Transcript Document 7400339

Atypische mycobacteriën in de
setting van mucoviscidose
Mieke Develter
Dinsdag 27 april 2004
UZ Gasthuisberg
Mucoviscidose (cystic fibrosis CF)
• meest frequente levensverkortende genetische
aandoening bij de blanke populatie (1/2500)
• autosomaal recessieve aandoening
• mutatie in één enkel gen op de lange arm van
chromosoom 7 coderend voor het CF transmembrane
conductance regulator (CFTR) proteïne
• veel mutaties beschreven, doch slechts een dozijn
verantwoordelijk voor de meeste gevallen
• aanwezigheid van F508 verantwoordelijk voor de
hogere frequentie van blanke tov andere rassen
Mucoviscidose (cystic fibrosis CF)
• sterk visceuze secreties: respiratoire en gastrointestinale problemen
• inflammatie van de luchtwegen vanaf jonge
leeftijd
• sputumculturen: multipele pathogenen, met
voorspelbare, universele cascade van pathogenen
in functie van leeftijd
Leeftijdsspecifieke prevalentie van respiratoire pathogenen in
CF patiënten
CFF National Patient Registry Data 2001
Mucoviscidose (cystic fibrosis CF)
• erkennen en agressief behandelen van chronische
infectie heeft geleid tot betere
levensverwachtingen (33,4 jaar in 2001)
CFF National Patient Registry Data 2001
Mucoviscidose (cystic fibrosis CF)
• bij deze toegenomen overleving, vond men in de
monsters van de luchtwegen van CF- patiënten
– multipele antibiotica resistente stammen van
traditionele pathogenen zoals P. aeruginosa
– het verschijnen van nieuwe, meer virulente pathogenen
zoals B. cepacia complex
– toenemend isoleren van organismen aanvankelijk als
commensalen aanzien, zoals atypische mycobacteriën
(nontuberculous mycobacteria (NTM))
Atypische mycobacteriën
(nontuberculous mycobacteria NTM)
• vrij snel geobserveerd na de ontdekking door Koch van de
tuberkel bacil
• zuur-vaste bacillen (Acid-Fast Bacilli: AFB)
• water en grond-saprofieten
• pas rond 1950 als humane pathogenen erkend
• zeldzame overdracht van persoon op persoon
• toename in prevalentie van NTM (CDC)
• niet gekend of NTM-ziekte (vooral longziekte) snel na
infectie of pas na een latentieperiode ontwikkelt
• occasioneel oorzaak van primaire longziekte, maar vaker bij
patiënten met onderliggende aandoeningen zoals AIDS,
chronische longziektes, diabetes mellitus en behandeling met
steroïden
NTM & CF
• CF-patiënten hebben verhoogd risico op NTMinfectie omwille van
– chronische longaandoening
– diabetes mellitus
– steroïden
NTM & CF
• toenemend gebruik van onderhoudstherapie met
macroliden: verdere studies zijn wel nodig voor lange
termijn impact
– anti-infectieus
•
•
•
•
excellente biofilmpenetratie (P. aeruginosa)
intracellulaire accumulatie in P. aeruginosa
inhibitie proteïnesynthese
verbeterde doding van P. aeruginosa
– anti-inflammatoir effect ?
• accumulatie in neutrofielen met impact op verschillende
sleutelfuncties ?
