infezioni dell’ospite compromesso. infezioni dell’ospite compromesso: definizioni : paziente che...

Infezioni dell’ospite compromesso

Infezioni dell’ospite compromesso: definizioni

Ospite compromesso: paziente che presenta una : paziente che presenta una ridotta resistenza alle infezioni come conseguenza di un ridotta resistenza alle infezioni come conseguenza di un difetto di uno o più meccanismi di difesa.difetto di uno o più meccanismi di difesa.

Ospite immunocompromesso : sottopopolazione di : sottopopolazione di soggetti la cui diminuita resistenza alle infezioni è soggetti la cui diminuita resistenza alle infezioni è specificatamente dovuta alla compromissione specificatamente dovuta alla compromissione funzionale di uno o più compartimenti dell’immunità. funzionale di uno o più compartimenti dell’immunità.

Fattori predisponenti alle infezioni nell’ospite compromesso

•Soluzioni di continuo della cute e delle mucoseSoluzioni di continuo della cute e delle mucose

•Ostacoli o ostruzioni ai deflussi fisiologiciOstacoli o ostruzioni ai deflussi fisiologici

•Danni a carico del SNCDanni a carico del SNC

•Stati patologici cronici o debilitanti con insufficienze gravi Stati patologici cronici o debilitanti con insufficienze gravi dell’apparato cardiovascolare, respiratorio, uropoietico, dell’apparato cardiovascolare, respiratorio, uropoietico, epatobiliareepatobiliare

•Denutrizione o malnutrizioneDenutrizione o malnutrizione

•Danni iatrogenici da farmaci immunodepressivi, da alterazione Danni iatrogenici da farmaci immunodepressivi, da alterazione della microflora endogena in seguito a terapia antibiotica, da della microflora endogena in seguito a terapia antibiotica, da pratiche invasivepratiche invasive

•EtàEtà

•Deficit granulocitariDeficit granulocitari

•Deficit dell’immunità umoraleDeficit dell’immunità umorale

•Deficit dell’immunità cellulo-mediataDeficit dell’immunità cellulo-mediata

Condizioni cliniche specificatamente associate a minore resistenza alle infezioni

•Immunodeficienze primitiveImmunodeficienze primitive

•Immunosoppressione iatrogenicaImmunosoppressione iatrogenica

•Leucemie e linfomiLeucemie e linfomi

•SplenectomiaSplenectomia

•Anemia a cellule falciformiAnemia a cellule falciformi

•ConnettivopatieConnettivopatie

•Diabete mellitoDiabete mellito

•Insufficienza renale cronicaInsufficienza renale cronica

•AlcolismoAlcolismo

•TossicdipendenzeTossicdipendenze

•Ustioni estese, politraumatismi, interventi chirurgici in Ustioni estese, politraumatismi, interventi chirurgici in emergenzaemergenza

•Trapianti d’organo o di midollo osseoTrapianti d’organo o di midollo osseo

•Malattie infettive croniche o recidivantiMalattie infettive croniche o recidivanti

Burden of disease

Le infezioni sono responsabili dell’exitus Le infezioni sono responsabili dell’exitus

•in oltre il 40% dei pazienti con leucemie e linfomiin oltre il 40% dei pazienti con leucemie e linfomi

•nel 50% dei portatori di tumore solidonel 50% dei portatori di tumore solido

•nell’80-100% dei neutropenici gravinell’80-100% dei neutropenici gravi

•nel 60-90% dei trapiantati renali, cardiaci, epatici, nel 60-90% dei trapiantati renali, cardiaci, epatici, midollarimidollari

•>80% dei pazienti con AIDS>80% dei pazienti con AIDS

La flora microbica residente

Compromissione da alterazione della barriera anatomo-funzionale

1. Sepsi correlate a catetere intravascolare1. Sepsi correlate a catetere intravascolare

EziologiaEziologia: : Coagulase negative staphylococciCoagulase negative staphylococci

Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus

Stenotrophomonas maltophilaStenotrophomonas maltophila

Pseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosa

AcinetobacterAcinetobacter spp. spp.

