Approccio pragmatico alla diagnosi di polmonite da SARS-CoV-2 (COVID-19). Dalla fase epidemica alle fasi due e tre| Rassegna di Patologia dell'Apparato Respiratorio

Abstract

La polmonite rappresenta la principale causa di ricovero ospedaliero e di mortalità conseguente all’infezione da SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2). La diagnosi etiologica di polmonite da COVID-19 necessita di una conferma della presenza di materiale genetico virale rilevato con il test RT-PCR (Reverse Transcriptase - Polymerase Chain Reaction) ottenuto solitamente utilizzando un tampone naso-faringeo o orofaringeo; tuttavia, numerose evidenze dimostrano che una significativa quota di tamponi, in particolare alla prima determinazione, risulta negativa anche in presenza di una polmonite da COVID-19. Questi pazienti possono essere erroneamente ricoverati in area non COVID-19 e pertanto contribuire alla diffusione nosocomiale del virus. Per questo motivo AIPO-ITS (Associazione Italiana Pneumologi Ospedalieri - Italian Thoracic Society) ha promosso la pubblicazione di un documento che propone un approccio pragmatico alla diagnosi di polmonite da COVID-19 con RT-PCR negativa utilizzando un algoritmo decisionale clinico-radiologico come proxy al gold standard comunemente adottato, rappresentato dalla RT-PCR, finalizzato a isolare il paziente e a promuovere le indagini per un corretto inquadramento clinicoterapeutico. La difficile prova della prima fase della pandemia da COVID-19 ci ha permesso di conoscere meglio le caratteristiche e la pericolosità di questo nuovo virus e quanto abbiamo appreso deve essere utilmente implementato nella pratica clinica al fine di contenere l’infezione nella cosiddetta seconda e terza fase per prevenire una possibile ondata di ritorno dell’infezione nei mesi autunnali.

Introduzione

Il virus COVID-19 o SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2) è caratterizzato da una elevata contagiosità e capacità di diffondere per via aerea nell’ambiente; questo spiega l’estrema pericolosità della presenza di soggetti COVID-19 positivi in fase sintomatica ¹ in spazi confinati senza che siano state messe in opera tutte le possibili misure di protezione atte a difendersi dal contagio.

Una delle possibili concause dell’esplosione dell’epidemia da coronavirus, in assenza di una precoce identificazione dei soggetti infettati, è stata la presenza di soggetti COVID-19 positivi non riconosciuti come tali nelle strutture comunitarie ed in particolare in quelle sanitarie. D’altra parte a fine gennaio, in coincidenza del picco di diffusione influenzale, non era possibile differenziare un quadro influenzale da uno simil-influenzale causato da infezione da COVID-19 in particolare in soggetti anziani, pertanto tali pazienti sono stati ricoverati, correttamente dal punto di vista dei percorsi fino ad allora adottati, in aree comuni ^2,3. Paradossalmente lo stesso problema si può porre anche oggi che abbiamo imparato a riconoscere la pericolosità del COVID-19 in seguito al mancato riconoscimento di soggetti con polmonite che si presentano in Pronto Soccorso.

I criteri diagnostici della polmonite da COVID-19 infatti prevedono che siano presenti una radiografia, o meglio una TC del torace, che dimostri la presenza di un addensamento polmonare mono o bilaterale, e un test genomico, RT-PCR (Reverse Transcriptase - Polymerase Chain Reaction) per COVID-19, positivo che identifichi la causa etiologica della polmonite ⁴. Questo assunto, per quanto corretto dal punto di vista scientifico, pone dei problemi sanitari non indifferenti in quanto la sensibilità degli esami genomici atti ad individuare la presenza del virus, tipicamente la RT-PCR, è medio bassa e stimabile attorno al 60% ^5,6 per cui è inevitabile che ci possano essere dei soggetti falsi negativi che in assenza di una chiara diagnosi virologica potrebbero essere ricoverati in aree di degenza comune e rappresentare una importante fonte di contagio. È pertanto necessaria una verifica pragmatica dell’approccio diagnostico alla polmonite da COVID-19, in particolare nei soggetti che hanno un’elevata probabilità di essere infettati da COVID-19 ma presentano un primo test RT-PCR negativo, in un momento caratterizzato da una situazione epidemica critica e da una elevata circolazione del virus che modifica profondamente l’epidemiologia delle malattie infettive polmonari. A tal fine è utile analizzare la performance e i limiti dei test diagnostici che utilizziamo per porre diagnosi di polmonite da COVID-19, RT-PCR virale, TC torace, ecografia torace e ricerca degli anticorpi, poter adottare un comportamento clinico più efficace nei confronti di questi pazienti anche al fine di affrontare con competenza e appropriatezza la difficile prova delle fasi due e tre della pandemia COVID-19.

Diagnosi microbiologica: RT-PCR virale

RT-PCR è un test che consente la determinazione qualitativa degli acidi nucleici del virus SARS-CoV-2 e viene comunemente utilizzato per ricercare la presenza del virus nelle vie aeree superiori.

