Infecțiile gastrointestinale și diagnosticul molecular

Cuprins:

• Cum pot fi definite infecțiile gastrointestinale?
• Ce agenți etiologici sunt implicați?
• Cum se manifestă aceste infecții în funcție de tipul germenilor patogeni?
• Prin ce mecanisme patogenice se produc infecțiile gastrointestinale?
• Ce modalități de diagnostic sunt disponibile pentru infecțiile gastrointestinale?

Ce agenți etiologici sunt implicați?

Agenții etiologici raportați frecvent pe plan mondial în boala diareică sunt reprezentați de Rotavirus și de Escherichia coli (E. coli), însă prevalența etiologiei diferă semnificativ în funcție de localizare, grupe de vârstă, status socio-economic etc.

Există o susceptibilitate particulară față de germenii patogeni funcție de vârstă; de exemplu,  în cazul Rotavirusului și a E. coli, numărul receptorilor de pe enterocit scad odată cu creșterea vârstei, în timp ce infecțiile cu Shigella sunt mai rare sub vârsta de 6 luni, probabil din cauza absenței receptorilor pentru toxina Shiga.

Cum se manifestă aceste infecții în funcție de tipul germenilor patogeni?

Gastroenterita bacteriană reprezintă cauza majoră a “diareei călătorului”, fiind o inflamație a tractului gastrointestinal, care se manifestă de la forme ușoare până la severe prin: diaree apoasă, greață și vărsături, febră, frisoane, dureri abdominale și diaree cu sânge în cazuri severe. Speciile de Shigella și E. coli enteroinvaziv determină gastroenterită prin distrugerea și inflamarea mucoasei colonului și deși infecția este de obicei limitată la nivelul tractului gastrointestinal, pot fi observate și manifestări extraintestinale: artrită reactivă, sindrom hemolitic-uremic și complicații neurologice.

Gastroenterita cauzată de bacterii din genul Yersinia este adesea autolimitată, însă unii pacienți dezvoltă infecții cronice, cum ar fi artrita reactivă, eritem nodos, glomerulonefrită sau miocardită. Simptomele holerei determinate de speciile bacteriene din genul Vibrio sunt adesea imposibil de diferențiat de alte cauze ale diareei. Cu toate acestea, mai frecvent, pacienții dezvoltă deshidratare severă, adesea cu crampe abdominale, greață, vărsături și febră și chiar pot deceda din cauza diareei apoase acute.

Atunci când este prezentă, infecția cu Clostridium difficile se manifestă prin diaree cu sau fără sânge, febră, dureri abdominale, vărsături, ileus și deshidratare. Megacolonul toxic și peritonita sunt complicații semnificative ale infecțiilor avansate.

Simptomele date de Salmonella pot varia de la o gastroenterită autolimitată și diaree până la o infecție sistemică cu febră, dificultăți respiratorii, complicații hepatice și splenice și leziuni neurologice.

Infecția gastrointestinală virală se manifestă, de obicei, ca infecție acută cu simptome precum: diaree apoasă, greață, vărsături, dureri abdominale colicative și, uneori, febră, afectând frecvent pacienții cu vârste extreme (sugari, bătrâni) și persoanele imunodeprimate. Cel mai frecvent, aceste infecții virale sunt determinate de Norovirus, Rotavirus, Astrovirus, Adenovirus și Sapovirus.

Gastroenterita cu Norovirus se poate dezvolta la toate vârstele, în special la adulți, fiind cauza principală a focarelor acute de gastroenterită în țările dezvoltate.

Cea cu Rotavirus are de obicei o apariție sezonieră, în timpul iernii, și afectează preponderent copiii. Aceștia pot dezvolta forme severe de diaree apoasă, asociate adesea cu vărsături, febră și dureri abdominale. Tipurile ADV-F40 și ADV-F41 din cadrul adenovirusurilor umane prezintă un tropism gastrointestinal pronunțat provocând gastroenterită acută cu febră, diaree, vărsături și dureri abdominale.

Protozoarele enterice determină boli diareice cu forme severe în cazul pacienților imunodeprimați, cu morbiditate și mortalitate semnificativă în marea majoritate a cazurilor.

În zonele geografice cu climă rece, diareile determinate de paraziți sunt rare, fiind diagnosticate mai ales la imigranții din zonele endemice.

Giardia determină diareea acută în mai puțin de 1% din cazuri, fiind mai frecventă în centrele de îngrijire a copiilor.

Diareea cu Criptosporidium poate avea evoluție cronică în 2-3% din cazuri, mai ales la copiii imunodeprimați prin HIV, în stadiul SIDA sau prin acțiunea altor agenți imunosupresivi.

Prin ce mecanisme patogenice se produc infecțiile gastrointestinale?

Motilitatea intestinală normală este un factor important care se opune aderării bacteriilor de peretele intestinal. Orice cauză care reduce motilitatea sau o face ineficientă facilitează înmulțirea excesivă a germenilor patogeni. După mecanismul de producere gastroenteritele bacteriene acute pot fi clasificate în două tipuri: enterotoxigene și enteroinvazive.

