Aktive enge Kontaktuntersuchung von Tuberkulose durch computergestützte Erkennung und Stool Xpert MTB/RIF bei Menschen, die in Äthiopien leben (CADOOL)

Obwohl es sich um eine vermeidbare und behandelbare Krankheit handelt, infiziert TB etwa 25 % der Weltbevölkerung und verursacht schätzungsweise 1,4 Millionen Todesfälle bei HIV-negativen Menschen (95-%-Unsicherheitsintervall: 1,3-1,5 Millionen) und 187.000 Todesfälle (95-%-UI: 158 000-218 000) bei Menschen mit HIV. Weltweit erkrankten allein im Jahr 2021 schätzungsweise 10,6 Millionen Menschen an Tuberkulose, ein Anstieg gegenüber den für 2020 geschätzten 10,1 Millionen Fällen, wodurch ein lang anhaltender rückläufiger Trend umgekehrt wurde. Tuberkulose ist eine Krankheit der Armut, da 87 % aller TB-Fälle in den 30 Ländern mit hoher Belastung registriert wurden, hauptsächlich in Ländern mit niedrigem Einkommen aus den WHO-Regionen Südostasien und Afrika. In dieser Hinsicht ist die Beziehung zwischen der TB-Belastung und allgemein verwendeten Indikatoren für Unterentwicklung gut belegt. Weithin anerkannte TB-Determinanten sind das Bruttoinlandsprodukt (BIP) und die Prävalenz von Unterernährung, wobei letzteres allein für schätzungsweise 2 Millionen neue TB-Fälle im Jahr 2021 verantwortlich ist. Wie von der Weltgesundheitsorganisation berichtet, war die unmittelbare Folge der COVID-19-Pandemie ein starker Rückgang der Zahl neu gemeldeter TB-Fälle und ein geschätzter Anstieg der neu aufgetretenen Fälle von Rifampicin-resistenter TB, alles Indikatoren, die einen relevanten Nachteil darstellen die Verfolgung der End-TB-Meilensteine ​​2025. Diese Lücken in der TB-Diagnose umfassen sowohl Personen, bei denen eine Diagnose gestellt, aber den örtlichen Gesundheitsbehörden nicht gemeldet wurde, als auch Personen, bei denen keine Diagnose gestellt wurde und die daher nicht in Behandlung genommen wurden.

Für die Diagnose einer aktiven Tuberkulose bleibt der Goldstandard die Suche nach mikrobiologischen Nachweisen einer Infektion. Dies erfolgt klassischerweise mittels Sputum-Abstrich-Mikroskopie und Flüssigkultur mit Arzneimittel-Empfindlichkeitstestung. Die Kultur ist der Goldstandard für die Diagnose, ihr Einsatz wird jedoch durch die Tatsache erschwert, dass Ergebnisse erst nach 10-21 Tagen vorliegen und daher bei der klinischen Entscheidungsfindung wenig oder gar nicht hilfreich sind. Seit seiner Anerkennung durch die WHO-Richtlinien im Jahr 2010 ist Xpert MTB/RIF (Cepheid, CA, USA), ein Molekulartest, der mykobakterielle DNA und genetische Polymorphismen im Zusammenhang mit Rifampicinresistenz nachweisen kann, in die diagnostische Aufarbeitung sowohl bei hoch- als auch bei niedrig- Einkommensländer. Eine neue Version des Tests wurde 2021 von der WHO zugelassen, Xpert MTB/RIF Ultra, mit einer Sensitivität, die sich der für Kulturassays aufgezeichneten annähert, aber wie sein Vorgänger den Vorteil hat, weniger Ressourcen zu benötigen und schnellere Ergebnisse zu liefern. Neben mikrobiologischen Tests hat die Erkennung radiologischer Anomalien durch Röntgenaufnahmen des Brustkorbs in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erlangt und wird jetzt als Standard-Screening-Test empfohlen. Eine ausführlichere Beschreibung der diagnostischen Leistungsfähigkeit des Thorax-Röntgens und des digitalen Thorax-Röntgens mit computergestützter Erkennung finden Sie im nächsten Abschnitt dieser Einführung.

