PMC

Tuberkulose (TB) ist weltweit eine der Hauptursachen für Morbidität und Tod, wobei etwa zwei Milliarden Menschen infiziert sind und etwa zwei Millionen Todesfälle pro Jahr darauf zurückzuführen sind. Im Jahr 2010 gab es weltweit schätzungsweise 8,8 Millionen Fälle von TB (Bereich 8,5-9,2 Millionen), was 128 Fällen pro 100 000 Einwohner entspricht, und schätzungsweise 12,0 Millionen Fälle von TB (Bereich 11,0-14,0 Millionen). Dies entspricht 178 Fällen pro 100.000 Einwohner. So sind etwa 1,4 Millionen Menschen (Bereich 1,2-1.5 millionen) starben 2010 an TB 1. Die aktuellen Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation1 und der Internationalen Union gegen Tuberkulose und Lungenerkrankungen (Union)2 legen fest, dass der wesentliche Schritt bei der Untersuchung von Patienten, bei denen der Verdacht auf Lungentuberkulose besteht, die mikroskopische Untersuchung ihrer Sputumproben sein sollte. Standard 2 der International Standards for Tuberculosis Care besagt kategorisch, dass alle Patienten (Erwachsene, Jugendliche und Kinder, die Sputum produzieren können), bei denen der Verdacht auf Lungentuberkulose besteht, mindestens zwei und vorzugsweise drei Sputumproben zur mikroskopischen Untersuchung erhalten haben3. Doch wo steht in der heutigen Zeit der molekularen Diagnostik die Sputumabstrichmikroskopie? Es ist wichtig, die Rolle der Abstrichmikroskopie zu berücksichtigen, insbesondere angesichts der jüngsten WHO-Billigung des neuen schnellen, automatisierten Nukleinsäureamplifikationstests Xpert MTB / RIF2.Sputum-Abstrich-Mikroskopie war die primäre Methode zur Diagnose von Lungentuberkulose in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommens3, wo fast 95 Prozent der TB-Fälle und 98 Prozent der Todesfälle aufgrund von TB auftreten. Es handelt sich um eine einfache, schnelle und kostengünstige Technik, die in Gebieten mit einer sehr hohen Tuberkuloseprävalenz sehr spezifisch ist3. Es identifiziert auch die infektiösesten Patienten und ist in verschiedenen Bevölkerungsgruppen mit unterschiedlichen sozioökonomischen Niveauen3,4,5 weit verbreitet. Daher war es ein integraler Bestandteil der globalen Strategie zur TB-Bekämpfung. Die Sputumabstrichmikroskopie weist jedoch erhebliche Leistungseinschränkungen auf. Die Empfindlichkeit ist stark beeinträchtigt, wenn die Bakterienbelastung weniger als 10.000 Organismen / ml Sputumprobe beträgt. Es hat auch eine schlechte Erfolgsbilanz bei extra-Lungentuberkulose, pädiatrischer Tuberkulose und bei Patienten, die mit HIV und Tuberkulose koinfiziert6,7. Aufgrund der Notwendigkeit serieller Sputumuntersuchungen werden einige Patienten, die nicht zu wiederholten Sputumuntersuchungen zurückkehren, zu „diagnostischen Säumigen“8. Einige kommen nicht zurück, um Ergebnisse zu erzielen, und sind für die Behandlung und Nachsorge verloren. Eine persönliche Beobachtung zeigte, dass begrenzte Ressourcen, eine große Anzahl von Proben, die alle zusammen die Beobachtungszeit pro Objektträger auf weniger als 60 Sekunden reduzieren, und dies trägt auch zur Verringerung der Empfindlichkeit des Tests bei. Daher werden Techniken zur Optimierung der Abstrichmikroskopie aktiv untersucht. Es wurde versucht, diagnostische Versäumnisse zu reduzieren, indem die Machbarkeit der Diagnose von Lungentuberkulose durch Sammeln von zwei Sputumproben an einem einzigen Tag (1-Tage-Protokoll) und Vergleich dieses Protokolls mit der nationalen Politik der Probenahme an aufeinanderfolgenden Tagen (2-Tage-Protokoll). Da das 2-Tage-Protokoll im Vergleich zum 1-Tage-Protokoll keinen statistisch signifikanten Unterschied in der diagnostischen Leistung aufwies, könnte letzteres als alternatives Protokoll verwendet werden, insbesondere