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La trasmissione di M. tuberculosis è un classico esempio di infezione aerea.31 In quasi tutti i casi, l’infezione tubercolare viene acquisita per inalazione di uno o più bacilli tubercolari contenuti in una particella aerotrasportata abbastanza piccola (da 1 a 5 µm) da raggiungere un alveolo. Affinché una persona con tubercolosi sia infettiva, gli organismi devono avere accesso all’aria ambientale ed essere aerosolizzati. In generale, ciò significa che solo i pazienti con tubercolosi polmonare possono essere considerati infettivi., Tuttavia, particelle respirabili contenenti M. tuberculosis possono raramente essere generate da altre fonti (ad esempio, irrigazione di un ascesso tubercolare).32 Dopo che le secrezioni respiratorie aerosolizzate vengono espulse dal naso o dalla bocca, il loro contenuto d’acqua evapora rapidamente, lasciando solo un piccolo residuo di materia solida—il nucleo della gocciolina—che può includere bacilli tubercolari e che può rimanere sospeso nell’aria per diverse ore.,33 Un singolo bacillo in un piccolo nucleo di goccioline è più pericoloso di diversi bacilli in particelle più grandi trasportate dall’aria, che quando inalato depositano nelle vie aeree piuttosto che negli alveoli e che poi vengono rapidamente rimossi dalla clearance mucociliare o uccisi.
La tosse è il meccanismo più efficace per generare aerosol che creano nuclei di goccioline, ma non è l’unico meccanismo., Manovre espiratorie forzate diverse dalla tosse—come starnuti, urla, canti e discorsi ad alta voce-comportano tutte, in misura maggiore o minore, l’improvvisa accelerazione dell’aria necessaria per interrompere una superficie liquida o fili mucosi, quindi aerosolizzando le particelle. Le secrezioni sottili e acquose sono più facilmente frammentate in piccole goccioline respirabili rispetto al muco più viscoso. In generale, maggiore è il volume delle secrezioni respiratorie, maggiore è il numero di goccioline potenzialmente infettive., Riley e coworkers34 hanno dimostrato una marcata variabilità nel potenziale infettivo dei pazienti affetti da tubercolosi che, in parte, potrebbe essere correlata alla gravità della tosse. Un paziente con tubercolosi eccezionalmente infettiva non solo aveva una grave tubercolosi polmonare ma anche una laringite tubercolare. È stato calcolato che questo paziente era contagioso come un bambino con il morbillo è per altri bambini sensibili. Studi simili di Escombe e colleghi,35 che hanno descritto l’infettività dei pazienti con infezione da HIV con tubercolosi, hanno riferito che l’infettività era molto eterogenea., Dei 97 pazienti (118 ricoveri) ricoverati in un reparto di HIV-tubercolosi, 10 hanno causato il 90% delle infezioni nelle cavie esposte all’aria esausta dal reparto. Dei 10 pazienti infettivi, 6 avevano la tubercolosi MDR che non era adeguatamente trattata; oltre ad avere la tubercolosi MDR, essendo striscio espettorato positivo e di essere in trattamento non ottimale sia contribuito al grado di infettività. Allo stesso modo, in uno studio sui contatti domestici di pazienti affetti da tubercolosi, la probabilità di trasmissione era inferiore se il caso di origine era infetto da HIV e aveva un numero di cellule T CD4 inferiore a 250/µL.,36 In tale studio, l ‘effetto dell’ HIV e dell ‘ immunodeficienza era maggiore di quanto si potesse spiegare con differenze nello stato dello striscio, trattamento ritardato o presenza di lesioni cavitarie. Anche quando viene preso in considerazione il carico bacillare, vi è una sostanziale variabilità inspiegabile nell’infettività. Jones-Lopez e colleghi37 hanno utilizzato un dispositivo di campionamento dell’aria per catturare M. tuberculosis nell’aria espirata (tossita) e hanno dimostrato che l’infettività era associata alla presenza di organismi coltivabili nell’aria campionata., Il ritrovamento di organismi nell’aria espirata era abbastanza variabile da paziente a paziente e non correlava con i risultati dello striscio di espettorato.
