Diagnostica molecolare rapida con FilmArray® Pneumonia Panel Plus nelle infezioni respiratorie: confronto con i metodi colturali tradizionali e impatto su antibiotico-resistenza e Infezioni Correlate all’Assistenza (ICA).
Contenuto principale dell'articolo
Abstract
INTRODUZIONE E SCOPO
L’aumento a livello mondiale dell’antibiotico-resistenza dovuto alla presenza di patogeni multiresistenti rappresenta una minaccia per l’efficacia del trattamento antibiotico delle forme di polmoniti comunitarie e di quelle nosocomiali a livello ospedaliero. La "Fast Microbiology" svolge un ruolo fondamentale nel fornire risposte rapide che possono essere incluse nei processi di stewardship, volti a posizionare una terapia antibiotica appropriata nel più breve tempo possibile, per la gestione del paziente critico e per la prevenzione della diffusione delle Infezioni Correlate all'Assistenza (ICA). Lo scopo di questo studio è stato quello di identificare la frequenza e la numerosità dei patogeni responsabili delle infezioni delle basse vie respiratorie causa di polmonite e della presenza dei principali geni correlati ai determinanti di resistenza antimicrobica, ricavate utilizzando tecniche di Fast Microbiology e confermate con metodiche colturali convenzionali.
MATERIALI E METODI
Questo studio osservazionale prospettico è stato condotto tra maggio 2024 e maggio 2025 ed ha coinvolto un totale di 223 pazienti ospedalizzati, a cui era stato prelevato un campione dalle basse vie respiratorie mediante Lavaggio Bronco-Alveolare (BAL), per sospetta diagnosi clinica di polmonite. Il gruppo dei pazienti analizzati comprende sia quelli che hanno acquisito la polmonite in comunità, sia pazienti che non erano affetti da patologie respiratorie al momento dell’ospedalizzazione, ma che hanno sviluppato un’infezione delle basse vie aeree entro 48 ore dal ricovero o durante la degenza ospedaliera. Per diagnosticare l'infezione o una colonizzazione, i campioni biologici sono stati testati sia con il metodo colturale considerato il gold standard sia mediante l’utilizzo di una tecnica diagnostica di “Fast Microbiology” che si basa sull’utilizzo di un pannello molecolare sindromico: il FilmArray® Biofire Pneumonia Panel plus (PNplus panel).
RISULTATI
Nel gruppo dei pazienti analizzati (n = 223), la percentuale di positività per campione rilevata con PNplus panel ed il colturale è stata rispettivamente del 39% (86/223) e del 2% (4/223) dei casi. Il numero complessivo dei campioni positivi, invece, sia per PNplus panel sia per il colturale è risultato essere del 47% (104/223). Il pannello Pneumonia plus ha rilevato più agenti batterici rispetto al metodo colturale, con PPA relativamente elevati (96%), NPA (97%) e 0,68 Kappa di Cohen. Questi dati suggeriscono quindi l’esistenza di una sostanziale concordanza tra i risultati attesi e quelli rilevati tra il metodo molecolare “Fast” ed il colturale, che è considerato il gold standard.
CONCLUSIONI
Sia le polmoniti acquisite in comunità sia quelle ospedaliere rappresentano un’importante causa di mortalità nel mondo, soprattutto nei pazienti critici. Siamo di fronte a una pandemia silente: quella delle infezioni da germi multiresistenti, molti dei quali sono responsabili delle ICA legate soprattutto all’insorgenza di polmoniti (la prima causa di morte per infezione nei pazienti ospedalizzati) e contro i quali la maggior parte degli antibiotici a disposizione non funziona. L'utilizzo del FilmArray® Biofire Pneumonia Panel plus (PNplus panel) potrebbe migliorare l’outcome clinico dei pazienti critici, con quadri di polmonite ingravescente. Una diagnosi rapida aiuterebbe i clinici nei processi decisionali relativi alla scelta e all'inizio della terapia antimicrobica, rispettando i criteri di antimicrobial stewardship e di riduzione della diffusione delle infezioni correlate all’assistenza sostenute da patogeni multiresistenti.
Downloads
Dettagli dell'articolo
Gli autori mantengono i diritti sulla loro opera e cedono alla rivista il diritto di prima pubblicazione dell'opera, contemporaneamente licenziata sotto una Licenza Creative Commons - Attribuzione che permette ad altri di condividere l'opera indicando la paternità intellettuale e la prima pubblicazione su questa rivista.
