Klebsiella granulomatis

Caratteristiche

Il batterio Klebsiella granulomatis (precedentemente chiamato Donovania granulomatis e Calymmatobacterium granulomatis) è un bacillo Gram-negativo, pleomorfo, dotato di capsula, aerobio facoltativo, immobile e asporigeno. Rientra nella famiglia degli Enterobatteri e raffigura l’agente eziologico di una malattia sessualmente trasmissibile, la donovanosi (o granuloma inguinale), che colpisce prevalentemente le zone genitale e perianale, ed è associata con un aumento del rischio di infezione da HIV.

Figura 1 – K. granulomatis al microscopio elettronico a scansione — *Figura 1 –* K. granulomatis al microscopio elettronico a scansione [www.clinicasabortos.mx]

Riguardo alla tassonomia del batterio, ci sono stati alcuni dibattiti; in ogni caso, uno studio del 1948, pubblicato su American Journal of Syphilis, Gonorrea and Venereal Diseases, suggerì un legame tra Calymmatobacterium granulomatis e gli altri batteri appartenenti al genere Klebsiella sull’evidenza di una cross reattività antigenica. La dimostrazione di una stretta somiglianza tra C. granulomatis e due batteri del genere Klebsiella (K. pneumoniae e K. rhinoscleromatis) avvenne grazie a un lavoro del 1999, pubblicato su International Journal of Systematic Bacteriology. In tale studio gli autori eseguirono il sequenziamento dei geni 16S rRNA (subunità 16S dell’RNA ribosomiale) e phoE (porina per il passaggio del fosfato), e proposero che C. granulomatis dovesse essere riclassificato come Klebsiella granulomatis.

Le aeree del mondo in cui c’è una maggiore diffusione del microorganismo sono quelle tropicali e sub-tropicali tra cui India, Brasile, Caraibi, Sud Africa, Zambia, Zimbabwe, Papua Nuova Guinea e le popolazioni aborigene australiane, e tale condizione è dovuta a basse condizioni igieniche e socio-economiche. Comunque, negli ultimi venti anni, grazie all’introduzione di misure di controllo appropriate, l’incidenza della patologia è abbastanza diminuita, e al giorno d’oggi si registrano pochi casi anche in quei paesi dove la prevalenza era elevata.

Per quanto concerne le proprietà biochimiche, K. granulomatis è catalasi e ossidasi positivo, idrolizza l’urea in ammoniaca e anidride carbonica, fermenta vari zuccheri, tra cui il lattosio, il glucosio, il malonato, lo xilosio e il ramnosio. In aggiunta a ciò, esprime gli enzimi lisina decarbossilasi e beta-galattosidasi.

Filogenesi

Dominio	Prokaryota
Regno	Bacteria
Phylum	Proteobacteria
Classe	Gammaproteobacteria
Ordine	Enterobacterales
Famiglia	Enterobacteriaceae
Genere	Klebsiella
Specie	K. granulomatis

Tabella 1 – Filogenesi di K. granulomatis

Morfologia

Come avevamo descritto nella prima parte, K. granulomatis ha una forma a bastoncello, è capsulato e assume un pigmento bluastro-violaceo con la colorazione di Gram. Inoltre, misura da 1 a 2 μm in lunghezza, da 0,5 a 0,7 μm in larghezza, non presenta flagelli, e la superficie esterna è contraddistinta da proiezioni che somigliano ai pili o alle fimbrie (Fig. 2).

Figura 2 – K. granulomatis al microscopio elettronico a scansione, in cui sono evidenti le proiezioni della superficie — *Figura 2 –* K. granulomatis al microscopio elettronico a scansione, in cui sono evidenti le proiezioni della superficie [www.abortionclinicsinuk.co.uk]

La caratteristica maggiormente rilevante di K. granulomatis è che si tratta di un microorganismo intracellulare che si moltiplica all’interno delle grosse cellule mononucleate (macrofagi), in vacuoli intracitoplasmatici, e i batteri neoformati vengono rilasciati all’esterno con la lisi cellulare e invadono altre cellule. Nel momento in cui i batteri infettano le cellule e si replicano nei vacuoli, creano delle inclusioni chiamate “corpi di Donovan” (Fig. 3), che hanno un aspetto che ricorda delle spille di sicurezza. Ciò è legato agli addensamenti della cromatina ad entrambi i poli, che conferiscono una colorazione bipolare in seguito all’applicazione di coloranti come Giemsa, Wright e Leishman.

