Title: Atypische mycobacteri
1Atypische mycobacteriën in de setting van
mucoviscidose
- Mieke Develter
- Dinsdag 27 april 2004
- UZ Gasthuisberg
2Mucoviscidose (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
3Mucoviscidose (cystic fibrosis CF)
- 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
4Leeftijdsspecifieke prevalentie van respiratoire
pathogenen in CF patiënten
CFF National Patient Registry Data 2001
5Mucoviscidose (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
6Mucoviscidose (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))
7Atypische 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
8NTM CF
- CF-patiënten hebben verhoogd risico op
NTM-infectie omwille van - chronische longaandoening
- diabetes mellitus
- steroïden
9NTM 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
10Atypische 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
11Diagnostische criteria voor NTM longziekte (ATS
1997)
- klinische criteria
- compatibele symptomen met deterioratie indien
onderliggende aandoening - exclusie van andere oorzaken als verklaring
- radiologische criteria
- RX-thorax
- Infiltraten, cavitatie, noduli
- HRCT (high-resolution computed tomography)
- Noduli, bronchiëctasiën
12Diagnostische criteria voor NTM longziekte (ATS
1997)
- 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
13Diagnostische 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
14Critical 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 ?
15Critical appraisal bronnen
- literatuurstudie
- contact met andere referentiecentra van
- België voor mucoviscidose
- nog lopende studie in Gasthuisberg
16detectiemethodes
- huidtests
- moleculaire diagnostiek in ontwikkeling
- cultuur gouden standaard, tijd
- zuurvaste kleuring geen speciës identificatie
mogelijk, minder gevoelig
17decontaminatiemethodes
- NALC-NaOH meest gebruikt voor routine stalen
- oxaalzuur
- NALC-NaOH gevolgd door oxaalzuur
- 2-stapsdecontaminatie
- NALC-NaOH
- NALC-NaOH gevolgd door oxaalzuur indien
contaminatie
18Analytische performantie
- Pre-analytische factoren
- Analytische factoren
19Pre-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
20Pre-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 gt 1 uur staalbewaring op 4C
gedurende maximum 24 uur - in labo staalbewaring op 4C (gedurende maximum
24 uur) voor het inzetten van het staal - (vandaar voorkeur geen staalafname op
donderdagavond of vrijdag)
21Analytische 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
22Diagnostische performantie
- literatuur
- performantie van detectiemethodes
- performantie van decontaminatiemethodes voor
cultuur - prevalentie
- andere referentiecentra mucoviscidose
- prevalentie
- nog lopende studie in Gasthuisberg
23Performantie van detectiemethodes
- huidtests
- algemeen
- veel gemeenschappelijke antigenen bij
verschillende mycobacteriën speciës - extensieve kruisreacties
- corticosteroïden gebruik
- anergie
24Performantie 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)
25Performantie 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
26Performantie 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)
27Performantie 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
28Performantie 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
29Performantie van detectiemethodes
TTD time to detection
30(No Transcript)
31studie met aantal isolaten sensitiviteit (in ) sensitiviteit (in ) sensitiviteit (in ) sensitiviteit (in ) sensitiviteit (in ) sensitiviteit (in ) sensitiviteit (in ) sensitiviteit (in ) sensitiviteit (in )
studie met aantal isolaten totaal (alle mycobacteriën) totaal (alle mycobacteriën) totaal (alle mycobacteriën) MTB (Mycobacterium tuberculosis) MTB (Mycobacterium tuberculosis) MTB (Mycobacterium tuberculosis) NTM (atypische mycobacteriën) NTM (atypische mycobacteriën) NTM (atypische mycobacteriën)
studie met aantal isolaten 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
32UZ Gasthuisberg
- Cultuur enkel vloeibaar medium (MGIT)
studies Sensitiviteit (in ) Sensitiviteit (in ) Sensitiviteit (in ) Sensitiviteit (in ) Sensitiviteit (in ) Sensitiviteit (in )
studies Totaal Totaal MTB MTB NTM 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
33Performantie 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 - lt 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
34Performantie van decontaminatiemethodes voor
cultuur
- NALC-NaOH meest gebruikt voor routine stalen
- oxaalzuur
- NALC-NaOH gevolgd door oxaalzuur
- 2-stapsdecontaminatie
- NALC-NaOH
- NALC-NaOH gevolgd door oxaalzuur op reeds
gegroeide cultuur indien contaminatie
35Performantie 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 graad van contaminatie na decontaminatie graad van contaminatie na decontaminatie 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)
36Performantie 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 verwachte resultaten bekomen resultaten bekomen resultaten
uitstrijkje cultuur 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
37Performantie 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
38Performantie van decontaminatiemethodes
- 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)
39prevalentie (NTM bij CF-patiënten) prevalentie (NTM bij CF-patiënten) prevalentie (NTM bij CF-patiënten) prevalentie (NTM bij CF-patiënten) prevalentie (NTM bij CF-patiënten) prevalentie (NTM bij CF-patiënten) prevalentie (NTM bij CF-patiënten) prevalentie (NTM bij CF-patiënten) 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 NALCoxaalz LJ 9/185 (5)
Oliver et al. 2001 Span 37 NALCoxaalz LJ ESP 6/37 (16)
Olivier et al. 2003 US 986 gt 10j 3/j NALC-NaOHoxaalz LJ 460TB 128/986 (13) variatie 7 24 volgens ligging
40Andere 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 Ã 3 jaar screening 1/jaar
- 2 of 3 maal mycobacteriën geïsoleerd
- methode NALC-NaOH en bij contaminatie herhaling
NALC-NaOH
41Andere 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
42Andere Belgische referentiecentra voor
mucoviscidose
- UZ Gent
- sedert 3 Ã 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
43Andere 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
44UZ Gasthuisberg
- prospectieve studie bij (80) volwassen
CF-patiënten - stalen van 30 patiënten
- 10/30 redecontaminatie (2-stapsdecontaminatie
volgens Bange et al) - nog geen resultaat
45Klinische 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)
46Klinische 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)
47Klinische 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
48Outcome 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
49Outcome 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
50Outcome 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
51Outcome 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)
52Outcome 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
53Organisatorische en financiële impact
- kostprijs
- cultuur riziv forfait 11,04
- werkelijke kostprijs 8, 99 -indien geen
secundaire decontaminatie - -indien wel secundaire decontaminatie
duurder (waarschijnlijk dubbel)
54To Do
- studie afwachten
- opleiding laboranten
- aanpassingen op aanvraagbon nr. 3030
respiratoir specimen
cultuur
fungi
- sputum
- bronchus of endotrach.aspiraat
- bronchuslavage/BAL
- monster van mucoviscidosepatiënt
1754 1755 1756 1759
45 46 47 49
atypische mycobacteriën, enkel voor
mucoviscidosepatiënt
?