Beta lattamasi a spettro esteso (ESBL): guida
6 Ottobre 2026 · admin
Le beta lattamasi a spettro esteso, conosciute con l’acronimo inglese ESBL (extended-spectrum beta-lactamases), sono enzimi prodotti soprattutto dagli enterobatteri che idrolizzano penicilline, cefalosporine di prima, seconda e terza generazione e monobattamici. La loro diffusione ha cambiato la terapia empirica di molte infezioni urinarie, addominali e delle batteriemie, sia in ospedale sia sul territorio. Per il Concorso SSM sono un argomento ad alto rendimento: uniscono microbiologia, farmacologia e prevenzione delle infezioni in domande spesso costruite su un caso clinico con referto di laboratorio.
Che cosa sono le beta lattamasi a spettro esteso
Le beta-lattamasi sono enzimi batterici che rompono l’anello beta-lattamico, la struttura comune a penicilline, cefalosporine, monobattamici e carbapenemi, rendendo il farmaco inattivo. Le beta lattamasi a spettro esteso sono una famiglia particolare di questi enzimi, derivata in gran parte per mutazione da beta-lattamasi più semplici: a differenza delle penicillinasi classiche, sono capaci di idrolizzare anche le cefalosporine ad ampio spettro, come cefotaxime, ceftriaxone e ceftazidime, oltre all’aztreonam.
Due caratteristiche le definiscono e cadono spesso nei quiz. La prima: in genere non idrolizzano in modo efficace le cefamicine, come la cefoxitina, né i carbapenemi. La seconda: sono inibite, almeno in vitro, dagli inibitori delle beta-lattamasi come l’acido clavulanico e il tazobactam. Proprio la sinergia con il clavulanato è alla base di molti test fenotipici di conferma.
Principi: dove si trovano e come si diffondono
Le ESBL si trovano soprattutto negli enterobatteri, in particolare in escherichia coli e klebsiella pneumoniae, ma anche in Proteus, Enterobacter e altri generi; più raramente in non fermentanti come pseudomonas aeruginosa. I geni che le codificano sono per lo più localizzati su plasmidi, elementi di DNA extracromosomico che si trasferiscono fra batteri per coniugazione, anche fra specie diverse. Sugli stessi plasmidi viaggiano spesso geni di resistenza ad altre classi, come aminoglicosidi, sulfamidici e trimetoprim, mentre la resistenza ai chinoloni è frequentemente associata. Ne deriva che un ceppo produttore di ESBL è spesso multiresistente.
La diffusione avviene in ospedale, attraverso le mani del personale, le superfici e i dispositivi, ma anche in comunità, dove il serbatoio principale è l’intestino. Molti portatori sono colonizzati senza infezione. Fattori di rischio classici sono il ricovero recente, la residenza in strutture assistenziali, l’uso recente di antibiotici, in particolare cefalosporine e chinoloni, i cateteri urinari, le infezioni urinarie ricorrenti e i viaggi in aree ad alta diffusione.
Classificazione delle beta lattamasi a spettro esteso
Le beta-lattamasi si classificano in due modi principali. La classificazione molecolare di Ambler le divide in quattro classi in base alla sequenza aminoacidica: le classi A, C e D sono serina-beta-lattamasi, la classe B comprende le metallo-beta-lattamasi, che richiedono zinco. Le ESBL classiche appartengono alla classe A e comprendono le famiglie TEM, SHV e CTX-M; quest’ultima è oggi la più diffusa negli enterobatteri. Alcuni enzimi di classe D (OXA) hanno spettro esteso. La classificazione funzionale, invece, raggruppa gli enzimi in base ai substrati e agli inibitori.
È fondamentale non confondere le ESBL con altre beta-lattamasi. Le AmpC (classe C) idrolizzano anche le cefamicine e non sono inibite bene dal clavulanato; possono essere cromosomiche inducibili (in Enterobacter, Citrobacter freundii, Serratia) o plasmidiche. Le carbapenemasi, appartenenti alle classi A (come KPC), B (come NDM e VIM) e D (come OXA-48), idrolizzano anche i carbapenemi e rappresentano un livello di resistenza superiore.
| Enzima | Classe di Ambler | Cefalosporine di terza generazione | Cefamicine | Carbapenemi | Inibito da clavulanato |
|---|---|---|---|---|---|
| ESBL (TEM, SHV, CTX-M) | A | Idrolizzate | Generalmente risparmiate | Risparmiati | Sì |
| AmpC | C | Idrolizzate | Idrolizzate | Risparmiati | No |
| Carbapenemasi | A, B, D | Idrolizzate (variabile per OXA-48) | Variabile | Idrolizzati | Variabile |
Meccanismo d’azione e conseguenze cliniche
Nei Gram negativi le beta-lattamasi si accumulano nello spazio periplasmico, fra la membrana esterna e quella citoplasmatica: il beta-lattamico che entra attraverso le porine viene idrolizzato prima di raggiungere le PBP, le proteine bersaglio che costruiscono il peptidoglicano. Se alla produzione di ESBL si associano perdita di porine o pompe di efflusso, il livello di resistenza aumenta e può estendersi a farmaci normalmente risparmiati.