– fase III trial: verbeterde longfunctie, toename in
gewicht, verminderd pulmonaire exacerbaties
– mogelijke resistentie inductie bij atypische
mycobacteriën
Atypische mycobacteriën
(nontuberculous mycobacteria NTM)
• taxonomie
– traag groeiende
• fotochromogenen (Runyoun groep I)
oa M. kansasii
• scotochromogenen (Runyoun groep II)
oa M. scrofulaceum
• nonfotochromogenen (Runyoun groep III)
oa M. avium, M. intracellulare (MAC complex)
– snel groeiende (Runyoun groep IV)
oa M. fortuitum, M. chelonae, M. abscessus
Diagnostische criteria voor NTM
longziekte (ATS 1997)
1. klinische criteria
–
–
compatibele symptomen met deterioratie indien
onderliggende aandoening
exclusie van andere oorzaken als verklaring
2. radiologische criteria
–
–
RX-thorax
• Infiltraten, cavitatie, noduli
HRCT (high-resolution computed tomography)
• Noduli, bronchiëctasiën
Diagnostische criteria voor NTM
longziekte (ATS 1997)
3. bacteriologische criteria
–
ten minste drie beschikbare sputa/bronchiale
washes beschikbaar binnen 1 jaar
•
•
–
één beschikbare bronchiale wash met
onmogelijkheid om sputumstalen te verkrijgen
•
–
•
drie positieve culturen met negatief uitstrijkje of
twee positieve culturen met een positief uitstrijkje
positieve cultuur of positief uitstrijkje
weefselbiopsie met positieve cultuur
voor diagnose van pulmonaire ziekte moet
aan alle 3 de criteria voldaan zijn
Diagnostische criteria voor NTM
longziekte (ATS 1997)
• kliniek
– symptomen zijn variabel en niet specifiek (chronische
hoest, sputum productie, vermoeidheid, malaise, dyspnoe,
koorts, hemoptoë, gewichtsverlies)
• radiologie
– geen specifieke diagnostische kenmerken
• cultuur: essentieel voor diagnose
Critical appraisal
• Patiënt: volwassen mucoviscidosepatiënt
• Interventie: cultuur van mycobacteriën
• Vergelijking: huidige decontaminatiemethode
bij cultuur van atypische mycobacteriën met
in de literatuur beschreven methodes voor
specifieke decontaminatie bij
mucoviscidosepatiënten
• Outcome: heeft het opsporen van atypische
mycobacteriën een invloed op de outcome van
mucoviscidosepatiënten ?
Critical appraisal: bronnen
• literatuurstudie
• contact met andere referentiecentra van
België voor mucoviscidose
• nog lopende studie in Gasthuisberg
detectiemethodes
huidtests:
moleculaire diagnostiek: in ontwikkeling
cultuur: gouden standaard, tijd
zuurvaste kleuring: geen speciës identificatie mogelijk,
minder gevoelig
decontaminatiemethodes
NALC-NaOH: meest gebruikt voor routine stalen
oxaalzuur
NALC-NaOH gevolgd door oxaalzuur
2-stapsdecontaminatie:
1.NALC-NaOH
2.NALC-NaOH gevolgd door oxaalzuur
indien contaminatie
Analytische performantie
1. Pre-analytische factoren
2. Analytische factoren
Pre-analytische factoren
•
respiratoire stalen: ochtendstaal
–
–
–
opgehoest sputum: accurate indicator van lage luchtweg
pathologie, geprefereerde bron van luchtwegsecreties bij
mucoviscidosepatiënten
hypertonisch zout geïnduceerd sputum: goed surrogaat
voor staal van lagere luchtweg
keel: geen optimale indicator van lage luchtweg
pathologie (voor P. aeruginosa: goede specificiteit, maar slechte
sensitiviteit)
–
BAL-vocht: meer sensitief dan keel bij patiënten die geen
sputum ophoesten, maar
•
•
•
•
invasief
kostelijk
beperkt tot 1 lob, mogelijk regionale aandoening missend
kruis-contaminatie mogelijk met besmette bronchoscoop
Pre-analytische factoren
• snel transport en inzetten van cultuur na afname
–
–
–
–
steriel, lekvrij, wegwerp recipiënt
geen preservatieven vereist voor robuste mycobacteriën
onmiddellijk inzetten van cultuur
bij transporttijd > 1 uur staalbewaring op 4°C gedurende
maximum 24 uur
– in labo: staalbewaring op 4°C (gedurende maximum 24
uur) voor het inzetten van het staal
(vandaar voorkeur geen staalafname op donderdagavond
