L’urina è un liquido prodotto dai reni a seguito della continua filtrazione del sangue, che contiene acqua, sali minerali, sostanze organiche e rarissimi leucociti: in condizioni normali non sono presenti nell’urina né batteri né lieviti. I reni sono una coppia di organi con la caratteristica forma a fagiolo, localizzati nella parte inferiore della gabbia toracica, posti ai lati della colonna vertebrale. L’urina viene trasportata tramite dei condotti chiamati ureteri fino alla vescica, dove permane temporaneamente, fino a che il soggetto non urina, e viene eliminata tramite l’uretra. L’urinocoltura è l’esame che rileva ed identifica i batteri ed i lieviti che possono essere presenti nell’urina, provenendo dalla cute circostante, dalle zone genitali o dalle feci, e causando le infezioni delle vie urinarie (IVU). Si parla di infezioni delle basse vie urinarie, se coinvolgono la vescica (cistite) o l’uretra (uretrite); di infezioni delle alte vie urinarie se interessano il rene e/o gli ureteri. Si tratta di infezioni molto comuni, che costituiscono motivo frequente di consultazione per i Medici di Medicina generale ed i Pediatri, soprattutto per quanto riguarda la cistite nelle donne. Sono frequenti anche nei bambini di età inferiore ad un anno e richiedono un’attenta valutazione. La maggior parte di queste infezioni sono facili da trattare ma, se trascurate o non correttamente trattate, possono diffondere dalla vescica e dagli ureteri verso i reni, causando patologie decisamente più pericolose (glomerulonefriti, pielonefriti, ecc), che possono provocare danni permanenti e/o raggiungere il circolo sanguigno (setticemia) e causare la sepsi, una complicanza potenzialmente letale.
La Linea Guida della Associazione Europea di Urologia (EAU) del 2018 e la Linea Guida SIGN (Scottish Intercollegiate Guidelines Network) del 2020 classificano le IVU secondo la presentazione clinica, la sede ed i fattori di rischio in:
- IVU non complicate: cistite e/o pielonefrite acuta (eventuale febbre >38°C, brividi, dolore al fianco, nausea, vomito, dolorabilità all’angolo costo-vertebrale con o senza sintomi di cistite) in donne non gravide e in soggetti senza anormalità anatomiche né comorbidità
- IVU complicate: si tratta delle stesse forme del punto precedente in pazienti con aumentata probabilità di decorso complicata: uomini, donne gravide, soggetti con anomalie anatomiche o funzionali del tratto urinario, malattie renali, altre malattie immunodeprimenti
- IVU ricorrenti: frequenza di almeno 3 episodi all’anno o 2 episodi negli ultimi 6 mesi dovute a persistenza/fallimento terapeutico (stesso microorganismo entro 2 settimane) oppure a reinfezione (microrganismo diverso dopo più di 2 settimane)
- IVU in soggetti con catetere vescicale a permanenza o che hanno avuto un catetere nelle ultime 48 ore
- Urosepsi: si tratta di una grave patologia d’ organo causata da un’anomala risposta dell’ospite all’infezione del tratto urinario e/o dei genitali maschili
Le due suddette LG e quella della Società Americana di Malattie Infettive (IDSA) del 2019 affrontano il problema della batteriuria asintomatica, definita come colonizzazione batterica persistente del tratto urinario (carica batterica maggiore di 100.000 UFC/mL) in 2 campioni di urina nelle donne e 1 negli uomini, senza manifestazioni sintomatologiche. La sua prevalenza è stimata essere dell’1-5% nelle donne sane in premenopausa, del 2-10% nelle donne in gravidanza, del 4-19% in donne e uomini anziani sani, dello 0,7-27% nei diabetici, del 15-50% negli anziani istituzionalizzati, del 23-89% in pazienti con lesioni del midollo spinale. Negli uomini giovani non è comune, ma se viene rilevata, è necessario sospettare una prostatite batterica cronica. Nelle donne in gravidanza la batteriuria asintomatica è associata ad una maggiore incidenza di pielonefrite, parto pretermine e basso peso alla nascita. Pertanto in Italia le Linee Guida 2011 per la gravidanza fisiologica e il DPCM (pubblicato sulla GU n. 65 del 18/3/2017) ne prevedono lo screening gratuito, mediante esame delle urine ed urinocoltura con eventuale antibiogramma al 1° trimestre (fra la 12° e la 16° settimana), 2° trimestre (fra la 24° e la 27° settimana) e 3° trimestre (fra la 33° e la 37° settimana). Il trattamento va fatto con un ciclo breve di farmaci che possono essere usati in gravidanza: penicilline, cefalosporine, fosfomicina, nitrofurantoina (da evitare nel caso di deficit di glucosio-6-fosfato