Poprawa diagnostyki i leczenia gruźlicy poprzez badania podstawowe, stosowane i dotyczące systemów opieki zdrowotnej (BAR)

W 2015 r. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) oszacowała, że ​​było około 10,4 miliona nowych przypadków gruźlicy, 1,8 miliona zgonów i 580 000 przypadków gruźlicy lekoopornej, z czego 1,4 miliona zgonów z powodu gruźlicy wśród ludzkiego wirusa niedoboru odporności (HIV) negatywnych i dodatkowe 0,40 miliona zgonów z powodu gruźlicy związanej z HIV. W regionie afrykańskim występuje około jedna czwarta przypadków na świecie oraz najwyższe wskaźniki zachorowań i zgonów w stosunku do liczby ludności. Odsetek przypadków gruźlicy współzakażonych wirusem HIV był najwyższy w krajach regionu afrykańskiego; ogólnie oszacowano, że 33% przypadków gruźlicy było współzakażonych wirusem HIV w tym regionie. Republika Południowej Afryki jest jednym z krajów o największej liczbie przypadków incydentów w 2011 r. (410 000 - 600 000), co czyni ją jednym z 22 krajów o wysokim obciążeniu. Aktualne szacunki wskazują, że 330 000 przypadków incydentów jest współzakażonych wirusem HIV. Pomimo ogłoszenia stanu wyjątkowego w 1996 r. i wdrożenia krótkich kursów bezpośredniej terapii obserwowanej (DOTS), wskaźnik wykrywalności przypadków pozostaje poniżej celu WHO wynoszącego 85%.

Strategia DOTS jest promowana przez WHO jako optymalny program kontroli epidemii gruźlicy. Według WHO antybiotykoterapia jest skuteczna u około 90% pacjentów, jednak czas trwania leczenia stanowi ogromne obciążenie dla służby zdrowia, a pacjenci często przerywają leczenie po ustąpieniu objawów. Oznacza to, że osiągnięcie celu WHO, jakim jest 85% skutecznego leczenia, jest niezwykle trudne dla programów zwalczania gruźlicy. Przypuszcza się, że skrócenie czasu leczenia znacząco wpłynie na przestrzeganie zaleceń, jak również na wyniki leczenia. Możliwości terapeutyczne są jednak bardzo ograniczone, biorąc pod uwagę niewielki rozwój antybiotyków w ciągu ostatnich 40 lat. Znacznie gorzej przedstawia się sytuacja w zakresie gruźlicy opornej na antybiotyki. Niedawne molekularne badania epidemiologiczne dostarczyły przekonujących dowodów na to, że gruźlica gruźlicy MDR w Afryce Południowej jest spowodowana głównie przenoszeniem szczepów MDR, na co wskazują dobrze udokumentowane ogniska klonalne i podwyższone wskaźniki pierwotnej oporności (w niektórych miejscach sięgające nawet 80%) wśród Przypadki MDR-TB.

Jednym ze skutecznych sposobów walki z gruźlicą lekooporną jest szybka diagnoza każdej osoby chorej na gruźlicę i wykrywanie potencjalnie lekoopornych szczepów gruźlicy we wczesnych stadiach choroby. Mikroskopia rozmazowa pozostaje najnowocześniejszą metodą diagnostyczną w wielu krajach rozwijających się, ale metoda ta wykazuje słabą czułość, która jest dodatkowo osłabiona przez koinfekcję HIV. Metody oparte na hodowli pozostają złotym standardem, ale są czasochłonne i często prowadzą do znacznych opóźnień w diagnostyce.

WHO wezwała do rozszerzenia dostępu do hodowli prątków gruźlicy i testów lekowrażliwości (DST) w ramach globalnego strategicznego planu laboratoryjnego WHO. W związku z tym do 2010 r. 50% światowej populacji powinno uzyskać dostęp do usług kulturalnych i czasu letniego, a skalowanie powinno zakończyć się do 2015 r. i objąć ponad 5 miliardów ludzi. Ale nawet jeśli dostęp do kultury i czasu letniego opartego na kulturze można rozszerzyć w warunkach ubogich w zasoby, powolny czas zwrotu (kilka tygodni) czasu letniego opartego na kulturze ogranicza wpływ, jaki ma on na decyzje dotyczące leczenia i wyniki pacjentów. Dotyczy to zwłaszcza osób z podejrzeniem gruźlicy zakażonych wirusem HIV oraz dzieci, u których nie należy opóźniać decyzji o leczeniu ze względu na szybki postęp choroby i duże ryzyko wczesnej śmiertelności.

W czerwcu 2008 roku WHO zaleciła stosowanie testu sondy liniowej (LPA) do szybkiego wykrywania gruźlicy MDR w dodatnich próbkach plwociny. Te LPA wykorzystują reakcję łańcuchową polimerazy (PCR) do amplifikacji interesujących regionów genomu prątków, a następnie odwrotną hybrydyzację do sond specyficznych dla sekwencji. Najbardziej znanym komercyjnym produktem DST jest test GenoType® MTBDRplus (HAIN Lifescience, GmbH, Nehren, Niemcy) do stosowania w rozmazie dodatnich próbek plwociny lub izolatów hodowlanych. Obie metody wykrywają zakażenie kompleksem M. tuberculosis oraz mutacje powodujące oporność na RIF (gen rpoB). Test MTBDRplus może wykryć oporność na INH poprzez analizę genu katG i regionu genu promotora inhA. Wykazano, że czułość i specyficzność wykrywania oporności na INH i RIF za pomocą genotypu MTBDRplus jest wysoka. W 2013 roku WHO zatwierdziła genotyp MTBDRsl. Ten test LPA drugiej linii umożliwia wykrycie oporności na fluorochinolony, aminoglikozydy, CAP i EMB poprzez celowanie odpowiednio w geny gyrA, rrs i embB u M. tuberculosis. Czułość genotypu MTBDRsl waha się od 75 do 91% w wykrywaniu oporności na fluorochinolony, 77 do 85% w przypadku oporności na KANA, 80 do 87% w przypadku oporności na CAP i 57 do 69% w przypadku oporności na EMB.