Computergestützte Erkennung (CAD) ist in den letzten Jahren eine auf künstlicher Intelligenz basierende Software, die mit dem Ziel entwickelt wurde, eine automatisierte Interpretation digitaler CXR-Bilder anzubieten. Allgemein ausgedrückt erzeugen CAD-Programme eine numerische Bewertung, die CXR-Veränderungen interpretiert, um die Wahrscheinlichkeit von TB zu quantifizieren. Wenn die diagnostische Genauigkeit anhand von bakteriologisch bestätigter TB beurteilt wird, liegt die Sensitivität der CAD-Software zwischen 90 % und 92 % und die Spezifität zwischen 23 % und 66 %, wodurch die von der WHO für einen Screening-Test geforderte Mindestsensitivität erfüllt wird. Diese diagnostischen Leistungen wurden durch mehrere prospektive Studien, die in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen (LMIC), systematische Reviews und eine Metaanalyse auf Patientenebene durchgeführt wurden, bestätigt, was zur Billigung von CAD-Technologien durch die aktuellen konsolidierten TB-Leitlinien der WHO für das Screening führte von Personen ab 15 Jahren, die zu ausgewählten Hochrisikopopulationen gehören. Unter den im Handel erhältlichen CAD-Softwarepaketen ist die CAD4TB-Plattform Version 6 (Delft Imaging Systems, Niederlande), die mithilfe von Deep-Learning-Technologien entwickelt wurde – einer Art maschineller Lerntechnologie, die auf künstlichen neuronalen Netzen basiert – Ergebnisse in wenigen Sekunden freigibt und für den Betrieb konzipiert wurde bei Patienten ab 4 Jahren. In einer kürzlich durchgeführten Studie hat sich CAD4TB v7 im Vergleich zu einem mikrobiologischen Xpert-Referenzstandard sowohl als hocheffizient als auch als kosteneffektiv in Umgebungen mit hoher Belastung erwiesen, da es in der Lage ist, 132 Bilder pro Tag zu einem Preis von weniger als zu verarbeiten 6 USD pro Person. Auch wenn die Technologie für die Anwendung bei Personen ab 4 Jahren validiert ist, liegen nur sehr wenige Daten zum klinischen Nutzen dieser Technologie bei Kindern vor. In den letzten Jahren hat Xpert MTB/RIF auf Stuhlproben seit Mykobakterien Aufmerksamkeit erregt - mit Sputum können geschluckt werden und stehen dann für molekulare Tests zur Verfügung. Ähnlich wie Xpert auf Sputumproben ist Xpert im Stuhl in der Lage, sowohl das Vorhandensein von mykobakterieller DNA als auch Mutationen im Zusammenhang mit Rifampin-Resistenz nachzuweisen. Die Anwendung von Xpert MTB/RIF auf Stuhlproben wurde in den WHO-Leitlinien von 2020 als möglicher diagnostischer Ersttest für Kinder mit Anzeichen und Symptomen einer Lungentuberkulose eingeführt. Allerdings basiert diese Empfehlung auf einer geringen Vertrauenswürdigkeit der Evidenz. Aufgrund fehlender verfügbarer Evidenz wurde bisher keine Empfehlung zur Verwendung von Xpert bei Stuhlproben in der erwachsenen Bevölkerung ausgesprochen.