Riferimenti bibliografici
[1] World Health Organization. (2022). Global report on infection prevention and control. https://www.who.int/publications/i/item/9789240051164
[2] World Health Organization. (2011). Report on the burden of endemic health care-associated infection worldwide. http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/80135/1/9789241501507eng.pdf
[3] Ministry of Health. Healthcare Associated Infections (HAIs). Ministero della Salute - Malattie infettive
[4] Allegranzi B., Kilpatrick C., Storr J., et al. (2017). Global infection prevention and control priorities 2018-22: a call for action. Lancet Glob health, 5:e1178-80.
[5] Masson-Roy S., Saito H., Pittet D. (2018). The WHO 2018 Hand Hygiene Campaign: make a difference-prevent sepsis in health care. Am J Respir Crit Care Med, 197:985-86.
[6] Haeque M., Sartelli M., McKimm J., Abu Bakar M. (2018). Health care-associated infection - an overview. Infect Drug Resist, 11:2321-33.
[7] Ferreira E., Pina E., Sousa-Uva M., et al. (2017). Risk factors for health care-associated infections: from better knowledge to better prevention. Am J Infection Control, 45:e103-e107.
[8] Suetens C., et al. (2018). Prevalence of healthcare-associated infections, estimated incidence and composite an-timicrobial resistance index in acute care hospitals and long-term care facilities: results from two European point prevalence surveys, 2016 to 2017. Euro Surveill, 23:1800516.
[9] Cassini A., et al. (2016). Burden of six healthcare-associated infections on European population health: estimat-ing incidence-based disability-adjusted life years through a population prevalence-based modelling study. PLoS Med, 13:e1002150.
[10] Surveillance by point prevalence of healthcare-associated infections and antibiotic use in acute care hospitals (PPS3) – Summary report. (2023). Department of Public Health and Pediatric Sciences, University of Turin. www.epicentro.iss.it/sorveglianza-ica/pdf/Summary%20report%20PPS3.pdf.
[11] European Centre for Disease Prevention and Control, Point prevalence survey of healthcare-associated infections and antimicrobial use in European acute care hospitals 2022–2023 report.
[12] European Centre for Disease Prevention and Control. (2024). https://www.ecdc.europa.eu/sites/default/files/documents/healthcare-associated-infections-intensive-care-units-annual-epidemiological-report-2020.pdf
[13] Bordino V., Vicentini C., D'Ambrosio A., et al. (2021). Burden of healthcare-associated infections in Italy: in-cidence, attributable mortality and disability-adjusted life years (DALYs) from a nationwide study, 2016. J Hosp Infect, 113:164-171. doi: 10.1016/j.jhin.2021.04.023.
[14] Vicentini C., Quattrocolo F., D'Ambrosio A., et al. (2020). Point prevalence data on antimicrobial usage in Ital-ian acute-care hospitals: Evaluation and comparison of results from two national surveys (2011-2016). Infect Control Hosp Epidemiol, 41(5):579-584. doi:10.1017/ice.2020.18
[15] European Centre for Disease Prevention and Control. (2019). Point prevalence survey of healthcare-associated infections and antimicrobial use in European acute care hospitals - ECDC PPS validation protocol version 3.1.2. Stockholm: ECDC.
[16] Plachouras D., Kärki T., Hansen S., et al. (2018). Antimicrobial use in European acute care hospitals: results from the second point prevalence survey (PPS) of healthcare-associated infections and antimicrobial use, 2016 to 2017. Euro Surveill. Nov;23(47):1800393. doi: 10.2807/1560-7917.ES.23.46.1800393.
[17] Suetens C., Latour K., Kärki T., et al. (2018). Prevalence of healthcare-associated infections, estimated inci-dence and composite antimicrobial resistance index in acute care hospitals and long-term care facilities: results from two European point prevalence surveys, 2016 to 2017. Euro Surveill, 23(46).
[18] Point prevalence study of healthcare-associated infections and the use of antibiotics in acute hospitals. Tuscany Region Report PPS3. Year 2022. Published by the Tuscany Region in April 2025. www.epicentro.iss.it/sorveglianza-ica/pdf/Summary%20report%20PPS3.pdf.
[19] Metlay J.P., Waterer G.W., Long A.C., Anzueto A., Brozek J., Crothers K., et al. (2019). Diagnosis and treat-ment of adults with community-acquired pneumonia. An official clinical practice guideline of the American thorac-ic society and infectious diseases society of America. Am J Respir Crit Care Med., 200:e45-67.