Ta technologia ma pewne ograniczenia. Po pierwsze, nie wszystkie genotypy nadające odporność są znane, a po drugie, nie wszystkie metody DST są wystandaryzowane i różnią się skutecznością. Może to skutkować suboptymalną i zmienną czułością metod molekularnych dla niektórych leków. Format otwartej probówki tej metody pozwala również na potencjalne zanieczyszczenie krzyżowe amplikonu, co może prowadzić do błędnych diagnoz i późniejszego niewłaściwego postępowania z pacjentami. Dlatego do przeprowadzenia tych testów wymagana jest kosztowna infrastruktura.

Alternatywne rozwiązanie diagnostyczne i DST stało się dostępne w grudniu 2010 r., kiedy WHO zaleciła stosowanie Xpert®MTB/RIF (Xpert), zamkniętego, w pełni zintegrowanego i zautomatyzowanego, zagnieżdżonego testu PCR w czasie rzeczywistym do szybkiego i równoczesnego wykrywania M. tuberculosis złożoną i oporności na RIF, do stosowania jako pierwszy test diagnostyczny u osób z podejrzeniem gruźlicy zagrożonych gruźlicą MDR-TB i gruźlicą związaną z HIV. Metoda umożliwia odkażanie próbek, reakcję PCR i analizę w czasie rzeczywistym w ramach jednego jednorazowego wkładu z tworzywa sztucznego. Czas realizacji to mniej niż 2 godziny. Xpert sprawdza się dobrze w przypadku próbek dodatnich w rozmazie i jest obiecujący w zakresie poprawy diagnostyki próbek gruźlicy z ujemnym wynikiem rozmazu oraz próbek gruźlicy pozapłucnej i opornych na RIF. Dlatego ten system może okazać się szczególnie przydatny w miejscach, w których wskaźniki koinfekcji wirusem HIV są wysokie. Jednak test Xpert ma tylko ~70% czułość wykrywania gruźlicy w negatywnych próbkach rozmazu i dostarcza jedynie informacji na temat oporności na RIF. Ponadto, jeśli test wykaże oporność na RIF, próbkę należy wysłać do drugiej linii DST. Zatem czas uzyskany dzięki szybkiemu testowi jest tracony przez potrzebę konwencjonalnych testów DST. Ponadto test nie dostarcza informacji farmakogenetycznych, które mogą być niezbędne do sformułowania odpowiedniego schematu leczenia. Niedawno WHO zatwierdziła Xpert Ultra (Ultra), następcę Xpert®MTB/RIF. Ultra zachowuje zdolność wykrywania oporności na ryfampicynę i jest dziesięć razy bardziej czuły niż jego poprzednik Xpert®MTB/RIF, a całkowity czas pracy jest prawie o połowę krótszy.

Xpert i MDRplus zostały pomyślnie wdrożone w South African National Health Laboratory Service (NHLS). NHLS wdrożył MTBDRplus LPA w 2008 roku w celu skrócenia czasu do rozpoczęcia leczenia w porównaniu z diagnostyką posiewową. Pomimo czasu realizacji laboratoryjnej <7 dni, czas do rozpoczęcia leczenia wynosił średnio 55 dni od rozpoznania gruźlicy MDR. Badanie przyczyny dodatkowego opóźnienia wykazało, że czas realizacji laboratorium został znacznie skrócony, ale pozostał na poziomie 22 dni dla próbek rozmazu dodatnich i 29 dni dla próbek rozmazu ujemnych. Wyjaśniono to dużą liczbą próbek wymagających zbadania i późniejszej oceny testów przed dystrybucją do klinik. Wskazuje to na potrzebę ponownego wyposażenia laboratorium diagnostycznego w celu szybkiego przetwarzania i rozpowszechniania testów genetycznych. Ponadto w badaniu tym podkreślono również potrzebę ulepszenia systemów opieki zdrowotnej w celu reagowania na szybkie testy genetyczne. Nie zaobserwowano zmiany w czasie od wysłania raportu diagnostycznego do rozpoczęcia leczenia (średnio 21 dni, niezależnie od metody diagnostycznej).

Wiadomo, że diagnostyka gruźlicy jest trudna, ale kluczowa dla programu kontroli. Pomimo ostatnich postępów diagnostyka nie jest jeszcze wystarczająco szybka, tania i wszechstronna, a nawet wprowadzenie aparatu Xpert nie skróciło radykalnie czasu do postawienia diagnozy ani przypuszczalnie zatrzymania pacjenta. W RPA Xpert został wprowadzony i szybko powiększony, próbując zaradzić epidemii gruźlicy, jednak sprzęt testujący jest zlokalizowany centralnie.

Badacze proponują badanie, w którym zastosowano Xpert®MTB/RIF i Xpert Ultra do badania gruźlicy u pacjentów z objawami w POC, co mogłoby potencjalnie skrócić czas do postawienia diagnozy, a tym samym skrócić czas do rozpoczęcia leczenia w porównaniu z testami scentralizowanymi.