Äthiopien ist unter den 30 Ländern mit hoher Belastung sowohl für TB als auch für HIV/TB aufgeführt und wurde im letzten Global Tuberculosis Report aus der Liste der Länder mit hoher Belastung für multiresistente oder Rifampicin-resistente TB (MDR-RRTB ). Die jährliche TB-Inzidenz beträgt 132 Fälle pro 100.000 Einwohner (95 %-KI 92-178), mit einer Fall-Todesrate von 15 %, wobei die meisten Fälle auf Unterernährung zurückzuführen sind. Krankheitsinzidenz und Mortalität, sowohl bei HIV-positiven als auch bei HIV-infizierten Menschen, gehen zurück und erreichen fast den End-TB-Meilenstein einer 35-prozentigen Reduzierung der TB-Todesfälle im Vergleich zu 2015. Da sich die pandemiebedingte Unterbrechung der TB-Dienste jedoch auf die Zahl der neu diagnostizierten TB-Fälle auswirkte, ist ihr Einfluss auf die Sterblichkeit und die allgemeine Krankheitslast wahrscheinlich noch abzuwarten.

Wie in den meisten Ländern mit geringen Ressourcen und hoher Belastung werden in Äthiopien selten vom Anbieter initiierte Kontaktuntersuchungen durchgeführt, obwohl die Kontaktverfolgung und Bewertung aller Personen, die mit einem aktiven Fall von TB in Kontakt waren, in den neuesten nationalen Richtlinien empfohlen wird . Die Weltgesundheitsorganisation hat kürzlich ihre Screening-Richtlinien aktualisiert und dabei die Bedeutung eines aktiven, vom Anbieter initiierten Screenings von Risikogruppen, insbesondere von Haushalten mit Index-TB-Patienten, betont . Epidemiologische Daten über aktive Tuberkulose unter Haushaltskontakten sind begrenzt, aber wenn sie gemeldet werden, sind die Prävalenzraten hoch . Auch eine von Gamtesa et al. fanden heraus, dass das Verhalten in Äthiopien selbst bei Patienten mit Anzeichen und Symptomen von Tuberkulose gering ist.

Das vom Anbieter initiierte Screening ausgewählter Hochrisikopopulationen ist eine Schlüsselstrategie im Kampf gegen die TB-Eradikation. Laut WHO sollte dieser Ansatz eine systematische Identifizierung von Personen mit einer möglichen TB-Erkrankung durch schnell anwendbare Tests, Untersuchungen oder andere Verfahren umfassen. In diesem Zusammenhang fehlen Daten über die klinischen Auswirkungen des Einsatzes von CAD-Technologien in Äthiopien. Außerdem werden Daten über die diagnostischen Leistungen der CAD-Software bzw. des stool Xpert MTB/RIF in der pädiatrischen Population und der erwachsenen Population benötigt.

Die Studie wird im St. Luke Catholic Hospital in Wolisso in Äthiopien durchgeführt.

Das St. Luke Catholic Hospital ist das Überweisungskrankenhaus in der südwestlichen Shoa-Zone in der Region Oromia zwischen Addis Abeba und Jimma und erstreckt sich über eine Entfernung von 400 km. Das St. Luke Catholic Hospital versorgt eine Bevölkerung aus einem Einzugsgebiet von rund 1,4 Millionen Menschen. Bis heute beträgt die Bettenkapazität des Krankenhauses 208, während die durchschnittlichen Besuche in der Ambulanz 350 Patienten pro Tag betragen.

Für das Jahr 2021 wurde im St Luke Hospital bei 207 Patienten Lungentuberkulose diagnostiziert. Davon wurden 164 Patienten stationär und 43 ambulant behandelt. Von diesen zeigten 5 Rifampicin-Resistenz. Diese MDR-Fälle wurden zur Zweitlinienbehandlung an die Therapeutic Initiating Centers überwiesen. Von den in der OPD-Klinik behandelten Patienten wurden 30 in die TB-Klinik des Krankenhauses begleitet.

Das routinemäßige TB-Screening im St. Luke Catholic Hospital basiert auf einem vom Patienten initiierten Behandlungspfad mit einer Bewertung von Anzeichen und Symptomen, die auf TB hindeuten. Mögliche TB-Fälle werden durch einen klinischen Besuch identifiziert, der eine Röntgenuntersuchung des Brustkorbs beinhalten kann. Bei der Durchführung werden Röntgenaufnahmen des Brustkorbs von diensthabenden Ärzten in digitalem Format ausgewertet.