21 Clinical Management Issues “sterile” sulla base del mancato riscontro di patogeni mediante le tecniche colturali tra- dizionali), anche grazie all’identificazione di INTRODUZIONE Il ruolo del biofilm nelle infezioni reci- divanti e croniche è ben noto e rilevante, considerato che più del 60% delle infezioni batteriche sembrerebbe ascrivibile a esso [1]. In particolare, la capacità di sintesi di biofilm è stata comprovata per le specie batteriche più frequentemente coinvolte nella patoge- nesi dei processi infettivi delle alte vie aeree in età pediatrica, quali Haemophilus influen­ zae, Streptococcus pneumoniae, Moraxella ca­ tarrhalis, Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa [2]. Differenti studi hanno dimostrato la pre- senza di biofilm batterico all’interno dell’o- recchio medio e a livello del tessuto adenoi- deo in pazienti pediatrici soggetti a otite me- dia acuta, otite media acuta ricorrente e otite media cronica [3]. Inoltre è stato supposto il ruolo eziopatogenico del biofilm nell’otite media effusiva (tradizionalmente considerata Perché descriviamo questo caso Le infezioni ricorrenti delle alte vie ae­ ree, tra cui le otiti medie acute, ricorrenti e croniche, sono un frequente riscontro nella pratica clinica in ambito pediatrico e otorinolaringoiatrico. Spesso, alla base della cronicizzazione della flogosi a cari­ co dell ’orecchio medio, vi è la colonizza­ zione rinofaringea da parte di un biofilm batterico, notoriamente resistente ai trat­ tamenti medici tradizionali. Il presente articolo tratta del ruolo del biofilm nella patologia infiammatoria otologica ricor­ rente e cronica e delle alternative tera­ peutiche attualmente disponibili Corresponding author Dott.ssa Sara Torretta Dipartimento di Scienze Chirurgiche Specialistiche Università degli Studi di Milano Fondazione IRCCS Ca’ Granda Ospedale Maggiore Policlinico Via F. Sforza 35 20122 Milano Tel.: +39 0250320245; Fax: +39 0250320248; sara.torretta@policlinico.mi.it Caso clinico Abstract Bacterial biofilms play a role in upper respiratory tract diseases, including acute and chronic middle ear diseases, and are involved in chronic infections and resistance to antibiotic treatment. In particular, the nasopharynx and the surrounding tissues act as important reservoirs of resistant bacterial biofilms, which have been detected in biopsies taken from adenoid and/or middle ear mucosa of children with chronic middle ear effusion. Here we describe the management of a child with congenital immunodeficiency and a chronic middle ear effusion, resistant to traditional medical treatment and presumably due to nasopharyngeal colonization by bacterial biofilms, which has been successfully treated by means of medicated nasal douches delivering antibiotic and a biofilm-destroying compound. Keywords: Biofilm; Middle ear effusion; Children; Nasopharynx; Infections; Common variable immunodeficiency Persistent middle ear effusion presumably biofilm-related in a paediatric patient with common variable immunodeficiency CMI 2012; 6(1): 21-26 1 Dipartimento di Scienze Chirurgiche Specialistiche, Università degli Studi di Milano, Fondazione IRCCS Ospedale Maggiore Policlinico, Milano Sara Torretta 1, Lorenzo Pignataro 1 Effusione endotimpanica persistente verosimilmente sostenuta da biofilm in un paziente pediatrico affetto da immunodeficienza comune variabile 22 ©SEEd Tutti i diritti riservati Clinical Management Issues 2012; 6(1) Effusione endotimpanica in un paziente pediatrico affetto da immunodeficienza comune variabile DNA batterico spesso associato a mRNA e a proteine batteriche, indicatori di uno stato replicativo attivo [4]. In presenza di un’infezione batterica so- stenuta da biofilm, l’approccio terapeuti- co deve tenere in considerazione l’elevata resistenza del biofilm batterico ai comuni trattamenti antibiotici, conseguente alle pe- culiari caratteristiche chimico-fisiche della matrice extra-cellulare all’interno della quale sono collocati i patogeni, allo stato di relati- va quiescenza metabolica e replicativa delle specie batteriche all’interno del biofilm e all’acquisizione di meccanismi di resistenza trasmessi per via plasmidica [5]. La resisten- za batterica si estende, oltre che ai presidi farmacologici, anche agli insulti biologici e non (radiazioni, temperature estreme) e all’azione difensiva del sistema immunita- rio, con la conseguente cronicizzazione del processo infettivo [5]. Alcuni studi hanno re- centemente vagliato l’efficacia di trattamenti farmacologici e non farmacologici nelle in- fezioni