CorynebacteriaCorynebacteria

Candida Candida speciesspecies

RhizopusRhizopus species species

Sepsi correlate a catetere intravascolare

25000 pazienti/anno negli USA sviluppano batteriemie 25000 pazienti/anno negli USA sviluppano batteriemie correlate a catetere intravascolarecorrelate a catetere intravascolare

Esempi di catetere intravascolareEsempi di catetere intravascolare

C. venoso centrale (CVC)C. venoso centrale (CVC)

C. per alimentazione parenterale (CAP)C. per alimentazione parenterale (CAP)

C. intravenoso periferico (CVP)C. intravenoso periferico (CVP)

Catetere arteriosoCatetere arterioso

PatogenesiPatogenesi

Formazione di coagulo di fibrina attorno al catetere (punta)Formazione di coagulo di fibrina attorno al catetere (punta)

Adesione e moltiplicazione dei microorganismiAdesione e moltiplicazione dei microorganismi

Batteriemia secondaria ad infezione del catetereBatteriemia secondaria ad infezione del catetere

Mani del personale!!!Mani del personale!!!

1.1.Penetrazione attraverso Penetrazione attraverso il punto di inserzione del il punto di inserzione del cateterecatetere

2.2.Batteriemia secondaria Batteriemia secondaria ad un processo infettivo ad un processo infettivo localizzato in un localizzato in un distretto anatomico più distretto anatomico più o meno distanteo meno distante

3.3. Infusione di liquidi Infusione di liquidi contaminaticontaminati

Vie di ingresso dei microorganismi

Fattori di rischio nelle batteriemie correlate a catetere intravascolare

Paziente Età estremeMalattia di base, neutropenia, immunodeficitAlterazione della barriera muco-cutanea (psoriasi, ulcere, ustioni)Presenza di infezioni in altri sitiAlterazione della microflora stanziale

Caratteristiche del catetere

Materiale di composizione (polivinile, silicone, poliuretano)Dimensione (diametro) del catetere


Sede, modalità di introduzione, uso e manutenzione del catetere

Contaminazione della cute nella zona di introduzioneColonizzazione del c. nel punto di inserzioneAbilità del personale nell’inserzione e manutenzioneIgiene del personale, soluzioni antisetticheUso del c. più o meno intensivo, per infusione, per misurazioni, deconnessioni


Sito di inserzione

Centrale>PerifericoFemorale>Succlavia, Giugulare

Tipo di posizionamento

Chirurgico>PercutaneoIn Emergenza>Elettivo

Abilità dell’operatore

Specialista<altri

Permanenza in situ

>72h o <72h

Discreta difficoltàDiscreta difficoltàSegni di flogosi locale presenti solo nel 50% dei casiSegni di flogosi locale presenti solo nel 50% dei casi

Diagnosi di sepsi associata a catetere intravascolare

Segni e sintomi che possono indirizzare nella dd tra Segni e sintomi che possono indirizzare nella dd tra sepsi associata o meno a catetere:sepsi associata o meno a catetere:

-flebite e/o flogosi nel sito di inserzione-flebite e/o flogosi nel sito di inserzione

-assenza di altri focolai sepsigeni-assenza di altri focolai sepsigeni

-batteriemia in assenza di altri fattori predisponenti-batteriemia in assenza di altri fattori predisponenti

-fenomeni embolici distali ad una arteria incanulata-fenomeni embolici distali ad una arteria incanulata

-endoftalmite da Candida in paziente con CAP-endoftalmite da Candida in paziente con CAP

-positività alla coltura semiquantitativa del catetere -positività alla coltura semiquantitativa del catetere

-tempi di positivizzazione delle emocolture effettuate -tempi di positivizzazione delle emocolture effettuate da Catetere e da vena perifericada Catetere e da vena periferica

Diagnosi di sepsi associata a catetere intravascolare

2.2. Infezione da mucosite del cavo oraleInfezione da mucosite del cavo oraleEziologia:Eziologia:

Streptococchi viridanti (mitis, oralis)Streptococchi viridanti (mitis, oralis)Abiotrophia e Granulicatella spp.Abiotrophia e Granulicatella spp.Capnocytophaga spp.Capnocytophaga spp.Fusobacterium spp.Fusobacterium spp.Candida spp.Candida spp.HSVHSV

3.3. Infezione da danno della mucosa intestinaleInfezione da danno della mucosa intestinaleEziologia:Eziologia:

Escherichia coliEscherichia coliPseudomonas aeruginosaPseudomonas aeruginosaStaphylococci coagulasi-negativiStaphylococci coagulasi-negativiEnterococchi (faecium, faecalis)Enterococchi (faecium, faecalis)Candida speciesCandida species

