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Test non invasivi per la diagnosi di infezione da Helicobacter pylori.

Revisione critica della letteraturaDino Vaira, Luigi Gatta, Chiara Ricci, Veronica Bernabucci, Maurizio Cavina, Mario Miglioli†

per l’infezione (scelta oculata dei migliori kit commercialidisponibili sul mercato), è oramai chiaro che nessun sin-golo test è ottimale per la diagnosi e che solo la combi-nazione di due metodiche (per esempio test all’ureasi e de-terminazione istologica con colorazione Giemsa) è ingrado di determinare un’elevata accuratezza diagnostica4.Tuttavia nella “clinical practice” la diagnosi di infezioneda H. pylori è spesso effettuata con un solo test, per cuila scelta di questo diventa importante.

Quando si considera un test diagnostico, bisogna valu-tare alcune importanti caratteristiche tecniche quali sen-sibilità, specificità, “likelihood” per un test positivo e ne-gativo che forniscono informazioni rispettivamente suquanto efficace è il test nel diagnosticare/non diagnosti-care l’infezione quando questa è/non è presente e riguar-do le probabilità che un risultato ottenuto sia atteso in unpaziente con/senza infezione. Bisogna inoltre valutare lasituazione clinica, ovvero la prevalenza dell’infezionenella popolazione considerata, l’età dei pazienti testati, iloro sintomi e la loro storia clinica. Infine, non meno im-portante, vi è il capitolo dei costi ovvero della costo-effi-cacia: questi studi infatti identificano e paragonano effi-cacia e costi delle diverse strategie nel diagnosticare o ge-stire l’infezione da H. pylori.

Diverse linee guida, in riferimento alla gestione del pa-ziente dispeptico, raccomandano, come approccio inizia-le, l’uso di test non invasivi per la diagnosi di infezioneda H. pylori. Questa strategia, ampiamente testata, si è di-mostrata efficace sia sul piano clinico che su quello eco-nomico5,6.

Dipartimento di Medicina Interna e Gastroenterologia (Direttore:Prof. Roberto Corinaldesi), Università degli Studi, Policlinico S.Orsola-Malpighi di Bologna© 2005 CEPI Srl

Helicobacter pylori (H. pylori) infection may be diagnosed by means of invasive techniques requir-ing endoscopy and biopsy (histological examination, rapid urease test, culture, polymerase chainreaction) and by non-invasive techniques (urea breath test, detection of specific antibodies in theserum or urine, detection of the H. pylori antigen in a stool specimen). Some non-invasive tests detectactive infection e.g. the urea breath test and the stool antigen test and are called active tests. Othernon-invasive tests are markers of exposure to H. pylori (e.g. serology or urine) but do not indicatewhether active infection is ongoing and are called passive tests. Non-invasive tests and treatmentstrategies are widely recommended in primary care settings and the choice of the appropriate testdepends on the pre-test probability of infection, the characteristics of the test being used and itscost-effectiveness. The available non-invasive tests are reviewed in this article.(Ann Ital Med Int 2005; 20: 23-27)

Key words: Diagnostic tests; Helicobacter pylori; Serology in blood or urine; Stool antigen test; Ureabreath test.

Introduzione

Nel 1893 Bizzozero ha dimostrato la presenza di orga-nismi spiraliformi nello stomaco animale. Tali organi-smi furono, in seguito, ritrovati anche nello stomaco uma-no, ma furono considerati commensali e non fu data loroalcuna importanza. Poco meno di 100 anni dopo, la pub-blicazione di una lettera su Lancet, nel 1983, da parte diWarren e Marshall1 in cui si richiamava l’attenzione delmondo scientifico sull’associazione tra la presenza di bat-teri ricurvi nello stomaco e la gastrite istologica, avrebbeaperto un nuovo capitolo culturale. A distanza di quasi 20anni e dopo innumerevoli studi, abbiamo imparato mol-to sull’Helicobacter pylori (H. pylori). Disponiamo infattidi due intere sequenze genomiche (provenienti da duedistinti ceppi) e conosciamo bene diversi suoi geni comead esempio CagA, VacA, IceA o UreI. Studi clinici han-no dimostrato che l’H. pylori è il principale agente pato-geno della malattia peptica2, delle gastriti croniche isto-logiche, e continue evidenze epidemiologiche lo correla-no al meccanismo etiopatogenetico del cancro gastrico3.Durante questi anni, diverse metodiche sono state svi-luppate per diagnosticare l’infezione da H. pylori. Questapuò infatti essere accertata sia attraverso metodiche in-vasive (ovvero richiedenti l’esame endoscopico e i cam-pioni bioptici) sia non invasive. Sebbene le diverse tecnichediagnostiche non invasive abbiano dimostrato una buonaaccuratezza, almeno quando utilizzate in centri specializzati

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La riduzione della prevalenza di infezione da H. pylo-ri, nella popolazione occidentale, ha conseguentemente ri-dotto la probabilità pre-test che essa sia presente nei pa-zienti dispeptici.