Diareea acută de tip enterotoxigen are ca mecanism patogenic major producerea de enterotoxină și acțiunea acesteia asupra mucoasei intestinale, iar diareea acută de tip enteroinvaziv este rezultatul penetrării suprafeței mucoasei intestinale ca un eveniment inițial, dar și cu posibilitatea producerii de enterotoxină. Multe bacterii care produc enterotoxine determină creșterea secreției de apă și electroliți în intestin, manifestându-se clinic prin diaree.

Ce modalități de diagnostic sunt disponibile pentru infecțiile gastrointestinale?

Diagnosticul infecției gastrointestinale este important deoarece simptomatologia (diaree – scaune lichide, vărsături, transpirație) poate avea consecințe grave pe termen scurt (depleția apei și electroliților din organism) cu evoluție potențial letală dacă nu se intervine pentru restabilirea echilibrului hidroelectrolitic. Conform Centrului de Control și Prevenție a Bolilor (CDC) din Statele Unite ale Americii, boala diareică este a doua cea mai comună cauză de deces la copiii sub 5 ani la nivel mondial.

Diagnosticul molecular al etiologiei infecțiilor gastrointestinale permite testarea simultană a mai multor clase de agenți patogeni (virusuri, bacterii, paraziți) dintr-o singură probă de scaun și oferă un rezultat rapid în vedera administrării unei medicații corecte și țintite – panel gastrointestinal.

Metoda inovativă real-time PCR multiplex permite identificarea materialului genetic (ARN sau ADN) a celor mai comuni patogeni implicați în patologia gastrointestinală cu o sensibilitate net superioară metodelor tradiționale și cu capacitatea de a identifica coinfecțiile sau infecțiile cu agenți patogeni dificil de diagnosticat prin coprocultură sau examen microscopic coproparazitologic.

Utilizarea tehnicilor de biologie moleculară nu exclude folosirea metodelor tradiționale, deoarece după identificarea agentului patogen este indicată folosirea unei astfel de metode de identificare pentru a testa sensibilitatea la agenții antimicrobieni (antibacteriene, antifungice) și, de asemenea, este indicată și pentru verificarea evoluției post-tratament.

Rezultatele testului se raportează calitativ, astfel:

• Nedetectabil
• Pozitiv cu comunicarea tipului/ tipurilor de agenți patogeni prezenți în probă.

O analiză efectuată în laboratoarele Synevo Romania, în perioada ianuarie – septembrie 2023, a identificat 85 de probe pentru care a fost solicitat testul Diagnostic molecular infectii gastrointestinale (virusuri, bcterii, paraziti) – testare sindromică.

Dintre persoanele pentru care a fost solicitat acest serviciu, 58% (49 analize) au fost copii cu vârsta cuprinsă între 0 și 14 ani, restul probelor fiind distribuite relativ egal pe segmente de vârstă conform tabelului 1 de mai jos:

Tabelul 1. Distribuția probelor pe grupe de vârstă (N = 85)

Din punct de vedere al structurii rezultatelor primite, în 64% dintre probele examinate a fost identificat cel puțin un agent patogen. Pentru cazurile în care probele au avut rezultat negativ (31%) fie este vorba de situații în care se poate infirma etiologia infecțioasă a simptomatologiei digestive, fie solicitarea testului a presupus monitorizarea eficienței tratamentului anti-infecțios efectuat anterior.

70%  dintre probele pozitive (38 din 54) au fost raportate la categoria de vârstă 0 – 14 ani (tabelul 2)

Pentru majoritatea probelor cu rezultate pozitive (79%) au fost detectați unul sau 2 agenți patogeni (tabelul 3).

Tabelul 3. Distribuția numărului agenților patogeni în probele pozitive

Agentul patogen detectat cu cea mai mare frecvență (48%) a fost E. Coli enteropathogen (EPEC), urmat de E. Coli enteroagregativ (EAEC) și Blastocystis hominis, fiecare identificat în 17% dintre probe. Alți agenți patogeni identificați în peste 10% dintre probele pozitivate au fost: Aeromonas spp., Clostridium difficile toxina B, Dientamoeba fragilis, E. coli – toxina Shiga STEC (stx 1/2) și E. coli enterotoxigen (ETEC).(tabelul 4).

Tabelul 4. Agenți patogeni identificați

Pentru populația din grupa de vârstă 0 – 14 ani, agenții patogeni cei mai frecvent identificați au fost: E. coli enteropathogen (33%), Clostridium difficile toxina B (14%), EAEC (14%), Dientamoeba fragilis (14%) și Aeromonas spp. (12%) (tabelul 5).

Tabelul 5. Agenții patogenți detectați la populația pediatrică, 0-14 ani

Tabelul 6: Distribuția agentilor patogeni identificați (> 6%) în probele populației cu vârsta sub 14 ani:

---

Referințe:

1. https://www.mayocliniclabs.com/test-catalog/overview/63169
2. https://www.testing.com/tests/gastrointestinal-pathogens-panel/
3. Tratat de Pediatrie, Prof Univ. Dr. Eugen Pascal Ciofu, Editura Medicală, 2001
4. Learoyd TP, Gaut RM. Cholera: under diagnosis and differentiation from other diarrhoeal diseases. Journal of Travel Medicine. 2018;25(suppl_1):S46-S51
5. Learoyd TP, Gaut RM. Cholera: under diagnosis and differentiation from other diarrhoeal diseases. Journal of Travel Medicine. 2018;25(suppl_1):S46-S51