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Case report

Patogeno raro nella cancrena del piede diabetico: un caso di infezione da Wohlfahrtiimonas chitiniclastica

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DOI:

10.3791/68877

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23 settembre 2025

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1Department of Orthopedics, The First Affiliated Hospital, Zhejiang University, 2Department of Orthopedics, No. 903 Hospital of PLA Joint Logistic Support Force, 3Department of Clinical Laboratory, The First Affiliated Hospital, Zhejiang University, 4Department of Orthopaedics, Third Xiangya Hospital, Central South University, 5Zhejiang University School of Medicine, 6Department of General Surgery, Salmaniya Medical Complex, 7Department of Neurology, Republican Research and Clinical Center of Neurology and Neurosurgery, 8Department of Hand Surgery, Xinchang County People's Hospital

In questo articolo

Sommario

A un uomo diabetico di 76 anni con ulcere croniche del piede e cancrena, complicate da infestazione da vermi, è stata diagnosticata la Wohlfahrtiimonas chitiniclastica attraverso il sequenziamento metagenomico. Lo sbrigliamento, la terapia con ertapenem e la ricostruzione delle ferite hanno raggiunto il recupero, sottolineando l'importanza della diagnosi precoce e della diagnostica avanzata per i patogeni rari nei pazienti immunocompromessi.

Abstract

Wohlfahrtiimonas chitiniclastica è un raro batterio Gram-negativo tipicamente associato a infezioni delle ferite, in particolare nei pazienti immunocompromessi o in individui esposti a condizioni non igieniche. Sebbene i casi clinici siano rari, l'infezione può portare a gravi complicanze come batteriemia, shock settico e persino la morte se non riconosciuta o trattata in modo inadeguato. Presentiamo il caso di un uomo diabetico di 76 anni che ha sviluppato ulcere croniche del piede non cicatrizzanti complicate da cancrena e infestazione da vermi. Le sfide diagnostiche sono state affrontate utilizzando il sequenziamento metagenomico di nuova generazione, che ha identificato W. chitiniclastica insieme a Proteus mirabilis e Corynebacterium striatum. La presa in carico comprendeva lo sbrigliamento chirurgico aggressivo per rimuovere il tessuto necrotico, l'applicazione locale di cemento osseo impregnato di gentamicina, la terapia antibiotica sistemica con ertapenem e la ricostruzione della ferita utilizzando un lembo fasciale a base dorsale. Questo approccio combinato ha portato a un significativo miglioramento clinico, a una progressiva guarigione delle ferite e a una marcata riduzione dei marcatori di infezione. Il caso evidenzia il ruolo decisivo delle tecnologie avanzate di sequenziamento nell'identificazione di patogeni rari all'interno delle infezioni polimicrobiche, dove i metodi convenzionali come la spettrometria di massa MALDI-TOF possono fallire. Sottolinea inoltre l'importanza di integrare la diagnostica di precisione con l'intervento chirurgico, la terapia antimicrobica mirata e una rigorosa assistenza postoperatoria per ottenere risultati di successo. Documentando questa presentazione insolita, miriamo ad espandere la consapevolezza clinica delle infezioni da W. chitiniclastica e a fornire un quadro pratico per la gestione di infezioni del piede diabetico altrettanto complesse.

Introduzione

Wohlfahrtiimonas chitiniclastica è un bastoncello Gram-negativo, non mobile, in grado di colonizzare vari ospiti sia in condizioni aerobiche che anaerobiche, con una significativa attività chitinasica che svolge un ruolo importante nella metamorfosi delle mosche parassite 1,2. Le mosche femmine depositano le uova sulle superfici mucose e sulle ferite, creando un'infezione nidus. Le larve si nutrono di fluidi corporei liquidi, cibo ingerito o tessuti ospiti vivi e necrotici per un periodo di tempo3. Sebbene le infezioni siano rare, il numero di segnalazioni cliniche è in aumento, in particolare nei pazienti immunocompromessi o con esposizione a condizioni non igieniche. Questa tendenza è in parte dovuta all'uso più ampio delle tecnologie di sequenziamento genetico, che hanno migliorato la comprensione dell'epidemiologia del patogeno4. Clinicamente, W. chitiniclastica può causare infezioni localizzate delle ferite, ma può anche progredire verso una grave batteriemia, shock settico e persino la morte se non trattata5.

