Microbiologia e Igiene

Microbiologia e igiene a.a. 2016/2017

Autore: Luisa Curlacci

Il metodo epidemiologico

L’epidemiologia studia la distribuzione di malattie ed altri eventi di rilevanza per la salute e le cause che ne possono determinare l’insorgenza e/o la frequenza. La demografia studia la struttura e le dinamiche evolutive di una popolazione con particolare riferimento a caratteristiche quali numerosità, densità abitativa, distribuzione in età e sesso, la frequenza di nascite, morti, migrazioni ecc.

Modalità di applicazione del metodo epidemiologico

Prendendo in considerazione la definizione di epidemiologia, possiamo distinguere tre differenti modalità di applicazione del metodo epidemiologico:

• Epidemiologia descrittiva: utilizza nozioni di demografia e di statistica descrittiva (tassi, rapporti) per la raccolta, sintesi e descrizione di dati relativi ad eventi sanitari significativi come malattie, cause di morte, fattori di rischio, ospedalizzazioni. L’epidemiologia descrittiva risponde alla domanda “chi si è ammalato?” “dove?” “quando?”.
• Epidemiologia analitica: indaga l’eventuale relazione causa-effetto esistente tra fattori di rischio e malattie. L’epidemiologia analitica risponde alla domanda “perché si è ammalato?”.
• Epidemiologia sperimentale: valuta l’efficacia di interventi sanitari adottati in seguito ad indagini epidemiologiche, e possono essere sia preventivi che terapeutici.

Misure fondamentali in epidemiologia

In epidemiologia vengono utilizzate tre misure fondamentali che sono:

• Prevalenza: indica la proporzione di persone in una data popolazione affette da una malattia in un determinato lasso di tempo. È detta prevalenza puntuale (t₂) quando il tempo si riferisce ad un definito momento, mentre la prevalenza periodale (t₁-t₃) si riferisce ad un arco di tempo breve. È data dal rapporto tra 2016/2017 con K multiplo di 10.
• Incidenza cumulativa: misura la proporzione di nuovi eventi sanitari che si verificano in una popolazione, in un dato lasso di tempo. L’incidenza misura quindi il numero di nuovi casi nel periodo di tempo ed individua il rischio (cioè la probabilità) che il soggetto ha di contrarre una malattia, per esempio, in quel periodo.
• Tasso di incidenza o densità di incidenza: devono tener conto del numero di persone che si ammalano nella popolazione e dei periodi di tempo durante i quali le persone vengono osservate; va da sé che si calcola come Σ.

Epidemiologia sperimentale

L’epidemiologia sperimentale è caratterizzata dalla sperimentazione clinica di un farmaco, ovvero lo studio degli effetti del nuovo farmaco sull’uomo, volti a confermare la sicurezza e l’efficacia del composto osservate nella fase preclinica, in cui si delinea un profilo farmacologico e tossicologico. Il farmaco è, secondo l’OMS, una sostanza utilizzata per modificare o esaminare funzioni fisiologiche o stati patologici a beneficio del paziente; di conseguenza i criteri di valutazione di un farmaco sono l’efficacia, ovvero l’effettiva modificazione di funzioni fisiologiche e patologiche, e il beneficio del paziente, ovvero il rapporto tra efficacia terapeutica ed effetti collaterali indesiderati (rapporto beneficio/rischio).

Sviluppo dei trials clinici

Lo sviluppo dei trials clinici si è avuto a partire dal 1948 in Gran Bretagna, nel 1964 viene stipulata la dichiarazione di Helsinki che descrive i principi etici per la ricerca medica che coinvolge soggetti umani. Nel 1969 negli USA la sperimentazione clinica è diventata obbligatoria per l’immissione dei farmaci in commercio da parte della FDA. Nel 1970 negli USA è stata introdotta la GCP (Good Clinical Practice), che in Europa è arrivata solo tra gli anni ’80-’90, e garantisce linee guida per la stesura di protocolli per una corretta sperimentazione clinica. La dichiarazione di Helsinki e la GCP assicurano il rispetto dei diritti del malato mediante il consenso informato, e la veridicità dei risultati della ricerca. A tal proposito, il Comitato Etico approva la sperimentazione clinica e assicura che tale sperimentazione sia conforme eticamente e scientificamente.

