Innovative tools to improve tuberculosis diagnosis in children

Abstract

Segons l'Organització Mundial de la Salut, la tuberculosi (TB) és la segona causa de mort infecciosa després de la Covid-19 a tot el món, i continua sent una de les principals causes de morbiditat i mortalitat infantil. Més de la meitat dels nens que desenvolupen tuberculosi romanen sense diagnosticar cada any, i més del 90% dels nens que moren per TB no han rebut mai tractament. Metges sense Fronteres (MSF) és una organització mèdica humanitària que ofereix atenció mèdica de qualitat a les poblacions afectades per emergències humanitàries. MSF va treballar a l'Hospital Nacional Simão Mendes de Bissau, Guinea-Bissau, del 2016 al 2020, i a Malakal, capital del departament d’Upper Nile, al Sudan del Sud, després de l'inici de la guerra civil el 2013, i segueix donant suport a dos hospitals i a les comunitats del voltant mitjançant un model d'atenció descentralitzat. Aquest estudi va néixer de la necessitat de trobar eines assequibles, prop del pacient i innovadores per donar suport als clínics de terreny per millorar el diagnòstic de la tuberculosi en nens. L'estudi tenia com a objectiu determinar la precisió diagnòstica i el rendiment diagnòstic addicional de Xpert-Ultra en femta i orina, AlereLAM (una prova de lipoarabinomanan en orina de flux lateral) i Ecografia en el Punt d’Atenció (POCUS), en una cohort de nens ≤15 anys amb sospita de tuberculosi. Amb aquesta finalitat, es van realitzar dos estudis multicèntrics en paral·lel a Bissau i Malakal: l'estudi Xpert-Ultra, un estudi transversal que incloïa un sub-estudi sobre AlereLAM que es limitava a Malakal; i l'estudi POCUS, una anàlisi de cohorts prospectiva que va analitzar dades transversals del POCUS inicial a Bissau, així com del POCUS de seguiment als dos mesos en ambdós llocs. Els nens de 6 mesos a 15 anys amb sospita de TB es van sotmetre a avaluació clínica i de laboratori, amb una mostra respiratòria i/o extra pulmonar (que es va considerar com a patró d’or o “gold estandard”), una femta i una mostra d'orina analitzades amb Xpert-Ultra; la prova AlereLAM també es va realitzar a l'orina. A més, tots els participants es van sotmetre a avaluacions POCUS al principi i després de 2 mesos, per avaluar vuit signes ecogràfics. Les imatges i els clips d'ecografia van ser avaluats per revisors experts. Els nens es van classificar com a TB confirmada (diagnòstic microbiològic per Xpert-Ultra), TB no confirmada (diagnòstic clínic) o TB poc probable. Un total de 533 nens van ser inclosos a l'estudi Xpert-Ultra i només en un 14% d'ells es va confirmar la TB microbiològicament. Vam trobar una sensibilitat moderada (63%) i una especificitat molt alta (98%) d'Xpert-Ultra a les femtes, i un valuós rendiment diagnòstic afegit, ja que nou pacients (12%, 9/75) van ser diagnosticats per femta i/o orina només. A l'estudi POCUS-Bissau, es van incloure un total de 139 nens. Els nens amb tuberculosi eren més propensos a tenir resultats de POCUS positiu (93%) en comparació amb els nens amb TB poc probable (34%). Els signes de POCUS més freqüents van ser pulmonars (57% consolidació i 55% nòduls subpleurals). A diferència de la infecció pel VIH i de l'edat, la malnutrició severa es va associar amb una positivitat POCUS més alta. Aquest estudi ha demostrat que Xpert-Ultra en femta i l’Ecografia al Punt d’Atenció es poden implementar en les activitats rutinàries d'atenció clínica en zones amb recursos limitats i amb una càrrega elevada de TB, i que la seva precisió diagnòstica ha estat significativa per donar suport als clínics a diagnosticar i monitoritzar els pacients.

