Relevamiento metodológico para el tamizaje de T. cruzi Marcelo García Enfermedad de Chagas en el Banco de Sangre: pasado, presente y futuro Fundación Hemocentro BsAs. 14 de Junio de 2012 “No creas todo lo que oyes… …porque quien cree todo lo que oye… …muchas veces juzga lo que no ve” Proverbio árabe El tamizaje y diagnóstico como una estrategia Importancia del agente Morbimortalidad y transmisibilidad Prevalencia y variantes ITT Sistema de calidad ¿La estrategia sirve? validación ¿El sistema es estable? CCAL Población Estrategia Metodología disponible Normativas Nacionales y locales Medios económicos ELISA, HAI, NAT, etc Objetivos del Servicio Tamizaje, Diagnóstico Estrategia y Población de estudio Prevalencia de la infección: – A mayor prevalencia poblacional, mayor probabilidad de resultados falso-negativos • Método: Sensibilidad 99.9% – Prevalencia 0.5% 5 FN/106 individuos analizados – Prevalencia 50% 500 FN/106 individuos analizados – A menor prevalencia poblacional, mayor probabilidad de resultados falso-positivos • Método: Especificidad 99.9% – Prevalencia 0.5% 995 FP/106 individuos analizados – Prevalencia 50% 500 FP/106 individuos analizados Chagas autóctono o “importado” – Chagas autóctono Tamizaje serológico obligatorio – Chagas “importado” Interrogatorio Tamizaje Estrategia y prevalencia “Se estima que en nuestro país hay entre 1.500.000 y 2.000.000 de niños y adultos infectados” Guía para el Diagnostico y Tratamiento de Pacientes con Enfermedad de Chagas. P.N.Ch Estrategia y objetivos del Servicio • Seguridad Transfusional: – Protección del receptor de sangre – Prepondera la sensibilidad sobre la especificidad – No utiliza pruebas suplementarias o confirmatorias de manera obligatoria • Diagnóstico presunto (IAM, Sífilis 1º): – Instaurar un tratamiento rápido para evitar la progresión a una enfermedad grave o incurable – Prepondera la sensibilidad sobre la especificidad – Utiliza una prueba suplementaria como auxiliar • Diagnóstico de certeza (cáncer): – Evitar tratamientos cruentos o costosos innecesarios – Prepondera la especificidad sobre la sensibilidad – Utiliza una prueba suplementaria o confirmatoria Importancia del T. cruzi en Medicina Transfusional • Es endémico en Argentina • Se transmite por transfusión de sangre y transplante de órganos • Es viable en las condiciones de almacenamiento de los hemocomponentes • Produce una enfermedad grave • Los donantes son portadores crónicos asintomáticos • Existen medios para la detección y prevención de la transmisión Viabilidad de T. cruzi en hemocomponentes (Transfusion 2009 Volume 49, August Supplement 231S) Sangre entera a 4ºC: 18 días GRD a 4ºC: 21 días (días a semanas) Plaquetas a TA: 5 días Plasma fresco congelado: 24 hs GR congelados: Desconocido En LA 12-25% de los receptores de sangre seropositiva fueron infectados después de la transfusión de sangre entera fresca Metodología disponible: Un poco de historia Año Evento 1909 1913 1914 1962 1962 1966 1966 1975 1976 Enf. Chagas (Frotis e inoculación) Fijación de complemento Xenodiagnóstico Strout HAI Hemocultivo IFI (IgG) ELISA Fijación de complemento estandarizada Fuente Chagas CRJ. Mem Inst Oswaldo Cruz. 1909; 1: 159-218. Guerreiro C, Machado A. Brasil Med 1913; 27: 225-226 Brumpt E. Bull Soc Pat Exot 1914; 7: 706-710 Strout RG. J. Parasitol 1962; 48: 100-108 Cerisola JA, Fatala-Chabén M, Lazzari JO. Prensa Med Argent. 