croniche sostenute da biofilm, quali antibiotici, acetilcisteina, olio dell’albero del tè, miele di Manuka e surfattanti [6-8]. Di seguito si riporta un caso clinico relati- vo a un giovane paziente affetto da immuno- deficienza congenita primitiva con effusione endotimpanica cronica, che è stato trattato con successo attraverso l’impiego per via to- pica di un composto a base di tiamfenicolo e acetilcisteina. CASO CLINICO Un paziente di 9 anni affetto da immu- nodeficienza comune variabile giungeva a valutazione specialistica otorinolaringoia- trica (ORL) per saltuaria ostruzione nasale e rinorrea. La diagnosi del deficit immunitario con- genito era stata posta all’età di 8 mesi, in seguito ad accertamenti eseguiti a causa di infezioni respiratorie ricorrenti e, da allora, il paziente è stato sottoposto a terapia infu- sionale di immunoglobuline ogni 21 giorni, con un buon controllo delle manifestazioni infettive. In particolare, dal punto di vista ORL, non venivano riportate tonsilliti o otiti pregresse, ma la madre riferiva saltuari epi- sodi di rinosinusite acuta per cui il paziente assumeva antibioticoterapia, come prescritto dal pediatra curante. Al momento della valu- tazione otorinolaringoiatrica il paziente era in trattamento da 7 giorni con amoxicillina e acido clavulanico per os e lavaggi nasali per una rinosinusite acuta. L’esame obiettivo ORL documentava la presenza di secrezione muco-purulenta a livello della parete posteriore dell’orofaringe; la membrana timpanica destra appariva nor- male, mentre a sinistra la membrana timpa- nica appariva di aspetto opacato e retratto con evidenza di un livello idro-aereo, sugge- stivo della presenza di un’effusione endotim- panica. Tale riscontro è stato confermato dall’esame timpanometrico (Amplaid 770, Amplifon, Milano, Italia) che mostrava a sinistra una curva piatta (tipo B) e a destra un picco (curva tipo A) (Figura 1). All’indagine fibroendoscopica (fibroendo- scopio flessibile da 2,7 mm, Pentax, Tokyo, Giappone) si riscontrava la presenza di uno scolo muco-purulento a provenienza dal mea- to medio e dall’area delle fontanelle posteriori di sinistra, fino al rinofaringe (che appariva libero da vegetazioni adenoidee) e andava a lambire l’orletto tubarico omolaterale. Il qua- dro clinico deponeva, pertanto, per una rino- sinusite acuta associata a salpingite e a otite media effusiva. Il paziente veniva invitato a proseguire il trattamento in atto per una durata complessiva di 14 giorni e a eseguire un controllo al termine della terapia. Dopo una settimana il paziente riferiva un netto miglioramento soggettivo, ma la per- sistenza dell’ovattamento auricolare sinistro. Figura 1. Timpano­ gramma di tipo A a destra (1) a di tipo B a sinistra (2) 23 ©SEEd Tutti i diritti riservati Clinical Management Issues 2012; 6(1) S. Torretta, L. Pignataro to tubo-timpanico sono stati, negli ultimi anni, oggetto di numerosi studi, in particolar modo relativi all’organizzazione delle specie batteriche in una struttura tridimensionale, complessa e dinamica, detta biofilm [10-13]. Il ruolo del biofilm rinofaringeo nella genesi dell’otite media è stato comprovato in un modello animale che ha attestato lo sviluppo di un processo flogistico cronico a carico dell’orecchio medio pochi giorni dopo l’inoculazione intra-nasale di Streptococcus pneumoniae [10]. Inoltre, in questo studio, il biofilm mucosale è stato riscontrato a livello rinofaringeo e nell’orecchio medio, rispetti- vamente nell’83% e nel 67% delle cavie [10]. Il biofilm sembrerebbe essere coinvolto, pertanto, nella genesi degli episodi acuti, con La valutazione clinica documentava la riso- luzione della sinusopatia, mentre il quadro otoscopico e timpanometrico risultavano invariati rispetto alla valutazione preceden- te. Veniva pertanto raccomandata un’accu- rata igiene nasale mediante lavaggi nasali con soluzione fisiologica e ginnastica tuba- rica (chewing-gum e autoinsufflazioni do- miciliari con dispositivi dedicati) e un suc- cessivo controllo a tre mesi di distanza. Al controllo seguente, data la persistenza dell’effusione endotimpanica sinistra e il ri- scontro all’esame audiometrico di un lieve deficit trasmissivo sui toni gravi omolateral- mente (Figura 2), si prescriveva un ciclo di cure termali (insufflazioni endotimpaniche) e la rieducazione logopedica per una ginna- stica tubarica mirata. A tre mesi di distanza, data la persistenza del versamento endotimpanico sinistro e la sua resistenza ai trattamenti medici conven- zionali, veniva ipotizzato che, alla base dell’automantenimento