Il test può essere effettuato prelevando il materiale biologico mediante un tampone nasofaringeo o, come alternativa di seconda scelta, possono essere utilizzati i tamponi orofaringei o quelli nasali effettuati a livello del turbinato medio e il lavaggio ed aspirato nasale ^7,8. Possono anche essere utilizzati campioni biologici provenienti dalle basse vie aeree come l’espettorato, l’aspirato bronchiale, il liquido del lavaggio bronchiolo-alveolare o altri campioni biologici come feci, urine, sangue. Il materiale biologico deve essere riposto in un contenitore con un medium per trasporto del virus o con della soluzione salina sterile e conservato a 2-8 gradi centigradi e rapidamente analizzato ^7,8. Per effettuare il test si utilizza un set di tre primer e sonde che consentono di individuare tre regioni del nucleocapside (N) e un primer e una sonda per individuare RNase P umano (RP). RNA isolato dai campioni è trascritto in modo inverso in una catena di DNA (cDNA) e successivamente amplificato utilizzando una strumentazione che è in grado di leggere la presenza di RNA virale mediante l’intensità del segnale di fluorescenza ⁸. L’RNA del SARS-CoV-2 è solitamente riscontrabile in campioni biologici provenienti dalle vie aeree durante le fasi acute dell’infezione. Risultati positivi indicano la presenza del virus che deve essere correlata con altri test diagnostici e la storia clinica al fine di definire lo stato infettivo del paziente. Una positività per coronavirus non esclude una possibile coinfezione batterica o di altri virus. Ovviamente il riscontro del virus non definisce di per sé la causa della patologia. Un risultato negativo non esclude una infezione da SARS-CoV-2 e quindi non dovrebbe essere utilizzato da solo per prendere delle decisioni cliniche. I risultati negativi infatti devono essere integrati con le informazioni provenienti dalla storia del paziente e con informazioni laboratoristiche, strumentali ed epidemiologiche. La ripetizione del test, a distanza di giorni in un caso sospetto, aumenta la probabilità di confermare la presenza dell’infezione ⁹. Da sottolineare inoltre che negli stessi soggetti la positività del tampone orofaringeo è inferiore a quella del tampone nasofaringeo ¹⁰. I fattori che possono incidere sulla falsa negatività del test sono numerosi: sede del prelievo, non corrette modalità del prelievo, problemi di conservazione durante il trasporto, bassa carica virale, problemi tecnici durante la processazione del campione in laboratorio ⁸.

Polmonite da COVID-19: descrizione dei quadri TC torace

La presenza documentabile, con RX o meglio con TC, di polmonite in pazienti con infezione da COVID-19 aumenta parallelamente alla gravità dei sintomi e alla durata della sintomatologia. Circa il 18% dei pazienti con sintomatologia lieve ha infatti una RX o una TC normale ma questa quota si riduce al 3% nei soggetti che presentano sintomi gravi ⁹. In una serie di 121 pazienti sintomatici dopo 2 giorni dall’esordio dei sintomi la positività della TC per addensamenti polmonari è solo del 56%, mentre aumenta al 91% dopo 3-5 giorni ed è 96% dopo 6-12 ^11-15. I quadri radiologici cosiddetti “tipici” ^16,17 comprendono: aree a vetro smerigliato bilaterali con o senza aree di consolidazione con distribuzione periferica, posteriore, diffusa e prevalente ai lobi inferiori. Le aree a vetro smerigliato sono state frequentemente descritte come rotondeggianti nel cui contesto, solitamente alcuni giorni dopo la loro comparsa, possono svilupparsi immagini con un pattern del tipo crazy paving (accentuazione delle linee intralobulari); nelle aree a vetro smerigliato possono anche essere presenti micro ectasie vascolari come espressione di fenomeni microtrombotici ^{11,12,15,17-20} (Fig. 1).

Nelle fasi più avanzate della malattia aumentano le aeree consolidative così come compaiono i “segni dell’atollo” che sono solitamente assenti all’esordio del quadro radiologico ^14,21,22,23 (Figg. 1-3).

Recentemente la Società Americana di Radiologia ¹⁷ ha proposto la descrizione di:

1. quadri radiologici TC che si associano con un’elevata probabilità ad una infezione polmonare da COVID-19, in cui sono sintetizzati i segni cosiddetti “tipici” precedentemente descritti;
2. quadri radiologici correlati con una probabilità intermedia per un’infezione da COVID-19 (quadri radiologici indeterminati ma suggestivi) in cui sono presenti: piccole aree a vetro smerigliato non rotondeggianti e senza distribuzione periferica. Le aree a vetro smerigliato possono essere diffuse o monolaterali o peri-ilari con o senza consolidazioni associate;
3. quadri radiologici atipici, non comunemente presenti in pazienti COVID-19 positivi, che suggeriscono altre cause infettive o diagnosi alternative ed in cui sono evidenziabili: assenza di quadri radiologici precedentemente descritti come tipici o indeterminati, consolidazioni isolate o segmentali che possono essere o più o meno associate ad aree a vetro smerigliato, noduli centrolobulari, cavitazioni polmonari o immagini di tree in bud, di “impatto mucoide” e di ispessimento bronchiale o bronchiolare, così come di linfoadenopatie e versamenti pleurici (Tab. I).

Comunque, è importante sottolineare che i quadri della polmonite da COVID-19 non sono “patogeno-specifici” e possono avere caratteristiche comuni con quelli di altre polmoniti virali (citomegalovirus, virus influenzale H1N1, adenovirus ecc.) o, in casi più rari, a quelli di altre patologie (polmonite criptogenica organizzativa, COP, reazioni avverse ai farmaci ecc.) e pertanto la valutazione del paziente deve essere sempre effettuata nel suo complesso clinico-laboratoristico e radiologico ^13,16,17.

Performance diagnostica della RT-PCR e della TC torace nella diagnosi di polmonite da SARS-CoV-2

Performance diagnostica della RT-PCR e cause della variabilità dei suoi risultati

Il riscontro di materiale genetico virale, tipicamente dimostrato dalla positività della RT-PCR, in campioni biologici rappresenta il gold standard per definire la presenza di infezione da SARS-CoV-2 ⁴. Pertanto quando ci si riferisce alla performance diagnostica del test RT-PCR è più corretto indicare la percentuale di positività di quel certo campione, tampone nasofaringeo o orofaringeo, più che la sensibilità dell’esame in sé che implicherebbe il confronto con un altro gold standard. Comunque in letteratura troviamo indicazioni di una ampia variabilità della sensibilità del test con RT-PCR compresa tra il 30% e il 90% ^{5,6,16,17,24-27}. Questo significa che una quota rilevante di pazienti con polmonite da COVID-19 può presentare, in particolare alla prima determinazione della RT-PCR, un esame falsamente negativo ed il loro ricovero in aree non isolate costituisce una possibile fonte di contagio.