1962; 24: 1761-1767 Chiari E, Brenner Z. Rev Inst Med Trop Sao Paulo. 1966; 8: 134-138 Camargo ME. Rev Inst Med Trop Sao Paulo. 1966; 8: 227-235 Voller A, Draper C, Bidwell DE, Bartlett AA. Lancet 1975; 1: 426-429 Almeida JO, Fife EH Pan Am Health Org. 1976; 319: 86 p Moser DR, Kirchoff LV, Donelson JE. J Clin Microbiol 1989; 27: 1477-1482. 1989 PCR Strun NR, Degrave W, Morel C, Simpson L. Mol Biochem Parasitol 1989; 33: 205-214 Britto C, Cardozo MA, Vanni CMM, et al. Parasitology 1995; 110: 241-247 1990s ELISA Recombinante y Péptidos Sintéticos Levin MJ, Franco da Silveira J, Frasch ACC, Camargo ME et al. FEMS Mocrobiol Immunol 1991; 89: 11-20 Umezawa ES, Bastos S, Camargo ME et al. Am J Clin Microbiol. 1999; 37: 1554-1560 Moncayo A, Luquetti AO. Mem Inst Oswaldo Cruz 1990; 85: 489-495 Cummings KL, Tarleton RL. Mol Biochem Parasitol 2003; 129: 53-59 2000s Real time PCR Virreiyra M, Alonso-Vega C, Solano M et al. Am J Trop Med Hyg 2006; 75: 871-879 Piron M, Fisa R, Casamitjana N et al. Acta Trop 2007; 103: 195-200 Duffy T, Bisio M, Altcheh J et al PloS Negl Trop Dis 2009; 3: e419 Métodos Serológicos: Clasificación (WHO TRS 905; 2002; Sáez-Alquezar Congreso AAHI 2003) Convencionales (ELISA, IFI y HAI) – Ag total o parcialmente purificado No convencionales – Mezcla de Ag rec, o de PS, o Ag rec + PS – Ag Multiepitopes • Formato ELISA • Formato No ELISA (IC, AP, Dot Blot, QL, etc.) • Pruebas Suplementarias (TESA blot, IB, RIPA) Métodos Serológicos: Limitaciones • Inherente al agente infeccioso – T. cruzi: Parásito genética y antigénicamente complejo (TcI-VI) • Inherente al huésped – Respuesta inmune diferente entre individuos serológicos pueden ser diferentes Los perfiles • Inherente a la metodología – Ausencia de Gold Standard – Reacciones cruzadas • Con diferentes agentes infecciosos (T. rangelii, Leishmania sp., T. pallidum, Streptococo ß hemolítico) • En situaciones no infecciosas – – – – – Vacuna de influenza Autoinmunidad Hemodiálisis Embarazo Fármacos – Valor de corte (¿ S, E?) Implicancia de valor de corte = máxima sensibilidad 100% β Fre Frecuencia Indeterminación Zona gris γ = máximas especificidad y sensibilidad = máxima especificidad β 10 20 40 Valor de corte en : Mayor sensibilidad = sangre segura Menor especificidad = descarte de unidades 80 160 320 640 1.280 2.560 Valor de corte en : Menor sensibilidad = sangre insegura Mayor especificidad = menor descarte de unidades Antígenos utilizados en el screening de T. cruzi • Antígenos de Cultivo Acelular (Epimastigote) Celular (Tripo/Amastigote/Secretorios en LLCMK2) Crudos Purificados • • • • Antígenos Recombinantes Péptidos sintéticos Combinaciones Recombinante + Sintético Multiepitopes Antígenos recombinantes en el tamizaje y diagnóstico de T. cruzi Ventajas: – Antígenos elegidos: • Inmunodominantes • Específicos • Tripomastigote – – – – – Composición cuali y cuantitativa estandarizada Fácil producción Mayor bioseguridad Mayor reproducibilidad de resultados Menor cruzamiento respecto que los antígenos de lisado (Leishmania) Desventajas: – Conformación no siempre equivalente a la nativa – No existe “EL” antígeno que detecte todas las infecciones (un solo antígeno no demuestra sensibilidad suficiente) – Es necesario utilizar mezclas de antígenos Ags rec/ PS comúnmente utilizados ELISAs • Mezclas – CRA y FRA – Ag1, Ag2, Ag30, SAPA, Ag13 y Ag36 – JL8 y MAP • Multiepitopes – TcF = TcD, TcE, PEP-2 y TcLo1.2 • Péptidos sintéticos – B13, 1F8 y H49 – P17 y p18 NO ELISAs • QL/IB: FP3, FP6, FP10 y TcF (mezcla + ME) • Inmunoblot: Tc24, CRA, FRA, TcD, MAP, SAPA, Ag 39 • Inmuno Filtración: Ag2, TcD y TcE (PS) Diciendo lo mismo en distinto idioma (da Silveira JF y Cols. Trends in Parasitology 2001; 17 (6): 286-291) Ag CRA Ag 30 JL8 TCR27 B13 Ag 2 PEP-2 TCR39 TcD 13 H49 FRA Ag1 JL7 SAPA TESA 1F8 FCaBP F29 Ubicación Tipo Utilidad Estadio Citoplasmático Tándem Crónicos Epi/Tripomastigote Superficie Tándem Crónicos Tripomastigote Superficie Tándem Agudo y Crónico Tripomastigote Flagelar/Citoesqueleto Tándem Crónicos Epi/Tripomastigote Transialidasa Tándem Agudo Tripomastigote Flagelar unidora de Calcio No repetitivo Crónicos Epi/Tripomastigote Pruebas suplementarias: Inmunoblot Inno-LIA Chagas (Inmunoblot) Int* Estreptavidina 4+ 3+ Anti IgG 3+ 2+ 1+ Anti IgG 1+ 0,5 0,5 Anti IgG +/- (CO) 0 Tc24 Abbott ESA Chagas (Inmunoblot) CRA FRA TcD Positivo: 2 líneas c/ score >2,5+ MAP SAPA Ag 39 Saez-Alquezar y Col. JCM 2000; 38(2): 851-854 Positivo: 2 líneas c/ score 1+ Chen KY y Col. CVI 2007; 14(4): 355-361 Pruebas suplementarias: Western blot TESA Blot (Ag secretorios de cultivo) 205 kD 116 kD + 97 66 Umezawa ES et al, J Clin Microbiol 34: 2143-2147, 1996 RIPA (Ag epimastigote* precipitados por Acs del paciente) + Kirchoff L.V. et al, J Infect Dis. 1987; 155 (3): 561-564 Lab de investigación Sistema de Gestión de la Calidad Control del proceso analítico: • ¿Es adecuado (recursos y procedimientos)? • ¿Es estable? Validación/verificación Control de calidad (CCI + PEEC) ¿Cuál es mi estándar de referencia (panel/método)? ¿Cuál es mi proceso (método) más adecuado/conveniente? Validación de reactivos frente a paneles (Saez-Alquezar y Col. CVI 2007; 14(8): 1045-1049) Lisado A Lisado C Recomb A Lisado B Lisado D Recomb B Ch: Chagas crónico; H: Sanos; L: Leishmania spp; Tr: T.rangeli; OD: Otras enfermedades; ChPa: Chagas cepas Panameñas; Index: OD/CO La veracidad de los paneles es crítico (Saez-Alquezar Congreso AAHI 2003) Supongamos el siguiente caso extremo: •Laboratorio de referencia de la década del `60 (únicas pruebas disponibles IFI y HAI) •Se desconoce el estado serológico de Leishmaniasis en el panel •Tratando de obtener un panel de validación para Chagas se toman las 39 muestras Leishmania +, cuyo estado se desconoce. •Criterio de positividad: 2 pruebas de Chagas positivas •11 muestras negativas •25 muestras positivas •3 muestras indeterminadas (se descartan del panel) •Con ese panel se evalúa un nuevo ELISA de lisado S%=100*11/25=44% •Con ese panel se evalúa un nuevo ELISA recombinante S%=100*3/25=12% CONCLUSIÓN: Los ELISAs son insensibles ¿Es cierto??? Panel de referencia=muestra de infectados, NO meramente positivas Validación contra método de Referencia Equipo a validar + Total Método de referencia + Total 90 90 180 10 910 920 100 1000 1100 Método de referencia PERFECTO S=100% E=100% Sensibilidad %: 90,00% Especificidad %: 91,00% Eficiencia % : 90,91% VPP%: 50,00% VPN%: 98,91% : Sensibilidad del método de referencia : Especificidad del método de referencia Método de referencia REAL S=99% E=99% Sensibilidad %: 99,10% Especificidad %: 91,08% Eficiencia %: 91,74% VPP% : 50,00% VPN% : 99,91% Estrategia y normativas: Chagas Res MSAL 523/97 