Questo caso clinico descrive un paziente con un'ulcera cronica del piede diabetico non cicatrizzante complicata da infestazione da vermi, con diagnosi finale di infezione da W. chitiniclastica . Il rapporto illustra le sfide diagnostiche e l'importanza dell'identificazione precoce utilizzando il sequenziamento metagenomico di nuova generazione (mNGS). Inoltre, sottolinea l'integrazione dello sbrigliamento chirurgico aggressivo con la terapia con carbapenema per ottenere il salvataggio dell'arto. Evidenziando la sinergia tra diagnostica avanzata e chirurgia ricostruttiva innovativa, questo caso amplia gli scenari in cui W . chitiniclastica dovrebbe essere sospettata e fornisce un quadro pratico per la gestione di infezioni altrettanto complesse.

PRESENTAZIONE DEL CASO:

Un uomo di 76 anni si presentava con ulcerazioni al piede destro che persistevano da tre mesi e che portavano progressivamente all'annerimento del terzo e quinto dito. Circa tre mesi prima del ricovero, ha sviluppato una piccola ulcera sulla faccia plantare dell'avampiede destro. Nelle settimane successive, la lesione si è gradualmente allargata e ha prodotto secrezioni purulente. Inizialmente ha cercato assistenza in un ospedale locale, dove ha ricevuto un ciclo di 5 giorni di antibiotici orali empirici (cefuroxima sodica, 1 compressa due volte al giorno), ma ha mostrato un miglioramento minimo. Quindici giorni prima del ricovero, l'ulcera è peggiorata, con necrosi progressiva e infestazione da vermi.

Il paziente aveva una storia di diabete mellito con scarso controllo glicemico, riportando frequenti dosi dimenticate e un monitoraggio irregolare della glicemia. I suoi farmaci regolari includevano compresse orali di metformina a rilascio prolungato (una compressa, tre volte al giorno). Aveva anche una storia di impianto di pacemaker. Socialmente, viveva in un ambiente rurale con accesso limitato all'assistenza sanitaria e condizioni di vita non ottimali, il che potrebbe aver contribuito a ritardare la gestione delle ferite. Era un operaio in pensione con una storia di uso cronico di tabacco (circa 20 pacchetti-anno) e consumo occasionale di alcol. La storia familiare era negativa per il diabete mellito, la malattia vascolare periferica o le malattie infettive croniche.

L'angiografia con tomografia computerizzata (CTA) degli arti inferiori ha rivelato arteriosclerosi in entrambe le gambe. Al momento del ricovero, gli studi di laboratorio hanno dimostrato leucocitosi (WBC 14,74 × 109/L) con neutrofilia (82,1%), proteina C-reattiva elevata (126 mg/L) e un aumento della velocità di eritrosedimentazione (72 mm/h), coerente con l'infezione sistemica. L'emoglobina glicosilata (HbA1c) era del 9,2%. L'esame obiettivo ha rivelato un marcato gonfiore del piede destro, annerimento del terzo e quinto dito, diminuzione del polso dorsale del piede e dell'arteria tibiale posteriore rispetto al lato controlaterale, perdita di sensibilità superficiale nell'arto inferiore destro e assenza di sensazione di dolore.

Intraoperatoriamente, è stata osservata cancrena dal terzo al quinto dito del piede, nonché nel dorso e nella pianta del piede destro, accompagnata da drenaggio purulento e cattivo odore. Sono stati notati vermi attivi che si contorcevano all'interno della ferita (Figura 1 e Figura 2). Le falangi necrotiche, i tendini e l'osso sono stati sbrigliati e i focolai osteomielitici sono stati rimossi. Un lembo fasciale a base dorsale è stato ruotato per coprire il difetto osseo plantare esposto. L'irrigazione e l'emostasi sono state raggiunte. Il cemento osseo impregnato di antibiotico, preparato mescolando 0,5 g di gentamicina per 40 g di cemento, è stato applicato alle estremità ossee residue dopo la perforazione.