Clinicamente, i produttori di ESBL causano le stesse infezioni dei ceppi sensibili: cistiti e pielonefriti, colangiti, peritoniti, polmoniti nosocomiali, infezioni del sito chirurgico, batteriemie. La differenza è che una terapia empirica con una cefalosporina di terza generazione o con un’aminopenicillina risulta inefficace, con il rischio di ritardare il trattamento adeguato e peggiorare la prognosi nelle infezioni gravi.
Diagnosi di laboratorio
Il sospetto nasce dall’antibiogramma: un enterobatterio con ridotta sensibilità alle cefalosporine di terza generazione o all’aztreonam viene sottoposto a test di conferma. I metodi fenotipici si basano sulla sinergia con l’acido clavulanico: si confronta l’attività di una cefalosporina da sola e associata all’inibitore, con dischi combinati, test a doppio disco o strisce a gradiente; un aumento significativo dell’attività in presenza di clavulanato indica la produzione di ESBL. I sistemi automatici includono spesso un test integrato. Esistono test rapidi colorimetrici o immunocromatografici e metodi molecolari che identificano i geni delle principali famiglie, come CTX-M.
Il campione di partenza deve essere significativo: un’urinocoltura in un paziente sintomatico, un’emocoltura, un materiale da sede sterile. Nei reparti a rischio si eseguono anche tamponi rettali di screening per individuare i portatori, con finalità di controllo delle infezioni e non di terapia.
Implicazioni terapeutiche per classi di antibiotici
La scelta della terapia dipende dalla gravità e dalla sede. Fra gli antibiotici beta-lattamici, i carbapenemi sono il trattamento di riferimento per le infezioni gravi e le batteriemie da enterobatteri produttori di ESBL. Le associazioni beta-lattamico-inibitore come piperacillina-tazobactam, pur attive in vitro, non sono considerate equivalenti ai carbapenemi nelle batteriemie gravi, mentre possono avere un ruolo in infezioni meno gravi o a sede urinaria secondo valutazione specialistica. Le cefalosporine di terza generazione vanno considerate inefficaci anche quando il risultato in vitro appare favorevole. Le nuove associazioni con inibitori di ultima generazione sono generalmente riservate ai ceppi produttori di carbapenemasi, per preservarne l’efficacia.
Per le infezioni urinarie basse non complicate esistono opzioni orali, scelte in base all’antibiogramma: fosfomicina, nitrofurantoina e, in casi selezionati, altre molecole a cui il ceppo risulti sensibile. Gli aminoglicosidi possono essere utili nelle pielonefriti e in associazione, mentre i chinoloni e il cotrimossazolo sono spesso compromessi da resistenze associate. Ragionare per classi di antibiotici aiuta a ricordare la logica: l’enzima colpisce i beta-lattamici, ma il plasmide porta spesso resistenze anche ad altre classi. Il controllo della fonte resta indispensabile, e l’uso dei carbapenemi va rivalutato non appena possibile per non favorire la selezione di carbapenemasi.
Prevenzione e controllo delle infezioni
Gli enterobatteri produttori di ESBL sono un capitolo importante delle infezioni correlate all’assistenza. La prevenzione si fonda sull’igiene delle mani nei momenti raccomandati, sulle precauzioni da contatto per i pazienti colonizzati o infetti secondo i protocolli locali, sullo screening attivo nelle aree ad alto rischio come terapie intensive ed ematologie, sulla pulizia ambientale, sulla gestione corretta dei cateteri urinari e sulla rimozione dei dispositivi non più necessari. Sul versante prescrittivo, la riduzione dell’uso di cefalosporine di terza generazione e chinoloni è una delle misure più efficaci per contenere la selezione di questi ceppi, nell’ambito dei programmi di stewardship.
Errori tipici e come cadono le beta lattamasi a spettro esteso al concorso
Al concorso le beta lattamasi a spettro esteso compaiono in casi come una pielonefrite in un paziente con cateterismo e ricoveri recenti, una batteriemia da E. coli resistente al ceftriaxone, oppure in domande teoriche sul meccanismo, sulla classificazione o sul farmaco di scelta.
Gli errori più frequenti sono: indicare una cefalosporina di terza generazione per un produttore di ESBL; confondere le ESBL con le carbapenemasi o con le AmpC; ritenere che le ESBL idrolizzino i carbapenemi; dimenticare che sono inibite dal clavulanato; pensare che la resistenza sia sempre cromosomica, mentre è tipicamente plasmidica; trattare con antibiotici un portatore asintomatico individuato con il tampone rettale; usare farmaci di ultima generazione quando un carbapenemico è adeguato. Per esercitarsi su referti e casi clinici di questo tipo, la Piattaforma Accademia propone simulazioni commentate in cui ogni risposta viene spiegata.
In sintesi
Le beta lattamasi a spettro esteso sono enzimi, per lo più di classe A (TEM, SHV, CTX-M), che inattivano penicilline, cefalosporine fino alla terza generazione e aztreonam, risparmiando in genere cefamicine e carbapenemi e restando inibiti dal clavulanato. Sono codificate su plasmidi, si associano spesso ad altre resistenze e si trovano soprattutto in E. coli e Klebsiella. Si confermano con test di sinergia con il clavulanato e metodi molecolari. Nelle infezioni gravi il carbapenemico è il farmaco di riferimento, mentre la prevenzione si basa su igiene delle mani, precauzioni da contatto, screening e uso prudente degli antibiotici.
Articolo a cura della redazione di Test Ammissione, che dal 2016 prepara medici al Concorso Nazionale SSM con manuali, simulazioni commentate e lezioni online.