Microbiologia

Nei paesi in via di sviluppo, la gastroenterite virale acuta è devastante e una delle principali cause di morte per i bambini. In tutto il mondo, la diarrea è la seconda causa di mortalità per i bambini sotto i cinque anni, e il 70% delle gastroenteriti infantili è virale. Come discusso, ci sono diversi batteri responsabili della diarrea, ma anche i virus possono causare la diarrea. E. coli e rotavirus sono gli agenti causali più comuni nel mondo in via di sviluppo. In questa sezione, parleremo dei rotavirus e di altri virus meno comuni che possono anche causare malattie gastrointestinali.

Gastroenterite causata da Rotavirus

Figura 1. I rotavirus in un campione fecale sono visualizzati utilizzando la microscopia elettronica. (credito: Dr. Graham Beards)

I rotavirus sono virus a doppio filamento di RNA della famiglia Reoviridae. Sono responsabili di malattie diarroiche comuni, anche se la prevenzione attraverso la vaccinazione sta diventando più comune. Il virus si diffonde principalmente per via oro-fecale (Figura 1).

Questi virus sono diffusi nei bambini, soprattutto negli asili. Il CDC stima che il 95% dei bambini negli Stati Uniti hanno avuto almeno un’infezione da rotavirus entro i cinque anni. A causa della memoria del sistema immunitario del corpo, gli adulti che entrano in contatto con il rotavirus non contraggono l’infezione o, se lo fanno, sono asintomatici. Gli anziani, tuttavia, sono vulnerabili all’infezione da rotavirus a causa dell’indebolimento del sistema immunitario con l’età, quindi le infezioni possono diffondersi attraverso case di cura e strutture simili. In questi casi, l’infezione può essere trasmessa da un membro della famiglia che può avere una malattia subclinica o clinica. Il virus può anche essere trasmesso da superfici contaminate, sulle quali può sopravvivere per qualche tempo.

Gli individui infetti mostrano febbre, vomito e diarrea. Il virus può sopravvivere nello stomaco dopo un pasto, ma normalmente si trova nell’intestino tenue, in particolare nelle cellule epiteliali dei villi. L’infezione può causare intolleranza alimentare, soprattutto nei confronti del lattosio. La malattia compare generalmente dopo un periodo di incubazione di circa due giorni e dura circa una settimana (da tre a otto giorni). Senza un trattamento di supporto, la malattia può causare gravi perdite di liquidi, disidratazione e persino la morte. Anche con una malattia più lieve, le infezioni ripetute possono potenzialmente portare alla malnutrizione, soprattutto nei paesi in via di sviluppo, dove l’infezione da rotavirus è comune a causa della scarsa igiene e della mancanza di accesso all’acqua potabile. I pazienti (soprattutto i bambini) che sono malnutriti dopo un episodio di diarrea sono più suscettibili a future malattie diarroiche, aumentando il loro rischio di morte per infezione da rotavirus.

Lo strumento clinico più comune per la diagnosi è il test immunoenzimatico, che rileva il virus da campioni fecali. Vengono utilizzati anche i test di agglutinazione al lattice. Inoltre, il virus può essere rilevato utilizzando la microscopia elettronica e la RT-PCR.

Il trattamento è di supporto con la terapia di reidratazione orale. È disponibile anche la vaccinazione preventiva. Negli Stati Uniti, i vaccini contro il rotavirus fanno parte del programma vaccinale standard e la somministrazione segue le linee guida dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). L’OMS raccomanda che tutti i neonati del mondo ricevano il vaccino contro il rotavirus, la prima dose tra le sei e le 15 settimane di età e la seconda prima delle 32 settimane.