Compromissione da alterazione della barriera anatomo-funzionale

Danno della barriera mucosale

Immunodeficit e patogeni prevalentemente associati

Defect Pathogen

Granulocytopenia

Gram-positive cocci

Staphylococcus aureus

Coagulase-negative staphylococci (epidermidis, haemolyticus, hominis)

Viridans group streptococci (mitis, oralis)

Granulicatella and Abiotrophia species (formerly nutritionally variant streptococci)

Enterococci (faecalis, faecium)

Gram-negative bacilli

Escherichia coli

Pseudomonas aeruginosa

Klebsiella pneumoniae

Enterobacter and Citrobacter species


Impaired cellular immunity

Herpesviruses

Cytomegalovirus

Respiratory viruses

Listeria monocytogenes

Nocardia species

Mycobacterium tuberculosis

Nontuberculous mycobacteria

Pneumocystis jirovecii

Aspergillus species

Cryptococcus species

Histoplasma capsulatum

Coccidioides species

Penicillium marneffei

Toxoplasma gondii


Impaired humoral immunityStreptococcus pneumoniae

Haemophilus influenzae

Compromised organ function

Spleen

Streptococcus pneumoniae

Haemophilus influenzae

Neisseria meningitidis

HOST DEFENCE IMPAIRMENT

BACTERIA FUNGI VIRUSES OTHER

Neutropenia Gram-negatives

e. coli, klebsiella, enterobacter, citrobacter, serratia, proteus, pseudomonas Gram-positives Staphylococci Streptococci Anaerobes

Candida spp albicans, krusei, glabrata,tropicalis, parapsilosis Aspergillus spp flavus, fiumigatus, terreus Mucorales Trichosporon Fusarium Pseudoallescheria

Abnormal cell-mediated immunity

Legionella Nocardia aster. Salmonella, Mycobacteria

Cryptococcus Candida spp

Varicella zoster Herpes simplex Cytomegalovir. Epstein Barr

Pneumocystis Toxoplasma Strongyloides Cryptosporid.

Immunoglobulin abnormalities

Gram-positives Staphylococci Streptococci Gram-negatives Haemophylus Neisseria Enteric organisms

Enteroviruses Giardia

Deficit granulocitari

Deficit Malattia o condizione responsabile

Quantitativi-Neutropenia Neutropenie congenite, leucemie e linfomi,

chemioterapia antiblastica e trapianti di midollo, anemia aplastica

Qualitativi-Chemiotassi Sindrome di Chediak-Higashi

Sindrome di GiobbeMalnutrizioneInfezione da HIV

- Fagocitosi LESLeucemia mieloide cronicaAnemia megaloblastica

- Difetti della capacità microbicida

Malattia granulomatosa cronicaSindrome di Chediak-Higashi

Neutropenia

La riduzione del numero di granulociti neutrofili si associa ad La riduzione del numero di granulociti neutrofili si associa ad un elevato rischio di contrarre infezioni batteriche e micotiche.un elevato rischio di contrarre infezioni batteriche e micotiche.

L’incidenza e la gravità delle infezioni sono proporzionali alla L’incidenza e la gravità delle infezioni sono proporzionali alla rapidità dell’insorgenza e alla entità della neutropenia:rapidità dell’insorgenza e alla entità della neutropenia:

LIEVE LIEVE 1000-2000 cell/1000-2000 cell/μμll

MODERATAMODERATA 500-1000 cell/ 500-1000 cell/ μμll

GRAVEGRAVE 100-500 cell/ 100-500 cell/ μμll

MOLTO GRAVEMOLTO GRAVE<100 cell/ <100 cell/ μμll

Durata della neutropeniaDurata della neutropenia

Distribution of clinical diagnoses of primary febrile episodes, by the different thresholds of absolute granulocyte (PMN) count and duration of neutropenia preceding the development of fever.

Castagnola E et al. Clin Infect Dis. 2007;45:1296-1304

© 2007 by the Infectious Diseases Society of America

Question about Rationale for the question

The underlying disease • Acute leukemia? Solid tumor? Lymphoma? Other?• Active disease? In remission? Not evaluable?

The incidence of infectious complications is different according to the underlying disease and consequent intensity of chemotherapy.The stage of disease may influence type and risk of infection.