Semplici manovre, come coprire la bocca mentre si tossisce, possono ridurre la formazione di nuclei di goccioline deviando le goccioline dal flusso d’aria. Allo stesso modo, una maschera indossata dal paziente è efficace perché le particelle sono intrappolate mentre sono ancora grandi, prima che il contenuto di acqua sia evaporato., Le maschere (respiratori a particolato monouso) indossate da persone esposte a una fonte infettiva sono meno efficaci delle maschere indossate dai pazienti, perché la maggior parte dei nuclei di goccioline trasportate dall’aria sono molto più piccoli delle loro goccioline madri. Tuttavia, le maschere correttamente costruite e ben adattate sono molto efficaci nel rimuovere le particelle respirabili da 1 a 5 µm38 (vedi anche Capitolo 11).
Un secondo fattore del caso di origine da considerare nel determinare l’infettività è il numero di organismi contenuti nei polmoni., Ciò può essere dedotto dall’estensione e dalla morfologia della malattia, come determinato dalla radiografia del torace e più direttamente stimato dall’esame microscopico dell’espettorato. Canetti ha dimostrato che la popolazione bacillare delle lesioni tubercolari varia notevolmente, a seconda della morfologia della lesione.39 Il numero di bacilli nelle lesioni nodulari solide varia da 102 a 104 organismi, mentre nelle lesioni cavitarie le popolazioni sono dell’ordine di 107-109 bacilli., Loudon e Spohn, 40 tra gli altri, hanno dimostrato che la prevalenza dei reattori alla tubercolina tra i giovani contatti di pazienti con tubercolosi appena scoperta aumentava all’aumentare dell’estensione radiografica del coinvolgimento. Pertanto, nel controllo della tubercolosi, ai contatti di persone con tubercolosi più estesa dovrebbe essere attribuita una priorità più elevata per la valutazione rispetto ai contatti di persone con malattia meno grave.
Il mezzo più diretto per stimare la popolazione bacillare è l’esame microscopico di strisci di espettorato correttamente macchiati., Una popolazione bacillare vitale media di 5000-10.000 organismi per millilitro di espettorato è richiesta affinchè gli organismi siano visti in uno striscio acido-veloce-macchiato dell’espettorato.41 I contatti di pazienti con organismi presenti negli strisci di espettorato hanno una prevalenza di infezione molto più elevata rispetto ai contatti di pazienti con strisci negativi e colture positive o negative.42 Tuttavia, i contatti dei pazienti con striscio di espettorato negativo possono ancora acquisire un’infezione tubercolare e sviluppare la tubercolosi., La trasmissione da pazienti striscio-negativi è stata stimata essere la causa di circa il 17% dei casi di nuova diagnosi a San Francisco.43
Un terzo fattore importante nel determinare l’infettività di un caso di origine è l’uso della chemioterapia. Negli studi volti a identificare e quantificare i fattori che influenzano la trasmissibilità di M. tuberculosis, Sultan e associati44 e Riley e coworkers34 hanno osservato che i pazienti che avevano strisci di espettorato positivi ma che ricevevano farmaci antitubercolosi erano molto meno infettivi per le cavie rispetto ai pazienti non trattati., Secondo i loro calcoli, l’infettività relativa dei pazienti non trattati rispetto ai pazienti trattati era 50: 1. Escombe e colleghi, 35 come già notato, sono giunti a una conclusione simile. Coerentemente con queste osservazioni sperimentali, si è accumulato un corpus sostanziale di dati clinici che indica che, una volta iniziato il trattamento a cui gli organismi sono sensibili, la trasmissione di M. tuberculosis diminuisce rapidamente., La quantificazione dell’infettività degli aerosol generati dalla tosse ha mostrato lo stesso risultato: il fattore principale associato agli aerosol persistenti positivi alla coltura era la mancanza di un trattamento efficace durante la settimana