La variabilità della determinazione della RT-PCR è stata studiata da Li e coll. ²⁴ in 610 pazienti ricoverati a Wuhan nel Febbraio 2020 con diagnosi clinica di infezione da COVID-19 (sintomi respiratori acuti e polmonite virale) di cui il 56% in condizioni critiche. Alla prima determinazione la RT-PCR era positiva in 169 casi (28%), dubbia in 57 casi (9,3%) e negativa in 384 casi (63%). Alla seconda determinazione del test si è verifica la positivizzazione di 48 casi (12,5%). In 18 pazienti sono stati necessari 3 test per ottenere una positività e in 7 sono stati necessari 5 test, quindi anche due test negativi non sono sufficienti per escludere una infezione da SARS-CoV-2. Al termine degli accertamenti sono risultati RT-PCR positivi 241 (39,5%) pazienti. In 17 pazienti la RT-PCR si è dimostrata variabile con alterni valori positivi e negativi. Gli autori concludono che un solo esame RT-PCR negativo non è sufficiente per escludere una infezione da SARS-CoV-2, in particolare in pazienti che presentano sintomi respiratori acuti insorti in un’area epidemica e con un quadro TC di polmonite virale.

Una “falsa negatività” della RT-PCR può dipendere da diversi fattori che sono correlati alla gravità dell’infezione, alla sede e al tempo del prelievo, alla metodica utilizzata per il prelievo e alle metodiche di analisi (Tab. II) ²⁸.

Un fattore che può condizionare l’esito della RT-PCR è il periodo dell’infezione in cui viene effettuato il prelievo. Kucirka e coll. ²⁵ hanno descritto la cinetica della positivizzazione della RT-PCR nei tamponi delle prime vie aeree dopo l’infezione da SARS-CoV-2. Dopo 1-4 giorni dall’infezione la RT-PCR è solitamente negativa nel 90-100% dei casi. All’insorgenza dei sintomi (dopo 5 giorni) la percentuale di falsa negatività dell’esame è del 38% che scende al 20% dopo 8 giorni (3 giorni dopo l’insorgenza dei sintomi). Dopo 21 giorni la percentuale di negatività della RT-PCR è del 66%. Verosimilmente la clearance del virus nelle prime vie aeree risente di fattori soggettivi attualmente difficilmente valutabili.

In un più recente lavoro ¹⁰ effettuato su 1.070 campioni è stato confermato che anche la sede del campione condiziona notevolmente la sensibilità della RT-PCR. Infatti in pazienti con accertata infezione da COVID-19 la maggior positività si ottiene utilizzando come campione biologico il BAL (93%: 14/15 pazienti), seguito dall’esame dell’espettorato (72%), dal tampone nasale (63%), dallo spazzolato bronchiale effettuato in broncoscopia (40%), dal tampone faringeo (32%), dall’esame delle feci (29%), mentre è estremamente raro trovare RNA virale nel sangue (1%) e non è mai stato individuato nelle urine. Il lavoro suggerisce l’utilità di effettuare più prelievi in varie sedi per confermare la diagnosi. Analogamente Yang e coll. ²⁹ hanno studiato con RT-PCR 866 campioni biologici in 213 pazienti di cui 37 in condizioni critiche. La positività dei campioni è risultata maggiore nei pazienti gravi rispetto a quelli lievi. Il campione biologico più sensibile si è dimostrato essere l’espettorato con 88% di positività, seguito dal tampone nasale con 73% e dal tampone faringeo con 60%. Nei casi lievi il tampone orofaringeo è risultato positivo solo nel 29% dei casi. In tre pazienti i tamponi delle alte vie aeree sono risultati negativi, ma la TC del torace così come il BAL hanno dimostrato la presenza di una infezione da COVID-19. Il BAL, effettuato dopo 8-14 giorni, si è dimostrato sempre positivo nei pazienti con polmonite grave (12/12 pazienti), ma non nei pazienti con forme lievi senza interessamento polmonare. Lo studio di Yang e coll. ²⁹ per primo pone l’attenzione sul problema clinico rappresentato dai pazienti con polmonite, ma che risultano negativi al test per RT-PCR virale. Altri autori ^18,21 hanno osservato che è riscontrabile in una significativa quota di pazienti, dal 3 al 15%, una negatività delle RT-PCR in presenza di una polmonite virale tipica.

Performance diagnostica della TC torace. Confronto con la RT-PCR

La correlazione tra RT-PCR e TC torace in pazienti con sintomi respiratori è stata indagata da recenti lavori cinesi ^5,6,22 effettuati nella zona di Wuhan, quindi con un’elevata probabilità pre-test di arruolare pazienti COVID-19 positivi. Fang e coll. ⁵ in uno studio retrospettivo hanno confrontato la positività della RT-PCR e della TC del torace in 51 pazienti reclutati consecutivamente e che presentavano un elevato sospetto clinico di essere affetti da una infezione respiratoria da COVID-19, confermato in tutti i pazienti da una successiva positività per RT-PCR virale. La RT-PCR è stata effettuata sull’espettorato e sul tampone orofaringeo e ripetuta dopo 24 ore nel caso il primo test fosse risultato negativo. Al primo test la RT-PCR era positiva nel 70% dei pazienti ed il 30% dei pazienti ha dovuto ripetere una o più volte il test prima di confermare la positività (fino a 4 test), mentre la TC, effettuata contemporaneamente al primo test della RT-PCR, era positiva e suggestiva per la presenza di una polmonite virale nel 98% dei casi. Gli autori concludono che la sensibilità della TC è decisamente superiore a quella del test della RT-PCR e preferibile a questa ultima metodica anche come indagine di screening in pazienti con una clinica e dati anamnestici compatibili con una infezione da COVID-19.