[20] Lieberman D., Schlaeffer F., Boldur I., Horowitz S., Friedman M.G., et al. (1996). Multiple pathogens in adult patients admitted with community-acquired pneumonia: a one year prospective study of 346 consecutive patients. Thorax., 51:179-84.
[21] WHO. Antimicrobical resistance 2020. (2021). Available at: www.who.int/news-room/fact-sheet/detail/antimicrobical-resitance.
[22] Edin A., Eilers H., Allard A. (2020). Evaluation of the BioFire FilmArray pneumonia panel plus for lower respira-tory tract infections. Infect Dis (Lond), 52:479-488.https://doi.org/10.1080/23744235.2020.1755053.
[23] Murphy C.N., Fowler R., Balada-Llasat J.M., Carroll A., Stone H., Akerele O., Buchan B., Windham S., Hopp A., Ronen S., et al. (2020). Multicenter evaluation of the Biofire FilmArray pneumonia/pneumonia plus panel for de-tection and quantification of agents of lower respiratory tract infection. J Clin Microbiol, 58:e00128-20. https://doi.org/10.1128/JCM.00128-20.
[24] Kyriazopoulou E., Karageorgos A., Liaskou-Antoniou L., Koufargyris P., Safarika A., Damoraki G., Lekakis V., Saridaki M., Adamis G., Giamarellos-Bourboulis E.J. (2021). Biofire FilmArray pneumonia panel for severe lower respiratory tract infections; subgroup analysis of a randomized clinical trial. Infect Dis Ther, 10:1437-1449. https://doi.org/10.1007/s40121-021-00459-x.
[25] Kosai K., Akamatsu N., Ota K., Mitsumoto-Kaseida F., Sakamoto K., Hasegawa H., Izumikawa K., Mukae H., Yan-agihara K. (2022). Biofire FilmArray pneumonia panel enhances detection of pathogens and antimicrobial re-sistance in lower respiratory tract specimens. Ann Clin Microbiol Antimicrob, 21:24. https://doi.org/10.1016/ s12941-022-00512-8.
[26] Yoo I.Y., Huh K., Yun S.A., Chung Y.N., Kang O.K., Huh H.J., Lee N.Y. (2020). Evaluation of the Biofire Fil-mArray pneumonia panel for rapid detection of respiratory bacterial pathogens and antibiotic resistance genes in sputum and endotracheal aspirate specimens. Int J Infect Dis, 95:326-331.https://doi.org/10.1186/ j.ijid.2020.03.024.
[27] Clinical And Laboratory Standards Institute (CLSI). (2022). Performance Standards for Antimicrobical Suscepti-bility Testing. 32nd edition informational supplement 2022. https://clsi.org/standards/m100
[28] Ruppè E., Cherkaoui A., Lazarevic V., Emonet S., Schrenzel J. (2017). Establishing genotype-to-phenotype rela-tionships in bacteria causing hospital-acquired pneumonia: a prelude to the application of clinical metagenomics. Antibiotics (Basel), 6:30.
[29] Bauernfeind A., Stemplinger I., Jungwirth R., Ernst S., Casellas J.M. (1996). Sequences of beta-lactamase genes encoding CTX-M-1 (MEN-1) and CTX-M-2 and relationship of their amino acid sequences with those of the other beta-lactamase. Antimicrob Agents Chemother, 40:509-13.
[30] Cassini A., Hӧgberg L.D., Plachouras D., Quattrocchi A., Hoxha A., Simonsen G.S., et al. (2019). Attributable deaths and disability-adjusted life-years caused by infections with antibiotic-resistant bacteria in the EU and the European Economic Area in 2015: a population-level modelling analysis. Lancet Infect. Dis.,19:56-6.
[31] Antimicrobical resistance in the EU/EEA (EARS-Net). (2021). Available at: www.ecdc.europea.eu/en/publications-data/surveillance-antimicrobical-resistance-europe-2021.
[32] Muller A.E., Thuretzbacher U., Mouton J.W. (2015). Use of old antibiotics now and in the future from a pharma-cokinetic/pharmacodynamic perspective. Clin Microbiol Infect., 21:881-5.
[33] Falcone M., Bassetti M., Tiseo G., Giordano C., Nencini E., Russo A., et al. (2020). Time to appropriate antibi-otic therapy is a predictor of outcome in patients with bloodstream infection caused by KPC-producing Klebsiella pneumoniae. Crit Care, 24:29.