Did the patient recently (within 1 month) receive chemotherapy? • Yes or no?• Which drugs and which schedule?• How many days ago?• Autologous HSCT?• Monoclonal antibodies (anti-CD20, CD52, etc.)?

Different drugs may give different types of immunosuppression and favor different infectious complications.

White blood cell count • Is the patient neutropenic (PMN < 500/mm3 or <1000/mm3 but rapidly decreasing)? • Was the patient granulocytopenic in the previous 30 days?

The presence of neutropenia significantly increases the risk of infection.


Central venous access • Yes or no?• Has the catheter been manipulated (including infusions) within a few hours before occurrence of fever?

The central venous access may be an important source of infection.

Administration of prophylaxis (No? Yes? Which prophylaxis?)Was the patient compliant?Is there the possibility of lack of absorption or drug interactions? • Antibacterial• Antifungal• Antiviral• Other (Pneumocystis jirovecii, etc.)

Breakthrough infections are always possible and fever during prophylaxis is failure of prophylaxis, unless otherwise proven. However, the occurrence of a bacterial/fungal/viral infection during specific prophylaxis may influence the choice of empirical therapy, depending on the drug used for prophylaxis. A resistant pathogen should be suspected in every case, unless the patient was clearly noncompliant and/or there is the possibility of poor absorption, increased metabolism, or drug interaction. Knowledge of local epidemiology, including susceptibility pattern, is mandatory for correct diagnostic and therapeutic management.


Past history of infection (both before and after the diagnosis of tumor)

It may suggest the etiology and drive the therapeutic choice (e.g., tuberculosis, toxoplasmosis, and other endemic or opportunistic fungal infections).

Country of origin Specific endemic infections can reactivate (Chagas'disease, strongyloidiasis, tuberculosis, and endemic mycoses).

The clinical picture It may suggest the etiology and drive the therapeutic choice.

Origine dell’infezione nel paziente neutropenico

Eziologia batterica delle infezioni nel neutropenico

Risposta clinica a seguito di un insulto aspecifico, comprendente 2 criteri:

TemperaturaTemperatura 38oC o 36oC Frequenza CardiacaFrequenza Cardiaca 90 battiti/min Frequenza respiratoriaFrequenza respiratoria 20/min o

PaCO2 32 mmHg.

Conta dei leucocitiConta dei leucociti 12.000/mm3 o 4.000/mm3 o neutrofili immaturi (bands) 10%.

SIRS = sindrome della risposta infiammatoria sistemica

Bone e coll. Chest. 1992;101:1644.

SepsiSepsiSIRSSIRSInfezione, trauma,

pancreatite, etc.

Sepsi GraveSepsi Grave

Risposta clinica a seguito di un insulto aspecifico, comprendente 2 criteri:

TemperaturaTemperatura 38oC o 36oC Frequenza CardiacaFrequenza Cardiaca 90 battiti/min Frequenza respiratoriaFrequenza respiratoria 20/min o

PaCO2 32 mmHg.

Conta dei leucocitiConta dei leucociti 12.000/mm3 o 4.000/mm3 o neutrofili immaturi (bands) 10%.


SIRSSIRS con segni di infezione

presunta o confermata

SEPSISEPSISIRSSIRSInfezione, trauma,

pancreatite, etc.

Sepsi GraveSepsi Grave


SepsiSepsi con 1 segno di insufficienza d’organoinsufficienza d’organo:

Cardiovascolare RenaleRespiratoriaEpaticaEmatologicaSNCAcidosi metabolica inspiegata


pancreatite, etc.

SEPSI SEPSI GRAVEGRAVE

SHOCK SHOCK SETTICOSETTICO



pancreatite, etc.



Insufficienza d’organo: almeno 1 un organo nonnon coinvolto direttamente dall’infezione:

Polmone: P/F < 300 o più semplicemente in aria < 60 oppure SpO2 < 95% con maschera O2 reservoir

Circolo: PAS< 90 o riduzione di più di 40 mmHg dal basale. Dopamina> 5 mcg/k/min o altre amine simpaticomimetiche.

Coagulazione: PLT< 100.000 o INR > 1.5 o PTT > 60”

Rene : Oliguria (diuresi < 0.5 ml/kg), Creatinina > 2 mg/100 mL.

Fegato: Bilirubina > 2 mg/100 mL

SNC: sopore o agitazione o GCS < 13

Metabolismo: lattati> 2 mmol/l



pancreatite, etc.



