Migliorare la diagnosi e il trattamento della tubercolosi attraverso la ricerca di base, applicata e sui sistemi sanitari (BAR)

Nel 2015, l'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) ha stimato che ci fossero circa 10,4 milioni di nuovi casi di tubercolosi, 1,8 milioni di morti e 580.000 casi di tubercolosi resistente ai farmaci con 1,4 milioni di morti per tubercolosi tra il virus dell'immunodeficienza umana (HIV) persone negative e altri 0,40 milioni di decessi per tubercolosi associata all'HIV. La regione africana ha circa un quarto dei casi mondiali e i più alti tassi di casi e decessi rispetto alla popolazione. La percentuale di casi di tubercolosi coinfettati con l'HIV era più alta nei paesi della regione africana; nel complesso, si stima che il 33% dei casi di tubercolosi sia co-infettato dall'HIV in questa regione. Il Sudafrica è uno dei paesi con il maggior numero di casi di incidenti nel 2011 (410.000 - 600.000), il che lo rende uno dei 22 paesi ad alto carico. Le stime attuali suggeriscono che 330.000 dei casi incidenti sono coinfettati con l'HIV. Nonostante sia stata dichiarata un'emergenza nel 1996 e l'implementazione dei corsi brevi di terapia osservata diretta (DOTS), il tasso di rilevamento dei casi rimane al di sotto dell'obiettivo dell'OMS dell'85%.

La strategia DOTS è promossa dall'OMS come programma ottimale per controllare l'epidemia di tubercolosi. Secondo l'OMS, il trattamento antibiotico è efficace in circa il 90% dei pazienti, tuttavia, la durata del trattamento pone un enorme onere per i servizi sanitari e i pazienti spesso interrompono l'assunzione del trattamento una volta che i sintomi sono migliorati. Ciò implica che è estremamente difficile per i programmi di controllo della tubercolosi raggiungere l'obiettivo dell'OMS dell'85% di trattamenti efficaci. Si ipotizza che la riduzione della durata del trattamento avrà un impatto significativo sull'aderenza e sull'esito del trattamento. Tuttavia le opzioni terapeutiche sono estremamente limitate dato che negli ultimi 40 anni c'è stato poco sviluppo di antibiotici. La situazione per quanto riguarda la tubercolosi resistente agli antibiotici è notevolmente peggiore. Recenti studi epidemiologici molecolari hanno fornito prove convincenti che la MDR-TB in Sud Africa è causata principalmente dalla trasmissione di ceppi MDR, come dimostrato da focolai clonali ben documentati e tassi elevati di resistenza primaria (in alcuni luoghi fino all'80%) tra Casi MDR-TBC.

Uno dei mezzi efficaci per combattere la tubercolosi resistente ai farmaci è la rapida diagnosi di qualsiasi persona affetta da tubercolosi e l'individuazione di eventuali ceppi di tubercolosi potenzialmente resistenti ai farmaci nelle prime fasi della malattia. La microscopia a striscio rimane la diagnostica all'avanguardia in molti paesi in via di sviluppo, ma questo metodo mostra una scarsa sensibilità che è ulteriormente compromessa dalla coinfezione da HIV. I metodi basati sulla coltura rimangono il gold standard, ma richiedono molto tempo e spesso portano a notevoli ritardi diagnostici.

L'OMS ha chiesto di ampliare l'accesso alla coltura di M. tuberculosis e ai test di sensibilità ai farmaci (DST) come parte del piano strategico di laboratorio globale dell'OMS. Di conseguenza, il 50% della popolazione mondiale dovrebbe aver ottenuto l'accesso ai servizi di cultura e DST entro il 2010 e lo scale-up dovrebbe essere completato entro il 2015, coprendo oltre 5 miliardi di persone. Ma anche se l'accesso alla cultura e all'ora legale basata sulla cultura può essere ampliato in contesti poveri di risorse, il tempo di risposta lento (diverse settimane) dell'ora legale basata sulla cultura limita l'impatto che ha sulle decisioni terapeutiche e sugli esiti dei pazienti. Ciò è particolarmente vero per i sospetti di tubercolosi con infezione da HIV e per i bambini per i quali una decisione terapeutica non dovrebbe essere ritardata a causa della rapida progressione della malattia e dell'elevato rischio di mortalità precoce.

Nel giugno 2008, l'OMS ha raccomandato l'uso del test line probe (LPA) per il rilevamento rapido di MDR-TB in campioni di espettorato positivi allo striscio. Questi LPA utilizzano la reazione a catena della polimerasi (PCR) per amplificare le regioni di interesse nel genoma micobatterico seguita dall'ibridazione inversa per sequenziare sonde specifiche. Il prodotto DST commerciale più importante è il test GenoType® MTBDRplus (HAIN Lifescience, GmbH, Nehren, Germania) per l'uso in campioni di espettorato positivi allo striscio o isolati di coltura. Entrambi i metodi rilevano l'infezione da M. tuberculosis complex così come le mutazioni che causano la resistenza RIF (gene rpoB). Il test MTBDRplus può rilevare la resistenza INH analizzando il gene katG e la regione del gene promotore inhA. La sensibilità e la specificità per rilevare la resistenza INH e RIF utilizzando il Genotype MTBDRplus si sono dimostrate elevate. Nel 2013, il genotipo MTBDRsl è stato approvato dall'OMS. Questo test LPA di seconda linea consente di rilevare la resistenza a fluorochinoloni, aminoglicosidi, CAP ed EMB mirando rispettivamente ai geni gyrA, rrs ed embB in M. tuberculosis. La sensibilità del genotipo MTBDRsl varia dal 75 al 91% per il rilevamento della resistenza ai fluorochinoloni, dal 77 all'85% per la resistenza al KANA, dall'80 all'87% per la resistenza al CAP e dal 57 al 69% per la resistenza all'EMB.