Soggetti coinvolti nella sperimentazione clinica

I soggetti coinvolti nella sperimentazione clinica sono:

• Sponsor: promotore di ricerca che gestisce e finanzia la sperimentazione, ad esempio un’industria farmaceutica o biotecnologica.
• Sperimentatore: responsabile della conduzione di uno studio presso un centro.
• Paziente: deve essere correttamente informato e dare il proprio consenso.
• Monitor: documenta e garantisce che lo studio sia condotto in modo appropriato.
• Comitato etico: approva la sperimentazione.

Protocollo sperimentale

Requisito per una corretta sperimentazione clinica è anche il protocollo sperimentale, ovvero un libretto delle istruzioni per poter eseguire in maniera corretta una sperimentazione clinica. Nel protocollo bisogna definire il numero di pazienti e la randomizzazione, l’utilizzo o meno di un placebo o il confronto con un altro farmaco, lo schema di trattamento, parametri di valutazione, rischi per il paziente, benefici per il paziente, eventuali effetti collaterali, idonea copertura assicurativa e tutela dei dati.

Sviluppo del farmaco

Lo sviluppo di un farmaco prevede:

1. Identificazione e caratterizzazione del principio attivo.
2. Fase preclinica: farmaco-tossicologia animale.
3. ASC: autorizzazione alla sperimentazione clinica.
4. Ricerca clinica: fase I, fase II e fase III.
5. AIC: autorizzazione all’immissione in commercio.
6. Impiego allargato: fase IV indagini di farmacoepidemiologia/farmacosorveglianza.

Sviluppo clinico dei farmaci

Lo sviluppo clinico dei farmaci è il processo attraverso il quale viene scelto, tra i nuovi, il composto che può diventare un farmaco mediante la dimostrazione dell’efficacia e della tollerabilità del composto stesso in rapporto alle indicazioni preposte. Procede attraverso tre fasi fino all’AIC, e poi prosegue con la fase 4. L’efficacia è definita come la capacità del farmaco di raggiungere l’obiettivo terapeutico preposto, mentre la tollerabilità o sicurezza è la capacità di esercitare effetti terapeutici senza indurre effetti indesiderati (rapporto beneficio/rischio); il valore o la qualità del farmaco è la capacità di aumentare la qualità di vita, di modificare il decorso di una malattia e di ridurre il consumo di risorse sanitarie. L’efficacia terapeutica di un farmaco è il risultato dell’integrazione tra la sua farmacodinamica (meccanismo di azione) e la sua farmacocinetica (assorbimento, distribuzione, metabolismo, eliminazione, emivita, interazione con altri farmaci).

Fasi dello sviluppo clinico di un farmaco

• Fase I: volontario sano, precoce valutazione della farmacologia clinica e della tollerabilità di un farmaco.
• Fase II: paziente, verifica preliminare dell’efficacia terapeutica su malati.
• Fase III: paziente (fase allargata), valutazione confirmatoria e comparativa dell’efficacia e della tollerabilità, confronti.
• Fase IV: fase post-registrazione.

Studi di fase I

Nella fase I vengono reclutati volontari sani, di sesso maschile, adulti, in piccolo numero da 20 a 100, occasionalmente donne sane in età post-menopausale o non fertili. Tali studi hanno uno scopo conoscitivo preliminare ma non terapeutico. Le eccezioni al reclutamento di volontari sani si hanno quando vengono usati farmaci antineoplastici, antiepilettici, anti-HIV ecc. in quanto sono tossici. Gli obiettivi di tali studi sono:

• Valutare la tollerabilità del composto: determinare le dosi, siano esse singole o ripetute, accettabili che non determinino eventi avversi, dose max tollerata, dose min efficace, rapporto dose/effetto, durata dell’effetto.
• Valutare la farmacocinetica: determinare la tipologia di studi se a dosi singole, a dosi ascendenti, a dosi ripetute; determinare i parametri valutati come la distribuzione, la Cmax, Tmax, metabolismo, eliminazione.