precedente.37 Il meccanismo più importante con cui la chemioterapia riduce l’infettività è l’effetto diretto del farmaco sulla popolazione bacillare nei polmoni. Hobby e associati41 ha scoperto che, dopo una media di 15.,6 giorni di chemioterapia multidrug, c’è stata una riduzione del numero di bacilli tubercolari per millilitro di espettorato di almeno 2 tronchi, da circa 106 a circa 104, o una diminuzione del 99%. Questi dati sono simili a quelli riportati da Jindani e colleghi, che hanno dimostrato una riduzione della conta delle colonie di quasi 2 log per millilitro di espettorato nei primi 2 giorni di trattamento e un’ulteriore riduzione di 1 log durante i successivi 12 giorni.45 Quindi, nelle prime 2 settimane di trattamento, c’è stata una diminuzione da circa 107 a 104 organismi per millilitro di espettorato, o una riduzione del 99,9%., Tuttavia, anche con questa profonda riduzione della popolazione bacillare, il numero rimanente di organismi (10.000 per millilitro di espettorato) sarebbe ancora sufficiente per produrre uno striscio di espettorato acido-veloce positivo. Oltre a ridurre il numero di bacilli vitali, la chemioterapia diminuisce anche prontamente la tosse. Loudon e Spohn40 hanno notato che la tosse è stata ridotta del 40% dopo 1 settimana di trattamento e del 65% dopo 2 settimane. La somma di questi effetti è che, una volta che un paziente con tubercolosi viene sottoposto a una terapia efficace, la trasmissione dei bacilli tubercolari cessa di essere una preoccupazione., Il declino dell’infettività è causato principalmente dalla rapida riduzione della popolazione bacillare nei polmoni a seguito della chemioterapia antitubercolare, in particolare l’isoniazide. I regimi farmacologici che non includono l’isoniazide probabilmente non dovrebbero rendere il paziente non infettivo così rapidamente come quelli contenenti isoniazide. Allo stesso modo, la rapida riduzione dell’infettività non può essere assunta nei pazienti che ospitano organismi resistenti all’isoniazide.
Diversi ceppi hanno un’infettività diversa. Ad esempio, ceppi di M., la tubercolosi resistente all’isoniazide può essere meno patogena rispetto agli organismi completamente sensibili.46,47 Studi epidemiologici molecolari suggeriscono che la mutazione che conferisce resistenza può avere un ruolo nella patogenicità di M. tuberculosis, in particolare mutazioni associate alla resistenza isoniazide.48 Isolati che ospitano la mutazione più comune, katG S315T e il promotore inhA 15c-t, sono stati in grado di causare casi secondari di tubercolosi (definiti come clustering genotipico di ceppi in una popolazione). Al contrario, mutazioni in katG diverse dalla mutazione S315T comune non hanno causato casi secondari., Sebbene siano necessarie ulteriori informazioni per confermare questa associazione, questa scoperta può spiegare i diversi risultati riguardanti la patogenicità di alcuni ceppi resistenti ai farmaci. È anche chiaro che la minore patogenicità può essere facilmente compensata da un prolungato periodo di infettività, come ci si potrebbe aspettare con un trattamento inefficace, come suggerito da Escombe e associati,35 o con l’esposizione di un ospite immunocompromesso., Focolai di tubercolosi causati da ceppi MDR e XDR di bacilli tubercolari si sono verificati in ospedali o strutture correzionali e coinvolgono in modo sproporzionato persone con infezione da HIV,49 sebbene siano state coinvolte anche persone immunocompetenti.
Le implicazioni operative di queste ipotesi riguardanti l’infettività dovrebbero essere modificate in base alle circostanze di vita e di lavoro del paziente., I principi generali del controllo delle infezioni comportano una valutazione della vulnerabilità all’infezione tubercolare delle persone che saranno potenzialmente esposte e le conseguenze in caso di infezione di coloro che sono esposti.