Gastroenterite causata da Norovirus

I Norovirus, comunemente identificati come virus Norwalk, sono calicivirus. Diversi ceppi possono causare gastroenteriti. Ci sono milioni di casi all’anno, prevalentemente nei neonati, nei bambini piccoli e negli anziani. Questi virus si trasmettono facilmente e sono altamente contagiosi. Sono noti per causare infezioni diffuse in gruppi di persone in spazi ristretti, come sulle navi da crociera. I virus possono essere trasmessi attraverso il contatto diretto, toccando superfici contaminate e attraverso cibo contaminato. Poiché il virus non viene ucciso dai disinfettanti utilizzati a concentrazioni standard per uccidere i batteri, il rischio di trasmissione rimane alto, anche dopo la pulizia.

I segni e i sintomi dell’infezione da norovirus sono simili a quelli del rotavirus, con diarrea acquosa, crampi lievi e febbre. Inoltre, questi virus a volte causano vomito proiettile. La malattia è di solito relativamente mite, si sviluppa da 12 a 48 ore dopo l’esposizione e scompare entro un paio di giorni senza trattamento. Tuttavia, la disidratazione può verificarsi.

Norovirus può essere rilevato utilizzando PCR o test immunoenzimatico (EIA). RT-qPCR è l’approccio preferito in quanto l’EIA non è sufficientemente sensibile. Se l’EIA è usato per il test rapido, la diagnosi dovrebbe essere confermata usando la PCR. Non sono disponibili farmaci, ma la malattia è solitamente autolimitante. La terapia di reidratazione e la sostituzione degli elettroliti possono essere utilizzate. Una buona igiene, il lavaggio delle mani e un’attenta preparazione del cibo riducono il rischio di infezione.

Gastroenterite causata da Astrovirus

Gli Astrovirus sono virus RNA a singolo filamento (famiglia Astroviridae) che possono causare gravi gastroenteriti, specialmente nei neonati e nei bambini. Segni e sintomi includono diarrea, nausea, vomito, febbre, dolore addominale, mal di testa e malessere. I virus si trasmettono attraverso la via fecale-orale (cibo o acqua contaminati). Per la diagnosi, vengono analizzati campioni di feci. I test possono comprendere test immunoenzimatici e microscopia elettronica immunitaria. Il trattamento prevede la reidratazione di supporto e la sostituzione degli elettroliti, se necessario.

Epatite

L’epatite è un termine generale che significa infiammazione del fegato, che può avere una varietà di cause. In alcuni casi, la causa è un’infezione virale. Ci sono cinque principali virus dell’epatite che sono clinicamente significativi: i virus dell’epatite A (HAV), B (HBV), C (HCV), D, (HDV) ed E (HEV) (Figura 3). Si noti che anche altri virus, come il virus di Epstein-Barr (EBV), la febbre gialla e il citomegalovirus (CMV) possono causare epatite e sono discussi in Infezioni virali del sistema circolatorio e linfatico.

Figura 3. Cinque tipi principali di virus causano l’epatite. L’HAV è un virus ssRNA(+) non sviluppato ed è un membro della famiglia dei picornavirus (Gruppo IV di Baltimora). L’HBV è un virus avvolto a dsDNA, si replica utilizzando la trascrittasi inversa, ed è un membro della famiglia degli hepadnavirus (Gruppo VII di Baltimora). HCV è un virus ssRNA(+) avvolto ed è un membro della famiglia dei flavivirus (Gruppo IV di Baltimora). L’HDV è un ssRNA(-) avvolto e circolare (Gruppo V di Baltimora). Questo virus può propagarsi solo in presenza di HBV. HEV è un virus ssRNA(+) non avvolto e un membro della famiglia hepeviridae (Gruppo IV di Baltimora).

Anche se i cinque virus dell’epatite sono diversi, possono causare alcuni segni e sintomi simili perché hanno tutti un’affinità per gli epatociti (cellule del fegato). HAV e HEV possono essere contratti attraverso l’ingestione, mentre HBV, HCV e HDV sono trasmessi per contatto parenterale. È possibile per gli individui diventare portatori a lungo termine o cronici dei virus dell’epatite.