In un successivo studio retrospettivo che ha coinvolto 1.014 pazienti ⁶ è stato osservato che l’88% (888/1.014) dei pazienti inclusi nello studio presentava una TC del torace suggestiva per polmonite virale, ma solo il 59% dei pazienti (601/1.014) aveva una RT-PCR positiva sulle secrezioni delle prime vie aeree. Il 30% (308/1.014) dei pazienti con RT-PCR negativa aveva una TC torace positiva, gli autori hanno rivalutato questi pazienti in base alla presenza nella TC di immagini tipiche per polmonite da COVID-19 e delle modificazioni della TC nel tempo ¹⁸. Utilizzando questo approccio diagnostico l’81% dei pazienti, TC positivi ma RT-PCR negativi, è stato riclassificato come affetto da infezione da COVID-19 “molto probabile o probabile”. La valutazione dell’imaging è stata effettuata in cieco da due radiologi esperti.

Utilizzando la RT-PCR come gold standard diagnostico per una infezione da COVID-19, sensibilità, specificità e accuratezza della TC nella diagnosi di una polmonite da COVID-19 sono state rispettivamente del 97%, del 25% e del 68% (Tab. III). Un dato interessante del lavoro di Ai e coll. ⁶, poiché la storia clinica dei pazienti è stata ricostruita longitudinalmente, è che in 15 soggetti si è verificato un viraggio da negativo a positivo della RT-PCR. Il tempo medio osservato per la positivizzazione della RT-PCR è stato di 5,1 ± 1,5 giorni con un range di 4-8 giorni. Il 67% (10/15) dei pazienti con positivizzazione del test presentava nel 93% dei casi (14/15), quando la RT-PCR era ancora negativa, degli addensamenti polmonari classificabili come tipici. Gli autori hanno anche osservato che il tempo medio della negativizzazione della RT-PCR è stato mediamente di 6,9 ± 2,3 giorni con un intervallo di 0-27 giorni. Il 42% dei pazienti presenta un miglioramento della TC torace prima della negativizzazione della RT-PCR.

Analoghi valori di sensibilità della TC del torace (93%) sono stati ottenuti da Wen e coll. ³⁰, ma l’esame era caratterizzato, secondo gli autori, da un basso valore predittivo negativo (PPN: probabilità che un soggetto con test negativo non sia affetto da malattia) il che rende la TC poco adatta come test diagnostico e di screening in particolare nelle prime fasi della malattia o nelle forme lievi quando è meno probabile riscontrare addensamenti polmonari.

Ad un analogo risultato sono giunte le due recenti metanalisi di Zhang e coll. ²⁶ e di Kim e coll. ²⁷ che hanno analizzato la performance della TC del torace e della RT-PCR nella diagnosi di malattia da COVID-19.

Entrambe le metanalisi ^26,27 hanno dimostrato che la TC è dotata di un’ottima sensibilità (espressa come media dei dati aggregati) del 94-94,5%, mentre la specificità è bassa (37-41,8%), a causa dei falsi positivi dovuti alle polmoniti non COVID-19. Al contrario, la specificità della RT-PCR si approssima al 100% in quanto non sono dimostrabili falsi positivi; il test è inoltre caratterizzato da un maggior potere predittivo positivo (PPV). Quindi la determinazione della RT-PCR è ritenuta complessivamente preferibile come esame di screening rispetto alla TC del torace.

Le conclusioni delle due metanalisi sono in parte scontate in quanto è ovvio che un esame radiologico non può sostituire un test di laboratorio finalizzato alla individuazione del virus. Infatti la TC non consente di porre diagnosi di COVID-19 in pazienti con forme lievi in assenza di polmonite e non può essere utilizzata ripetutamente nella routine clinica e su larga scala. Dobbiamo però sottolineare i punti deboli ed i possibili bias dei risultati delle due metanalisi che sono conseguenti all’eterogeneità degli studi inclusi, al fatto che gran parte dei lavori sono retrospettivi spesso senza gruppo di controllo ed i criteri di arruolamento dei pazienti non sono chiaramente esplicitati. Inoltre la stima della sensibilità e della specificità della RT-PCR è metodologicamente problematica dato che l’RT-PCR rappresenta il gold standard su cui viene valutata la performance diagnostica della TC e la stessa performance della RT-PCR. Da ultimo, l’esito della TC è espresso con modalità binaria, positivo o negativo, quindi le conclusioni delle metanalisi sono poco utili per l’interpretazione del quadro clinico dei pazienti. Sulle conclusioni delle metanalisi possiamo concordare, ma il problema clinico da noi posto è quello di valutare nel modo più appropriato i pazienti con quadro clinico-radiologico di infezione da COVID-19, ma che risultano RT-PCR negativi.