Dopo l'intervento, il paziente è stato trattato con ertapenem per via endovenosa (1 g una volta al giorno) per 14 giorni, in base al profilo patogeno e alla risposta clinica. Lo striscio intraoperatorio ha rivelato un piccolo numero di cellule epiteliali, numerosi bacilli Gram-negativi e cocchi e bacilli Gram-positivi. La coltura convenzionale ha identificato lo Staphylococcus faecalis (Gruppo D). I test di suscettibilità ai farmaci hanno mostrato sensibilità a vancomicina, penicillina G, levofloxacina, cloramfenicolo, ciprofloxacina e gentamicina di alto livello in combinazione, ma resistenza a streptomicina, eritromicina e tetraciclina ad alto livello. I test sono stati eseguiti utilizzando un sistema automatizzato di identificazione microbica e analisi della suscettibilità ai farmaci secondo le linee guida CLSI M100-33. Il sequenziamento metagenomico di campioni intraoperatori ha identificato Proteus mirabilis, Wohlfahrtiimonas chitiniclastica e Corynebacterium striatum (Figura 3). Dopo l'intervento chirurgico e il trattamento, i marcatori di infezione sono diminuiti significativamente e la ferita ha dimostrato una guarigione progressiva.

Diagnosi, valutazione e pianificazione:

Il paziente, un maschio diabetico di 76 anni con glicemia scarsamente controllata, presentava ulcere croniche del piede destro che progredivano in cancrena e infestazione da vermi. La valutazione iniziale ha incluso l'esame obiettivo, che ha rivelato dita necrotiche, drenaggio purulento e attività dei vermi, insieme ai risultati di laboratorio di leucocitosi (WBC 14,74 × 109/L) e neutrofilia (82,1%), coerenti con l'infezione sistemica. L'angiografia con tomografia computerizzata (CTA) degli arti inferiori ha confermato l'arteriosclerosi, contribuendo alla compromissione della perfusione. L'esplorazione intraoperatoria ha dimostrato osteomielite e tessuto necrotico esteso, che hanno richiesto lo sbrigliamento chirurgico e il campionamento microbiologico.

Wohlfahrtiimonas chitiniclastica è spesso isolato nel contesto di infezioni polimicrobiche. In questo caso, il sequenziamento metagenomico di nuova generazione (mNGS) ha identificato W. chitiniclastica, Proteus mirabilis e Corynebacterium striatum. mNGS è stato scelto perché fornisce la risoluzione di infezioni complesse che sono spesso non rilevabili con metodi convenzionali come la MALDI-TOF MS. Le diagnosi differenziali includevano comuni patogeni del piede diabetico come le specie Pseudomonas e Staphylococcus ; Tuttavia, l'esposizione e il sequenziamento associati ai vermi hanno confermato la presenza del raro patogeno.

Il piano di trattamento ha dato priorità allo sbrigliamento chirurgico per ridurre la carica microbica, seguito da ertapenem per via endovenosa (1 g al giorno) per una copertura Gram-negativa ad ampio spettro, tra cui W. chitiniclastica, che è tipicamente sensibile ai carbapenemi. La terapia è stata pianificata per 14 giorni, adattata al profilo patogeno e alla risposta clinica. Il paziente è stato informato in merito agli effetti avversi comuni di ertapenem, tra cui disturbi gastrointestinali (nausea, diarrea) e reazioni correlate all'infusione, e monitorato attentamente durante il ricovero. I criteri per l'aggiustamento della terapia includevano il peggioramento dei segni clinici (aumento dell'eritema della ferita, gonfiore o drenaggio purulento) o marcatori di infezione elevati, in particolare WBC >15 × 109/L o proteina C-reattiva >150 mg/L. In tali casi, verrebbe presa in considerazione la ripetizione dell'imaging con ecografia vascolare o risonanza magnetica, insieme alla modifica o all'escalation degli antibiotici.