of vrijdag)
Analytische factoren
•
meetbereik:
zuur-vaste kleuring: (106 AFB/ml  + AFB)
(104 AFB/ml  + AFB in 60%)
•
cultuur: (10 – 100 AFB/ml detectie)
Turn Around Time (cultuur): 6 weken indien
negatief, iets langer indien secundaire decontaminatie
vereist is
Diagnostische performantie
• literatuur
– performantie van detectiemethodes
– performantie van decontaminatiemethodes voor
cultuur
– prevalentie
• andere referentiecentra mucoviscidose
– prevalentie
• nog lopende studie in Gasthuisberg
Performantie van detectiemethodes
huidtests
– algemeen:
• veel gemeenschappelijke antigenen bij verschillende
mycobacteriën speciës
• extensieve kruisreacties
– corticosteroïden gebruik
• anergie
Performantie van detectiemethodes
moleculaire diagnostiek:
•
•
•
•
reeds voor M. tuberculosis en MAC complex
in ontwikkeling voor andere atypische mycobacteriën
sneller (6u)
in afwachting van meer probes voor NTM, voorlopig
poging tot betere cultuur resultaten
• in ontwikkeling op UZ Gasthuisberg (eventueel tegen lente
2005)
Performantie van detectiemethodes
cultuur: gouden standaard: aanbeveling van één vast en
één vloeibaar medium (CDC)
– vaste bodem:
• ei-media: bv Löwenstein-Jensen
– goede houdbaarheid (verschillende maanden in koelkast)
– goede isolatie van M. tuberculosis
– minder betrouwbaar voor isolatie van andere mycobacteriën
• agar-media: bv Middlebrook 7H11 en 7H10
– duur
– beperkte houdbaarheid (1 maand in koelkast)
– delicaat: excessieve warmte/licht kan deterioratie veroorzaken
met vrijzetting van formaldehyde: toxisch voor mycobacteriën
Performantie van detectiemethodes
cultuur: gouden standaard: aanbeveling van één vast
en één vloeibaar medium (CDC)
– vloeibaar medium:
• radiometrische detectie: BACTEC 460TB system
– eerste systeem dat significant eerdere detectie van
mycobacteriën toeliet
– nu als “gouden standaard” aanzien: nieuwere systemen worden
hiermee vergeleken
• non-radiometrische detectie: bv MGIT 960 system
(gebruik op UZ Gasthuisberg)
Performantie van detectiemethodes
Vloeibare bodem
radiometrische detectie: BACTEC 460TB system
• principe:
-metabolisch verbruik van radiolabeled
palmitinezuur
14C-gelabeled
CO2: groei van
mycobacteriën
-12B medium is erg arm aan voedinsstoffen, dus
geen goede voedinsbodem voor de meeste bacteriën
die het 14C-substraat niet gebruiken
• beperkingen
–
–
–
–
radioactief materiaal
manueel werk (laden en ontladen)
potentieel risico van kruis contaminatie
gebrek aan gecomputeriseerd data management
Performantie van detectiemethodes
Vloeibare bodem:
– non-radiometrische detectie: bv MGIT 960 system
• principe: -fluorescentie-sensor technologie
fluorescerend element is ingebed in bodem van
MGIT-tube, dat aanvankelijk onderdrukt wordt
door de aanwezige zuurstof, bij O2 verbruik door
bacteriën neemt de fluorescentie toe
-gemodifieerde Middlebrook 7H9 (rijk medium)
• voordelen
–
–
–
–
geen radioactief materiaal
volautomatisch
continue monitoring (60’)
niet invasieve aflezing die kruis-contaminatie en
prikaccidenten voorkomt
Performantie van detectiemethodes
TTD = time to detection
Studie en
aantal stalen isolaten
Hanna et al.
(3330 - 362)
Leitritz et al.
(2624 – 127)
Tortoli et al.
(2567 – 104)
Kanchana et al.
(1742 - 122)
Scarparo et al.
(1093 - 43)
specificiteit
MGIT
LJ
460 TB
92
81
95
92
94
95
90
84
96
94
89
97
90
96
95
studie met
aantal
isolaten
sensitiviteit (in %)
totaal (alle
mycobacteriën)
MTB (Mycobacterium
tuberculosis)
NTM (atypische
mycobacteriën)
MGIT
LJ
460TB
MGIT
LJ
460TB
MGIT
LJ
460TB
Hanna et
al. (362)
80
69
75
77
80
90
81
63
66
Leitritz et
al. (127)
78
61
91
90
79
93
69
47
90
Tortoli et
al. (236)
80
71
85
88
74
92
61
64
72
Kanchana
et al.
(104)
77
59
90
92
85
97
58
24
82
Scarparo
et al.