Il recente lavoro di Debray e coll. ³¹ è molto più interessante da questo punto di vista perché non analizza la TC con modalità binaria, positiva o negativa, ma un gruppo di esperti (8 medici tra cui radiologi, pneumologi, emergentisti) classifica, in cieco rispetto ai risultati della RT-PCR, le TC di 248 pazienti arruolati consecutivamente che sono stati inviati in un ospedale COVID-19 di Parigi in tre categorie: suggestiva, compatibile e non suggestiva per polmonite da COVID-19 o normale. L’accordo tra i medici è risultato ottimale in particolare per la categoria “TC suggestiva” per polmonite da COVID-19. La positività della RT-PCR, nelle tre categorie, è stata rispettivamente del: 97%, 50% e 27%. Due pazienti sono stati considerati come affetti da polmonite da COVID-19 anche se RT-PCR negativi, in quanto hanno presentato un quadro clinico-radiologico tipico per COVID-19 sia all’arruolamento che nel follow-up. Ottantuno pazienti sono risultati RT-PCR negativi e 7 pazienti sono diventati RT-PCR positivi solo al secondo test. I pazienti con TC “suggestiva e compatibile” negativi al primo esame e ritestati con un secondo test si sono dimostrati più frequentemente positivi rispetto a quelli con TC non suggestiva o normale. Utilizzando la RT-PCR come gold standard la sensibilità e specificità della TC nell’individuare i pazienti con polmonite COVID-19 definita come “suggestiva” sono state rispettivamente del 75% e del 95%, mentre considerando assieme i pazienti con TC “suggestiva e compatibile” la sensibilità era dell’85% e la specificità del 77%. Nel caso fossero presenti precedenti patologie polmonari, in particolare nella sola categoria “compatibile” la sensibilità scendeva al 36%.

Il lavoro ³¹ dimostra che la TC del torace ha un elevato valore predittivo in pazienti gravi con sospetta polmonite da COVID-19 quando viene utilizzata con modalità categoriale (diversi gradi di probabilità basati sulla suggestività-tipicità del caso); infatti nei soggetti con un quadro “suggestivo” la predittività della TC è estremamente elevata, mentre diminuisce nelle categorie “compatibile” e “non suggestivo”.

Il quadro TC “suggestivo” è definito come: aree di GGO bilaterale con distribuzione periferica. Descrizione simile al quadro della polmonite da COVID-19 “tipica” proposta da Simpson e coll. ¹⁷. Queste caratteristiche radiologiche sono anche presenti nel 91-100% dei pazienti con polmonite da COVID-19 descritti nello studio italiano di Caruso e coll. ³² in cui sono stati arruolati consecutivamente 158 pazienti che sono stati inviati in un ospedale di Roma per la comparsa di una sintomatologia respiratoria acuta moderata/grave nel marzo 2020. Lo studio conferma che in questo contesto epidemiologico la TC del torace presenta elevati livelli di sensibilità (97%) e accuratezza (72%) (Tab. III).

In conclusione, l’associazione tra quadri radiologici definiti come “suggestivi” o “tipici” per polmonite da COVID-19 con caratteristiche cliniche e laboratoristiche compatibili consente, con buona approssimazione, un sicuro orientamento diagnostico verso una infezione da COVID-19 o perlomeno la coincidenza di queste condizioni deve far innalzare, ad un clinico esperto, il livello di attenzione ed attivare tutte le misure utili al contenimento di una possibile infezione da COVID-19, anche in assenza di un immediato riscontro positivo di un esame RT-PCR.

Per questi pazienti alcuni autori come Debray e coll. ³¹ e Ai e coll. ⁶ utilizzano il termine di polmoniti COVID-19 like cioè quelle polmoniti di pazienti con quadri clinico-radiologici tipici per patologia COVID-19, sia alla presentazione che nella loro evoluzione, ma che sono risultati ripetutamente negativi alla ricerca del virus SARS-CoV-2 mediante RT-PCR.

Ruolo dell’ecografia del torace nei pazienti con polmonite da COVID-19

Non ci sono dati controllati relativi alla performance del test nei confronti di altri esami strumentali di imaging.

L’ecografia del torace si è dimostrata particolarmente utile nella diagnosi precoce dell’interessamento polmonare e per evitare la mobilizzazione del paziente, inoltre consente di effettuare un follow-up ravvicinato del parenchima polmonare e quindi di seguire l’evoluzione della polmonite anche al domicilio del paziente ^33,34 (Figg. 4, 5).

All’esordio sono visibili rari artefatti verticali (linee B) ed una irregolarità e frammentazione della linea pleurica (Fig. 4), in seguito compare la classica sindrome interstiziale pneumogenica con numerosi artefatti o linee B che cominciano a diventare confluenti ed evolvere nel cosiddetto polmone bianco (linee B per una quota maggiore del 50% dello schermo), espressione di aree di compattazione parenchimale millimetriche non aerate sub-pleuriche.

Possono in seguito comparire addensamenti con aspetto tissue like e consolidamenti che possono ulteriormente evolvere in addensamenti di maggiori dimensioni localizzati prevalentemente nelle zone posteriori del polmone (Fig. 5). La gravità della polmonite è correlata all’estensione delle modificazioni dei segnali ecografici del parenchima polmonare ^33,34.

Ruolo della determinazione degli anticorpi nei pazienti con polmonite da COVID-19

L’attivazione dell’immunità acquisita con la produzione di anticorpi si verifica solitamente, nei soggetti immunocompetenti, dai 7 ai 14 giorni dopo l’infezione.

Per prime vengono prodotte le IgM, che sono un indicatore di una recente infezione, ed in seguito le IgG e le IgA. Attualmente sono disponibili test per la rilevazione degli anticorpi, effettuabili su larga scala o in point of care. La determinazione degli anticorpi è utile al fine della diagnosi di polmonite virale in corso solamente quando il risultato è positivo, utilizzando metodi che comprendono la ricerca di IgM di comparsa più precoce rispetto alle IgG.

In un recente studio effettuato in 16 pazienti la positivizzazione degli anticorpi si verifica mediamente 14 giorni dopo l’insorgenza dei sintomi, la frequenza della sieropositività è del 94% per gli anti NP IgG, dell’88% per gli anti NP IgM, del 100% per gli anti-RBD IgG e del 94% per gli anti-RBD IgM. I livelli degli anticorpi anti-SARS-CoV-2-NP o anti-SARS-CoV-2-RBD IgG correlano con il titolo di neutralizzazione virale ¹.