Il follow-up post-trattamento è stato strutturato in modo da garantire la continuità delle cure: ispezioni delle ferite ogni 3-5 giorni durante il periodo di degenza, una valutazione completa della ferita e del vascolare a 2 settimane dalla dimissione e revisioni mensili per 3 mesi per monitorare la guarigione delle ferite, lo stato vascolare e il controllo glicemico. La ricostruzione della ferita con un lembo fasciale a base dorsale è stata eseguita per affrontare la perdita di tessuto e promuovere la guarigione. La scelta dell'ertapenem è stata supportata dalla sua stabilità contro le beta-lattamasi a spettro esteso e dall'attività contro gli anaerobi, che era critica nell'ambiente della ferita necrotica. Le potenziali complicanze includevano resistenza antimicrobica, infezione del sito chirurgico o fallimento del lembo, che richiedevano un monitoraggio vigile. Questo approccio evidenzia la necessità di una diagnostica avanzata e di una gestione multidisciplinare nei pazienti immunocompromessi con infezioni rare e complesse.

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Protocollo

Il consenso informato scritto è stato ottenuto dal paziente per la pubblicazione dei dettagli clinici e delle immagini cliniche, secondo le linee guida istituzionali. Gli identificatori dei pazienti sono stati resi anonimi in tutta la documentazione.

1. Valutazione del paziente e valutazione iniziale

  1. È stata ottenuta un'anamnesi completa, concentrandosi sulla durata del diabete mellito, sul controllo glicemico (livelli di HbA1c), sull'anamnesi di malattia vascolare periferica e sugli interventi precedenti (ad esempio, impianto di pacemaker). Sono state documentate la progressione cronica dell'ulcera del piede e l'infestazione da vermi.
  2. L'esame obiettivo ha valutato il gonfiore del piede destro, il tessuto necrotico (terzo e quinto dito del piede), i deficit sensoriali e la conferma visiva dell'attività dei vermi. È stata fotografata la morfologia della ferita (Figura 1 e Figura 2).
  3. I test di laboratorio includevano l'emocromo completo (CBC), la proteina C-reattiva (CRP) e la velocità di eritrosedimentazione (VES).
    1. Per l'emocromo (globuli bianchi, neutrofili), il sangue intero (3 ml) è stato raccolto in una provetta EDTA, che è stata capovolta delicatamente 8-10 volte e analizzata entro 4 ore.
    2. Per il test della CRP, il sangue (2-3 ml) è stato raccolto in una provetta di separazione del siero, lasciato coagulare per 20-30 minuti, centrifugato a 1.500-2.000 × g per 10 minuti e analizzato lo stesso giorno.
    3. Per la VES, il sangue intero (2 ml) è stato raccolto in una provetta di citrato di sodio al 3,2%, miscelato delicatamente e analizzato con il metodo Westergren entro 4 ore.
      NOTA: Conservare/trasportare il sangue a 2-8 °C se ritardato >1 ora.
  4. L'angiografia con tomografia computerizzata (CTA) degli arti inferiori è stata eseguita su uno scanner a fette utilizzando i seguenti parametri: acquisizione elicoidale dal diaframma alle dita dei piedi, collimazione 0,6-0,625 mm, tempo di rotazione 0,33-0,5 s, passo 0,8-1,2, tensione del tubo 100-120 kVp, corrente 150-300 mA.
    1. Il contrasto ioesolo (350 mg I/mL, 1,0-1,5 mL/kg, totale 80-120 mL) è stato iniettato tramite una flebo antecubitale da 18-20 G a 4-5 mL/s, seguita da una soluzione fisiologica da 30-40 mL. Il tracciamento del bolo è stato attivato a 150 HU.
    2. Le immagini sono state ricostruite con uno spessore della fetta di 0,75-1,25 mm; La post-elaborazione del set di dati dell'angiografia TC includeva la ricostruzione multiplanari (MPR), la proiezione di massima intensità (MIP) e il rendering tridimensionale del volume (VR).
      1. L'MPR è stato eseguito per riformattare l'acquisizione elicoidale in piani assiali, sagittali, coronali e obliqui con uno spessore della fetta di 0,75-1,25 mm, consentendo la valutazione delle strutture anatomiche da più orientamenti.
      2. Le immagini MIP sono state generate utilizzando proiezioni di lastre (10-20 mm) per visualizzare i voxel con i valori di attenuazione più elevati lungo ciascuna linea di vista, migliorando così le strutture vascolari e calcificate e sopprimendo i tessuti molli circostanti.
      3. Per la realtà virtuale, i dati volumetrici sono stati elaborati su una workstation dedicata con segmentazione basata su soglia e assegnazione dell'opacità, producendo modelli 3D codificati a colori di ossa, tessuti molli e vasi che possono essere ruotati e ingranditi per migliorare la comprensione spaziale e la pianificazione chirurgica.
  5. Manipolazione di tessuti infestati da vermi:
    NOTA: Le procedure hanno seguito il livello di biosicurezza 2 (BSL-2). Il personale indossava camici, guanti, protezione per gli occhi e maschere N95.
    1. I vermi sono stati rimossi con una pinza sotto irrigazione, posti in contenitori sigillati e immersi in etanolo al 70-95% per lo smaltimento.
    2. Gli strumenti contaminati sono stati disinfettati con ipoclorito di sodio allo 0,1% per ≥10 minuti (0,5% per contaminazione pesante). I rifiuti infettivi sono stati insaccati in sacchetti rossi a rischio biologico e sterilizzati in autoclave a 121 °C per ≥15 minuti o inceneriti. Gli oggetti taglienti venivano gettati in contenitori resistenti alla perforazione.

