anatomia patologica c.i. - unibo.it
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1
Università degli Studi di BolognaScuola di Medicina e Chirurgia
Anatomia Patologica C.I.POLMONITI INFETTIVE
Prof. Pier Paolo Piccaluga
Dipartimento di Medicina Specialistica, Diagnostica e Sperimentale
2
Fisiopatologia
Meccanismi di difesa contro l’infezione
polmonare operanti nelle vie aeree
superiori:
• Filtrazione dell’aria
• Angolatura delle vie aeree
• Meccanismi riflessi (tosse, starnuto)
3
Meccanismi di difesa contro l’infezione
polmonare operanti nelle vie aeree inferiori
4
Epidemiologia I
• USA: 5 milioni di morti/anno
– 1° causa infettiva di morte
– 6° causa di morte
• ITALIA: epidemiologia simile a quella negli USA
– 13 morti per 100.000 abitanti
Epidemiologia II
5Meyer A, et al. Emerg Infect Dis 2008
6
Principi classificativi delle polmoniti infettive
• Polmonite extraospedaliera o acquisita in
comunità (CAP)
• Polmonite nosocomiale
• Polmonite nel paziente
immunocompromesso
7
Principi classificativi delle polmoniti infettive
Criterio
eziologico
Criterio
istopatologico
Criterio epidemiologico
Età(anni)
Acquisizione Stato immunitario
Virali Interstiziale <1 In comunità Normale
Batteriche Alveolare 1-5 Nosocomiale Compromesso
-HIV
-Tumori
-Diabete
-Def. congeniti
-Iatrogeno
Micotiche Alveolo-interstiziale 5-15
Protozoarie Necrotizzante 15-60
Elmintiche >60
8
Fattori di rischio
• Età (> 65 anni)
• Fumo di sigaretta
• Patologie croniche concomitanti: – BPCO,
– Cardiopatia
• Condizioni favorenti : – Alcolismo,
– Patologia neurologica,
– Tossicodipendenza,
– Neoplasia,
– Alterazione stato di coscienza
– Immunocompromissione: • Congenita
• Asquisita
• Fattori professionali
• Perdita riflesso della tosse– Coma/anestesia
– Farmaci
– Dolore toracico
• Danno apparato mucociliare– Fumo
– Gas
– Virus
– Congenito
• Interferenza con attività macrofagica– Fumo
– Alcool
• Congestione/edema polmonare
• Accumulo di secrezioni
9
Eziopatogenesi e quadri anatomo-patologici
10
Polmonite acquisita in comunitàEziologia I
✓ Oltre 100 microrganismi sono stati implicati nell’eziopatogenesi delle CAP
✓ Nella maggioranza dei casi l’agente eziologico è lo Streptococcus Pneumoniae
✓ Ipotesi polimicrobica: iniziale tracheobronchite causata da germi atipici causerebbe una diminuzione delle difese dell’ospite, cui seguirebbe la polmonite “opportunistica” da Streptococcus pneumoniae
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• Tipica
– Streptococcus pneumoniae
– Haemophilus influenzae
– Moraxella catarrhalis
– Staphylococcus aureus
– Legionella pneumophila
– Enterobacteriaceae
(Klebsiella pneumoniae)
and Pseudomonas spp.
• Atipica
– Mycoplasma pneumoniae
– Chlamydia spp. (C.
pneumoniae, C. psittaci, C.
