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Pasado y presente en el diagnóstico de la infección tuberculosa latente J. Domínguez ServeiMicrobiologia. Institutd’InvestigacióGermansTriasi Pujol Badalona, Barcelona. ([email protected]) XVI Taller Internacional sobre Tuberculosis UITB-2012

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Page 1: Pasado y presente en el diagnóstico de la infección ......Pasado y presente en el diagnóstico de la infección tuberculosa latente J. Domínguez ServeiMicrobiologia. Institutd’InvestigacióGermansTriasi

Pasado y presente en el diagnóstico de

la infección tuberculosa latente

J. DomínguezServei Microbiologia. Institut d’Investigació Germans Trias i Pujol

Badalona, Barcelona. ([email protected])

XVI Taller Internacional sobre Tuberculosis

UITB-2012

Page 2: Pasado y presente en el diagnóstico de la infección ......Pasado y presente en el diagnóstico de la infección tuberculosa latente J. Domínguez ServeiMicrobiologia. Institutd’InvestigacióGermansTriasi

LTBI diagnosis: Tuberculin skin test

o TST has been until now the only tool available for the diagnosis of

LTBI and is commonly used as complementary test for diagnosis of

active TB.

o Intradermal reaction test.

o TST attempts to measure cell-mediated immunity in the form of a

delayed-type hypersensitivity response to PPD.

o PPD contains more than 200 antigens that are widely shared among

mycobacteria other than M. tuberculosis, including the vaccinal strain

of Mycobacterium bovis BCG and many NTM.

Page 3: Pasado y presente en el diagnóstico de la infección ......Pasado y presente en el diagnóstico de la infección tuberculosa latente J. Domínguez ServeiMicrobiologia. Institutd’InvestigacióGermansTriasi

o 4th August 1890. R. Koch. X International Medicine Congress. Berlin

o 15th November 1890. German Medicine Journal.

o Between 1890-1891 doubtful curative effect.

o January 1891. Description of the substance production (Koch lymph,

Koch fluid, Bacillinum, Kochin).

o February 1891. The label of the product was: Tuberculin

o 1906 C. Von Pirquet demonstrated that the reactivity of the tuberculin

evidenced a previous contact with the bacteria

o Classical studies using tuberculin has allow to establish ratio of

infected individuals, and also the % of patients who developed active

TB at some time during their life.

Tuberculin origin

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LTBI diagnosis: Tuberculin skin testMain drawbacks

Low specificity

o Individuals sensitised by previous exposure to NTM or vaccinatedwith BCG respond immunologically to PPD.

Low sensitivity

o Low sensitivity in detecting LTBI in individuals with a high risk ofprogression to active TB: immunosuppressed patients (especiallywith deficient cellular immunity) and young children.

Logistical problems

o Errors in the administration and subjective reading of the results.

o Second reading visit. Some patients do not return to the readingof the TST result.

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LTBI diagnosis: IFN-γ releasedassays (IGRAs)

In vitro detection of IFN-γ released by sensitised T cells afterspecific M. tuberculosis antigens stimulation.

P. Andersen. Lancet 2000

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Moving LTBI diagnosis from clinical departments to laboratory.

A more accurate diagnosis.

LTBI diagnosis

2002

Tuberculin skin testing IGRAs

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LTBI diagnosis: IFN-γ assaysSpecific antigens

ESAT-6, CFP-10 and TB7.7

Proteins coded in the region of difference 1 and 11, which are

present in M. tuberculosis but not in any BCG strain nor in themajority of NTM.

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Comparison between TST and IGRAs

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Collection of blood sample

(3ml) in QFN tubes containing

MTB antigens

T-SPOT.TB QFN-G-IT

1/2

ho

ur

(h)

ha

nd

s-o

n t

ime

fo

r 1

sam

ple

4 h

ha

nd

s-o

n t

ime

fo

r 2

0 s

am

ple

s

No

ha

nd

s-on

time

1 h

ha

nd

s-o

n t

ime

fo

r

1 to

20

sa

mp

les

1 h h

an

ds-o

n tim

e

for 1 to

20

sam

ple

s

Overnight incubation

First day

Second day

ELISPOT

Count spots by naked eyeor using a plate reader

Centrifugation of tubesto harvest the IFN-gamma released

ELISA

Read the concentration of

IFN-gamma by means

of an automated reader

Collection of blood sample (8ml)

and centrifugation

Count PBMCs using a counting chamber

Addition of 250,000 cells per wellwith the MTB specific antigens

Isolation of PBMCs and washing

Overnight incubation

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Higher specificity than TST

in BCG-vaccinated patients

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Association with the degree of

exposure to a patient with active TB

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Association with the degree of

exposure to a patient with active TB

De Souza-Galvao M. 2012.