del processo flogi- stico a carico dell’orecchio medio, vi fosse una possibile colonizzazione cronica dell’u- nità rinofaringotubarica da parte di batteri produttori di biofilm. Veniva pertanto con- sigliato un trattamento medico topico con docce nasali medicate con tiamfenicolo e acetilcisteina con la seguente formulazione: soluzione fisiologica 5 ml + tiamfenicolo glicinato acetilcisteinato 405 mg per narice, una volta al giorno per 15 giorni al mese per tre mesi consecutivi che ha portato alla ri- soluzione del versamento endotimpanico, come documentato dal quadro otoscopico e timpanometrico (Figura 3) e dall’assenza di sintomatologia otologica a sei mesi di di- stanza. DISCUSSIONE L’immunodeficienza comune variabile si caratterizza per la presenza di un’alterazione idiopatica del sistema immunitario, con una disfunzione sia dei linfociti B sia dei linfo- citi T, a cui conseguono una sintesi e una risposta anticorpale deficitari [9]. I pazienti affetti sono predisposti a infezioni batteriche ricorrenti e a differenti patologie sistemiche, con quadri clinici anche molto eterogenei [9]. In particolare, nei pazienti pediatrici con immunodeficienza comune variabile, la patologia flogistica otologica è di frequente riscontro [9]. I meccanismi eziopatogenici della patolo- gia flogistica ricorrente e cronica del distret- Figura 2. Esame audiometrico tonale. In blu orecchio sinistro, in rosso orecchio destro Figura 3. Timpano­ gramma di tipo A a sinistra dopo il trattamento 24 ©SEEd Tutti i diritti riservati Clinical Management Issues 2012; 6(1) Effusione endotimpanica in un paziente pediatrico affetto da immunodeficienza comune variabile una buona corrispondenza tra la colonizza- zione rinofaringea e quella endotimpanica [11]. Il ruolo del biofilm nell’otite media acuta ricorrente e nell’otite media cronica (otite media effusiva persistente, otite me- dia cronica suppurativa semplice e colestea- tomatosa) è, peraltro, ben noto [10,12-14]. A tal proposito uno studio del 2009 [10] ha riportato come, in pazienti pediatrici otitis­ prone, più dell’85% della mucosa adenoidea fosse ricoperta da biofilm prodotto dagli otopatogeni. Differenti studi clinici hanno infatti iden- tificato il biofilm batterico a livello del tessu- to adenoideo [10,12] suggerendo, pertanto, che le adenoidi potessero agire da reservoir per gli otopatogeni produttori di biofilm. In presenza di condizioni favorenti la coloniz- zazione rinofaringea da parte degli otopato- geni, quali ad esempio una diminuzione dei meccanismi immunologici di difesa come nel caso presente, si può supporre come la mancata clearance dei patogeni a livello rinofaringeo predisponga allo sviluppo di biofilm batterico dal quale, periodicamente, verrebbero liberati germi in forma plancto- nica che, colonizzando l’orecchio medio, ne determinerebbero una flogosi persistente e saltuarie riacutizzazioni. A nostra cono- scenza non esistono studi relativi al biofilm batterico nella cronicizzazione delle flogosi delle alte vie aeree e dell’orecchio medio in pazienti con immunodeficienza comune va- riabile o altre immunodeficienze congenite primitive. Tuttavia possiamo supporre come l’alterazione dei meccanismi immunologici di difesa, caratteristica di questi pazienti, possa facilitare l’ingresso e la persistenza nel distretto rinofaringotubarico di specie batteriche che, non venendo efficacemente rimosse mediante i meccanismi difensivi deficitari, causerebbero lo sviluppo di al- terazioni epiteliali promuoventi l’adesione mucosale degli otopatogeni e la conseguente produzione di biofilm batterico. Va comunque sottolineato come, nel caso descritto, l’effettiva presenza di un biofilm batterico rinofaringeo non sia stata docu- mentata mediante indagini microbiologi- che che, attualmente, prevedono come gold standard la ricerca del biofilm mediante microscopia elettronica su campioni biop- tici, con la necessità di sottoporre i piccoli pazienti a un’indagine invasiva e mal tol- lerata [15]. Ad ogni modo, l’associazione causale tra la colonizzazione rinofaringea da parte di biofilm batterici e lo sviluppo di un’effusione endotimpanica persistente è plausibile sulla base delle nuove acquisi- zioni in merito all’associazione tra biofilm batterico a localizzazione rinofaringea e lo sviluppo di flogosi persistenti del distretto tubo-timpanico [10,11] e comprovato dalla risposta al trattamento ottenuta in questo paziente. Sulla base di queste premesse, i clinici che si trovano a dover gestire un paziente con infezioni ricorrenti delle alte vie aeree verosimilmente