Proposte per la gestione dei pazienti con polmonite e test per RT-PCR negativa

Fattori che possono modificare la performance dei test diagnostici nella polmonite da COVID-19

A conclusione dell’analisi delle performance degli esami diagnostici precedentemente effettuata, possiamo proporre un algoritmo decisionale (Tabb. IV, V, Fig. 6) che utilizza per la diagnosi di sospetta polmonite da COVID-19 nei pazienti RT-PCR negativi un proxy del gold standard comunemente adottato: proxy diagnostico composito clinico-radiologico, in alternativa alla RT-PCR positiva. Dobbiamo comunque sottolineare che la TC torace non è un esame che consente di porre una diagnosi patogeno-specifica in quanto i quadri anche ritenuti tipici per COVID-19 hanno caratteristiche difficilmente distinguibili da quelle di una polmonite virale, ad esempio conseguenti ad una infezione da citomegalovirus o da influenza H1N1, come descritto precedentemente ¹⁷. Tuttavia in un periodo epidemico caratterizzato da una elevatissima circolazione del virus della SARS-CoV-2 nella popolazione la probabilità pre-test di incorrere in polmoniti causate da questi patogeni diventa estremamente bassa rispetto a quanto si possa verificare per le polmoniti da COVID-19. Per il teorema di Bayes infatti la probabilità pre-test, vale a dire la prevalenza della patologia nella popolazione, influenza la probabilità diagnostica post-test o valore predittivo dell’esame. Una più elevata probabilità pre-test pertanto comporterà un significativo aumento della probabilità post-test della TC torace di confermare una polmonite da COVID-19.

La probabilità post-test può essere facilmente calcolata utilizzando il nomogramma di Fagan che mette in relazione la probabilità pre-test, nota la likelihood positiva (LR+) che è la probabilità che un test sia positivo in soggetti sani piuttosto che malati, con quella post-test come rappresentato nella Figura 7.

Nella metanalisi di Zhang e coll. ²⁶, considerando una prevalenza della infezione da SARS-CoV-2 nella popolazione dell’1%, del 10% e del 38%, la prevalenza del 38% è quella stimata in Cina a Wuhan nel periodo di picco epidemico. Stante una LR+ di 2 le probabilità post-test sono rispettivamente del 2%, 15%, e 50% (Fig. 7).

La probabilità post-test è anche influenzata dal valore della LR+. Infatti quando la performance diagnostica della TC è interpretata in modo dicotomico (positivo o negativo, Tab. III), la LR+ è compresa tra 1,29 e 2 ^6,30,32, mentre quando la TC è interpretata in modo categoriale nella classe dei pazienti con TC “suggestiva” o “tipica” la LR+ è 15 ³¹. Quindi la probabilità post-test di individuare una polmonite da COVID-19 è circa dell’80% (Fig. 8). La modalità categoriale è quella che utilizza il medico quando valuta la TC del paziente e per tale motivo abbiamo inserito questa modalità interpretativa della TC nella nostra proposta di diagnosi pragmatica alla polmonite da COVID-19 insieme ai dati anamnestici e laboratoristici (Tabb. IV, V).

Quindi l’interpretazione dell’approccio pragmatico alla polmonite da COVID-19 da noi proposto deve prendere in considerazione la prevalenza della circolazione del virus della SARS-CoV-2 (probabilità pre-test) e le caratteristiche cliniche e radiologiche del paziente alla presentazione e durante l’evoluzione della malattia (LR+ clinico-strumentale).

L’elevata probabilità pre-test ha caratterizzato la cosiddetta fase uno o epidemica mentre ci aspettiamo una più bassa circolazione virale nella cosiddetta fase due. Quindi nella fase due la diagnosi differenziale con i quadri tipici riferibili alle polmoniti da COVID-19 deve prevedere una maggior prevalenza relativa di altre patologie con quadri simil COVID-19 ¹⁷ e questo renderà ancora più difficile il compito del medico che dovrà effettuare per ogni caso un’attenta diagnosi differenziale.

Proposta pragmatica al percorso diagnostico dei pazienti con sospetta polmonite da COVID-19 ma RT-PCR negativi nel periodo pandemico

Nelle Tabelle IV e V e nella Figura 6 è stato sintetizzato il percorso diagnostico gestionale, in pronto soccorso o in ambulatorio pneumologico, dei pazienti con una presentazione clinica suggestiva per infezione da COVID-19. I pazienti sono stati stratificati in base al risultato della RT-PCR (positiva o negativa) e della TC negativa o, se positiva, valutata con modalità categoriale, nella cosiddetta fase uno che può essere utilizzato, con le accortezze che analizzeremo successivamente, anche nella fase due.

I pazienti che si presentano in Pronto Soccorso con una sintomatologia del tipo SARI (Severe Acute Respiratory Infection) e una polmonite che si è dimostrata radiologicamente suggestiva per una infezione da COVID-19 ma con tampone RT-PCR negativo, dovrebbero essere valutati in consulenza da un gruppo multidisciplinare e comunque da un clinico esperto con competenze cliniche e radiologiche, preferibilmente dallo pneumologo, che sulla base dei dati a disposizione deciderà il percorso più appropriato per il caso in esame. Questi pazienti dovrebbero essere ricoverati in aree di osservazione COVID-19, isolati in attesa degli esiti e della ripetizione del test RT-PCR a 24-48-96 ore. Nel caso sia necessario disporre di una diagnosi urgente dopo un primo tampone negativo o in particolari situazioni cliniche può essere effettuato un esame broncoscopico con esecuzione del Lavaggio Bronchiolo-Alveolare (BAL). Il BAL dovrà essere effettuato in ambiente idoneo (camera a pressione negativa) con la massima protezione da parte del personale medico (consigliati maschera FFP3, calzari, camice impermeabile e visiera).