deidrogenasi e alla fine della gravidanza), trimetoprim (da evitare nel primo trimestre) e sulfonamidi (da evitare nell’ultimo trimestre). Secondo tali Linee Guida, in tutti gli altri casi citati la batteriuria asintomatica non va trattata. Non è infatti dimostrato che i soggetti anziani interessati da batteriuria asintomatica vadano incontro ad esiti avversi e, comunque, non è dimostrato che il ricorso agli antibiotici in questa condizione sia benefico. Per contro, sono noti gli effetti indesiderati da antibiotici, che comprendono le specifiche reazioni avverse delle singole molecole e la pressione selettiva sui batteri colonizzatori (in particolare gli enterobatteri), con lo sviluppo di ceppi resistenti. Lo screening e quindi il trattamento di una batteriuria asintomatica restano giustificati solo in caso di procedure urologiche durante le quali sia prevedibile un sanguinamento mucoso.
In generale le donne risultano più suscettibili alle infezioni delle vie urinarie rispetto agli uomini, comprese quelle in età preadolescenziale, le gravide e le donne dopo la menopausa. Gli uomini adulti, gli adolescenti e i bambini, a cui è stata confermata la presenza di IVU tramite urinocoltura, dovrebbero eseguire ulteriori test per escludere, tra le possibili cause d’infezione, la presenza di calcoli renali o di anormalità strutturali delle vie urinarie (reflusso vescico-ureterale). Gli individui più esposti a IVU frequenti, ripetute e/o complesse sono i pazienti con un sistema immunitario compromesso (trapiantati), affetti da malattie renali o altre patologie che colpiscono i reni, quali diabete o calcoli renali.
- Per l’esecuzione della coltura una piccola quantità di urina viene stesa (seminata) con un’ansa calibrata su piastre di agar (contenenti uno strato sottile di mezzo di coltura) e incubata a 37°C. L’identificazione del microrganismo viene condotta sulla base di identificazione biochimica o mediante MALDI-TOF (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization). Ogni batterio o lievito presente nel campione di urina del paziente cresce nelle successive 24-48 ore
- Il laboratorista (o la strumentazione automatizzata) osserva le colonie sulla piastra di agar, stimandone il numero totale e determinando quale/i tipo/i di microrganismi siano cresciuti. La forma, il tipo e il colore delle colonie sulla piastra contribuiscono a suggerire quali batteri sono presenti e che verranno sottoposti ad identificazione e antibiogramma
- Idealmente, se il campione di urina è stato raccolto in modo accurato, gli unici batteri presenti dovrebbero essere quelli che provocano l’infezione, in quanto l’urina è un liquido normalmente sterile. Di solito, è presente un unico tipo di batteri in quantità relativamente elevata
- Talvolta i batteri cresciuti in coltura possono essere sono più di uno; questo fenomeno è spesso dovuto alla contaminazione di microrganismi della cute, vaginali, prostatici o fecali durante la raccolta
- Nel caso in cui siano presenti più di 3 microrganismi, nel referto il laboratorio dovrebbe segnalare che si tratta di una possibile contaminazione e suggerire di raccogliere un nuovo campione
- Il test di senbilità agli antibiotici (antibiogramma) viene eseguito per identificare l’antibiotico più efficace per curare l’infezione. Il batterio viene descritto nel referto come sensibile, intermedio o resistente ad una serie di antibiotici comunemente utilizzati per il trattamento delle IVU. Viene inoltre indicata la concentrazione minima inibente (MIC) che corrisponde alla più bassa concentrazione di antibiotico in grado di inibire la crescita del germe dopo 18-24 ore, valutata mediante sistemi automatizzati. L’antibiogramma non viene eseguito nel caso di una possibile contaminazione
Se dopo 24-48 ore di incubazione la crescita sulle piastre di agar è minima o assente, la coltura di urina è considerata negativa, suggerendo che non è presente alcuna infezione.Recentemente (Guideline Sign 2020, Linea Guida GIAU 2016) è stato suggerito di utilizzare, in pazienti affetti anche da altre patologie, test rapidi da effettuare al letto del paziente, prima di somministrare antibiotici o richiedere un’urinocoltura. Si tratta di striscette (dipstick) che, se rilevano esterasi e nitriti, fanno sospettare un’infezione delle vie urinarie, se al contrario sono negative con alta probabilità la escludono. Per approfondimenti consultare la Linea Guida 2016 del GIAU (Gruppo Italiano Analisi Urine 2016).