für Patienten, bei denen die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls höher ist9.Die Fluoreszenzmikroskopie wurde in den 1930er Jahren eingeführt, um die Ergebnisse der Abstrichmikroskopie zu verbessern. Fluorochromfarbstoffe werden verwendet, um den Abstrich zu färben. Eine Halogen- oder Quecksilberhochdruckdampflampe wird traditionell verwendet, um den Farbstoff anzuregen und ihn flourieren zu lassen. Eine Metaanalyse von Studien, in denen fluoreszierende und konventionelle Mikroskopie verglichen wurden, ergab, dass die Empfindlichkeit der Fluoreszenzmikroskopie um 10 Prozent höher war als die der konventionellen Mikroskopie und auch nach Konzentration der Proben hoch bleibt3. Die Empfindlichkeit war insbesondere bei niedriggradigem Abstrich-positivem Sputum höher. Spezifitätsschätzungen waren jedoch der herkömmlichen Mikroskopie ähnlich, obwohl die Durchlaufzeiten kürzer waren. Diese Metaanalyse kam zu dem Schluss, dass die erfolgreiche und weit verbreitete Implementierung der Fluoreszenzmikroskopie die Fallfindung durch eine erwartete Erhöhung der Empfindlichkeit und eine Verringerung des Zeitaufwands für die mikroskopische Untersuchung verbessern könnte. Obwohl die Fluoreszenzmikroskopie die Empfindlichkeit der Sputumabstrichmikroskopie erhöht, zusätzliche Daten zur Spezifität und zu den klinischen Folgen falsch positiver Ergebnisse sind erforderlich, um die Implementierung dieser Technologie in Umgebungen mit hoher HIV-Prävalenz zu leiten10. Kostenbeschränkungen sind Hauptprobleme bei der Fluoreszenzmikroskopie. Dies kann durch die Verwendung von Leuchtdioden (LEDs) umgangen werden, die weniger als 10 Prozent einer Quecksilberdampflampe kosten. Mit einer Lebensdauer >von 50.000 h kann es mit Batterien betrieben werden und wurde daher in Randbereichen mit bestimmten Betriebsvorteilen11 eingesetzt.

Schnelle kulturbasierte Methoden zur Diagnose von Tuberkulose umfassen schnelle automatisierte Flüssigkeitskultur, wo Ergebnisse in einigen Wochen verfügbar sein können12; Dünnschicht-Agar-Kultur, die eine durchschnittliche Durchlaufzeit von 11,5 Tagen13 hat, und mikroskopische Beobachtung Drug-Susceptibility Assay (MODS), die Ergebnisse in einem Durchschnitt von 9,2 Tagen13 liefern kann. Phagenbasierte Assays liefern Ergebnisse in 2 Tagen14. Während die Leistungsindikatoren dieser Techniken möglicherweise besser sind als die der Abstrichmikroskopie, sind die Durchlaufzeiten länger. Es gibt auch Anforderungen an Investitionen in Infrastruktur und Ausrüstung, was zu höheren Kosten pro Test führt.Nukleinsäureamplifikationstests (NAATs) versuchen, eine genaue und schnelle Diagnose von TB unter Verwendung einer Technologie bereitzustellen, die im Vergleich zur Sputumabstrichmikroskopie verbesserte Sensitivitäts- und Spezifitätsfunktionen bietet. Leider haben NAATs Infrastruktur- und Investitionsanforderungen, die oft über den Rahmen der meisten diagnostischen Einrichtungen hinausgehen, die TB-Diagnostik für Gemeinden anbieten, insbesondere in Entwicklungsländern. Während die meisten NAATs nicht in der Lage sind, die Zugänglichkeit der Sputumabstrichmikroskopie zu erreichen, ist die schleifenvermittelte isotherme Amplifikation (LAMP) eine NAAT, die das Potenzial hat, zugänglich und kostengünstig zu sein. LAMP wird als Point-of-Care-Test zur Diagnose von Lungentuberkulose evaluiert. Die Gesamtleistungsmerkmale der LAMPEN- und Fluoreszenzabstrichmikroskopie scheinen weitgehend ähnlich zu sein. Die Leistung von LAMP in negativen Abstrichproben erwies sich jedoch nicht als vollständig akzeptabel15. Darüber hinaus sind weiterhin Kultur- und Arzneimittelempfindlichkeitstests erforderlich, um das Fortschreiten der Krankheit zu überwachen.