(122)
59
58
82
92
77
96
39
47
73
UZ Gasthuisberg
Cultuur: enkel vloeibaar medium (MGIT)
studies
Sensitiviteit (in %)
Totaal
MTB
NTM
MGIT
MGIT+
vast
MGIT
MGIT+
vast
MGIT
MGIT+
vast
80
93
77
92
81
93
Leitritz et 78
al.
81
89
94
69
70
Tortoli et
al.
80
90
88
94
61
81
Kanchana 77
et al.
77
92
92
58
58
Scarparo
et al.
80
92
98
39
68
Hanna et
al.
59
Performantie van detectiemethodes
zuurvaste kleuringen (Acid -Fast Bacilli AFB)
– 2 types:
• carbol-fuchsine (Ziehl-Neelsen of Kinyoun)
– lichtmicroscoop: 300 velden bekijken (15’)
• auramine-rhodamine fluorochroom: voorkeur
– fluorescentiemicroscoop: kleinere vergroting: 30 velden bekijken
(1,5’)
– verbeterde sensitiviteit
– sneller
– snel groeiende mycobacteriën (Runyon groep IV) kunnen
< 10% zuurvast zijn en niet kleuren met fluorochroomkleuring
– minder sensitief als cultuur
(106 AFB/ml  + AFB)
(104 AFB/ml  + AFB in 60%)
– geen bepaling van speciës mogelijk
Performantie van decontaminatiemethodes
voor cultuur
•
•
•
•
NALC-NaOH: meest gebruikt voor routine stalen
oxaalzuur
NALC-NaOH gevolgd door oxaalzuur
2-stapsdecontaminatie:
1. NALC-NaOH
2. NALC-NaOH gevolgd door oxaalzuur op
reeds gegroeide cultuur indien contaminatie
Performantie van decontaminatiemethodes
• Whittier et al., 1993: experiment: 30 stalen van CF-patiënten
gekend negatief voor mycobacteriën, werden geïnoculeerd met
een standaard hoeveelheid NTM en gedecontamineerd op 3 
methodes
graad van contaminatie na decontaminatie
NALC-NaOH oxaalzuur NALC-NaOH gevolgd
door oxaalzuur
LJ buis
21 (70%)
16 (53%)
4 (13%)
BacTec flesje
14 (47%)
15 (50%)
3 (10%)
Performantie van decontaminatiemethodes
Whittier et al (1997): 5 gesimuleerde sputumstalen, besmet
met P. aeruginosa en NTM (3/5) werd opgestuurd naar 20
laboratoria, ter controle van NALC-NaOH-oxaalzuur
decontaminatimethode
verwachte resultaten
uitstrijkje
cultuur
bekomen resultaten
uitstrijkje
cultuur
3+/4+
NTM
20/20
19/20
negatief
negatief
18/20
19/20
1+/2+
NTM
10/20
11/20
negatief
negatief
20/20
20/20
3+/4+
NTM
18/20
20/20
Performantie van decontaminatiemethodes
• Bange et al., 1999: prospectieve screening: 414 stalen
afkomstig van 148 CF-patiënten, gedecontamineerd op 2 
methodes, daarna geïnoculeerd in MGIT tubes (geen vaste bodem
ingezet, niet vergeleken met Bactec 460TB system)
11 stalen + NTM: slechts 5 gemeenschappelijk met beide
methodes gedetecteerd
NALC-NaOH
NALC-NaOH met oxaalzuur
vals + (contaminatie)
237/414 (57%)
106/414 (26%)
vals – (geen groei)
0
3
echt +: NTM
8/11 (5 + 3)
8/11 (5 + 3)
Oxaalzuur kan vals negatieve resultaten geven
Performantie van decontaminatiemethodes
• Bange et al., 2002: prospectieve screening: 920
stalen afkomstig van 239 CF-patiënten, 2stapsdecontaminatie:
• NALC-NaOH: 31 +NTM (van 12 patiënten)
• indien gecontamineerd dan NALC-NaOH en oxaalzuur: 9
+NTM (van 8 patiënten)
1° NALC-NaOH
2° NALC-NaOH met
oxaalzuur
vals + (contaminatie)
415/920 (45%)
67/920 (7,3%)
echt +: NTM
30/920 (3%)
(9 + 30)/920 (4%)
vals + en vals – zo veel als mogelijk reduceren
prevalentie (NTM bij CF-patiënten)
Studie
Land
Aantal
Lft
Screen
Smith et
al. 1984
UK
233
1150
Hjelte et
al. 1990
Zwed 54
Kilby et
al. 1992
US
Aitken
et al.