Una recente survey AIPO-ITS effettuata su un campione di 60 pneumologie italiane ha confermato che l’esame del BAL è ritenuto utile e viene effettuato nel 72% delle UOC di Pneumologia nel caso in cui si riscontri una negatività della RT-PCR nei tamponi delle prime vie aeree in pazienti con sospetta polmonite da COVID-19. Nei centri con più elevate casistiche la positività nel BAL per SARS-CoV-2 è risultata attorno al 70% ³⁶. Nel Centro Pneumologico di Cremona, una delle provincie che ha avuto il maggior numero di infetti da SARS-CoV-2 in Italia, il BAL è stato effettuato, durante il picco epidemico, in circa l’8% dei pazienti ricoverati per COVID-19 con una positività per RT-PCR attorno all’80% ³⁷.

I pazienti con polmonite “suggestiva” per COVID-19 ma con RT-PCR ripetutamente negativa in periodo epidemico ed in cui non è possibile o consigliabile effettuare un BAL per le condizioni del paziente, le polmoniti vengono considerate da diversi autori come polmoniti COVID-19 like ^6,31. Lo stesso è verosimile che si possa essere verificato, nel picco epidemico, in circa il 10% dei casi ricoverati in Italia.

Un problema a parte è rappresentato dai pazienti con TC “non tipica” e “non suggestiva” e RT-PCR negativa. Debray e coll. ³¹ hanno segnalato che più frequentemente la TC, nei casi in cui siano presenti precedenti patologie strutturali del polmone, è spesso definibile come “non suggestiva” a causa dell’interferenza tra l’iconografia COVID-19 e quella delle precedenti patologie polmonari, ma anche in questi soggetti, in un periodo epidemico, mediamente la RT-PCR può essere positiva nel 37% dei casi. Per cui in questi pazienti può essere consigliata una ripetizione del tampone delle prime vie aree per confermare l’effettiva negatività del paziente. Ovviamene anche in questi casi la broncoscopia con il BAL consente, nel caso in cui la TC indirizzi verso altre specifiche patologie polmonari, di porre delle diagnosi alternative o di evidenziare la presenza di co-infezioni nel caso in cui la RT-PCR si sia confermata positiva.

In tutti i pazienti che giungono in Pronto Soccorso a causa di un grave distress respiratorio e che vengono immediatamente intubati dovrebbe essere effettuato, oltre al tampone orofaringeo o nasale, un BAL o un broncoaspirato al fine di ridurre i falsi negativi e positivi del prelievo dalle vie aeree superiori.

La diagnosi di polmonite da COVID-19 nella fase due della pandemia

Come abbiamo dimostrato precedentemente, la valutazione della probabilità pre-test rappresenta un elemento fondamentale del processo diagnostico, quindi quando si assiste un paziente con polmonite deve essere posta la massima attenzione alla possibilità che possa aver avuto dei contatti con soggetti COVID-19 positivi. Bisogna quindi indagare se il paziente proviene da zone in cui è presente un focolaio epidemico o se vive in ambienti comunitari o in una casa di cura per anziani.

Quando si valuta un paziente con una polmonite e una TC “tipica’’ o “suggestiva” per COVID-19 ma RT-PCR negativa, anche in un periodo caratterizzato da una bassa circolazione del virus SARS-CoV-2, il paziente deve essere isolato in attesa della ripetizione dei tamponi.

Bisogna però tenere conto che in questa condizione epidemiologica si riduce il valore predittivo della TC ed aumenta la possibilità di incorrere in “falsi positivi” radiologici anche tra i cosiddetti casi che si presentano come “tipici”. Per cui, oltre alla ripetizione dei tamponi, è opportuno, ancor più che nelle fasi epidemiche, effettuare un BAL che può consentire di porre diagnosi alternative come quella di COP o di danno polmonare da farmaci o confermare una polmonite da COVID-19 nel caso in cui la RT-PCR risulti positiva. Quindi, quando la probabilità pre-test è bassa deve essere posta molta attenzione all’impego di termini come polmonite COVID-19 like.

Al contrario, nel caso di una TC “non tipica” o “non suggestiva” e di negatività della RT-PCR, si può essere confidenti per una non infezione da SARS-CoV-2 del soggetto.

Nel caso in cui si riscontri una RT-PCR negativa con TC negativa ovviamente il paziente può essere considerato negativo stante l’elevato potere predittivo della RT-PCR sia in condizioni di basse che di elevate probabilità pre-test. Ovviamente se si è certi che il paziente ha avuto un precedente contatto con un paziente COVID-19 è sempre prudente effettuare un adeguato follow-up.

La Pneumologia, superata la prima ondata e dopo un difficile lockdown si sta rapidamente riorganizzando per affrontare la fase due, che sarà caratterizzata da una forzata convivenza con la SARS-CoV-2, come già si verifica per molte malattie infettive trasmissibili per via aerea come la tubercolosi che la pneumologia da sempre gestisce. Il contenimento del virus SARS-CoV-2 rende necessario attivare percorsi virtuosi, già programmati dalla comunità pneumologica, che comprendono: una rapida diagnosi nei casi sospetti, l’isolamento dei pazienti infettati, il tracciamento dei contatti e un efficace intervento terapeutico.

Una scrupolosa attenzione nel seguire le indicazioni del distanziamento sociale, le norme igieniche e la possibilità di effettuare una diagnosi precoce in modo da individuare immediatamente i casi positivi per evitare pericolose contaminazioni ospedaliere, dovrebbero costituire dei validi elementi protettivi nei confronti di una possibile ripresa o ondata di ritorno autunnale della SARS-CoV-2. In questo senso, una gestione clinica “esperta”, in particolare in fase diagnostica, come può essere quella effettuata dallo specialista Pneumologo, in modo da intercettare i primi casi di ipotetici focolai, una rigorosa distinzione tra aree COVID-19 e non COVID-19, il ricovero dei pazienti infettati in camere a pressione negativa e un’ampia disponibilità di aree sub intensive respiratorie dovrebbero, insieme ad una attenta sorveglianza del territorio, scongiurare una ripetizione di eventi drammatici che si sono purtroppo verificati nella fase uno della pandemia da SARS-CoV-2.