Reclutamento dei pazienti sani

Il reclutamento dei pazienti sani volontari avviene mediante inserzioni sui giornali, colloquio occasionale, diffusione orale, diffusione televisiva. Viene stabilito di volta in volta un rimborso ed è definita una copertura assicurativa.

Studi di fase II

Gli studi di fase II rappresentano le prime ricerche controllate su un piccolo numero di pazienti (100-500) strettamente monitorati e accuratamente selezionati, con patologia in cui il farmaco è elettivamente indicato. Possono essere di due tipi:

• Studio fase II A: studio non comparativo, effettuato su un numero limitato di pazienti con patologia specifica, volto a confermare la farmacocinetica in condizioni speciali.
• Studio di fase II B: studio comparativo, effettuato su un numero maggiore di pazienti confrontati con gruppi di controllo, nei quali viene somministrato il farmaco già precedentemente utilizzato o il placebo.

Il placebo indica un trattamento per compiacere il paziente, infatti una quota di effetto placebo è presumibilmente presente in ogni risposta ad un trattamento farmacologico o intervento medico. Il trattamento placebo indica la somministrazione di un trattamento che non ha attività specifica sull’affezione trattata. L’effetto placebo è particolarmente osservabile in patologie in cui esiste una componente psicosuggestiva; la percentuale di soggetti che rispondono all’effetto placebo è di circa il 30-40%.

Obiettivi degli studi di fase II

Gli obiettivi degli studi di fase II sono:

• Dimostrare efficacia e tollerabilità.
• Identificare il range di dosi attive.
• Identificare la posologia ottimale.
• Identificare eventuali problemi.
• Confermare la farmacocinetica nel paziente.

Studi di fase III

Gli studi di fase III sono trials clinici di ampie dimensioni, solitamente multicentrici, randomizzati a doppio cieco mediante confronto con un altro farmaco attivo, coinvolgono 1000-5000 pazienti e durano dai 2 ai 4 anni. Sono necessari per ottenere l’AIC da parte delle Autorità Regolatrici. Hanno finalità terapeutiche e prevedono, a differenza degli studi di fase II, criteri di inclusione man mano meno restrittivi coinvolgendo bambini, anziani ecc., si propongono di confermare la tollerabilità e l’attività terapeutica su popolazioni più ampie e meno selettive. L’obiettivo è quindi quello di stabilire un profilo terapeutico del farmaco ovvero posologia, indicazioni, controindicazioni, interazioni con altri farmaci, precauzioni ecc.

Studi di fase IV

Gli studi di fase IV sono studi post-registrativi di tipo:

• Terapeutico: pazienti selezionati e trattati come nella fase III (mega trial).
• Osservazionale (farmacovigilanza): pazienti seguiti nella situazione naturale. Vengono effettuati per confermare l’attività e la tollerabilità in confronto ad altri prodotti per valutare la nuova posologia, la stima del rapporto benefici/rischi, l’identificazione di eventi avversi importanti ma rari (1/2000).

Bias – Fattori di confondimento

I bias sono errori sistematici che, introdotti consciamente o inconsciamente in una ricerca, modificano una o più condizioni dell’esperimento in modo tale da alterare il risultato, pilotandolo in una direzione diversa da quella che avrebbero preso in assenza dell’errore. I bias più importanti sono:

• Reverse causality bias – errore di causalità invertita: caso in cui è il risultato a determinare l’arruolamento del paziente in un trial, in quanto egli non risponde al trattamento tradizionale.
• Unmasking bias – errore di smascheramento: caso in cui una malattia è smascherata a causa dell’esposizione a fattori di rischio.
• Follow-up bias – errore di follow-up: differente composizione del campione all’inizio e alla fine dello studio.
• Observation bias – errore di osservazione: frequente negli studi multicentrici, in cui la diversità degli osservatori può condurre ad errori di interpretazione degli effetti.

