Polmoniti virali: epidemiologia
e ruolo del laboratorio
Prof. Pierlanfranco D’Agaro
UCO Igiene e Medicina Preventiva
SS Virologia
Polmoniti
• Definizione di caso: febbre, segni e sintomi di
distress respiratorio e radiologia torace positiva
• Le polmoniti virali sono molto diverse per gravità
in funzione dell’agente, dell’età dell’ospite e del
suo stato immunitario
Respiratory Infants
rate
Children
WHO severe
pneumonia
BTS severe
pneumonia
> 50 / min
> 70 / min
> 40 / min
> 50 / min
Prayle A. et al. Paed. Resp. Rev. 2011,12: 60–69
Problema di definizioni
• LRTI was defined as the onset or increase of
cough, sputum production, shortness of breath,
wheezing, chest pain, or focal or diffuse signs on
chest examination, as well as the presence of at
least 1 constitutional symptom, including fever,
confusion, sweating, headaches, and
leukocytosis.
• Pneumonia was defined as LRTI with a new or
progressive infiltrate detected on a chest
radiograph.
Oosterheert JJ, Clin Infect Dise 2005; 41:1438–44
Questione di definizioni
P. R. Myles and others, Epidemiol. Infect. (2009), 137, 709–716.
P. R. Myles and others, Epidemiol. Infect. (2009), 137, 709–716.
Polmoniti virali
Origine
dell’infezione
Agente
virale
ospite
Virus respiratori
virus
P. incubazione
P. infettivo
trasmissione
Influenza
1-4
7 gg
Diretta, droplets
PIV
1-7
1-3 sett.
Diretta, droplets
RSV
2-8
3-8 gg > 3-4 sett
Diretta, droplets
Adenovirus
2-14
Gg > sett
Diretta, droplets
Rhinovirus
2-3
7-10 gg
Diretta, droplets
hMPV
4-6
5 gg
CoV
2-4
3 sett.?
Diretta, droplets
SARS CoV
2-10
?
Droplets, fecale
Bocavirus
?
?
?
Parvov. 4/5
?
?
?
Mimiv.
?
?
ambientale
droplets
Mahony JB. Clin. Microbiol. Rev. 2008, 21:716–747
Virus respiratori
virus
Prevalenza (%)
N. studi/ N. paesi
Influenza
6-40
7/5
PIV
15-30
4/4
RSV
16-30
4/4
Adenovirus
2-4
4/4
Rhinovirus
12-45
6/5
hMPV
1.5-30
18 / 10
HCoV-OC43
5-30
5/4
HCoV-229E
1-5
3/3
HCoV-NL63
1.7-9.3
12 / 9
HCoV-HKU1
1-11.3
9/8
2.1-11.3
14 / 12
Bocavirus
Mahony JB. Clin. Microbiol. Rev. 2008, 21:716–747
Origine
dell’infezione
Comunitaria
(CAP)
Nosocomiale
Ospite
Bambino
Adulto immunocompetente
Paziente critico
Ad. immunocompromesso
Anziano
Incidenza CAP per età
P. R. Myles and others, Epidemiol. Infect. (2009), 137, 709–716.
Cause di polmonite pediatrica
2001-2
2001-2
2000
Prayle A. et al. Paed. Resp. Rev. 2011,12: 60–69
Polmoniti in età pediatrica
Lahti E, Thorax 2009;64:252–257
Stagionalità
• Stagionali
– Influenza
– RSV
– Metapneumov.
• Non stagionali
– Adenovirus
– Rhinovirus
– Parainfluenza
Figure 1. Seasonal distribution of viruses associated with radiologically
diagnosed CAAP over the 4 study years. NW, nasopharyngeal wash.
Wolf et al. J Pediatr 2010;156:115-20
Etiologia virale per età
1296 casi di
polmonite CA
confermate
radiologicamente
(Israele)
Wolf et al. J Pediatr 2010;156:115-20
Polmoniti (CAP) nell’adulto
• Le conoscenze sulle polmoniti virali
nell’adulto sono scarse
• L’incidenza delle polmoniti in questa fascia
di età è relativamente bassa (~1-2/1000)
Etiologia virale nelle CAP
Figueiredo LTM, J Bras Pneumol. 2009;35(9):899-906
Etiologia virale nelle CAP
area
Nuova
Zelanda
Spagna
Grecia
Olanda
periodo
1999-2000
1996-2001
2002?
2002-2004
soggetti
Tutti i soggetti >18a
ricoverati con CAP
Soggetti >18a
ricoverati con CAP
e completo
accertamento
microbiologico
Soggetti di 5–14a
ricoverati con CAP
in un anno
Soggetti >18a
ricoverati con LRTI
Età: 63.6±16.3
campione
304
338/1356
75
107
Tecniche
virologiche
Miste: sierologia, IF
diretta, Coltura,
molecolare
sierologica
molecolare
molecolare
Positivi per
virus
88 (29%)
61 (18%)
49 (65%)
24 (22%)
Infezioni
miste b/v
45 (51%)
30 (49%)
21 (43%)
6 (25%)
referenza
Jennings LC, et al.