1993
Hjelt et
al. 1994
Prevalentie
opmerkingen
Reg/6j
7/233 (3%)
3 MTB
3-67
3/3j
6/54 (11%)
1 MTB
87
1864
?/11j
NALC-NaOH
LJ+
17/87 (19%)
460TB
US
64
1750
1/j
NALC-NaOH
LJ+
8/64 (12%)
7H11+
460TB
Dene
185
2-38
NALC+oxaal
z
LJ
9/185 (5%)
NALC+oxaal
z
LJ+
ESP
6/37 (16%)
Oliver et Span
al. 2001
37
Olivier
et al.
2003
986
US
> 10j 3/j
Decont
Media
NALCLJ+
128/986
NaOH+oxaalz 460TB (13%)
variatie 7 –
24% volgens
ligging
Andere Belgische referentiecentra
voor mucoviscidose
• Prevalentie
– AZ VUB
•
•
•
•
sedert 2 jaar screening 1/jaar en bij klinische achteruitgang
methode: 2 stapsdecontaminatie (Bange et al 2002)
3 patiënten met M. abscessus
geen longtransplantatie indien M. abscessus
– Centre Muco Erasme
•
•
•
•
150 patiënten (volwassenen)
sedert 2 à 3 jaar screening 1/jaar
2 of 3 maal mycobacteriën geïsoleerd
methode: NALC-NaOH en bij contaminatie herhaling NALCNaOH
Andere Belgische referentiecentra
voor mucoviscidose
- mucocentrum Antwerpen – St. Vincentiusziekenhuis
(volw ptn)
• cultuur mycobacteriën wordt regelmatig aangevraagd
• methode: NALC-NaOH
• geen statistieken
- universitair ziekenhuis Antwerpen (kinderen)
• geen systematische screening, wel op indicatie en zeker
indien bronchoscopie gebeurd is
• methode: geen specifieke decontaminatiemethode (methode
ontwikkeld door prof. Pattyn)
• nog geen + resultaat
Andere Belgische referentiecentra
voor mucoviscidose
- UZ Gent
• sedert 3 à 4 jaar screening 1/jaar
• methode: NALC-NaOH
• nog geen + resultaat
- CHR Citadelle
•
•
•
•
80 patiënten ( 35 volwassenen)
sedert 4 jaar screening 1/jaar en bij klinische achteruitgang
methode: NaOH
2 atypische mycobacteriën geïsoleerd bij tieners
Andere Belgische referentiecentra
voor mucoviscidose
- cliniques St. Luc
• 130 patiënten (38% volwassenen)
• screening sedert 10 jaar
•
•
•
•
niet systematisch, wel bij
klinische acteruitgang
hospitalisatie
toename sputumproductie
• methode: NALC-NaOH , bij contaminatie oxaalzuur
• 1 M. chelonae geïsoleerd
UZ Gasthuisberg
– prospectieve studie bij (80) volwassen CF-patiënten
– stalen van 30 patiënten
• 10/30 redecontaminatie (2-stapsdecontaminatie
volgens Bange et al)
– nog geen + resultaat
Klinische impact: diagnostisch
• Kunnen andere testen vermeden, vervangen
worden ?
• Levert de test supplementaire en/of meer
adekwate informatie, niet verkrijgbaar door
andere onderzoeken ?
– diagnose van NTM-infectie: ATS-criteria: voor
diagnose van pulmonaire ziekte moet aan alle 3 de
criteria voldaan zijn (klinisch, radiologisch,
microbiologisch)
Klinische impact: therapeutisch
• Kan een behandeling sneller gestart of juist vermeden
worden door deze test ?
– niet starten van onderhoudstherapie met macroliden indien
cultuur + om resistentie te vermijden
– sneller starten van antimycobacteriële therapie
– vermijden van therapie voor andere pathogenen
– soms voorwaarde voor transplantatie (echter geen contraindicatie volgens ATS)
– vermijden van meer invasieve therapeutische opties (bv
uitstellen van longtransplantatie, cfr. Oliver et al., 2001)
Klinische impact: outcome
• Kan een ziekte, complicatie, morbiditeit, mortaliteit
vermeden worden door deze test ?