sostenute da biofilm batte- rico, devono mettere in atto delle strategie terapeutiche alternative comprendenti trat- tamenti che, da un lato, non siano tossici a livello delle mucose delle alte vie aeree e, dall’altro, risultino efficaci. In particolare il trattamento deve essere in grado di rag- giungere i batteri all’interno del biofilm o di ostacolarne il meccanismo di quorum­ sensing, impedendone, pertanto, la prolife- razione o interferendo chimicamente/mec- canicamente con la struttura del biofilm. Differenti trattamenti farmacologici e non farmacologici sono, attualmente, oggetto di studio, tra cui antimicrobici topici, sur- fattanti, diuretici dell’ansa, macrolidi, olio dell’albero del tè, terapia fotodinamica e ul- trasuonoterapia pulsata [16]. Il débridement chirurgico dei tessuti colonizzati da biofilm è, infine, l’ultima chance terapeutica in caso di cronicizzazione del processo infettivo non responsivo alla terapia convenzionale. Alla base di una possibile efficacia del trattamento antimicrobico contro il bio- film vi è la necessità di ottenere adeguate concentrazioni di farmaco a livello muco- sale; inoltre gli antibiotici attivi contro i batteri in fase quiescente sembrerebbero essere più efficaci rispetto ai farmaci che agiscono esclusivamente contro i batteri in fase replicativa [17]. Relativamente alle vie di somministrazione, il trattamento to- pico sembrerebbe offrire maggior garanzia di successo, data la possibilità di ottenere concentrazioni locali anche elevate in as- senza di effetti sistemici. Tra gli altri far- maci, acetilcisteina, un agente mucolitico, antiossidante e precursore del glutatione, dotato di una lieve attività antimicrobica e antinfiammatoria, ha una buona efficacia contro il biofilm, in particolar modo quan- do associato all’antibatterico tiamfenicolo o ai chinolonici [8]. Tale effetto sembrerebbe ascrivibile alla capacità da parte di acetilci- steina di inibire l’adesione batterica, ridur- re la produzione di matrice extra-cellulare, distruggere il biofilm maturo e impedire la circolazione di batteri in forma planctoni- 25 ©SEEd Tutti i diritti riservati Clinical Management Issues 2012; 6(1) S. Torretta, L. Pignataro ca. La somministrazione del composto può avvenire per via sistemica (orale o endove- nosa), oppure topica, mediante nebulizza- zione o instillazione diretta [8]. Nel caso specifico, l’utilizzo di un preparato per via topica costituito da tiamfenicolo glicinato acetilcisteinato ha portato alla risoluzione del versamento endotimpanico e alla sta- bilità clinica a sei mesi dalla sospensione del trattamento. CONCLUSIONI Il caso clinico descritto, unito ai dati for- niti dalla letteratura, suggerisce la possibilità di testare l’applicazione di nuove strategie terapeutiche per il trattamento delle infe- zioni ricorrenti delle alte vie aeree sostenute da biofilm batterico, specialmente in pazienti con fattori di rischio locali o generali. Tuttavia, nonostante gli incoraggianti ri- scontri preliminari, i clinici devono tenere in considerazione il fatto che, allo stato attuale, non esistono evidenze adeguate a compro- vare la sicurezza e l’efficacia delle terapie antimicrobiche topiche nell’eradicazione del biofilm e come i risultati degli studi finora condotti su modelli animali o in vitro non possano essere, ad oggi, trasferiti direttamen- te alla pratica clinica. DISCLOSURE Gli Autori dichiarano di non avere conflit- ti di interesse di natura finanziaria in merito ai temi trattati nel presente articolo. Punti chiave y Il biofilm batterico ha un ruolo nell ’eziopatogenesi dell ’otite media effusiva y La colonizzazione rinofaringea da parte di biofilm batterici determina il perpetuarsi delle flogosi mediante la liberazioni periodica di batteri in forma planctonica che, attraverso l ’unità rinofaringotubarica, raggiungono l ’orecchio medio y La presenza di fattori predisponenti la colonizzazione rinofaringea da parte degli otopa­ togeni (ipertrofia adenoidea, rinosinusite cronica, immunodeficienze) deve essere tenuta in considerazione y La resistenza del biofilm batterico ai comuni trattamenti antibiotici e all ’azione del si­ stema immunitario è alla base della cronicizzazione dell ’infezione y È necessario testare nuove possibilità terapeutiche inibenti il biofilm e, allo stesso tempo, non lesive a livello mucosale BIBLIOGRAFIA 1. Stewart PS, Costerton JW. Antibiotic resistance of bacteria in biofilms. Lancet 2001; 358: 135-8 2. Post JC, Hiller NL, Nistico L, Stoodley P, Ehrlich GD. 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