I bias possono essere controllati mediante appunto la randomizzazione, ovvero l’assegnazione casuale dei trattamenti in studio ai pazienti, infatti ogni paziente arruolato ha la stessa probabilità si ricevere ognuno dei trattamenti in studio. Un altro modo è l’utilizzo della cecità, che è una condizione sperimentale in cui il paziente non conosce l’identità del farmaco che assume (singolo cieco) o in cui anche lo sperimentatore non ne è a conoscenza (doppio cieco).

Casistica e criteri di selezione

I pazienti degli studi di fase II e III vengono reclutati negli ospedali e/o in centri specialistici, oppure negli ambulatori di medicina generale. I criteri di selezione possono essere ampi o restrittivi, i primi determinano una popolazione eterogenea con dati difficili da interpretare, ma facilitano il reclutamento; i secondi consentono una raccolta di dati più omogenei ma possono rallentare il reclutamento.

I fattori da considerare per la selezione dei pazienti sono:

• Caratteristiche dei pazienti: sesso (inclusi entrambi), peso (solo in studi condotti per patologie specifiche come obesità, diabete), età (bambini e anziani esclusi nella fase II inclusi nella fase III), gravidanza e allattamento (esclusione), abuso di alcol o dipendenze (esclusione), disturbi psichici gravi e allergie (esclusione).
• Caratteristiche della patologia: diagnosi di patologia (inclusione), terapie concomitanti (esclusione fase I e II), patologie concomitanti (esclusione fase I e II).
• Fattori ambientali: partecipazione ad altri trials clinici (esclusione), attività lavorativa.

Epidemiologia malattie infettive

Per malattia infettiva si intende una malattia determinata dall’azione di agenti eziologici infettivi, che possono essere:

• Batteri
• Virus
• Miceti
• Protozoi
• Prioni

Il potere infettivo degli agenti eziologici viene misurato in base alla loro patogenicità, ovvero la capacità di causare una malattia, ed è determinata da vari fattori di virulenza propri quali invasività, capacità di adesione, produzione di tossine (tossigenicità), carica infettante. La virulenza è intesa come un diverso grado di patogenicità presente in ceppi diversi della stessa specie. La patogenicità da sola non basta affinché si verifichi una malattia, ma è importante anche lo status in cui si trova l’ospite; sono parametri importanti quindi l’età, la malnutrizione, l’immunità. In base al diverso grado di patogenicità, i microrganismi si suddividono in:

• Simbionti: stabiliscono con l’ospite un rapporto di reciproco vantaggio (flora intestinale).
• Commensali: vivono e si riproducono ricavando vantaggi dall’ospite, il quale non riceve nessun apparente beneficio.
• Parassiti: stabiliscono un rapporto a proprio vantaggio con l’ospite con danno a quest’ultimo, che si identifica con la comparsa della malattia. Tali parassiti sono detti parassiti convenzionali. Esistono poi i parassiti condizionali o opportunisti, ovvero specie che producono la malattia solo in condizione di immunocompromissione dell’ospite.

Vie di penetrazione dell’agente infettivo

Le vie di penetrazione dell’agente infettivo possono essere:

• Cute
• Mucose: congiuntive, apparato respiratorio, apparato digerente, apparato urogenitale.
• Placenta
• Vie umorali

La sorgente di infezione può essere rappresentata da:

• Malato
• Portatore convalescente (in fase di guarigione)
• Portatore sano (infezione inapparente)
• Portatore cronico (non eradica la malattia)
• Portatore in incubazione (stadio iniziale della malattia)

La modalità di trasmissione può essere diretta, implicando il passaggio immediato del microrganismo dalla sorgente all’ospite mediante un contatto diretto o per estrema vicinanza.