trachomatis)
– Coxiella burnetti (Q fever)
– Viruses: respiratory
syncytial virus,
parainfluenza virus
(children); influenza A and
B (adults); adenovirus
(military recruits);
coronavirus (SARS, MERS,
COVID-19)
Polmonite acquisita in comunitàEziologia II
12
Quadri morfologici
• Due quadri principali:
– Polmonite lobare
Flogosi acuta fibrino-suppurativa che interessa un lobo intero
– Broncopolmonite lobulare
13
Polmonite lobare
Quattro fasi evolutive:
• Congestione
• Epatizzazione rossa
• Epatizzazione grigia
• Risoluzione
14
Polmonite lobare
Quattro fasi evolutive:
• Congestione
– Polmone pesante, edematoso
– Congestione vascolare
– Essudato intra-alveolare (batteri, pochi PMN, GR)
15
Polmonite lobare
Quattro fasi evolutive:
• Congestione
• Epatizzazione rossa
– Lobo rosso, duro, povero d’aria (epatizzazione)
– Essudazione massiva
– Molti GR, PMN, fibrina
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Polmonite lobare
Quattro fasi evolutive:
• Congestione
• Epatizzazione rossa
• Epatizzazione grigia
– Colore marrone-grigio
– Asciutto
– Progressiva ditruzione GR
– Persistono PMN e fibrina
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Polmonite lobare
Quattro fasi evolutive:
• Congestione
• Epatizzazione rossa
• Epatizzazione grigia
• Risoluzione
– Digestione essudato
• Fagocitosi
• Espettorazione
• (Organizzazione)
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Broncopolmonite
• Insorgono spesso in soggetti defedati
• Spesso secondarie ad altra patologia
– Flogosi polmonare
– Alterazione circolatoria polmonare
– Malattia sistemica
• Manca la spiccata reattività tissurale tipica della polmonite franca lobare
19
Broncopolmonite II
• Focolai multipli
– Spesso bilaterali
– Asincroni
• Forme endobronchiali
– Polmonite lobulare
• Forme peribronchiali
• DD con polmonite lobare
– Asincronia evolutiva
– Infiltrazione setti inter-alveolari
20
Broncopolmonite lobulare
• Addensamento flogistico acuto suppurativo
– Lobare
– Multilobare
– Bilaterale
21
Broncopolmonite lobulare
• Macro
– Lesioni granulari, asciutte
– rilevate
– Ǿ 3-4 cm
– Grigio-rossastro-giallo
• Micro
– Essudato purulento
– Bronchi, bronchioli, spazi alveolari
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Complicanze della polmonite
1. Ascesso (pneumococco, klebsiella,
staphilococco)
2. Empiema pleurico
3. Organizzazione dell’essudato
4. Disseminazione batterica
• Cuore, cervello, reni, articolazioni ecc.
23
Ascesso polmonare
• Processo suppurativo locale del polmone,
caratterizzato da necrosi del tessuto polmonare
Eziologia
• Streptococchi (aerobi/anaerobi)
• Staphilococcus aureus
• Saprofiti Gram-
24
Ascesso polmonareQuadro morfologico
• Ǿ pochi mm – 5-6 cm
• Singoli– Aspirazione
– Polmone dx
• Multipli– Polmonite
– Bronchiectasie
• Materiale purulento/detriti
• Aria (drena in bronco)
• Distruzione (necrosi) suppurativa del parenchima
• Gangrena
• Organizzazione con formazione di parete fibrosa
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Complicanze della polmonite
1. Ascesso (pneumococco, klebsiella,
staphilococco)
2. Empiema pleurico
3. Organizzazione dell’essudato
4. Disseminazione batterica
• Cuore, cervello, reni, articolazioni ecc.
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Polmoniti atipiche
• Malattia respiratoria acuta febbrile
• Infiltrati infiammatori – Diffusi ai polmoni
– Limitati ai setti alveolari ed all’interstizio
• Atipico:– Modesta quantità di escreato
– Assenza reperti obiettivi di addensamento
– Assenza essudato alveolare• Dissociazione clinico-radiologica
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Polmonite acquisita in comunità
• Tipica
– Streptococcus pneumoniae
– Haemophilus influenzae
– Moraxella catarrhalis
– Staphylococcus aureus
– Legionella pneumophila
– Enterobacteriaceae
(Klebsiella pneumoniae)
and Pseudomonas spp.
• Atipica
– Mycoplasma pneumoniae
– Chlamydia spp. (C.
pneumoniae, C. psittaci, C.
trachomatis)
– Coxiella burnetti (Q fever)
– Viruses: respiratory
syncytial virus,
parainfluenza virus
(children); influenza A and
B (adults); adenovirus
(military recruits);
coronavirus (SARS, MERS,
COVID-19)
28
Polmoniti atipichePatogenesi
• Estensione di flogosi delle vie aeree superiori– Malnutrizione
– Alcolismo
– Malattie debilitanti
• Adesione all’epitelio
• Necrosi
• Risposta infiammatoria
• Alveoli: flogosi interstiziale
29
Polmoniti atipicheQuadri morfologici
• Diffuso o lobare
• Mono- o bi-laterale
• Flogosi interstiziale (parete alveolare)– Setti allargati, edematosi
– Infiltrato mononucleato (Linfo, Istio, Plasmacell.)