Thorax 2008, 63:4248
De Roux A, et al.
Chest 2004,
125:1343-51
Tsolia MN, et al.
Clin. Infect. Dis.
2004; 39:681–6
Oosterheert JJ, et
al. Clin. Infect. Dis.
2005; 41:1438–44
Polmoniti in pazienti
immuno-compromessi
Vigil et al. J Intensive Care Med , 2010, 25 307-326
Sede: Barcellona
Pazienti: 92
tecnica: Multiplex PCR
diagnosi etiologica: 61 (66%)
non virale: 38 (41%)
mista: 11 (12%)
virale: 12 (13%)
M. Camps Serra ET AL. Eur Respir J 2008; 31: 618–624
M. Camps Serra ET AL. Eur Respir J 2008; 31: 618–624
Infezioni respiratorie in pazienti
ematologici
Williams JV, The J Infect Dis 2005; 192:1061–5
Citomegalovirus
• Incidenza di 10-30% in HSCT allogenici
• Incidenza in trapianti di organo (SOT)
– Polmone 10-55% (con profilassi)
– Polmone 86-100% (senza profilassi)
– Fegato 0-9.2%
– Cuore 0.8-8%
– Rene <1%
Sede: Cleveland
Tecnica: ibridazione
•
•
•
•
Sede: Vienna
Pazienti: trapianto polmone (25)
Campioni: 97 campioni appaiati BAL,
sangue
Tecnica: real time PCR
Herpes Simplex Virus
• HSV viene dimostrato frequentemente mediante
PCR nelle basse vie respiratorie di pazienti
critici: patogeno reale o presenza bystander?
• HSV nel BAL potrebbe essere espressione di
contaminazione dalle vie alte o di riattivazione
locale.
• Lesioni alla mucosa da intubazione e
ventilazione meccanica possono stimolare la
riattivazione del virus.
• Non sono stati evidenziati patterns radiologici
specifici associati ad elevati livelli di HSV
Sede: Maastricht
Pazienti: 462 in T.I.
Campioni BAL
Tecnica: real time PCR
HSV-1+: TI, 32%
non TI, 15%
CA, 4.3%
De Vos et al. Clin Microbiol Infect 2009; 15: 358–363
Polmoniti nell’anziano
Falsey AR, Walsh EE, Clin Infect Dis, 2006; 42:518-24
RSV vs INFLUENZA
• Studio di coorte, Rochester, NY
• Campione
– Soggetti sani >65
– pazienti >21 con patologie cardiache o polmonari
croniche (gruppo ad alto rischio)
– Soggetti >65 ospedalizzati con sint. Respiratoria
acuta
• Periodo: autunno 1999-primavera 2003 (4
stagioni epidemiche)
• Outcome: infezioni respiratorie e accesso servizi
sanitari
Ann R. Falsey et al. N Engl J Med 2005;352:1749-59.
Incidenza di infezioni respiratorie
N° casi
(incidenza)
Paz. a
Paz.
>65 sani
rischio
ospedalizzati
519 (10.4% 524 (14.3%
1471
pers.-mese) pers.-mese)
RSV
46 (8.9%)
56 (10.7%)
142 (9.7%)
Influenza A
24 (4.6%)
20 (3.8%)
154 (10.5%)
Influenza B
7 (1.3%)
12 (2.3%)
16 (1.1%)
Falsey AR et al. N Engl J Med 2005;352:1749-59.
RSV
influenza
Paz. a
Paz. a
>65 sani
rischio Sani >65 rischio
(N=24)
(N=46)
(N=20)
(N=56 )
Ricovero
0
9 (16%)
0
4 (20%)
ospedale
morti
0
2
0
0
Falsey AR et al. N Engl J Med 2005;352:1749-59.
Ricerca qualitativa di agenti virali in 235 campioni di
BAL a Trieste (2009-2010)
AGENTE
TOTALE
NEGATIVI
POSITIVI
% POS
CMV
235
190
46
19.6%
EBV
56
40
16
28.6%
HSV
100
78
22
22.0%
ADENO
76
75
1
1.3%
Influenza
73
70
12
16.4%
Infl H1v
10
Infl H3
1
Infl B
1
RSV
72
71
1
1.4%
MPV
59
59
0
0.0%
Parainfluenza
66
66
0
0.0%
Chl PN
76
74
2
2.6%
Myc PN
77
73
4
5.2%
232
199
33
14.2%
PN Jer
Positività per singolo patogeno
agente
totale
positivi
% Pos
CMV
235
26
11.1%
EBV
56
6
10.7%
HSV
100
9
9.0%
Adenovirus
76
1
1.3%
Influenza
73
7
9.6%
A/H1v
6
8.2%
A/H3
1
1.4%
RSV
72
1
1.4%
Chlam pneum
76
1
1.3%
Mycopl pneum
77
3
3.9%
232
14
6.0%
Pneum jerovecii
Campioni con positività per più di
un patogeno
numero di patogeni Numero di
nel campione
campioni
DUE
TRE
QUATTRO
25
5
1
tipi di patogeno
CMV + Pneumoc. jerov.
numero
12
CMV + EBV
3
CMV + HSV
1
CMV + FLU
1
EBV + HSV
2
HSV + Pneumoc. jerov.