Urine is a liquid produced by the kidneys as a result of continuous blood filtration, which contains water, mineral salts, organic substances, and very rare leukocytes: under normal conditions, neither bacteria nor yeast are present in urine. The kidneys are a pair of organs with the characteristic bean shape, located in the lower part of the rib cage, located on the sides of the spine. Urine is transported via ducts called ureters to the bladder, where it remains temporarily, until the subject urinates, and is eliminated via the urethra. Urine culture is the test that detects and identifies bacteria and yeasts that may be present in urine, originating from the surrounding skin, genital areas, or feces, and causing urinary tract infections (UTIs). We speak of lower urinary tract infections, if they involve the bladder (cystitis) or urethra (urethritis); of upper urinary tract infections if they affect the kidney and/or ureters. These are very common infections, which are a frequent reason for consultation for general practitioners and pediatricians, especially regarding cystitis in women. They are also common in children under one year of age and require careful evaluation. Most of these infections are easy to treat but, if neglected or not properly treated, can spread from the bladder and ureters to the kidneys, causing significantly more dangerous conditions (glomerulonephritis, pyelonephritis, etc.), which can cause permanent damage and/or reach the bloodstream (septicemia) and cause sepsis, a potentially fatal complication. The 2018 European Association of Urology (EAU) Guideline and the 2020 Scottish Intercollegiate Guidelines Network (SIGN) Guideline classify UIs according to clinical presentation, location, and risk factors into:Uncomplicated UTI: acute cystitis and/or pyelonephritis (possible fever >38°C, chills, flank pain, nausea, vomiting, costovertebral angle tenderness with or without symptoms of cystitis) in non-pregnant women and in subjects without anatomical abnormalities or comorbidities
Complicated UTI: These are the same forms as the previous point in patients with an increased likelihood of a complicated course: men, pregnant women, subjects with anatomical or functional abnormalities of the urinary tract, kidney disease, other immunosuppressive diseases
Recurrent UTI: frequency of at least 3 episodes per year or 2 episodes in the last 6 months due to therapeutic persistence/failure (same microorganism within 2 weeks) or reinfection (different microorganism after more than 2 weeks)
UTI in subjects with an indwelling bladder catheter or who have had a catheter in the last 48 hours
Urosepsis: This is a serious d’ organ disease caused by an abnormal host response to infection of the urinary tract and/or male genitalia
The two aforementioned LGs and the 2019 one from the American Society of Infectious Diseases (IDSA) address the problem of asymptomatic bacteriuria, defined as persistent bacterial colonization of the urinary tract (bacterial load greater than 100,000 CFU/mL) in 2 urine samples in women and 1 in men, without symptomatic manifestations. Its prevalence is estimated to be ’1-5% in healthy premenopausal women, 2-10% in pregnant women, 4-19% in healthy older women and men, 0.7-27% in diabetics, 15-50% in institutionalized older adults, 23-89% in patients with spinal cord injury. In young men it is not common, but if it is detected, chronic bacterial prostatitis should be suspected. In pregnant women, asymptomatic bacteriuria is associated with a higher incidence of pyelonephritis, preterm birth, and low birth weight. Therefore in Italy the 2011 Guidelines for physiological pregnancy and the DPCM (published in the Official Journal no. 65 of 18/3/2017) provide for free screening, through urine tests and urine culture with a possible antibiogram in the 1° trimester (between the 12th° and 16th° week), 2° quarter (between 24° and 27° week) and 3° quarter (between 33° and 37° week). Treatment should be done with a short course of drugs that can be used during pregnancy: penicillins, cephalosporins, fosfomycin, nitrofurantoin (to be avoided in the case of glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency and at the end of pregnancy), trimethoprim (to be avoided in the first trimester) and sulfonamides (to be avoided in the last trimester). According to these Guidelines, in all other cases cited, asymptomatic bacteriuria should not be treated. In fact, it has not been demonstrated that elderly subjects affected by asymptomatic bacteriuria experience adverse outcomes and, in any case, it has not been demonstrated that the use of antibiotics in this condition is beneficial. On the other hand, antibiotic side effects are known, which include specific adverse reactions of individual molecules and selective pressure on colonizing bacteria (particularly enterobacteria), with the development of resistant strains. Screening and therefore treatment of asymptomatic bacteriuria remains justified only in case of urological procedures during which mucosal bleeding is expected. In general, women are more susceptible to urinary tract infections than men, including those in preadolescence, pregnant women, and women after menopause. Adult men, adolescents and children, who have been confirmed to have UTI by urine culture, should perform further tests to exclude, among the possible causes of infection, the presence of kidney stones or structural abnormalities of the urinary tract (vesicoureteral reflux). The individuals most exposed to frequent, repeated and/or complex UTI are patients with a compromised immune system (transplant patients), suffering from kidney disease or other pathologies affecting the kidneys, such as diabetes or kidney stones. To perform the culture, a small amount of urine is spread (seeded) with a loop calibrated on agar plates (containing a thin layer of culture medium) and incubated at 37°C. Identification of the microorganism is conducted on the basis of biochemical identification or by MALDI-TOF (Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization). Each bacterium or yeast present in the patient’s urine sample grows over the next 24-48 hours
The laboratory worker (or automated instrumentation) observes the colonies on the agar plate, estimating their total number and determining which type/s of microorganisms have grown. The shape, type and color of the colonies on the plate help suggest which bacteria are present and which will be subjected to identification and antibiogram
Ideally, if the urine sample has been accurately collected, the only bacteria present should be those that cause infection, as urine is a normally sterile liquid. Usually, a single type of bacteria is present in relatively high quantities
Sometimes there can be more than one bacteria grown in culture; this phenomenon is often due to the contamination of skin, vaginal, prostatic or fecal microorganisms during collection
In case more than 3 microorganisms are present, in the report the laboratory should indicate that it is a possible contamination and suggest collecting a new sample
Antibiotic susceptibility testing (antibiogram) is performed to identify the most effective antibiotic to treat the infection. The bacterium is described in the report as sensitive, intermediate, or resistant to a number of antibiotics commonly used for the treatment of UTI. The minimum inhibitory concentration (MIC) is also indicated, which corresponds to the lowest concentration of antibiotic capable of inhibiting germ growth after 18-24 hours, evaluated using automated systems. The antibiogram is not performed in case of possible contamination.
If after 24-48 hours of incubation, growth on the agar plates is minimal or absent, urine culture is considered negative, suggesting that no infection is present. Recently (Guideline Sign 2020, GIAU Guideline 2016) it has been suggested to use rapid bedside tests in patients with other conditions before administering antibiotics or requiring a urine culture. These are strips (dipsticks) which, if they detect esterases and nitrites, raise suspicion of a urinary tract infection, while if they are negative they most likely rule it out. For further information, see the 2016 GIAU Guideline (Italian Urine Analysis Group 2016).