Normas para el Diagnóstico de la Infección Chagásica •3.3 “Los antígenos son de composición muy variable y ninguno alcanza por sí solo el 100% de efectividad diagnóstica… con 2 reacciones serológicas se puede alcanzar un rango de sensibilidad del 98-99.5% ... El inmunodiagnóstico … deberá realizarse con un mínimo de 2 métodos listados a continuación: IFI – HAI – ELISA - AD2ME - AP (látex, gelatina, etc.) Las duplas serológicas son: HAI + IFI / HAI + ELISA / ELISA + IFI •3.4 Control del donante de sangre: “… se utilizarán 2 métodos serológicos de selección o descarte … estos métodos son HAI y ELISA en los títulos de corte indicados por el productor de reactivos … o bien los descriptos en 3.3… Cuando se obtengan resultados reactivos por 1 ó 2 métodos de descarte, deberá desecharse la bolsa de sangre … debe derivar al dador encontrado reactivo, a un laboratorio que pueda confirmar el diagnóstico de infección” Estrategia y normativas: Chagas Res MSAL 865/2006 Normas Técnicas y Administrativas de Hemoterapia P.S. Inmunoserologia: “Se aconsejan los siguientes métodos inmunoserológicos de tamizaje obligatorio: Para Chagas: Prueba inmunoenzimática y prueba de aglutinación (HAI, AD, APG). Se deberá realizar par serológico, de acuerdo con la Ley Nacional 22.360 (Ley de Chagas) y la Norma Técnica (res MSN 523/97). Para la elección del par serológico, de acuerdo a la citada Reglamentación, se recomienda el empleo de antígenos y métodos diferentes. H.23. Información de resultados • La notificación de los resultados de su calificación biológica, en caso de existir alguna anormalidad será efectuada luego de la donación. ¿Cuántos métodos usar?: Normativas y recomendaciones • OMS 1991: Par serológico (sensibilidad 98-99.5%) • Normas MT Mercosur (Res 42/00): Par serológico • OMS 2002 (WHO-TRS 905; 2002: pp30): – Tamizaje: 1 método de alta sensibilidad (>99%) – Diagnóstico: Par serológico • Argentina: – Tamizaje y diagnóstico por Par serológico • Brasil: – Hasta 2002: Tamizaje y diagnóstico por Par serológico – Desde 2003: Tamizaje por 1 ELISA – 2005: Diagnóstico con par serológico Estrategia y par serológico PARALELO o SIMULTÁNEO • Varias pruebas al mismo tiempo SERIE o SUCESIVO •La 2º prueba (>E) solo “confirma” la positividad de la 1º (>S) • Estadística •Estadística – Negativo= Todas las pruebas negativas – Positivo = Positivos + discordantes – Positivo =Todas las pruebas positivas – Negativo= Negativos + discordantes • Alto VPN [VPN=VN/(VN+FN)] •Alto VPP [VPP=VP/(VP+FP)] • Bajo %FN=1-VPN •Bajo %FP=1-VPP • Alto % de FP •Seroconversión como FN • Ejemplo: Chagas •Ejemplo: HIV, HCV Ejemplo Prevalencia de patología en la población: 5% Prueba 1 (P1) Sensibilidad: 99% Especificidad: 80% Pruebas en paralelo (P1 + P2) Sensibilidad: 99.8% Especificidad: 79.2% VPN: 99.99% VPP: 20.2% Prueba 2 (P2) Sensibilidad: 80% Especificidad: 99% Pruebas en serie (P1 P2) Especificidad: 99.8% Sensibilidad: 70.2% VPP: 95.4% VPN: 98.9% Par serológico: FN, FP y prevalencia Reactivo R1 (ELISA/IFI) R2 (ELISA/IFI) R3 (HAI) Sensibilidad: 99.5% 99% 95% Especificidad: 98% 97% 90% PREVALENCIA POBLACIONAL: 0% - 60% Falsos Negativos / 10.000 donaciones Falsos Positivos / 10.000 donaciones Resultados discordantes entre métodos • 3 -5% (2 métodos) (Gomes YM y col. Mem Inst Oswaldo Cruz 2009; 104 (Suppl. I): 115-121; Otani MM y col. Transfusion. 