– PMN in fase acuta
– Materiale proteinaceo intra-alveolare(membrane ialine rivestono gli alveoli)
30
Polmoniti atipicheQuadri morfologici
Possibili varianti:
• Sovrainfezioni batteriche
• Herpesviridae
– H. simplex
– Varicella-zoster
• Adenovirus
• CMV
Necrosi bronchiale
ed alveolare
Cellule giganti con
inclusioni nucleari o
citoplasmatiche
Bronchite ulcerativa
bronchiolite
31
Polmonite da Mycoplasma pneumoniae
• M. pneumoniae
– Molto piccolo (~Mixovirus, 125-150 mm)
– Causa varie infezioni vie respiratorie
• Max giovani 5-30 anni
• Emoagglutinine a freddo
• RX: addensamenti mono-bilaterali
– Ombre cotonose con limiti sfumati
• Mortalità 1%
32Pneumonia - Mycoplasma pneumoniae
33
Lobular Pneumonia -
Mycoplasma pneumoniae
34
Polmonite da Mycoplasma pneumoniae II
Macro
• Polmoni aumentati di volume
• Rosso-scuro
• Consistenza pastosa (edema acuto)
• Superficie umida
• Talora aree di addensamento (poco evidenti)
Micro
• Edema diffuso
• Infiltarto linfo-mono-plasmacellulare settale
• Essudato endoalveolare (± macrofagi, memb. Jaline)
35Mycoplasma pneumoniae Chlamydia pneumoniae
36
Polmoniti virali
• Ingresso per via aerogena– CMV: ematogena
• Localizzazione elettiva dei virus nelle cellule epiteliali (bronchi, bronchioli, alveoli)
• Alterazioni regressivo-necrotiche e desquamative– Corpi inclusi
• Processi riparativi– Iperplasia Metaplasia
37
Polmoniti virali II
• Al danno epiteliale segue reazione
infiammatoria (parete bronchi e
bronchioli)
– Infiltrato linfo-monocitario
– Scarsissimi PMN
• Estensione a tessuti
peribronchiolari e settali
– Polmonite interstiziale
– Infiltrato linfo-monocitario
(>>focale)
38
• Predisposizione a
sovrainfezione batterica
– Fenomeni essudativi
granulocitari (forme miste)
• Essudato alveolare, talora
emorragico
– Membrane jaline
• Segue proliferazione epiteliale
– Iperplasia cellulare (metaplasia
pavimentosa)
– Sfaldamento strati esuberanti
Polmoniti virali III
COVID-19
• Acute respiratory disease caused by SARS-CoV2 coronavirus
• Hubei (China) outbreak starting December 2019
• Pandemic course
• 5% of patients develop pneumonia and require intensive care treatment
• 2-3% lethality [median age of the deaths was 75 (range 48–89) years, in China]
39
COVID-19 – Case 1• Diffuse alveolar damage
with cellular fibromyxoid exudates (A, B)
• Desquamation of pneumocytes and hyaline membrane formation (ARDS)
• Pulmonary oedema with hyaline membrane formation, suggestive of (early-phase ARDS)
40
Zhe Xu et al, Lancet Resp Dis 2020
COVID-19 – Case 1
• Interstitial mononuclear inflammatory infiltrates (mostly lymphocytes)
• Multinucleated syncytial cells and atypical enlarged pneumocytes
– large nuclei, amphophilic granular cytoplasm, and prominent nucleoli
– viral cytopathic-like changes. 41
Zhe Xu et al, Lancet Resp Dis 2020
COVID-19 – Case 2• Evident alveolar damage,
including alveolar edema and proteinaceous exudates (2A).
• Prominent inspissated spherical secretions or globules were also noted (2B).
• There was vascular congestion but patchy and mild inflammatory infiltration. 42
Sufang Tan et al, JTO 2020
COVID-19 – Case 2
• Focal fibrin clusters with mononuclear inflammatory cells and multinucleated giant cells in the airspaces (Fig. 2C).
• Patchy and severe pneumocyte hyperplasia and interstitial thickening, indicating an ongoing reparative process.
• Suspected viral inclusions were also noted in some of these cells (Fig. 2D).
43
Sufang Tan et al, JTO 2020
COVID-19 – Case 3
44
• (A) Evident proteinaceous and fibrin exudate;
• (B) diffuse expansion of alveolar walls and septaowing to fibroblastic proliferations and type II pneumocyte hyperplasia.
Sufang Tan et al, JTO 2020
COVID-19 – Case 3
45
• (C) plugs of proliferating fibroblasts or “fibroblastballs” in the interstitium (arrow);
• (D) abundant macrophages infiltrating airspacesand type II pneumocyte hyperplasia.