Con Con insufficienza insufficienza

cardiovascolarcardiovascolare refrattariae refrattaria

• E’ ubiquitario (suolo, acqua, materiali organici) e presente in ogni condizione climatica

• E’ presente inoltre negli impianti di condizionamento, nel tè, nei fiori secchi, e dove sono presenti lavori di muratura

• La porta d’ingresso sono le vie respiratorie

Aspergillo

The genus The genus AspergillusAspergillus - importance to - importance to humanityhumanity

www.aspergillus.man.ac.uk

cause invasive and allergic diseasein humans and other animals:

A. fumigatus

cause plant and food spoilage and produce mycotoxins:

A. flavus and A. parasiticus

on the negative side:on the negative side:

The genus The genus AspergillusAspergillus - importance to - importance to humanityhumanity


on the positive side:on the positive side:

composting

well-established model organism in cell biology and genetics:A. nidulans

food production:enzymes and organic acids: A. niger East Asian foods: A. oryzae and A. sojae

pharmaceuticals:echinocandins: A. nidulans and A. sydowilovastatin: A. terreusfumagillin: A. fumigatus

Spores inhaled Germination

Mass of hyphae (plateau phase)

Hyphal elongation and branching

Aspergillus Life-cycle


A. nidulans – may be amphotericin B resistant

The genus The genus AspergillusAspergillus – – ~180 species, ~180 species,

38 have caused disease (able to grow at 37C)38 have caused disease (able to grow at 37C)

Common in the environmentCommon in the environment

A. nigerA. terreus – resistant to AmBA. flavus -sometimes amphotericin B resistant


A. fumigatus low frequency of azole resistance

Aspergillus fumigatus

conidial head

CLASSIFICATION OF ASPERGILLOSIS

Persistence without disease - colonisation of the airways or nose/sinuses

Airways/nasal exposure to airborne Aspergillus

Invasive aspergillosis• Acute (<1 month course)• Subacute/chronic necrotising (1-3 months)

Chronic aspergillosis (>3 months)• Chronic cavitary pulmonary• Aspergilloma of lung• Chronic fibrosing pulmonary• Chronic invasive sinusitis • Maxillary (sinus) aspergilloma

Allergic• Allergic bronchopulmonary (ABPA)• Extrinsic allergic (broncho)alveolitis (EAA)• Asthma with fungal sensitisation• Allergic Aspergillus sinusitis (eosinophilic fungal rhinosinusitis)

Immunosuppression and infection

Inhalation of aspergillus spores is a common daily occurrence. A healthy immune system would normally remove the spores and no symptoms or infection would occur.

In individuals whose immune system may be suppressed either because of illness eg AIDS, cancer patients or drugs, spores may germinate and resulting tissue or systemic aspergillus invasion can result.

Individuals with allergies such as asthma, can also be vulnerable to aspergillus disease.

Interaction of Interaction of AspergillusAspergillus with the host with the host

A unique microbial-host interactionA unique microbial-host interaction

Immune dysfunction

Frequency

of a

sperg

illosis

Immune hyperactivity

. www.aspergillus.man.ac.uk

Normal immune function

Acute IAABPAAllergic sinusitis

Frequency

of

asp

erg

illosi

s

Subacute IA

Tracheobronchitis AspergillomaChronic cavitaryChronic fibrosing

Changing incidence of fatal invasive mycoses in non-HIV patients in USA

Rate

per

100,0

00 p

opula

tion

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1981 1986 1991 1996

CandidiasisAspergillosis

McNeil et al, Clin Infect Dis 2001;33:641

Invasive pulmonary aspergillosis


Normal lungIPA

IPA occurs in ~7% of acute

leukaemia patients, 10-15% allogeneic BMT

patients

Unequivocal ‘Halo sign’ surrounding a Unequivocal ‘Halo sign’ surrounding a nodulenodule

Herbrecht, Denning et al, NEJM 2002;347:408-15.

Halo sign

Gillies & Campbell, www.aspergillus.man.ac.uk

Bleeding as an aspect of disseminated invasive aspergillosis

Fumagillin is anti-angiogenic

A haemolysin described from Aspergillus fumigatus

Other factors that contribute to thrombosis or a coagulopathy?

How does Aspergillus fumigatus cause

thrombosis (clotting of vessels) and also bleeding?

Filler et al, Blood 2004;103:2134; Paris et al, Infect Immun 1997;65:1510.

