Atypische mycobacteriën in de setting van mucoviscidose Mieke Develter Dinsdag 27 april 2004 UZ...

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


• sterk visceuze secreties: respiratoire en gastro-intestinale 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


• erkennen en agressief behandelen van chronische infectie heeft geleid tot betere levensverwachtingen (33,4 jaar in 2001)

CFF National Patient Registry Data 2001


• 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

http://webs.wichita.edu/mschneegurt/biol103/lecture02/koch.gif

NTM & CF• CF-patiënten hebben verhoogd risico op NTM-

infectie 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


3. bacteriologische criteria– ten minste drie beschikbare sputa/bronchiale

washes beschikbaar binnen 1 jaar• drie positieve culturen met negatief uitstrijkje of• twee positieve culturen met een positief uitstrijkje

– één beschikbare bronchiale wash met onmogelijkheid om sputumstalen te verkrijgen

• positieve cultuur of positief uitstrijkje

– weefselbiopsie met positieve cultuur

• voor diagnose van pulmonaire ziekte moet aan alle 3 de criteria voldaan zijn


• 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

decontaminatiemethodesNALC-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


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)


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


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)


Vloeibare bodemradiometrische 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


Vloeibare bodem: – non-radiometrische detectie: bv MGIT 960 system

• principe: -fluorescentie-sensor technologiefluorescerend 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

specificiteit Studie en aantal stalen - isolaten MGIT LJ 460 TB

Hanna et al. (3330 - 362)

92 81 95

Leitritz et al. (2624 – 127)

92 94 95

Tortoli et al. (2567 – 104)

90 84 96

Kanchana et al. (1742 - 122)

94 89 97

Scarparo et al. (1093 - 43)

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 GasthuisbergCultuur: enkel vloeibaar medium (MGIT)

studies Sensitiviteit (in %)

Totaal MTB NTM

MGIT MGIT+ vast

MGIT MGIT+ vast

MGIT MGIT+ vast

Hanna et al.

80 93 77 92 81 93

Leitritz et al.

78 81 89 94 69 70

Tortoli et al.

80 90 88 94 61 81

Kanchana et al.

77 77 92 92 58 58

Scarparo et al.

59 80 92 98 39 68


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


• 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%)


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 bekomen resultaten

uitstrijkje cultuur uitstrijkje cultuur3+/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


• 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

Oxaalzuur kan vals negatieve resultaten geven

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)


• Bange et al., 2002: prospectieve screening: 920 stalen afkomstig van 239 CF-patiënten, 2-stapsdecontaminatie:

• NALC-NaOH: 31 +NTM (van 12 patiënten)

• indien gecontamineerd dan NALC-NaOH en oxaalzuur: 9 +NTM (van 8 patiënten)

vals + en vals – zo veel als mogelijk reduceren

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%)

prevalentie (NTM bij CF-patiënten)

Studie Land Aantal Lft Screen Decont Media Prevalentie opmerkingen

Smith et al. 1984

UK 233 11-50

Reg/6j 7/233 (3%) 3 MTB

Hjelte et al. 1990

Zwed 54 3-67 3/3j 6/54 (11%) 1 MTB

Kilby et al. 1992

US 87 18-64

?/11j NALC-NaOH LJ+

460TB

17/87 (19%)

Aitken et al. 1993

US 64 17-50

1/j NALC-NaOH LJ+

7H11+

460TB

8/64 (12%)

Hjelt et al. 1994

Dene 185 2-38 NALC+oxaalz

LJ 9/185 (5%)

Oliver et al. 2001

Span 37 NALC+oxaalz

LJ+

ESP

6/37 (16%)

Olivier et al. 2003

US 986 > 10j 3/j NALC-NaOH+oxaalz

LJ+

460TB

128/986 (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 NALC-NaOH


- 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


- 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


- 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 contra-indicatie 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. 3030respiratoir specimencultuur fungi

sputum

bronchus of endotrach.aspiraat

bronchuslavage/BAL

monster van mucoviscidosepatiënt

1754

1755

1756

1759

45

46

47

49

atypische mycobacteriën, enkel voor mucoviscidosepatiënt

Atypische mycobacteriën in de setting van mucoviscidose Mieke Develter Dinsdag 27 april 2004 UZ...

Documents

Transcript of Atypische mycobacteriën in de setting van mucoviscidose Mieke Develter Dinsdag 27 april 2004 UZ...