Sufang Tan et al, JTO 2020
COVID-19• Generally lymphopenia, but…
• Overactivation of T cells accounts for, in part, the severe immune injury:
– Increased HLADR+ T-cells
– Increase of highly proinflammatory CCR6+ Th17
– High cytotoxicity of CD8 T cells (Perforin, granulysin)
• Significantly high blood levels of cytokines and chemokines (IL1-β, IL1RA, IL6, IL7, IL8, IL9, IL10, ….)
• Associated to severe disease:
– Age >67.5 years, IL2R, CRP, ferroprotein, leukocytosis,
– Inflammation: IL-6, TNFα and IL-8 might be promising therapeutic targets 46
Zhe Xu et al, Lancet Resp Dis 2020Hussin AR et al, J Autoimm 2020
47
Polmonite nel paziente immunocompromesso
• Malattie/condizioni sistemiche– Diabete– Uremia– Etilismo cronico– Malnutrizione
• Tumori– CHT– RadioTx
• Trapianto– Organo– Midollo
• AIDS
Diminuzione di
• Neutrofili (< 500/mm3)
• linfociti T (CD4+)
• linfociti B
• macrofagi alveolari
• fagociti
48
30%
15%15%
15%
15%
10%
Streptococcus pneumoniae
Haemophilus influenzae
Staphylococcus aureus
Pseudomonas aeruginosa
Altro
Enterococchi
Cause di polmonite nel paziente immunocompromesso
44%
24%
12%
6%
5% 3% 2% 2% 2%
Pneumocisti jirovecii
Batteri
TBC
Aspecifiche interstiziali
Pneumocisti jirovecii+TBC
Citomegalovirus
Pneumocisti jirovecii+criptococcus
Candida
Altro
50
Polmonite daPneumocystis Jirovecii
• Infezione fungina opportunistica– Neonati prematuri
– Immunocompromessi
• Esordio subdolo-engravescente– Febbre modesta, tosse
– Tachipnea, dispnea, cianosi
• Rx:– Aspetti di velatura a vetro smerigliato
– Opacità a fiocchi di cotone
– Dissociazione clinico-radiologica
51
Polmonite daPneumocystis Jirovecii II
Macro
• Aumento di volume e consistenza
– Addensamenti parenchimali grigio-giallastro /
grigio-rossastro
– Molto compatti, asciutti
– Inspessimento trama interstiziale
• Aspetto lobulato delle aree epatizzate
52
Polmonite daPneumocystis Jirovecii III
Micro
• Polmonite interstiziale di aspetto patognomonico
– Cavità respiratorie occupate da materiale schiumoso (filamenti PAS+)
• Macrofagi, cell. Epiteliali
• Parassiti
– Membrane jaline (talora)
• Setti alveolari
– Infiltrato linfo-plasmacellulare
• Risoluzione od organizzazione e fibrosi
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Polmonite da Aspergillus Spp.
• Pneumomicosi più comune in Italia
• Infezione opportunistica
Manifestazione clinica Status immunologico
Anatomia polmone
Invasione tissutale
Asma/polmonite eosinofila Aumentato Normale NO
Aspergillosi broncopolmonare allergica
Aumentato Normale NO
Alveolite allergica estrinseca Aumentato Normale NO
Aspergilloma Normale Lesione cavitaria NO
Aspergillosi polmonare invasiva Ridotto Normale +++
Aspergillosi tracheobronchiale Ridotto Normale +
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Aspergillosi polmonare invasiva
• Forma broncopolmonitica
– Focolai disseminati (± confluenti)
– Estensione sub-lobare o lobare
– Impronta necrotizzante
– Evoluzione suppurativa
– Micro:
• materiale necrotico amorfo, PMN, ife
• Ai margini: infiltarto linfo-monocitario, istiociti, talora cellule
giganti
– Decorso acuto (dd forme batteriche)
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Aspergillosi polmonare invasiva II
• Forma nodulare granulomatosa
– Buona reattività immunologica
– Flogosi ad impronta produttiva
– Evoluzione cronica
– Noduli fino a 5 cm: rilevati, asciutti, granulosi, grigio-
biancastri
– Talora cell. epitelioidi (forma simil tubercolare)
– Tessuto granulomatoso (cell. Linfo-monocitarie, istiociti,
PMN, poche ife)
– Scarsa tendenza colliquativa
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Aspergillosi polmonare invasiva III
• Forma infartuale
– Spiccato angiotropismo
– Aree di necrosi coagulativa-
emorragica
• Numerose colonie fungine
• Pochi elementi cellulari
• Scarsa reazione infiammatoria
– Dolore toracico (lesioni sub-
pleuriche)
– Emoftoe
– Decorso acuto
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