Figura 3 – Cellule invase da K. granulomatis in un Pap Test. A) Infiammazione granulomatosa con istiociti e cellule epitelioidi; B) Copri di Donovan in vacuoli intracitoplasmatici (cerchio); C) Macrofagi colmi di numerose strutture a spilla di sicurezza con ispessimento polare della cromatina (corpi di Donovan) e un alone che le circonda — *Figura 3 – Cellule invase da* K. granulomatis in un PAP test. A) Infiammazione granulomatosa con istiociti e cellule epitelioidi; B) Copri di Donovan in vacuoli intracitoplasmatici (cerchio); C) Macrofagi colmi di numerose strutture a spilla di sicurezza con ispessimento polare della cromatina (corpi di Donovan) e un alone che le circonda [microbenotes.com]

Non è possibile fornire immagini o una descrizione macroscopica delle colonie, in quanto K. granulomatis non cresce sui terreni di coltura convenzionali. La coltura di questo microorganismo si può ottenere impiegando delle cellule ematiche mononucleate (monociti, linfociti) coltivate in terreni contenenti siero bovino fetale con l’aggiunta di vancomicina e metronidazolo. Oltre a questo metodo, la coltura si può raggiungere con l’impiego di un monostrato di cellule di carcinoma laringeo umano (Hep-2), trattate con cicloesimide (composto chimico che blocca la sintesi proteica), in terreno RPMI 1640, supplementato con siero bovino fetale, penicillina e vancomicina.

Patogenesi

Avevamo accennato all’inizio che l’infezione da K. granulomatis è conosciuta come donovanosi, ma può essere indicata anche con i seguenti sinonimi: granuloma inguinale, granuloma venereo, malattia di Donovan, granuloma tropicale, granuloma serpiginoso, ulcera serpiginosa e granuloma infettivo. La prima descrizione di questa patologia risale alla seconda metà dell’800 a Madras, in India, grazie al medico scozzese Kenneth McLeod, il quale la chiamò ulcera serpiginosa dell’inguine. Nel 1886 il britannico Charles Wilbeforce Daniels, medico e pioniere della medicina tropicale, introdusse il termine ulcera inguinale lupoide. Nel 1905 avvenne la prima osservazione del microorganismo responsabile da parte del colonnello e medico irlandese Charles Donovan, il quale lo individuò nell’essudato della cavità orale di un ragazzo affetto. Dal nome di questo medico originano la prima denominazione del batterio come Donovania granulomatis e il termine “corpi di Donovan” per designare la presenza del germe nei macrofagi. Nel 1913 i medici brasiliani Henrique de Beaurepaire Rohan Aragão e Gaspar de Oliveira Vianna rinominarono il batterio con l’appellativo Calymmatobacterium granulomatis.

La donovanosi è una malattia venerea che si localizza soprattutto a livello dei genitali, meno frequentemente vengono coinvolte le zone anali, inguinali, perianali e orali. L’infezione si verifica abitualmente nelle persone tra 20 e 40 anni, colpisce con più probabilità gli uomini rispetto alle donne, e raramente si trasmette per contatto non sessuale.

La malattia esordisce, dopo un periodo di incubazione che va da 7 a 10 giorni, con la comparsa di piccole lesioni indolori sul sito di contatto (noduli sottocutanei o papule), che si sviluppano in ulcere granulomatose che interessano la cute e le mucose. Negli uomini l’infezione è circoscritta in maggior misura sul glande, sul prepuzio e sulla corona, nelle donne sulla vulva, sulle piccole labbra e occasionalmente sulla cervice. Gli eventi di granuloma inguinale nei bambini sono spesso connessi a contatti con adulti infetti, anche se non necessariamente in seguito ad abusi sessuali.

Le lesioni extragenitali si verificano nel 6% dei casi, sono quasi esclusivamente secondarie alle lesioni genitali o anali, e includono le labbra, le guance, le gengive (Fig. 4), il palato, la faringe, il collo, il naso, la laringe e il petto. Sporadicamente l’infezione può evolvere in malattia disseminata in cui il batterio si propaga alle ossa e agli organi interni, specialmente al fegato. SI conoscono quattro tipologie della donovanosi:

Ulcero-granulomatosa (la più comune), con ulcere di un colore rosso simile a quello della carne di manzo, dure e non sanguinanti (Fig. 5A e D);
Ipertrofica o verrucosa, con lesioni sollevate e dai margini irregolari, a volte totalmente asciutte, che hanno un aspetto a “nocciola”;
Necrotica, distinta da ulcere profonde che emanano un odore di marcio e causano distruzione tissutale;
Sclerotica, caratterizzata dalla formazione di lesioni cicatriziali e fibrosi.