– case reports: geen consensus
• casussen met/zonder klinische deterioratie
• casussen met/zonder klinische verbetering bij therapie
– geen vergelijkende studies gevonden met bewezen
verbeterde outcome wanneer gescreend wordt naar
atypische mycobacteriën en deze ook behandeld worden
indien klinisch geïndiceerd
Outcome: case reports
• Smith et al (1984, UK): 223 patiënten 11 - 50 jaar
follow up bij 3 patiënten met NTM
• 1 beantwoordde niet aan therapie en overleed (autopsie) (M. fortuitum)
• 1 ging klinisch beter na 3 maand therapie (M. chelonae)
• 1 geen therapie toegediend (eenmalige isolatie NTM)
• Hjelte et al (1990, Zweden): 54 patiënten 3-67 jaar
(3 MAC, 1 M. kansasii, 1 M. gordonae, 1 niet te classeren)
impact:
• bij aanvang: klinische deterioratie
• follow up: klinische verbetering met aangepaste therapie
Outcome: case reports
• Kilby et al (US 1992): 87 patiënten 18 - 64 jaar oud over 11
jaar opgevolgd
(17 patiënten met NTM
11 met MAC
3 met M. chelonae
2 met zowel MAC als M. chelonae
1 met M. fortuitum)
impact: geen correlatie met ernst aandoening
• Aitken et al (1993, US): 64 patiënten 17 - 50 jaar oud over 1
jaar
(8 patiënten met NTM: 7 met MAC en 1 met M. fortuitum)
impact: tendens NTM+ patiënten lagere klinische scores
Outcome: case reports
• Hjelt et al (1994, Denemarken): 185 patiënten 2-38,5 jaar
(mediaan 15 jaar) over 1 jaar (3-4 jaar follow up)
(7 patiënten met herhaaldelijk NTM: 2 met MAC en 5 met M.
abscessus)
impact:
• bij aanvang: 3/7 patiënten klinisch stabiel (1 MAC, 2 M. abscessus)
• follow up: -bij 2/7 patiënten verdwijnt NTM spontaan (1 MAC)
-bij 2/7 patiënten verbeterde kliniek onder
therapie (simultane therapie voor andere
pathogenen) (2 M. abscessus)
-geen eradicatie bij 4/5 patiënten ondanks therapie
Outcome: case reports
• Oliver et al (Spanje 2001): 37 patiënten
impact: 3 patiënten met persisterende NTM
• bij aanvang: klinische deterioratie voor en tijdens studie
• follow-up:
– 2/3 behandeld:
» 1 klinische verbetering (M. chelonae) ,
zodat een inschrijving op de wachtlijst voor
longtransplantatie geannuleerd kon worden
» 1 duidelijke klinische verbetering (MAC)
– 1/3 onbehandeld met stabiele longfunctie (M. chelonae)
Outcome: case reports
• Olivier et al (US 2003): 986 CF-patiënten  10 jaar (± 10%
van de US CF-populatie  10 jaar)
128/986 +NTM: MAC (72%) en M. abscessus (16%)
– onderverdeling in groep +ATS criteria en - ATS criteria
– impact:
• bij aanvang: betere longfunctie bij NTM+ patiënten
• korte termijn follow up (15 maand)
– geen significante vermindering longfunctie
– meer (progressie) abnormaliteiten HRCT bij groep +ATS
criteria
Organisatorische en financiële
impact
• kostprijs:
• cultuur: riziv forfait: 11,04 €
werkelijke kostprijs: 8, 99 €
-indien geen secundaire
decontaminatie
-indien wel secundaire
decontaminatie:
duurder (waarschijnlijk ± dubbel)
To Do
• studie afwachten
• opleiding laboranten
• aanpassingen op aanvraagbon nr. 3030
cultuur
respiratoir specimen
fungi
1754  sputum
45

1755  bronchus of endotrach.aspiraat
46

1756  bronchuslavage/BAL
47

1759  monster van mucoviscidosepatiënt 49

atypische mycobacteriën, enkel
voor mucoviscidosepatiënt