Prevalenza e risultati dei test

Le caratteristiche dei test cambiano in relazione alla pro-babilità pre-test di infezione.

La figura 1 mostra come ipotetici test aventi sensibilitàe specificità del 100, 97, 90 e 80%, si comportano in ma-niera differente in due diverse popolazioni di pazienti (ri-spettivamente con il 90 e il 28% di prevalenza).

Nonostante la sensibilità e la specificità dei test sia co-stante la loro “performance”, dal punto di vista clinico, va-ria notevolmente infatti, in una situazione di alta preva-lenza, un test con sensibilità e specificità pari all’80% siassocia ad un elevato numero di falsi negativi, mentre, inuna situazione di bassa prevalenza, lo stesso test, si asso-cia ad un elevato numero di falsi positivi.

Test non invasivi

I test “attivi” per la ricerca dell’H. pylori forniscono l’evi-denza di un’infezione in atto.

I test su campione fecale svelano la presenza di antigenibatterici nelle feci, la cui eliminazione cessa con l’eradi-cazione dell’infezione. L’urea breath test svela la pre-senza di attività ureasica, indice di infezione attiva. Anchequesto è un test diretto non invasivo per la diagnosi di in-fezione. Le stesse informazione possono essere fornite daitest invasivi.

I test passivi, al contrario dei precedenti, stimano lapresenza di infezione attraverso una valutazione indiret-ta, rappresentata dalla presenza di anticorpi contro l’H. py-lori, ma non ne indicano l’infezione in atto.

Test passivi per la diagnosi di infezioneda Helicobacter pylori

Test sierologici

Si basano sulla ricerca di specifici anticorpi immuno-globuline G contro l’H. pylori nel siero dei pazienti.

Il loro principale vantaggio è rappresentato dal fatto chenon richiedono particolari strumenti per l’esecuzione po-tendo così essere effettuati nei laboratori della maggior par-te delle strutture sanitarie, inoltre sono poco costosi rispettoai test diretti; per tali motivi hanno rappresentato per mol-ti anni, il principale fondamento per l’approccio diagno-stico di prima linea.

Il principale svantaggio di questi test è rappresentatodall’incapacità di distinguere un’infezione in atto da unaprecedente esposizione e questo per il fatto che livellielevati di anticorpi anti-H. pylori possono persistere perlungo tempo dopo l’avvenuta eradicazione. Inoltre, poi-ché il numero di pazienti trattati con successo è in incre-mento, anche la prevalenza di risultati falsamente positi-vi tende ad aumentare se si utilizzano questi test a scopodiagnostico.

In commercio esistono diversi kit e questi mostrano dif-ferenti accuratezze diagnostiche. Infatti uno studio condottoin Europa su 8 diversi kit commerciali ha rivelato una no-tevole variabilità diagnostica mostrando che alcuni hannomigliori caratteristiche rispetto ad altri ma che, nonostan-te ciò, nessun test è chiaramente superiore ad altri7. Una me-tanalisi condotta su 21 kit ELISA, disponibili in commer-cio, riporta una sensibilità e una specificità globale dell’85e del 79%, rispettivamente8 ed in un successivo studiodel London Department of Health9 sono stati valutati di-versi kit ELISA test. Dei 588 campioni di siero testati con16 differenti kit ELISA test l’accuratezza globale è statamediamente del 78% (68-82%) per tutti i sieri.

FIGURA 1. A: accuratezza diagnostica di un test in una popo-lazione ad alta prevalenza di infezione (90%). Un test con il 100%di sensibilità e specificità non presenta falsi positivi (FP) né fal-si negativi (FN); diversamente, quando sensibilità e specificitàsono dell’80%, si ha un elevato numero di FN. B: accuratezzadiagnostica di un test in una popolazione a bassa prevalenza diinfezione (28%). Un test con l’80% di sensibilità e specificità siassocia ad un elevato numero di FP.

A

B

Dino Vaira et al.

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Anticorpi CagA e VacA

Test basati sulla ricerca degli anticorpi hanno un ruoloimportante negli studi sulla patogenesi e sulla virulenza.Nonostante il limitato valore clinico, questi studi hannopermesso di aumentare le conoscenze sulla patogenesidella malattia legata all’infezione da H. pylori.