3
HSV + FLU
2
FLU + MYC PN
1
CMV + EBV + HSV
1
CMV+EBV + PN JER
1
CMV + HSV + PN JER
1
EBV + HSV + FLU
1
EBV + HSV +PN JER
1
EBV + HSV + CHL PN + PN JER
1
Analisi quantitativa
AGENTE TOTALE POSITIVI
%
BASSI
(<E3)
INTERMEDI
(E3-E4)
ALTI
(>E4)
CMV
96
12
12.5%
4
2
6 (50%)
HSV
87
17
19.5%
7
3
7 (41%)
EBV
56
16
28.6%
8
4
4 (25%)
Diagnosi di laboratorio delle
polmoniti virali
• Uso appropriato di antibiotici
• Controllo delle infezioni
ospedaliere
• Trattamenti specifici
Vigil et al. J Intensive Care Med , 2010, 25 307-326
Laboratorio
• Diagnosi sierologica
• Isolamento in colture cellulari
– Metodo tradizionale
– Metodo rapido (SVC)
•
•
•
•
ELISA
Immunofluorescenza diretta
Test rapidi
Metodi molecolari
–
–
–
–
–
PCR/RT PCR
Nested PCR/RT PCR
Real time PCR/RT PCR
Multiplex PCR/real time PCR
Microarray
Indagini sierologiche
• Metodiche con diversa
sensibilità
– Elisa
– Immuno-fluorescenza indiretta
– Fissazione del complemento
• Scarsa utilità della ricerca
delle IgM specifiche
• Necessità di
determinazione su doppio
siero
Colture cellulari
• Isolamento in diverse linee
cellulari suscettibili (p.e. Vero,
Hep-2, LLC-Mk2, MDCK-Siat)
• Identificazione con tecniche
sierologiche o molecolari
• Deve essere effettuata in
ambiente sicuro (BSL 2/3)
• Bassa sensibilità, colture
negative non escludono la
diagnosi
• Tempi generalmente lunghi
Metodi molecolari
primers (BN-1)
esterni
-2 -4 -6 -8 -10 cn
interni
-2 -4 -6 -8 -10
195 bp
110 bp
Home made SARS-CoV Nested PCR
(primers da Drosten, BNI)
• RT-PCR
– Buona sensibilità
– Campioni adeguati
– Rischio
contaminazioni
– Pannello di controlli
– Tempi brevi (24-48
ore)
Diagnosi: real time PCR
• Real time PCR
– Tempi brevi (<6 ore)
– Buona Sensibilità
– Buona Specificità
– Ridotte
contaminazioni
– Semplificazione delle
tecniche quantitative
Flu A (M)
Flu A Sw (NP)
H1 Sw (HA)
RnaseP
QUANTIFICAZIONE
• Quantificazione
assoluta, confronto con
curva standard
• Determinazione del
viral load
• Standardizzazione delle
metodiche di estrazione
e di analisi
• Cut-off variabili in
funzione di substrato e
tipo dipaziente
Microarray per influenza H1N1 pandemica
Multiplex Sensibilità e specificità
Krunic et al. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1222 (2011) 6–13
Variabili biologiche che condizionano i
risultati di laboratorio
• Età del paziente: i bambini hanno un viral load
più elevato degli adulti/anziani
• Timing del prelievo: generalmente più precoce è
il prelievo più elevata è la sensibilità
• Sede del prelievo:
–
–
–
–
–
tampone/aspirato naso-faringeo,
t. faringeo,
aspirato tracheale,
escreato,
BAL
Valutazione economica
Oosterheert JJ, et al. Clin. Infect. Dis. 2005; 41:1438–44
Conclusioni 1
• Le polmoniti CAP sono sostenute dai stessi virus
responsabili delle infezioni respiratorie acute
• Le polmoniti nel paziente critico e in quello
immunodepresso sono spesso dovute ad
infezione/riattivazione di virus herpetici (CMV,
HSV, EBV?)
• Nell’anziano e nel bambino il RSV è un
patogeno importante
• Nuovi virus sono emersi recentemente la cui
importanza non è ancora ben definita:
Metapneumovirus, Bocavirus, Coronavirus,
Mimivirus
Conclusioni 2
• Il laboratorio può svolgere un ruolo
importante nell’accertamento diagnostico
delle polmoniti virali
• E’ importante la comunicazione clinico
laboratorista per una diagnosi corretta ed
appropriata
• Le notizie cliniche ed epidemiologiche
sono essenziali per indirizzare la ricerca
dell’agente
Grazie per l’attenzione
UCO Igiene e Medicina Preventiva
Università degli Studi di Trieste
IRCCS “Burlo Garofolo”
Laboratorio di Virologia
•
•
•
•
•
Comar M.
Santon D.
Zanotta N.
Samar E.
Cortini E.