2. Procedure diagnostiche

  1. Il tessuto necrotico intraoperatorio e il drenaggio purulento sono stati raccolti come campioni durante lo sbrigliamento chirurgico.
  2. I campioni sono stati colorati mediante colorazione di Gram e coltivati sia in condizioni aerobiche che anaerobiche.
  3. Il sequenziamento metagenomico di nuova generazione (mNGS) è stato eseguito su campioni di tessuto intraoperatorio.
    1. Le biopsie tissutali (~0,5 × 0,5 × 0,5 mm) sono state omogeneizzate in 100 μl di 1× PBS per 5-8 minuti e regolate a 200 μl.
    2. Il DNA e l'RNA sono stati estratti separatamente dai campioni omogeneizzati.
      1. Per l'elaborazione del DNA, il DNA dell'ospite è stato impoverito mediante trattamento con 1 U Benzonasi e 0,5% Tween-20 a 37 °C per 5 minuti, seguito da estrazione utilizzando il kit DNA di riferimento. La concentrazione di DNA è stata quantificata utilizzando un test dsDNA HS.
      2. Tutte le librerie di DNA e RNA sono state controllate utilizzando il kit DNA e quantificate con un fluorimetro prima del sequenziamento.
    3. Le librerie sono state controllate e sequenziate su una piattaforma di sequenziamento (ad esempio, SE-75, ~2 × 107 letture/campione). Sono state rimosse le letture < 50 bp, il DNA di bassa qualità o il DNA dell'ospite.
    4. Le letture microbiche sono state allineate a un database interno. Le soglie di rilevazione sono state le seguenti: SMRN-r ≥10 (se anche in controllo negativo), SMRN ≥3 (se assente in controllo negativo), SMRN >1 per batteri intracellulari/difficili da lisizzare; virus necessari ≥3 regioni genomiche non sovrapposte; Tempi di consegna ~16-19 h.
  4. Le diagnosi differenziali si sono associate ai patogeni comuni del piede diabetico, come Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. Questi organismi sono stati esclusi da mNGS e correlazione clinica.