Según la Organización Mundial de la Salud, la tuberculosis (TB) es la segunda causa de mortalidad infecciosa después del Covid-19 en todo el mundo, y sigue siendo una de las principales causas de morbilidad y mortalidad infantil. Más de la mitad de los niños que desarrollan tuberculosis permanecen sin diagnosticar cada año, y más del 90% de los niños que mueren por TB nunca han recibido tratamiento. Médicos sin Fronteras (MSF) es una organización médica humanitaria que ofrece atención médica de calidad a las poblaciones afectadas por emergencias humanitarias. MSF trabajó en el Hospital Nacional Simão Mendes de Bissau, Guinea-Bissau, de 2016 a 2020, y en Malakal, capital del departamento de Upper Nile, en Sudán del Sur, tras el inicio de la guerra civil en 2013, y sigue apoyando a dos hospitales ya las comunidades de alrededor mediante un modelo de atención descentralizado. Este estudio nació de la necesidad de encontrar herramientas asequibles, cerca del paciente e innovadoras para apoyar a los clínicos de terreno a mejorar el diagnóstico de la tuberculosis en niños. El estudio tenía como objetivo determinar la precisión diagnóstica y el rendimiento diagnóstico adicional de Xpert-Ultra en heces y orina, AlereLAM (una prueba de lipoarabinomanan en orina de flujo lateral) y Ecografía en el Punto de Atención (POCUS), en una cohorte de niños ≤15 años con sospecha de tuberculosis. Con este fin, se realizaron dos estudios multicéntricos en paralelo en Bissau y Malakal: el estudio Xpert-Ultra, un estudio transversal que incluía un sub-estudio sobre AlereLAM que se limitaba a Malakal; y el estudio POCUS, un análisis de cohortes prospectivo que analizó datos transversales del POCUS inicial en Bissau, así como del POCUS de seguimiento a los dos meses en ambos lugares. Los niños de 6 meses a 15 años con sospecha de TB se sometieron a evaluación clínica y de laboratorio, con una muestra respiratoria y/o extra pulmonar (que se consideró como patrón de oro o gold estandar), una heces y una muestra de orina analizadas con Xpert-Ultra; la prueba AlereLAM también se realizó en la orina. Además, todos los participantes se sometieron a evaluaciones POCUS al principio y después de 2 meses, para evaluar ocho signos ecográficos. Las imágenes y los clips de ecografía fueron evaluados por expertos revisores. Los niños se clasificaron como TB confirmada (diagnóstico microbiológico por Xpert-Ultra), TB no confirmada (diagnóstico clínico) o TB poco probable. Un total de 533 niños fueron incluidos en el estudio Xpert-Ultra y sólo en un 14% de ellos se confirmó la TB microbiológicamente. Encontramos una sensibilidad moderada (63%) y una especificidad muy alta (98%) de Xpert-Ultra en las heces, y un valioso rendimiento diagnóstico añadido, ya que nueve pacientes (12%, 9/75) fueron diagnosticados por heces y/u orina sólo. En el estudio POCUS-Bissau, se incluyeron un total de 139 niños. Los niños con tuberculosis eran más propensos a tener resultados de POCUS positivo (93%) frente a los niños con TB poco probable (34%). Los signos de POCUS más frecuentes fueron pulmonares (57% consolidación y 55% nódulos subpleurales). A diferencia de la infección por el VIH y de la edad, la malnutrición severa se asoció con una mayor positividad de POCUS. Este estudio ha demostrado que Xpert-Ultra en heces y la Ecografía en el Punto de Atención se pueden implementar en las actividades rutinarias de atención clínica en zonas con recursos limitados y con una carga elevada de TB, y que su precisión diagnóstica es significativa para apoyar a los clínicos a diagnosticar de tuberculosis y monitorizar a los pacientes.

According to the World Health Organization (WHO), tuberculosis (TB) is the second main infectious disease killer after Covid-19 worldwide and remains a major cause of morbidity and mortality in children. Over half of children who develop TB remain undiagnosed every year, and more than 90% of children who die from TB are never put on treatment. Médecins sans Frontières (MSF) is a medical humanitarian organization which provides quality medical care to populations affected by humanitarian emergencies. MSF worked at the Simão Mendes National Hospital in Bissau, Guinea-Bissau, from 2016 to 2020, and in Malakal, capital of Upper Nile department, in South Sudan, following the start of the civil war in 2013, and is still supporting two hospitals and the surrounding communities through a decentralized model of care. This study was born from the need to find affordable, point of care, and innovative tools to support field clinicians to improve TB diagnosis in children. The study aimed at determining the diagnostic accuracy and additional diagnostic yield of Xpert-Ultra on stool and urine, a TB lipoarabinomannan lateral flow test (AlereLAM) in urine and Point of Care Ultrasound (POCUS), in a cohort of children ≤15 years of age with presumptive TB. To this end, two parallel multicentric studies carried out in Bissau and Malakal were conducted: the Xpert-Ultra study, a cross-sectional study which included a sub-study on AlereLAM that was limited to Malakal; and the POCUS study, a prospective cohort analysis which analysed cross-sectional data from baseline POCUS in Bissau, as well as from the two-month follow-up POCUS in both settings. Children 6 months to 15 years old with presumptive TB underwent clinical and laboratory assessment, with one respiratory and/or extrapulmonary sample (which was considered as the “gold standard”), one stool and one urine specimen analysed with Xpert-Ultra; AlereLAM test was performed in urine as well. Furthermore, all participants underwent POCUS assessments at baseline and after 2 months, to assess eight sonographic signs. Ultrasound images and clips were evaluated by expert reviewers. Children were categorized as confirmed TB (microbiologic diagnosis by Xpert-Ultra), unconfirmed TB (clinical diagnosis), or unlikely TB. A total of 533 children were enrolled in the Xpert-Ultra study and only 14% of them were microbiologically confirmed. We found a moderate sensitivity (63%) and a very high specificity (98%) of Xpert-Ultra on stool, and a valuable added diagnostic yield, as nine patients (12%, 9/75) were diagnosed by stool and/or urine alone. The test performance of urine was low, with very low sensitivity (13%) but very high specificity (99%). The AlereLAM sub-study included 276 children and had positivity rate of 21% (36/169) in TB patients. In the Bissau-POCUS study, a total of 139 children were enrolled. Children with TB were more likely to have POCUS-positive results (93%) compared to children with unlikely TB (34%). The most common POCUS signs were pulmonary (57% consolidation and 55% subpleural nodules). Unlike HIV infection and age, severe acute malnutrition (SAM) was associated with a higher POCUS-positivity. The POCUS follow-up sub-study included 211 children and most patients (197/211, 93%) presented with improvement or resolution of signs, or with stability of signs when baseline POCUS was negative. This study carried out by MSF in Guinea-Bissau and South Sudan showed that Xpert-Ultra on stool and Point of Care Ultrasound could be implemented during routine care provision in resource-limited and high-TB burden settings, and that its diagnostic accuracy was significant to support clinicians to diagnose and monitor patients. Xpert-Ultra and AlereLAM in urine showed low test performance. POCUS-positivity was dependent on nutritional status but not on HIV status or age.