[34] Yang T., Mei Q., Fang X., Zhu S., Wang Y., Li E., et al. (2022). Clinical value of metagenomics next-generation sequencing in Bronchoalveolar lavage fluid for patients with severe hospital-acquired pneumonia: a nested case-control study. Infect Drug Resist., 15:1505-14.
[35] Bauer K.A., West J.E., Balada-Llasat J.M., Pancholi P., Stevenson K.B., Goff D.A. (2010). An antimicrobial stewardship program’s impact with rapid polymerase chain reaction methicillin-resistant Staphylococcus aure-us/S.aureus blood culture test in patients with S.aureus bacteremia. Clin Infect Dis., 51(9):1074-80.
[36] Kosai K., Akamatsu N., Ota K., Mitsumoto-Kaseida F., Sakamoto K., Hasegawa H., et al. (2022). BioFire FilmArray Pneumonia panel enhances detection of pathogens and antimicrobial resistance in lower respiratory tract speci-mens. Ann Clin Microbiol Antimicrob., 21:24.
[37] Sun L., Li L., Du S., Liu Y., Cao B. (2021). An evaluation of the Unyvero pneumonia system for rapid detection of microorganisms and resistance markers of lower respiratory infections-a multicenter prospective study on ICU patients. Eur J Clin Microbiol Infect Dis., 40:2113-21.
[38] Collins M.E., Popowitch E.B., Miller M.B. (2020). Evaluation of a novel multiplex PCR panel compared to quanti-tative bacterial culture for diagnosis of lower respiratory tract infections. J Clin Microbiol., doi. org/10.1128/JCM.02013-19.
[39] Boucher H.W., Talbot G.H., Bradley J.S., Edwards J.E., Gilbert D., Rice L.B., Scheld M., Spellberg B., Bartlett J. (2009). Bad bugs, no drugs: NO ESKAPE! An update from the Infectious Diseases Society of America. Clin. Infection. Dis., 48.
[40] Higher Institute of Health. Epicenter. Healthcare associated infections (HAIs). www.epicentro.iss.it/infezioni-correlate.
[41] Rand K.H., Beal S.G., Cherabuddi K., Couturier B., Lingenfelter B., Rindlisbacher C., et al. (2020). Performance of a semiquantitative multiplex bacterial and viral PCR panel compared with standard microbiological laboratory results: 396 patients studied with the BioFire pneumonia panel. Open Forum Infect Dis., 8:ofaa560.
[42] Giacobbe D.R., Cattardico G., Bartalucci C., Di Pilato V., Muccio M., Limongelli A., Signori A., Bandera A., Ca-copardo B., Campanella E., Caroli A., Cattelan A., Colaneri M., Cortegiani A., Curci L., De Pascale G., De Socio G.V., Del Puente F., Di Fede A., Fanelli C., Geremia N., Giannella M., Grasselli G., Maci C., Maida I., Mangioni D., Marino A., Mazzitelli M., Meloni M.C., Merli M., Momesso E., Oltolini C., Pallotto C., Panese S., Passerini M., Pontali E., Riccucci D., Rinaldi M., Ripa M., Scaglione V., Serino F.S., Spagnuolo V., Spurio G., Tigano S., Torti C., Travi G., Magnasco L., Portunato F., Briano F., Mikulska M., Ball L., Robba C., Patroniti N., Battaglini D., Giacomini M., Rossolini G.M., Sanguinetti M., Morici P., Marchese A., Vena A., Bassetti M.; RAPID-SITA PHENOTYPES investigators. (2025). Use of a molecular syndromic panel for the etiological diagnosis of ventila-tor-associated bacterial pneumonia: impact on clinical outcomes and antibiotic use from a multicenter, prospec-tive study. Crit Care, 25;29(1):403. doi: 10.1186/s13054-025-05632-z. PMID: 40999416; PMCID: PMC12466008.
[43] Søgaard K.K., Hinic V., Goldenberger D., Gensch A., Schweitzer M., Bättig V., Siegemund M., Bassetti S., Bingisser R., Tamm M., Battegay M., Weisser M., Stolz D., Khanna N., Egli A. (2024). Evaluation of the clinical relevance of the Biofire© FilmArray pneumonia panel among hospitalized patients. Infection, 52(1):173-181. doi: 10.1007/s15010-023-02080-1. Epub 2023 Aug 12. PMID: 37572241; PMCID: PMC10810975.