Queste norme sanitarie saranno ancora più importanti nella cosiddetta terza fase quando aumenteranno ulteriormente i contatti interpersonali in una condizione di “quasi normalità”.

Conclusioni

Il problema della massima urgenza è quello, in un momento caratterizzato da un enorme sforzo per organizzare e differenziare i percorsi assistenziali in COVID-19 e non COVID-19, di non introdurre importanti fonti di contagio ospedaliere in aree non COVID per una erronea interpretazione del quadro clinico del paziente. Per tale motivo abbiamo proposto l’adozione di un proxy clinico-radiologico che dovrebbe consentire una razionale gestione dei pazienti con polmonite RT-PCR negativi in condizioni epidemiologiche caratterizzate da una elevata e bassa circolazione della SARS-CoV-2. Queste misure è importante che siano adottate anche nella seconda fase e ancor più nella terza fase dell’epidemia ed in particolare in previsione di una possibile onda di ritorno del COVID-19 che potrebbe, se non ben gestita nei percorsi dei pazienti, rappresentare un elemento di ulteriore stress per un sistema sanitario italiano già messo a dura prova dai recenti eventi.

Figures and tables

Figura 1.Alcune immagini radiologiche dei quadri tipici della polmonite da COVID-19 nelle fasi iniziali ^11,18. A, B) aree multifocali a vetro smerigliato (Ground Glass Opacity, GGO) rotondeggianti; C) aree GGO bilaterali periferiche sub-mantellari.

Figura 2.Alcune immagini radiologiche di quadri tipici della polmonite da COVID-19 solitamente successivi alla fase iniziale ^12,15,17,19. A) TC di uomo di 77 anni in cui si osservano addensamenti rotondeggianti tipo GGO bilaterali multifocali periferici con minime aree addensative; B) TC del torace di un paziente con polmonite da COVID-19 in cui è presente il “segno dell’atollo” indicato con una freccia; C) area a vetro smerigliato periferico nel cui contesto sono visibili ispessimenti intralobulari ed interlobulari (pattern crazy paving); D) TC torace effettuata dopo 4-8 giorni dall’esordio dei sintomi. Sono presenti aree a vetro smerigliato bilaterali rotondeggianti e in parte confluenti con iniziali aree consolidative e ispessimento dei setti intralobulari.

Figura 3.A, B) nel contesto delle aeree GGO, anche nelle fasi iniziali, possono essere presenti delle ectasie vascolari probabili espressioni di microtrombosi dei vasi polmonari ^12,20.

Figura 4.Valutazione della polmonite da COVID-19 con ecografa toracica ³³. L’ecografia del torace può essere particolarmente utile nella diagnosi precoce dell’interessamento polmonare e per evitare la mobilizzazione del paziente. Infatti, nelle prime fasi della malattia polmonare, l’RX torace può essere negativo, dato che prevalgono le aree a vetro smerigliato che non sono facilmente visibili all’RX torace ma solamente alla TC del torace (A, B). In questa fase, all’ecografia del torace, possono essere visualizzate precoci alterazioni, ad esempio irregolarità della linea pleurica da cui si dipartono singoli artefatti verticali o linee B (C).

Figura 5.Valutazione della polmonite da COVID-19 con ecografa toracica ³³. A) nelle successive fasi dell’evoluzione della polmonite da COVID-19 compaiono numerosi artefatti o linee B che cominciano a diventare confluenti (sindrome interstiziale); B) dopo 8-14 giorni dall’esordio dei sintomi, in alcuni casi, si evidenzia un polmone bianco (linee B per una quota maggiore del 50% dello schermo), espressione di aree di compattazione parenchimale. In seguito, possono comparire anche addensamenti con aspetto tissue like.

Figura 6.Proposta per un approccio diagnostico clinico-radiologico come proxy del gold standard della RT-PCR nella diagnosi etiologica di polmonite da COVID-19 in pazienti con polmonite ma RT-PCR negativi nella fase uno dell’infezione da SARS-CoV-2.

Figura 7.Nella metanalisi di Zhang e coll. ²⁶ considerando una prevalenza dell’infezione da SARS-CoV-2 nella popolazione dell’1% del 10% e del 38% (che è quella stimata in Cina a Wuhan nel periodo di picco epidemico), stante una likelihood ratio di 2, la probabilità post-test (probabilità che una TC positiva sia effettivamente una polmonite COVID-19) è rispettivamente del 2, 15, 50%.

Figura 8.Nello studio di Debray e coll. ³¹ la LR+ nella categoria dei pazienti con TC del torace “suggestiva” la LR+ è 15. Considerando una probabilità pre-test del 19,9% (dati osservatorio di Oxford) ³⁵ la probabilità post-test (probabilità che una TC “suggestiva” sia effettivamente una polmonite COVID-19) è dell’80%. Nel caso in cui si prenda in considerazione la categoria dei pazienti con quadro TC “suggestivo e compatibile” la LR+ è inferiore e pari a 3,6, a parità di probabilità pre-test la probabilità post-test è del 40%. Quando invece si riduce la probabilità pre-test, ad esempio all’1% quindi in condizioni di bassa circolazione del virus, anche in presenza di una cosiddetta TC “suggestiva” (LR+ = 15) la probabilità post-test di identificare un paziente COVID-19 scende al 5%.

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