Rilevazione molecolare del gene tossigenico C difficile: tossina A o B?

Le infezioni da clostridium difficile (CDIS) sono la principale causa di diarrea acquisita in ospedale, che colpisce principalmente i pazienti esposti agli antibiotici. Le infezioni sono state associate a soggiorni ospedalieri prolungati e costi sanitari significativi. I recenti cambiamenti nell’epidemiologia della CDI includono un aumento dell’incidenza e della gravità della malattia, in parte a causa dell’emergere del ceppo (BI/NAP1/027) che è ora endemico in molti ospedali statunitensi.1 I medici hanno anche osservato un aumento delle infezioni in popolazioni precedentemente a basso rischio e casi di CDI acquisita in comunità in assenza di fattori di rischio tradizionali.

Solo i ceppi Diff C che producono tossine causano malattie e le tossine A e B (codificate dai geni tcdA e tcdB) sembrano svolgere un ruolo importante. Le tossine sono enterotossine pro-infiammatorie, ma la tossina B è una citotossina più potente.2 La citotossicità diretta delle feci, che rileva la tossina B, è stata la prima analisi diagnostica clinicamente utile da sviluppare. Nei primi anni 1990 sono stati sviluppati saggi immunoenzimatici rapidi (EIAs) per rilevare la tossina A che è più immunogenica della tossina B. Molti laboratori hanno adottato questi saggi perché erano convenienti e più facili da usare.

Nel 2000, i focolai di casi gravi di CDI dovuti a ceppi privi della tossina A (varianti A-B+) sono stati il primo indizio che la tossina A non era essenziale per la malattia clinica.3,4 pazienti affetti da CDI che ospitavano questi ceppi varianti sono stati mal diagnosticati perché i loro campioni di feci erano negativi per VIA specifica della tossina A.3 In assenza di un trattamento appropriato, alcuni pazienti hanno sviluppato gravi complicazioni di CDI con esiti scarsi, inclusa la morte.3,4 In risposta all’emergere di ceppi diff della variante C della tossina A-negativa, i produttori di kit hanno sviluppato nuovi EIA che hanno rilevato anche la tossina B perché non era più accettabile rilevare la tossina A da sola.

La maggior parte delle sostanze tossiche che causano malattie produce entrambe le tossine. I ceppi di tossina A-B+, tuttavia, rappresentano dal 2% all ‘ 11% dei casi di CDI 5 con stime più elevate in Irlanda6 e in Asia.7 Questi ceppi, che sono caratterizzati da grandi delezioni nel gene tcdA causano lo stesso spettro di malattie di quelli che producono entrambe le tossine, che vanno dalla diarrea lieve alla colite pseudomembranosa.4 Alcuni rapporti suggeriscono, tuttavia, che la malattia causata dai ceppi della tossina A-B+ è più probabile che sia grave.7

Al contrario, le segnalazioni di ceppi naturali che causano malattie che non producono la tossina B (tossina A+B-varianti) sono estremamente rare. L’unico rapporto in letteratura di infezione con un ceppo A + B era un paziente con CDI ricorrente, da cui in precedenza erano stati isolati isolati di diff C che ospitavano entrambi i geni tcdA e tcdB.8 Campioni di feci prelevati dal paziente durante i precedenti episodi diarroici sono risultati positivi alla tossina B mediante un test di citotossicità. Un’indagine del ceppo A + B del terzo episodio ha rivelato una completa assenza del gene tcdB o di altri geni necessari per la produzione di tossine e una delezione nel gene tcdA.9 Inoltre, la variante A+B non è riuscita a produrre né la tossina A né la tossina B in vitro, mettendo in discussione la sua rilevanza come causa dei sintomi del paziente.

La capacità di ingegnerizzare geneticamente il diff C che produce solo la tossina A (A+B – mutanti) o la tossina B (A-B+ mutanti) e infetta i criceti sensibili con i mutanti ha portato a due indagini sull’importanza individuale di queste tossine nel processo di malattia. In uno studio, gli autori hanno concluso che la tossina B è essenziale per la malattia, mentre la tossina A non è richiesta.10 Il secondo studio ha dimostrato che entrambe le tossine erano in grado di causare malattie, ma che i ceppi mutanti che producono la tossina B da soli causavano malattie più gravi.11 Mentre i due studi sembrano contraddirsi a vicenda, i risultati di Lyras, et al, sono più coerenti con quanto osservato nella pratica clinica fino ad oggi, in quanto tutti i ceppi diff C clinicamente rilevanti (comprese le varianti A+B+ e A-B+) producono la tossina B e l’assenza di ceppi che causano malattie naturali che producono solo la tossina A.

I test di laboratorio per il rilevamento di diff C tossigenico per confermare una diagnosi di CDI nei pazienti rimangono una sfida a causa delle prestazioni della tossina comunemente usata A/B EIAs o dei tempi di consegna per metodi più sensibili come la coltura tossigenica.12 Test molecolari rapidi per tossigenic C diff ha migliorato significativamente l’accuratezza con cui i pazienti CDI possono essere diagnosticati e gestiti. Con sensibilità e specificità affidabili per la coltura tossigenica, i medici possono fidarsi dei risultati di laboratorio che confermano il loro sospetto clinico di CDI o escludono la diff C come fonte dei sintomi di un paziente. Secondo le nuove linee guida di pratica clinica SHEA/IDSA (Society for Healthcare Epidemiology of America and Infectious Diseases Society of America) per la CDI negli adulti, i test PCR sembrano essere rapidi, sensibili e specifici e, in definitiva, possono affrontare i problemi di test.12

Tutti i test FDA-cleared real-time polymerase chain reaction, o PCR, mirano al gene della tossina B (tcdB). La scelta di tcdB come bersaglio molecolare è ideale per diversi motivi: il ruolo essenziale della tossina B nel processo di malattia10,11; la presenza di tossina B e tcdB in tutti i ceppi produttori di malattie; e la prova che il rilevamento di tcdB in pazienti sintomatici correla bene con una diagnosi accurata di CDI.13

La logica per altri obiettivi come il gene tcdA è meno chiara. Molti ceppi A-B + variant C diff hanno eliminazioni nella tossina A gene14 e potrebbero non essere affidabili come bersaglio. A differenza del gene tcdB, gli studi che dimostrano che il rilevamento di tcdA è correlato alla malattia clinica sono carenti; e poiché il gene può anche essere trovato da solo in ceppi non patogeni,15 il rilevamento di tcdA potrebbe potenzialmente portare a diagnosi errate di CDI.

La diagnosi di CDI richiede una combinazione di sintomi clinici e un rilevamento accurato del diff C tossigenico nelle feci di un paziente sintomatico.12 Se usato in modo appropriato e limitato a pazienti con sintomi coerenti con la malattia clinica, i test di PCR mirati al gene tcdB possono facilitare una diagnosi accurata della CDI che, a sua volta, può portare a una migliore gestione del paziente con una terapia appropriata e una pronta implementazione di misure di controllo delle infezioni.

Diane Kawa, PhD, SM(ASCP),
è il direttore, Affari scientifici presso BD a Franklin Lakes, NJ.