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Higher number of positive results

in immunosuppressed patients

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IGRAs are less afected

by the immunosuppression than TST…

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Latorre I. ERS. Amsterdam 2011

…although they are also affected

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They followed a cohort of 954 contacts during 4 years. Among the 147 that did not

receive treatment with a positive QFN, 19 (12.9%) developed active TB,

while only 17 out of 551 (3,1%) with a TST>5mm developed active TB.

Positive and negative predictive value

Diel R. AJCCM 2010

Among the 824 contacts that did not receive treatment and with a negative QFN,

none of them progressed to disease, confirming the high NPV of the test.

Page 17: Pasado y presente en el diagnóstico de la infección ......Pasado y presente en el diagnóstico de la infección tuberculosa latente J. Domínguez ServeiMicrobiologia. Institutd’InvestigacióGermansTriasi

Bakir. AIM 2008

908 children from contacts studies were included. During a period of 1.3 years of follow-up,

children with positive T-SPOT.TB had a risk of developing TB between 3 and 4 times higher

than patients with a negative T-SPOT.TB.

However, ratios of progression for T-SPOT-TB and TST were similar (3.86 vs 3.28).

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Positive and negative predictive value

The PPV using commercial IGRAs was 2.7%,

compared with 1.5% for the TST (P<0.0001)

The PPV increased to 6.8% and 2.4%

for IGRAs and TST, respectively,

when only high-risk groups were considered

(P=0.0001)

The NPV for progression

for IGRAs was 99,7%,

and of 99.4% for the TST

(P=0.01)

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668 Contacts

Follow-up during

30 months

284LTBI

TST positive and/orQFN positiveProphylaxis

98QFN & TST negativesPrimary prophylaxis

(in all cases a negative resultwas obtained two moths later)

286No LTBI

TST & QFN negatives,or positives but no

candidates x prophylaxis

8 active TB (All have

QFN i TST positive)

QFN-G-IT

• VPP=15%

• VPN=100%

PT

• VPP = 3%

• VPN = 99%

Positive and negative predictive value

Altet N. Submited 2012.

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Remote infection?

147 HCWs

95 with

previous positive TST

T-SPOT.TB

(%)

POS45

(47.4)

NEG49

(51.6)

IND1

(1.1)

QFN-G-IT

(%)

POS34

(35.8)

NEG59

(62.1)

IND2

(2.1)

In 24 HCWs with both

IFN-gamma tests

negatives and non BCG

vaccinated PST was

performed (%)POS

2(20)

Test invalid in

14 cases

NEG8

(80)

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IGRAs are not useful for diagnosing active TB

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Diagnosis of active TB

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Monitorization of the treatment

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0 6 12 18 24 300

500

1000

1500

2000

Follow up, months

ES

AT

-6-s

pe

cif

ic I

FN

-g

SF

C /

10

6 P

BM

C

0 6 12 18 24 300

500

1000

1500

2000

Follow up, months

CF

P-1

0-s

pe

cif

ic I

FN

-g

SF

C /

10

6 P

BM

C

ESAT-6 CFP-10

There is a high inter-individual variability in the

celular response and in the amount of IFN-γ

released, during the treatment, and in addition, in a

substancial proportion of patients the results of the

IGRA remain positive althouhg they have finished

the treatmentMillington. J.Immunol 2007

Monitorization of the treatment

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Conclusions

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• Exposure and risk factor

association

• Higher specificity (no affected by BCG). Reduce unnecessary

prophylaxis.

• PPV higher/similar than TST and very good NPV

• Less afected by

immunosuppressor

treatments

IGRAs

• Improve positive predictive

value: differentiate between

those persons who will

develop TB and those who will not.

• Remote vs. recent infection

• Infection vs. active TB

• Monitoring of the treatment

• Severe immunosuppression

Waiting for the future…

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The next generation of IGRAs

I have

a dream !

IGRAS

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POSITIVE CONTROL

NEGATIVE CONTROL

SPECIFIC REMOTE

INFECTION ANTIGENS

SPECIFIC RECENT

INFECTION ANTIGENS

SPECIFIC ACTIVE TB ANTIGENS

PACIENT REMOTELY INFECTED

PACIENT RECENTLY INFECTED

PACIENT WITH ACTIVE

TB