Interaction of conidia and

endothelial cell projections

Internalisation of conidia (and hyphae) by

endothelial cells with injury

apparent at 4 hours


Cerebral aspergillosis (abscess) in chronic lymphocytic leukaemia

Dissemination via the blood stream

to the brain occurs in ~5% of cases of

invasive aspergillosis, and

in ~40% of allogeneic bone marrow (HSCT)

recipients

Early diagnosis of invasive aspergillosis is important

Treatment started <10d >11dMortality 40% 90%

Von Eiff et al, Respiration 1995;62:241-7.

Sputum Cultures for Fungus

Bacteriological media inferior to fungal media – 32% higher yield

on fungal media

A four day A. fumigatus culture on malt extract agar (above). Light microscopy

pictures are taken at 1000x, stained with lacto-phenol cotton blue.

Aspergillus Antigen Test

• Diagnosis or surveillance? • Only blood, or BAL, CSF etc• Best OD cut-off - 0.7• False positives in kids / antibiotics• False negative with antifungal

prophylaxis• Not as useful for non-hematology• Not useful if pre-existing antibody

Herbrecht et al, J Clin Microbiol 2002;20:1898-906; and others

Outcome from invasive aspergillosis – amphotericin B therapy

Survival Functions by Site of Infection

Days

3603303002702402101801501209060300

Cu

mu

lative

Su

rviv

al R

ate

1.0

.9

.8

.7

.6

.5

.4

.3

.2

.1

0.0

CNS or Disseminated

Pulmonary (n=83)

Aspergilloma (n=10)

Multi-site (n=11)

Sinusitis (n=17)

(n=35)

Lin et al, Clin Infect Dis 2001;32:358

Sub-acute invasive aspergillosis in AIDSSub-acute invasive aspergillosis in AIDS


Sub-acute invasive aspergillosis

Less immunocompromised patients Slower progression of disease (> 1 month) Cavitary or nodular pulmonary disease typical Vascular invasion less common Dissemination less common Antigen testing less useful Antibody testing may be helpful in diagnosis


Chronic necrotizing aspergillosis(CNPA)

Chronic necrotizing pulmonary aspergillosis (CNPA) is a subacute process usually found in patients with some degree of immunosuppression.

Usually it is associated with underlying lung disease, alcoholism, or chronic corticosteroid therapy. Because it is uncommon, CNPA often remains unrecognized for weeks or months and causes a progressive cavitary pulmonary infiltrate.

Right upper lobe. Patient has diabetes and pulmonary

mycobacterium avium- shows small cavitary lesion PT MS 1995.

Chronic necrotising pulmonary aspergillosis

Denning, Clin Microbiol Infect 2001;7(Suppl 2):25-31.

Right upper lobe showing circular shadow partly filled by a mass. PT

MS 1996

Same lobe shows expansion of the shadow, still partially

filled with a mass. Pt MS 1998

Right lobe shows huge cavity containing some

debris, with +ve aspergillus precipitins.Pt

MS 1999

Aspergillus and airways

Langley, ATS 2004

Types of aspergillosis of the airways

• Colonisation (no disease – could be at risk)

• Obstructing Aspergillus tracheobronchitis /Mucus impaction (non-invasive)

• Aspergillus bronchitis/tracheobronchitis (superficially invasive only)

• Ulcerative Aspergillus tracheobroncitis (locally invasive) (lung transplants – at anastomosis)

• Pseudomembranous Aspergillus tracheobronchitis (Extensive disease, locally invasive, associated with IPA and may disseminate)

Aspergillus tracheobronchitis

Autopsy drawing of a ‘normal’ 3 year old who died over 10 days

Wheaton, Path Trans 1890; 41:34-37

Aspergillus tracheobronchitis

Review of 58 patients in literature for normal and immuno compromised patients - risk factors

%None (ie normal) 25Heart / Lung transplant 18Solid tumour 15BMT 13Leukaemia 13HIV/AIDS 8Other 8

Kemper et al, Clin Infect Dis 1993; 17: 344

Aspergilloma

Patient RTDecember 2002

Fungus ball

http://www.aspergillus.man.ac.uk/secure/image_library/agillom/brazil6.htm

Chronic pulmonary aspergillosis – pre-Chronic pulmonary aspergillosis – pre-existing diseaseexisting disease