Anticorpi contro due importanti proteine dell’H. pylo-ri (CagA e VacA) possono essere ricercati attraverso di-verse tecniche (per esempio ELISA test, Western blot, re-combinant immunoblot assay).

La CagA è una proteina di 120 kDa ad alta immuno-genicità e il suo gene (CagA) è contenuto nell’isola di pa-togenicità del cromosoma dell’H. pylori. I soggetti infet-tati da ceppi di H. pylori CagA positivi tendono ad avereforme di gastrite più severe, maggiore probabilità di svi-luppare gastrite atrofica e metaplasia intestinale, ulcera duo-denale e cancro gastrico tipo intestinale10.

La VacA (tossina che provoca vacuolizzazione) è unaproteina di 87 kDa e il suo gene non è localizzato nell’iso-la di patogenicità dell’H. pylori viene comunque secretoda ceppi di H. pylori che possiedono PAI. La VacA è at-tivata a bassi valori di pH, è resistente ad acido e pepsi-na e determina vacuolizzazione delle cellule gastriche incoltura in vitro e in modelli animali è stato dimostrato cor-relato a danno dell’epitelio gastrico11.

Uno studio comparativo su 2 kit anti-CagA ELISA test(Helori CTX, Eurospital, Trieste, Italia; Radim 2, Pomezia-RM, Italia) mostra una sensibilità e una specificità rispet-tivamente del 100-76 e 90-94%12.

Sono anche stati sviluppati kit commerciali che si ba-sano sul Western blot che hanno mostrato una buona sen-sibilità e specificità13.

Test rapidi su sangue in toto o in siero

Test sierologici

I test rapidi su sangue in toto sono stati sviluppati perottenere una rapida diagnosi di infezione da H. pylori.Questi sono anche detti “office-based serological tests”.Sono tecnicamente semplici da eseguire e utilizzano unagoccia di sangue ottenuta da un dito con una lancetta. Altriutilizzano siero e richiedono prelievo venoso e centrifu-gazione del sangue.

I risultati del test possono essere inficiati da concen-trazioni ematiche di chilomicroni in quanto questi modi-ficano la normale permeabilità del sangue attraverso al-cune membrane utilizzate per eseguire il test stesso.

Dall’analisi di otto studi, recentemente pubblicati inletteratura, viene suggerito che questi test sono associatia bassa sensibilità e specificità. La sensibilità media èstata del 71% e la specificità dell’87.6%14. Inoltre un re-

cente studio canadese, che ha utilizzato questa metodologiasu siero, ha mostrato che il 33% dei pazienti risultati po-sitivi con questi test erano in realtà falsi positivi15.

Test su saliva e urine

Essi rappresentano una forte attrattiva perché i campionisono facilmente ottenibili. Mostrano però gli stessi pro-blemi dei test sierologici oltre al fatto che la concentrazionedegli anticorpi nella saliva e nelle urine è molto più bas-sa di quella nel siero. Nonostante alcuni centri abbiano ri-portato risultati incoraggianti (sensibilità 81% e specifi-cità 95%)16, l’unica multicentrica apparsa in letteratura hariportato dei risultati deludenti (sensibilità 81% e speci-ficità 73%)17.

Anche per quanto riguarda i test su campione di urine,risultati provenienti da un unico centro riportavano una sen-sibilità dell’86% ed una specificità del 91%18. Questi da-ti non sono però stati confermati dall’unico studio multi-centrico apparso in letteratura: sensibilità dell’89% e spe-cificità del 69%19.

Test attivi per la diagnosi di infezioneda Helicobacter pylori

Questi sono utilizzati sia per la diagnosi iniziale di in-fezione che per il controllo dell’avvenuta eradicazione.

Urea breath test

Il breath test sfrutta l’attività ureasica dell’H. pylori.Somministrando urea marcata con 13C o 14C al paziente,questa diffonde attraverso lo strato mucoso, viene even-tualmente a contatto con l’enzima, e successivamentescissa in ammonio e anidride carbonica marcata. Poichéquesta reazione avviene al di sotto dello strato mucoso,l’anidride carbonica marcata formatasi ha poche probabilitàdi diffondersi nel lume gastrico. Infatti la maggior partedi questa si diffonde nei vasi sanguigni della mucosa ga-strica, data la loro vicinanza, e dopo poco tempo saràpossibile ritrovare l’isotopo marcato nel respiro. Questametodica permette di fare diagnosi di infezione in atto in30 min massimo e con degli ottimi valori di sensibilità especificità (95-97%). Non può però essere effettuata in pa-zienti che hanno subito interventi allo stomaco o che so-no in terapia con inibitori della pompa protonica o anti-biotici.