Figura 4 – Lesioni granulomatose cavità orale di una donna aborigena australiana di 30 anni (A) e di un ragazzo di 17 anni (B) — *Figura 4 – Lesioni granulomatose nella cavità orale di una donna aborigena australiana di 30 anni (A) e di un ragazzo di 17 anni (B) [Galvin Hart, 2021 / www.clinicaarthurnouel.com]*

Dal momento dell’insorgenza, la malattia segue tre stadi:

Stadio uno, in cui i noduli iniziali si espandono al tessuto circostante, le aree colpite assumono un colore rosa o rosso accesso. Le piccole papule collocate intorno all’ano e ai genitali si trasformano in noduli arrossati e rialzati dalla superficie vellutata; tali noduli sono indolori ma sanguinano se vengono lesionati;
Stadio due, in cui i batteri cominciano a danneggiare la cute e provocano ulcere superficiali che si diffondono dai genitali e dall’ano alle cosce e al basso addome (Fig. 5B e C). Queste ulcere possono essere maleodoranti e, al livello istologico, contengono abbondante tessuto di granulazione con un cospicuo numero di neutrofili e grossi istiociti (Fig. 6). Questi ultimi presentano dei vacuoli che racchiudono i corpi di Donovan, che si vedono con più facilità negli strisci piuttosto che nelle sezioni istologiche;
Stadio tre, in cui l’infezione diventa profonda e le ulcere si convertono in tessuto cicatriziale.

*Figura 5 – Lesioni tipiche della donovanosi nell’uomo (A e C) e nella donna (B e D) [www.msdmanuals.com / oncohemakey.com / vulvovaginaldisorders.org]*

Figura 6 – Istopatologia del granuloma dovuto a K. granulomatis — *Figura 6 – Istopatologia del granuloma dovuto a* K. granulomatis [www.auanet.org]

Il mancato trattamento della donovanosi comporta una serie di complicazioni, tra cui perdita del colore della pelle nella zona genitale, danno e cicatrizzazione genitali, cancro nel sito di infezione, gonfiore genitale permanente dovuto alla cicatrizzazione, restringimento della vagina, dell’ano e dell’uretra, e danno alle ossa o alle viscere se il batterio si spande mediante i flussi ematico e linfatico. Gli organi coinvolti sono la cavità addominale, l’intestino, la milza, il fegato, i polmoni e le ovaie; in tale circostanza insorgono sintomi come febbre, malessere, anemia, sudorazione notturna, perdita di peso e tossiemia (presenza di tossine batteriche nel sangue). Questo evento accade con maggiore assiduità nelle aree endemiche.

Nella malattia cronica può comparire linfedema con eventuale elefantiasi del pene e dello scroto, causate dalla cicatrizzazione e dal blocco dei vasi linfatici.

A proposito delle complicazioni della donovanosi, è interessante descrivere un caso di trasformazione maligna del granuloma inguinale in un paziente HIV positivo di 21 anni. Il ragazzo negava abuso di droghe, aveva una vita sessuale promiscua con l’altro sesso, e presentava dei piccoli noduli indolori sul prepuzio (Fig. 7A); questi, nel giro di quattro mesi, aumentarono di dimensioni fino a rompersi lasciando delle ulcere rosse, scorticate e indolori (Fig. 7B). L’esame fisico rivelò multiple ulcere dure e dai bordi rialzati, sanguinanti se venivano toccate, che coprivano il glande e il canale urinario. Adiacenti alle ulcere c’erano tre lesioni papulo-nodulari.

Figura 7 – A) Edema e ulcere multiple con tessuto di granulazione che coprono il glande e il meato urinario; B) Ulcerazione diffusa con aree sanguinanti dai bordi rialzati, con occultamento del canale urinario [Sardana Kabir et al, 2008]

L’osservazione di uno striscio tissutale, proveniente dal margine dell’ulcera, colorato con Giemsa, evidenziò la presenza di corpi di Donovan all’interno di cellule mononucleate (Fig. 8A), mentre l’esame citologico dell’agoaspirato delle lesioni mostrò cellule squamose atipiche, granulomi e cellule infiammatorie. Dalla biopsia proveniente dai bordi dell’ulcera risultarono dei nidi di cellule squamose con un grado elevato di mitosi (Fig. 8B). L’agoaspirato dei linfonodi inguinali mise in evidenza iperplasia linfoide reattiva, i test sierologici per l’HIV erano positivi e la conta dei linfociti CD4 era di 345 cellule/mm³. A questo punto il paziente venne sottoposto alla terapia antiretrovirale altamente attiva (HAART), e al trattamento con doxiciclina e cotrimossazolo. Considerato il risultato dell’esame istologico, i medici effettuarono una totale penectomia (rimozione del pene) e una dissezione del linfonodo bilaterale inguinale. La ripetizione dell’esame istologico sul campione dissezionato confermò il carcinoma a cellule squamose (abbastanza differenziato), e il paziente ricevette una radio-chemioterapia post operativa.