3. Intervento chirurgico

  1. Lo sbrigliamento radicale è stato eseguito per asportare i tessuti molli necrotici, l'osso osteomielitico e i tendini infetti. I vermi sono stati rimossi manualmente dalla ferita.
  2. La ricostruzione della ferita è stata ottenuta ruotando un lembo fasciale a base dorsale per coprire il difetto osseo plantare esposto. L'emostasi è stata raggiunta e la ferita è stata irrigata accuratamente con soluzione fisiologica.
  3. Il cemento osseo impregnato di antibiotici è stato preparato incorporando 0,5 g di gentamicina in 40 g di cemento e applicato alle estremità ossee residue dopo la perforazione.

4. Terapia antibiotica

  1. L'ertapenem per via endovenosa (1 g una volta al giorno) è stato somministrato empiricamente per la copertura dei Gram-negativi, incluso Wohlfahrtiimonas chitiniclastica, che è tipicamente sensibile ai carbapenemi.
  2. La terapia antibiotica è stata continuata per 14 giorni e aggiustata in base alla risposta clinica e ai marcatori di infezione come la conta leucocitaria e i livelli di PCR.

5. Cure postoperatorie

  1. I livelli di glucosio nel sangue sono stati monitorati regolarmente e le dosi di insulina sono state aggiustate per mantenere l'HbA1c al di sotto del 7,5%.
  2. La ferita è stata ispezionata quotidianamente per segni di infezione e l'emocromo e i marcatori infiammatori sono stati monitorati settimanalmente.

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Risultati

Il maschio diabetico di 76 anni con cancrena cronica del piede destro e infestazione da vermi (Figura 1 e Figura 2) è stato sottoposto a una gestione completa, compreso lo sbrigliamento radicale del tessuto necrotico, la rimozione dei focolai osteomielitici e la ricostruzione della ferita utilizzando un lembo fasciale a base dorsale. Il sequenziamento metagenomico di nuova generazione (mNGS) di campioni intraoperatori ha identificato Wohlfahrtiimonas chitini...

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Discussione

Wohlfahrtiimonas chitiniclastica è un batterio a forma di bastoncello, Gram-negativo, non fermentante, positivo all'ossidasi e alla catalasi. È stato scoperto per la prima volta nelle larve della mosca parassita Wohlfahrtia magnifica6. Le mosche femmine depongono le uova sulle ferite e sulle superfici mucose, generando un'infezione nidus. Le larve si nutrono per un certo periodo di tempo di tessuti ospiti necrotici o vitali, fluidi corporei o cib...

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Dichiarazioni

Gli autori dichiarano che non vi è alcun conflitto di interessi.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Agilent 2100 HS DNA KitAgilent Technologies, Santa Clara, CA, Stati Uniti5067-4626 (DNA 1000) / 5067-4627 (DNA HS)*Utilizzato per il controllo della qualità della libreria e l'analisi dei frammenti
Agilent 2100 HS DNA, Qubit 3.0Agilent Technologies, Santa Clara, CA, Stati UnitiG2939BAStrumento per il controllo qualità della libreria, abbinato al kit HS DNA
bioMé sistema rieux VITEK 2bioMé rieux, Marcy-l'É toile, Francia414532Identificazione microbica automatizzata e test di sensibilità antimicrobica
Illumina NextSeq 500  Illumina Inc., San Diego, CA, USAIllumina Inc.,SY-415-1001Piattaforma di sequenziamento ad alto rendimento
Kit DNA patogeno QIAamp UCPPiattaforma di sequenziamento ad alto rendimento50214Estrazione del DNA patogeno con deplezione del DNA dell'ospite
Fluorimetro Qubit 3.0Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, Stati UnitiDomanda 33216Quantificazione del DNA e dell'RNA
Siemens SOMATOM Definizione AS 64-slice Siemens Healthineers, Erlangen, GermaniaN/AUtilizzato per l'imaging con tomografia computerizzata (CTA)

Riferimenti

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