Il virus entra nel sangue (viremia), diffondendosi nella milza, nei reni e nel fegato. Durante la replicazione virale, il virus infetta gli epatociti. L’infiammazione è causata dagli epatociti che si replicano e rilasciano più virus dell’epatite. Segni e sintomi includono malessere, anoressia, perdita di appetito, urine scure, dolore nel quadrante superiore destro dell’addome, vomito, nausea, diarrea, dolore alle articolazioni e feci grigie. Inoltre, quando il fegato è malato o danneggiato, non è in grado di scomporre efficacemente l’emoglobina, e la bilirubina può accumularsi nel corpo, dando alla pelle e alle mucose un colore giallastro, una condizione chiamata ittero (Figura 4). In casi gravi, può verificarsi la morte per necrosi epatica.

Figura 4. (a) L’epatite è un’infiammazione del fegato derivante da una varietà di cause. Può causare ittero. (b) L’ittero è caratterizzato dall’ingiallimento della pelle, delle membrane mucose e della sclera degli occhi. (credito b sinistra: modifica del lavoro di James Heilman, MD; credito b destra: modifica del lavoro di “Sab3el3eish”/Wikimedia Commons)

Anche se hanno molte somiglianze, ciascuno dei virus dell’epatite ha le sue caratteristiche uniche. L’HAV si trasmette generalmente attraverso la via oro-fecale, lo stretto contatto personale o l’esposizione ad acqua o cibo contaminati. L’epatite A può svilupparsi dopo un periodo di incubazione da 15 a 50 giorni (la media è 30). Normalmente è lieve o addirittura asintomatica e di solito è auto-limitante nel giro di settimane o mesi. Una forma più grave, l’epatite fulminante, si verifica raramente ma ha un alto tasso di mortalità del 70-80%. La vaccinazione è disponibile ed è raccomandata soprattutto per i bambini (di età compresa tra uno e due anni), per coloro che viaggiano in paesi a più alto rischio, per coloro che hanno malattie del fegato e alcune altre condizioni, e per i consumatori di droghe.

Anche se l’HBV è associato a segni e sintomi simili, la trasmissione e gli esiti sono diversi. Questo virus ha un periodo di incubazione medio di 120 giorni ed è generalmente associato all’esposizione a sangue o fluidi corporei infettivi come lo sperma o la saliva. L’esposizione può avvenire attraverso la puntura della pelle, attraverso la placenta, o attraverso il contatto con le mucose, ma non si diffonde attraverso il contatto casuale come l’abbraccio, la stretta di mano, lo starnuto o la tosse, o anche attraverso l’allattamento o il bacio. Il rischio di infezione è maggiore per coloro che fanno uso di droghe per via endovenosa o che hanno contatti sessuali con un individuo infetto. Anche gli operatori sanitari sono a rischio di punture di aghi e altre lesioni quando trattano pazienti infetti. L’infezione può diventare cronica e può progredire fino alla cirrosi o all’insufficienza epatica. È anche associata al cancro al fegato. Le infezioni croniche sono associate ai più alti tassi di mortalità e sono più comuni nei bambini. Circa il 90% dei neonati infetti diventano portatori cronici, rispetto a solo il 6-10% degli adulti infetti. La vaccinazione è disponibile ed è raccomandata per i bambini come parte del programma di vaccinazione standard (una dose alla nascita e la seconda entro i 18 mesi di età) e per gli adulti a maggior rischio (per esempio, quelli con certe malattie, i consumatori di droghe per via endovenosa e quelli che hanno rapporti sessuali con più partner). Le agenzie sanitarie sono tenute a offrire il vaccino contro l’HBV a tutti i lavoratori che hanno un’esposizione professionale al sangue e/o ad altri materiali infettivi.