In der Realität wird es einige Zeit dauern, bis das neue NAAT auf dem Block, Xpert MTB / RIF, ausreichend dezentralisiert werden kann, um die Abstrichmikroskopie als diagnostischen Test zu ersetzen. Dies gilt insbesondere für geografische Gebiete mit einer hohen Prävalenz von multiresistenten TB- oder HIV / TB-Koinfektionen, da sich die meisten dieser Gebiete in schlecht entwickelten Zonen von Ländern mit niedrigem Einkommen befinden, mit unregelmäßiger Verfügbarkeit von Strom und Wasser sowie einer schlecht entwickelten Infrastruktur für die unterbrechungsfreie Versorgung mit Verbrauchsmaterialien und deren Lagerung. Ironischerweise sind dies die Bereiche, in denen Xpert das Potenzial hat, die maximale Wirkung zu erzielen. Daher muss auch berücksichtigt werden, dass die Xpert MTB / RIF-Technologie herkömmliche Mikroskopie-, Kultur- und Arzneimittelempfindlichkeitstests nicht überflüssig macht, die zur Überwachung des Behandlungsfortschritts und zum Nachweis von Resistenzen gegen andere Arzneimittel als Rifampicin erforderlich sind. Darüber hinaus sprechen Kostenüberlegungen für die Abstrichmikroskopie als erstes Diagnose- und Screening-Instrument für Tuberkulose.Hypothetisch gesehen hat ein schneller und allgemein zugänglicher Test, der nicht vom HIV-Status betroffen ist, mit einer Sensitivität von 85 Prozent und einer Spezifität von 97 Prozent das Potenzial, jährlich 392.000 Menschenleben oder 22 Prozent der weltweiten TB-Todesfälle zu retten16. Um Tuberkulose effizient diagnostizieren zu können, sollte idealerweise ein Test für den Einsatz in peripheren Zentren mit begrenzten Ressourcen verfügbar sein. Dieser Test sollte keinen Strom, Kühlung oder Zugang zu sauberem Wasser erfordern. Es sollte allgemein verfügbar, benutzerfreundlich und mit einem minimalen oder gar keinem Schulungsaufwand ausgestattet sein. Die Ergebnisse sollten innerhalb einer Stunde verfügbar sein und eine hohe Sensitivität, Spezifität sowie positive und negative Vorhersagewerte aufweisen. Die Technologie sollte robust sein und den Test der Zeit bestehen. Der diagnostische Test sollte sich der Herausforderung stellen, Populationen, die ihn am dringendsten benötigen, sich aber am wenigsten leisten können, eine wirksame TB-Diagnose zur Verfügung zu stellen.

Derzeit gibt es keinen solchen Diagnosetest. Ab sofort ist die Sputumabstrichmikroskopie jedoch am nächsten dran. Bis solch ein effektiver Point-of-Care-Diagnosetest verfügbar ist; Vielleicht ist die Sputum-Abstrich-Mikroskopie hier zu bleiben.18