All 18 patients had prior pulmonary disease

9 TB, 5 with atypical mycobacteria

13 smokers or ex-smokers

All 18 non-immunocompromised

3 excess alcohol

Denning DW et al, Clin Infect Dis 2003; 37:S265

Chronic cavitary pulmonary aspergillosisChronic cavitary pulmonary aspergillosis

Patient RWJuly 1993


Pneumocystis jirovecii

First identified in the early 1900s by researchers working with guinea pigs and rats

Initially classified as a protozoan based on morphologic appearance Exists in two forms: trophozoites 1-4 μm and

cysts 8 μm in diameter Reclassified in 1988 as a fungus based on

genomic analysis

Background

Pneumocystis species have been identified in most mammals and are species specific

Human form was recently renamed P. jirovecii

There is still little known about Pneumocystis because it cannot be cultured

Epidemiology

Serologic studies show universal seropositive status by age two

Route of transmission is currently unknown Likely airborne

transmission from person to person

Possible environmental transmission as well

Risk Factors

Impairment in Cellular Immunity HIV:

CD4 count < 200/μl

Chronic corticosteroid therapyPrednisone ≥ 16 mg qd for longer than eight weeks

Others including: transplant patients, chemotherapy recipients, congenital immune system defects, premature infants, and malnutrition

Pathophysiology

Pneumocystis infection is specific to the lung

Trophozoites bind tightly to alveolar epithelium, but do not invade cells

CD4 T cells recognize pathogen and recruit macrophages

Macrophages release TNF-α which propagates immune response through further recruitment and cytokine release

Pathophysiology continued

Results in a large inflammatory response which can lead to diffuse alveolar damage, impaired gas exchange, and respiratory failure

Respiratory involvement and death is more closely correlated with degree of lung inflammation than with organism burden

HIV vs. non-HIV

HIV High fungal load Little inflammation Spared oxygenation

Non-HIV Low fungal load Large inflammation Poor oxygenation

Signs and Symptoms

Progressive dyspnea

Non-productive cough

Low grade fever

Hypoxemia Tachypnea Tachycardia

Often normal pulmonary exam vs. mild crackles

Time course HIV: gradual onset in 2-6 weeks Non-HIV: abrupt onset in 4-10 days, can correlate with taper or

increased dose of corticosteroids

Diagnosis

Requires microscopic evidence of Pneumocystis Sputum induction: diagnostic yield of 50-90% in HIV Bronchoalveolar lavage: diagnostic yield of >90% in HIV Rarely requires transbronchial or surgical lung biopsy Diagnostic yield much lower in non-HIV cases (given low

fungal burden). Consider empiric treatment if negative sputum/BAL but high suspicion

Histologic evidence Trophozoites stain with modified Papanicolaou, Wright

Giemsa, or Gram-Weigert stains Cysts stain with Gomori methenamine silver, cresyl echt

violet, toluidine blue O, or calcofluor white stains Monoclonal antibodies bind both forms PCR is not currently available but a future consideration

Radiographic Findings

Typically see bilateral, ground glass opacities that progress over time to become homogenous and diffuse

10% of HIV patients will show upper lobe cysts

Less common to see solitary or multiple nodules, upper lobe predominance, or pneumothorax

Rare to see pleural effusion or lymphadenopathy (search for another cause)

HRCT is more sensitive during early stages when CXR will likely appear normal

PA Chest Radiograph

68 y/o on longterm corticosteroids.Demonstratesbilateral, perihilar,R > L, ground glassopacities

http://content.nejm.org.liboff.ohsu.edu/content/vol350/issue24/images/large/09f1.jpeg

Progressivedisease showingextensive groundglass opacificationwith consolidation

PA Chest Radiograph

Diffuse groundglass opacity withreticular patternindicating cystformation

PA Chest Radiograph

Diffuse, ground glass opacities with large left sided Pneumothorax

Cysts predisposepatients to pneumo-thorax

PA Chest Radiograph

Patchy, bilateralground glass opacities in a 9month-old HIV

positive child

Chest TC

http://imaging.birjournals.org/content/vol14/issue1/images/large/IMJ77374-5-4.jpeg

Radiographic Differential Diagnosis

Non-cardiogenic edema

Diffuse pulmonary hemorrhage Wegener’s, Goodpasture’s, etc.

CMV pneumonitis

Hypersensitivity pneumonitis

Pulmonary alveolar proteinosis

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