L’HBV è spesso non diagnosticato e quindi potrebbe essere più diffuso di quanto sia documentato. Ha un periodo medio di incubazione di 45 giorni e si trasmette attraverso il contatto con sangue infetto. Anche se alcuni casi sono asintomatici e/o si risolvono spontaneamente, il 75%-85% degli individui infetti diventano portatori cronici. Quasi tutti i casi derivano dalla trasmissione parenterale, spesso associata all’uso di droghe per via endovenosa o alle trasfusioni. Il rischio è maggiore per gli individui con una storia passata o attuale di uso di droghe per via endovenosa o che hanno avuto contatti sessuali con individui infetti. È stato anche diffuso attraverso prodotti di sangue contaminati e può anche essere trasmesso attraverso prodotti personali contaminati come spazzolini da denti e rasoi. Recentemente sono stati sviluppati nuovi farmaci che mostrano una grande efficacia nel trattamento dell’HCV e che sono adattati al genotipo specifico che causa l’infezione.

L’HBV non è comune negli Stati Uniti e si presenta solo in individui che sono già infettati dall’HBV, che richiede per replicarsi. Pertanto, la vaccinazione contro l’HBV è protettiva anche contro l’infezione da HDV. L’HDV si trasmette attraverso il contatto con sangue infetto.

Anche le infezioni da HEV sono rare negli Stati Uniti, ma molti individui hanno un titolo anticorpale positivo per l’HEV. Il virus si diffonde più comunemente per via oro-fecale attraverso la contaminazione di cibo e/o acqua, o per contatto da persona a persona, a seconda del genotipo del virus, che varia a seconda della località. Ci sono quattro genotipi che differiscono un po’ nella loro modalità di trasmissione, distribuzione e altri fattori (per esempio, due sono zoonotici e due no, e solo uno causa un’infezione cronica). I genotipi tre e quattro sono trasmessi solo attraverso il cibo, mentre i genotipi uno e due sono trasmessi anche attraverso l’acqua e le vie fecali-orali. Il genotipo uno è l’unico tipo trasmesso da persona a persona ed è la causa più comune delle epidemie di HEV. Il consumo di carne poco cotta, specialmente di cervo o maiale, e di molluschi può portare all’infezione. I genotipi tre e quattro sono zoonosi, quindi possono essere trasmessi da animali infetti che vengono consumati. Le donne incinte sono particolarmente a rischio. Questa malattia è solitamente autolimitante entro due settimane e non sembra causare un’infezione cronica.

I test di laboratorio generali per l’epatite iniziano con le analisi del sangue per esaminare la funzionalità epatica (tabella 2). Quando il fegato non funziona normalmente, il sangue conterrà livelli elevati di fosfatasi alcalina, alanina aminotransferasi (ALT), aspartato aminotransferasi (AST), bilirubina diretta, bilirubina totale, albumina del siero, proteine totali del siero, e globulina calcolata, rapporto albumina/globulina (A/G). Alcuni di questi sono inclusi in un pannello metabolico completo (CMP), che può prima suggerire un possibile problema al fegato e indicare la necessità di test più completi. Un pannello di test sierologici per il virus dell’epatite può essere utilizzato per rilevare gli anticorpi per i virus dell’epatite A, B, C e talvolta D. Inoltre, sono disponibili altri test immunologici e genomici.

Trattamenti specifici diversi dalla terapia di supporto, dal riposo e dai liquidi spesso non sono disponibili per l’infezione da virus dell’epatite, tranne che per l’HCV, che spesso è auto-limitata. Le immunoglobuline possono essere usate in modo profilattico dopo una possibile esposizione. Si usano anche farmaci, tra cui l’interferone alfa 2b e gli antivirali (per esempio, lamivudina, entecavir, adefovir e telbivudina) per le infezioni croniche. L’epatite C può essere trattata con interferone (come monoterapia o combinato con altri trattamenti), inibitori della proteasi e altri antivirali (per esempio, l’inibitore della polimerasi sofosbuvir). I trattamenti combinati sono comunemente usati. I farmaci antivirali e immunosoppressivi possono essere usati per i casi cronici di HEV. In casi gravi, può essere necessario un trapianto di fegato. Inoltre, sono disponibili vaccini per prevenire l’infezione da HAV e HBV. Il vaccino HAV è anche protettivo contro l’HEV. Il vaccino contro l’HBV è protettivo anche contro l’HDV. Non esiste un vaccino contro l’HCV.