L’urea breath test ha subito nel tempo delle modifichesoprattutto per ciò che riguarda la dose di urea marcata uti-lizzata, il tempo di campionamento, il pasto base, e ilcut-off dei valori del risultato20. Recentemente è stata ri-portata un’elevata accuratezza diagnostica in termini di sen-sibilità e specificità sia nella diagnosi che nel monitora-

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re il successo terapeutico di un nuovo urea breath test. L’in-novazione consiste nel deglutire pillole contenenti acidocitrico ed urea marcata che si dissolvono nella cavità ga-strica. Il tempo di campionamento è stato inoltre ridottoda 30 a 10 min21.

Ricerca dell’antigene nelle feci

Negli ultimi anni è stato possibile ottenere un test im-munoenzimatico che individua la presenza degli antige-ni batterici dell’H. pylori nel campione fecale. Questo èstato raccomandato dalla linee guida europee per la dia-gnosi e per il monitoraggio del trattamento eradicante4. Iltest utilizza anticorpi policlonali anti-H. pylori. L’accu-ratezza del test è stata ampiamente valutata sia per la dia-gnosi iniziale di infezione sia per il monitoraggio della te-rapia. Diversi studi hanno infatti suggerito che detto testè sovrapponibile all’urea breath test22,23.

Inoltre la positività del test fecale 7 giorni dopo la so-spensione della terapia antibiotica è indicativa di eradi-cazione mancata24. Recentemente un nuovo test immu-nologico su campione fecale è stato oggetto di studio25.Questo test richiede solo 5 min per essere effettuato (Fig.2) e potrebbe essere utilizzato come primo approccio dia-gnostico-clinico negli ambulatori di medicina generale.

Costo-efficacia e strategia basata sulla probabilità pre-test di infezione

La scelta del test per la diagnosi di H. pylori dipende dal-la prevalenza dell’infezione. Ad esempio, la ricerca di an-ticorpi specifici contro l’H. pylori nel siero, è preferibilenelle situazioni di alta prevalenza (90%). Mentre nei pa-zienti con una probabilità di infezione < 60%, come nel-

la maggior parte dei pazienti dispeptici nei paesi occi-dentali, l’esecuzione di un test fecale incrementa l’accu-ratezza diagnostica senza incidere sui costi

A tutt’oggi viene suggerito di utilizzare, sia per la dia-gnosi iniziale che per il monitoraggio dell’avvenuta era-dicazione dell’H. pylori, i test attivi, mentre sono forte-mente sconsigliabili i test indiretti.

Riassunto

L’infezione da Helicobacter pylori (H. pylori) può es-sere diagnosticata con metodiche invasive, che richiedo-no l’endoscopia e l’effettuazione di prelievi bioptici (esa-me istologico, test rapido all’ureasi, coltura, reazione po-limerasi a catena) e tecniche non invasive come l’ureabreath test (test sul respiro), la ricerca degli antigeni delbattere su campioni fecali, o la ricerca di anticorpi speci-fici nel sangue e nelle urine. Tra i test non invasivi, soloil test sul respiro o la ricerca degli antigeni del battere sucampione fecale, permettono di individuare l’infezione in“atto” ed è per questo che sono chiamati attivi.

La ricerca degli anticorpi specifici sia nel sangue sia nel-le urine, al contrario, rappresenta solo un indice di avve-nuta esposizione all’H. pylori (ricordo immunologico)ma non di infezione in atto, e pertanto sono definiti testindiretti. I test non invasivi e il trattamento terapeutico so-no fortemente raccomandati nel primo approccio dia-gnostico all’infezione. La scelta del test appropriato di-pende da diversi fattori tra i quali: la probabilità pre-testdi infezione, le caratteristiche del test utilizzato e il rap-porto costo-efficacia del test stesso.

In questo rassegna sono esaminati, in maniera critica, idiversi test non invasivi attualmente disponibili.

FIGURA 2. Test rapido immunocromatografico per la diagnosi di infezione daHelicobacter pylori (Hp).

Dino Vaira et al.

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Parole chiave: Anticorpi specifici nel sangue; Anticorpispecifici nelle urine; Helicobacter pylori; Test diagnosti-ci; Test fecale; Test sul respiro.

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Manoscritto ricevuto il 31.8.2004, accettato il 10.11.2004.

Per la corrispondenza: Prof. Dino Vaira, Dipartimento di Medicina Interna e Gastroenterologia, Università degli Studi, Policlinico S. Orsola-Malpighi, NuovePatologie, Via Massarenti 9, 40138 Bologna. E-mail: vairadin@med.unibo.it