Studio longitudinale prospettico sullo status microbiologico nei pazienti con Discinesia Ciliare Primitiva seguiti presso la Pediatria di Padova

Introduction Primary Ciliary Dyskinesia (PCD) is a rare genetic disorder characterized by defects in motile cilia, with pulmonary involvement resulting from impaired mucociliary clearance. Patients with PCD develop a chronic suppurative lung disease, mostly characterized by upper and lower recurrent respiratory infections, which could result in chronic colonisations leading to progressive lung damage and bronchiectasis. Objectives of the Study The primary objective is to describe the results of sputum microbiological investigations in a cohort of children and young adults with PCD to characterize the prevalence of respiratory colonisations and infections. Secondary objectives include, over a 24-month period, the analysis of prevalences’ variations and the evaluation of the association between microbiological status and clinical characteristics and respiratory function. Materials and Methods This is a single-centre prospective longitudinal study conducted between September 2022 and October 2024 at the Paediatric Pulmonology and Allergology Unit, Department of Women's and Children's Health, University Hospital of Padua. Patients with PCD aged between 6 and 30 years were enrolled in the study. At T0 and subsequently every 3 months for two years (T1 = 3 months; T2 = 6 months; T3 = 9 months; T4 = 12 months; T5 = 15 months; T6 = 18 months; T7 = 21 months; T8 = 24 months) patients were evaluated clinically and microbiologically, and every 6 months (T2, T4, T6, T8) with spirometry. Results The cohort includes 15 patients (5 males, median age 13 years), with 2 dropouts during the 24-month period. At T0, all patients presented pathological nNO (median 33 ppb), 80% showed alterations on TEM (predominantly the absence of ODA+IDA), and 80% presented bronchiectasis on HRCT. The microbiological status of patients at T0 was equally divided (5 negative, 5 colonized, 5 infected), with a prevalence of H. Influenzae (40%) and H. Parainfluenzae (40%) among the colonized, and S. aureus (40%) among the infected. The trend over time for patients with acute infections at T0 was highly variable, whereas patients who were negative and colonized at T0 showed a more constant evolution over time. The comparison between the 5 patients who, during the 24-month follow-up, presented at least one finding of S. aureus colonization and the 10 who were never colonized did not show statistically significant differences at T0 for age, nNO, bronchiectasis, lung function, azithromycin prophylaxis. The LMM model highlighted a significant monthly decline in FEV1 (%pred: beta = -0.13, p = 0.016) and a negative effect of microbiological positivity (colonization/infection) on FEV1% (%pred: beta = -3.41, p = 0.004; Z-score: beta = -0.33, p = 0.003). Conversely, FVC parameters remained stable during the 24-month follow-up. Conclusion The most frequently isolated pathogens in our paediatric and young adult cohort with PCD are H. influenzae and S. aureus. It is observed that subjects who were initially negative and colonized show temporal stability in their condition, which stands in contrast to the marked variability of the group with acute infection; this picture highlights the biological complexity of respiratory microbial ecosystems in PCD. Among the factors associated with a more favourable microbiological profile, a higher nNO value, a younger age at diagnosis, and the continuous use of azithromycin prophylaxis. The study showed normal lung function in the analysed cohort of PCD patients but found a significant negative effect of both the temporal factor and microbiological status (colonization or infection) on FEV1. These findings underscore the importance of regular and longitudinal microbiological monitoring in patients with PCD to achieve a more targeted and personalized clinical management.

Introduzione La Discinesia Ciliare Primitiva (PCD) è una rara patologia genetica causata da difetti delle ciglia mobili, con forte interessamento polmonare a seguito della compromissione della clearance muco-ciliare. I pazienti con DCP vanno incontro allo sviluppo di una pneumopatia cronica suppurativa che si caratterizza per lo lo sviluppo di infezioni respiratorie ricorrenti di alte e basse vie aeree. Le infezioni spesso esitano in colonizzazioni croniche, che nel tempo possono determinare un danno polmonare progressivo e lo sviluppo di bronchiectasie. Obiettivi L'obiettivo primario è descrivere in una coorte di bambini e giovani adulti affetti da DCP i risultati delle indagini microbiologiche su espettorato, al fine di caratterizzare la prevalenza delle colonizzazioni e delle infezioni respiratorie. Gli obiettivi secondari comprendono, nell'arco di 24 mesi, l’analisi delle variazioni temporali di tali prevalenze e la valutazione dell'associazione tra lo status microbiologico e l'evoluzione delle caratteristiche cliniche e della funzionalità respiratoria. Materiali e metodi Studio longitudinale prospettico monocentrico condotto tra settembre 2022 e ottobre 2024 presso l’UOSD di Pneumologia e Allergologia Pediatrica, Dipartimento di Salute della Donna e del Bambino, Azienda Ospedale Università di Padova. Sono stati arruolati nello studio pazienti con PCD di età compresa tra 6 e 30 anni. Al T0 e ogni 3 mesi per due anni (T1= 3 mesi; T2=6 mesi; T3=9 mesi; T4=12 mesi; T5=15 mesi; T6=18 mesi; T7=21 mesi; T8=24 mesi) sono stati valutati clinicamente e microbiologicamente, mentre ogni 6 mesi (T2, T4, T6, T8) mediante spirometria. Risultati La coorte comprende 15 pazienti (5 maschi, età mediana 13 anni), con 2 drop-out nei 24 mesi di studio. Al T0, tutti hanno presentato nNO patologico (mediana 33 ppb), l'80% ha mostrato alterazioni alla TEM (prevalentemente assenza di ODA+IDA) e l'80% ha presentato bronchiectasie alla HRCT. Al T0 i pazienti erano equamente divisi per status microbiologico (5 negativi, 5 colonizzati, 5 infetti), con prevalenza di H. influenzae (40%) e H. parainfluenzae (40%) tra i colonizzati e S. aureus (40%) tra gli infetti. Nel tempo i pazienti con infezione acuta al T0 hanno mostrato un andamento variabile, mentre i pazienti negativi e colonizzati al T0 hanno avuto un’evoluzione più costante nel tempo. Il confronto tra i 5 pazienti che nei 24 mesi di follow-up hanno presentato almeno un riscontro di colonizzazione da S. aureus, e i 10 che non sono mai stati colonizzati, non ha evidenziato differenze statisticamente significative al T0 per età, nNO, bronchiectasie, funzionalità respiratoria, profilassi con azitromicina. Il modello LMM ha evidenziato un declino mensile significativo del FEV1 (%pred: beta = -0,13 p = 0,016) e un effetto negativo della positività microbiologica (colonizzazione/infezione) sul FEV1% (%pred: beta = -3,41 p = 0,004; Z-score: beta = -0,33 p = 0,003). I parametri di FVC sono invece rimasti stabili nei 24 mesi di follow-up. Conclusione Nella nostra coorte pediatrica e di giovani adulti con PCD, H. influenzae e S. aureus sono i patogeni più isolati. I soggetti al T0 negativi o colonizzati mostrano stabilità temporale dello status microbiologico, a differenza della spiccata variabilità del gruppo con infezione acuta, evidenziando la complessità dell'ecosistema microbico respiratorio nella PCD. Un profilo microbiologico migliore si associa a nNO più alto, diagnosi precoce e profilassi continua con azitromicina. Sebbene la funzionalità respiratoria della coorte sia complessivamente nella norma, il fattore temporale e lo stato di colonizzazione o infezione influiscono negativamente sull'andamento del FEV1. Questi dati sottolineano la necessità di un monitoraggio microbiologico regolare e longitudinale per una gestione clinica mirata e personalizzata.