigellosi. Quando disponibile, il profilo di suscettibilità antimicrobica dovrebbe guidare la terapia.

Non devono essere usati agenti antimotilità, come il difenossilato. L'inibizione della diarrea aumenta il contatto tra la mucosa intestinale e gli organismi patogeni con le loro tossine, potendo causare una malattia più fulminante.

In tutti i casi, la scelta dell'antimicrobico deve tenere conto dei modelli locali di resistenza e dei fattori individuali, inclusi età, condizioni concomitanti, stato di gravidanza e storia di allergie farmacologiche.

Prognosi

La prognosi è generalmente buona per i pazienti con shigellosi endemica o sporadica. I lattanti e gli anziani, specialmente se malnutriti, presentano la mortalità più elevata. Tuttavia, la shigellosi epidemica causata da S dysenteriae è una malattia grave e spesso potenzialmente letale, con tassi di mortalità dal 5% al 20%. Questa malattia deve essere trattata in modo aggressivo con terapie antimicrobiche e di reidratazione.

Prevenzione e controllo

Lo sviluppo e il miglioramento dei sistemi di smaltimento delle acque reflue e di trattamento dell'acqua potabile sono importanti nei paesi in via di sviluppo. Nei paesi sviluppati e in via di sviluppo, l'igiene personale, una corretta pratica di lavaggio delle mani e condizioni di vita pulite sono misure preventive importanti, in particolare nelle strutture di assistenza custodiale. Il controllo delle mosche e pratiche igieniche nella preparazione dei cibi dovrebbero inoltre ridurre l'incidenza della malattia.

Poiché la dose infettante è bassa e la diffusione da persona a persona è efficiente, anche miglioramenti modesti nell'igiene e nella sanificazione ambientale possono ridurre sostanzialmente la trasmissione in ambienti ad alto rischio.