Ci sono alcune limitazioni a questa tecnologia. In primo luogo, non tutti i genotipi che conferiscono resistenza sono noti e, in secondo luogo, i metodi DST non sono tutti standardizzati e variano nelle loro prestazioni. Ciò può comportare sensibilità subottimali e variabili dei metodi a base molecolare per alcuni farmaci. Il formato a provetta aperta del metodo consente anche la potenziale contaminazione incrociata dell'amplicone, che può portare a diagnosi errate e conseguente cattiva gestione dei pazienti. Pertanto, è necessaria un'infrastruttura costosa per consentire l'esecuzione di questi test.

Una soluzione alternativa per la diagnostica e l'ora legale è diventata disponibile nel dicembre 2010, quando l'OMS ha raccomandato l'uso di Xpert®MTB/RIF (Xpert), un test PCR nidificato in tempo reale chiuso, completamente integrato e automatizzato per il rilevamento rapido e simultaneo di M. tuberculosis complesso e resistenza RIF, da utilizzare come primo test diagnostico nei sospetti di tubercolosi a rischio di MDR-TB e tubercolosi associata all'HIV. Il metodo consente la decontaminazione del campione, la PCR e l'analisi in tempo reale all'interno di una singola cartuccia di plastica usa e getta. Il tempo di consegna è inferiore a 2 ore. L'Xpert si comporta bene per i campioni positivi allo striscio e promette di migliorare la diagnosi di campioni di tubercolosi extrapolmonare e resistenti al RIF negativi allo striscio. Pertanto, questo sistema può rivelarsi particolarmente utile in contesti in cui i tassi di coinfezione da HIV sono elevati. Tuttavia, il test Xpert ha solo una sensibilità di circa il 70% per rilevare la tubercolosi in campioni negativi allo striscio e fornisce solo informazioni sulla resistenza RIF. Inoltre, se il test indica resistenza RIF, il campione deve essere inviato per l'ora legale di seconda linea. Pertanto, il tempo guadagnato dal test rapido viene perso dalla necessità di test DST convenzionali. Inoltre, il test non fornisce informazioni farmacogenetiche che potrebbero essere essenziali per la formulazione di un regime terapeutico appropriato. Recentemente, l'OMS ha approvato Xpert Ultra (Ultra), il successore di Xpert®MTB/RIF. Ultra mantiene la sua capacità di rilevare la resistenza alla rifampicina ed è segnalato per essere dieci volte più sensibile rispetto al suo predecessore Xpert®MTB/RIF con un tempo di esecuzione totale quasi dimezzato.

Xpert e MDRplus sono stati implementati con successo nel National Health Laboratory Service (NHLS) sudafricano. L'NHLS ha implementato MTBDRplus LPA nel 2008 con l'obiettivo di ridurre i tempi di inizio del trattamento rispetto alla diagnostica basata sulla coltura. Nonostante un tempo di consegna del laboratorio di <7 giorni, il tempo di inizio del trattamento è stato in media di 55 giorni quando è stata diagnosticata la MDR-TB. L'esame della causa del ritardo aggiuntivo ha mostrato che il tempo di risposta del laboratorio era significativamente ridotto, ma rimaneva a 22 giorni per i campioni positivi allo striscio ea 29 giorni per i campioni negativi allo striscio. Ciò è stato spiegato dall'elevato volume di campioni che necessitano di test e successiva valutazione dei test prima della distribuzione alle cliniche. Ciò evidenzia la necessità di riattrezzare il laboratorio diagnostico per elaborare e diffondere rapidamente i test genetici. Inoltre, questo studio ha anche evidenziato la necessità di migliorare i sistemi sanitari per rispondere ai test genetici rapidi. Nessun cambiamento è stato osservato nel tempo tra l'invio del referto diagnostico e l'inizio del trattamento (in media 21 giorni, indipendentemente dal metodo diagnostico.

È noto che la diagnostica nella tubercolosi è difficile, ma fondamentale per il programma di controllo. Nonostante i recenti progressi, la diagnostica non è ancora sufficientemente rapida, economica e completa e anche l'introduzione dello strumento Xpert non ha ridotto drasticamente i tempi di diagnosi o presumibilmente la fidelizzazione del paziente. In Sud Africa, Xpert è stato introdotto e ampliato rapidamente nel tentativo di affrontare l'epidemia di tubercolosi, tuttavia, l'apparecchiatura di test è situata in posizione centrale.

I ricercatori propongono uno studio che implementa Xpert®MTB/RIF e Xpert Ultra per il test della tubercolosi nei pazienti sintomatici presso il POC che potrebbe potenzialmente migliorare il tempo alla diagnosi e quindi migliorare il tempo all'inizio del trattamento rispetto ai test centralizzati.