*Figura 8 – A) Striscio colorato con Giemsa che evidenzia i corpi di Donovan basofili; B) Istologia che mostra i nidi di cellule squamose [Sardana Kabir et al, 2008]*

Identificazione

Nel percorso diagnostico dell’infezione da K. granulomatis, è importante fare una diagnosi differenziale con altre patologie, tra cui la sifilide primaria, il cancroide da Haemophilus ducreyi, l’herpes cronica con ulcere, i condilomi acuminati, il linfogranuloma e il carcinoma spinocellulare. Qualche volta può essere complicato distinguere le ulcere della donovanosi dalle lesioni della sifilide primaria, dal cancroide e dalle grosse ulcere da herpes associato all’HIV. Si dovrebbe prendere in considerazione anche il carcinoma del pene nel caso in cui le lesioni siano distruttive o necrotiche. La donovanosi della cervice uterina può mimare la tubercolosi o il carcinoma della cervice. La presenza di lesioni extragenitali, che sono atipiche, può comportare un ritardo nella diagnosi.

Le indagini di laboratorio per la diagnostica del granuloma inguinale includono:

L’analisi microscopica di strisci di campioni prelevati dalle lesioni, colorati con Giemsa, al fine di individuare i corpi di Donovan. Questi possono essere identificati anche negli strisci di cellule di cervice uterina colorati con la colorazione di Papanicolau (PAP test). La diagnosi di donovanosi dipende primariamente dalla dimostrazione della presenza dei corpi di Donovan;
L’esame istologico, che permette di osservare i cambiamenti indotti dal batterio nel tessuto, ovvero la proliferazione epiteliale e l’infiltrato infiammatorio formato da plasmacellule, neutrofili e pochi linfociti. La biopsia è richiesta di solito per confermare la diagnosi delle tipologie necrotica e sclerotica. Le colorazioni più indicate sono il Giemsa o quelle argentiche;
La ricerca del genoma del batterio mediante reazione a catena della DNA polimerasi (PCR), utilizzando degli oligonucleotidi specifici per il gene phoE.

Terapia e profilassi

Il trattamento della donovanosi consiste nell’impiego di antibiotici che hanno una buona attività sui batteri Gram-negativi, che sono liposolubili e capaci di raggiungere un’elevata concentrazione intracellulare.

Le linee guida dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) raccomandano azitromicina orale 1 g il primo giorno, per poi passare a 500 mg al giorno, ma non illustrano la durata. In Australia dosi di 1 g a settimana per 4-6 settimane o 500 mg al giorni per una settimana sono risultate adeguate. Il Centers for Diseases Control and Prevention (CDC) suggerisce 1 g a giorno per tre settimane o fino alla guarigione delle lesioni.

Ulteriori antibiotici che possono essere efficaci per tre settimane, o fino alla guarigione completa delle ulcere, sono i seguenti:

Cotrimossazolo 160-800 mg due volte al giorno;
Ciprofloxacina 750 mg due volte al giorno;
Doxiciclina 100 mg due volte al giorno;
Gentamicina 1 mg/kg tre volte al giorno, somministrato per via intramuscolare o intravenosa. Questo nel caso in cui gli altri farmaci, nei primi giorni, non abbiano alcun effetto.

Le donne in gravidanza possono usare l’eritromicina 500 mg quattro volte al giorno per tre settimane, in quanto è sicura e dà risultati soddisfacenti (sia da sola che in combinazione con la lincomicina).

La donovanosi può essere prevenuta attraverso varie misure: l’educazione sessuale, lo screening delle malattie sessualmente trasmissibili, l’utilizzo di preservativi sia nel sesso vaginale che in quello anale, l’impiego di dispositivi di protezione (guanti) da parte dei medici che visitano i pazienti con lesioni genitali, ed evitando di avere rapporti sessuali con individui che hanno ulcere visibile sui genitali.