2009;49(6):1076-82; WHO Tech Report Series 905, año 2002) • 1.6 – 12.9% (8 métodos) (Remesar MC y Cols. Transfusion. 2009;49(11):2352-2358) • 5.2 – 14.6% (6 métodos) (Estudio Local - Bs As 2004) según el par serológico: • • • • • ELISA R + ELISA L: 5.2% ELISA L + AP: 6.4% ELISA R + AP: 7.8% ELISA L + HAI: 7.4%-13.6% ELISA R + HAI: 8.7%-14.6% ¿Criterio de positividad del panel empleado? • Mera coincidencia entre métodos de tamizaje • Positividad de un método suplementario (TESA Blot, RIPA, IB) • Positividad por consenso (panel con > de la mitad de las pruebas positivas) Experiencia en Brasil tamizando con 3 métodos (Salles NA y Col. Transfusion 1996; 36: 969-973) Total de donantes tamizados: 411.017 Unidades descartadas: 6.936 (1,7 %) 30,2 HAI+IFI+ELISA HAI+ELISA IFI+ELISA IFI+HAI ELISA 1,4 40% 4,0 3,1 7,8 60% 13,0 HAI 40,5 IFI 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 % DE DESCARTE Retorno de donantes Repetición del tamizaje Positivos en: 3 tests 2 tests 1 test Negativos Total Escrutinio Inicial Positivos en: N (%) N (%) 3 tests 370 (94,6) 16 (4,1) 2 tests 21 (17,9) 39 (33,3) 1 test 1 (0,1) 29 (3,8) Total POSITIVIDAD SEROLÓGICA N (%) 5 (1,3) 31 (26,5) 192 (25,3) N (%) 0 (0) 26 (22,3) 537 (70,8) N 391 117 759 1267 Elección del par serológico: Experiencia en pacientes de Brasil (Gadelha y Col. Vox Sang 2003; 85: 165-170) Método Resultado ELISA Rec CRA+FRA ELISA Convencional HAI Chag No Chag Chag No Chag Chag No Chag Positivo 110 0 110 0 59 0 Negativo 2 143 2 143 14 143 Indeterminado 0 0 0 0 40 0 Sensibilidad (%) Especificidad (%) Chagásicos: 112 No Chagásicos:143 98,2 98,2 100 52,7 100 100 Las 2 muestras negativas por ELISA Rec fueron diferentes de las 2 muestras negativas por ELISA Conv Conclusiones: 1. Sigue siendo necesario el uso del par serológico 2. El mejor par serológico fue ELISA lisado + ELISA recombinante Elección del par serológico: Experiencia en donantes de Bolivia. (Pirard y Col. Transfusion 2005; 45: 554-561) Sta Cruz de la Sierra: Prevalencia 40% Sensibilidad % Especificidad % ELISA Recombinante 1 98,9 98,9 ELISA Recombinante 2 99,3 98,3 ELISA Convencional 1 100* 96,3 ELISA Convencional 2 98,6 97 IFI 100* 96,3 HAI 96,5 87-94 Método * Valores asignados como 100% Conclusiones: 1. Sigue siendo necesario el uso del par serológico 2. La elección del par dependerá de la relación costo/beneficio 3. Performance de HAI al caso anterior Elección del par serológico: Experiencia en Colombia. (Gutierrez R y Col. Parasitology 2004; 129: 439-444) 79 (84%) + x3M 335 (52.5%) + ELISA Lys local 638 individuos N=94 IFI ELISA lisado ELISA Rec 67/79 (84.8%) PCR+ 5 (5.4%) + x2M •1 ELISA lis – •4 IFI - 8/15 (53.33%) PCR+ 10 (10.6%) - x3M 89 (98.9%) - x3M 303 (47.5%) - N=90 1 (1.1%) + 2 ELISAs PCR+ 1 solo reactivo no brinda seguridad suficiente. Es necesario recurrir a más de 1 prueba en paralelo Biología molecular para el tamizaje de T. cruzi Sensibilidad en portadores crónicos: 3,8 – 100% (Portela-Lindoso AABP and Shikanay-Yasuda MA, Rev Saude Publica 2003; 37(1): 107-115 ; Junqueira AC y Cols. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1996; 90: 129-132; Wincker P y Col. Am J Trop Med Hyg 1994; 51: 771-777; Avila HA y Col. Mol Biochem Parasitol 1991; 48: 211-221 ) Variables de desempeño: – Variabilidad genética entre cepas: Ej Bolivia TcII vs Amazonas o México TcI – Parasitemia: es baja e intermitente en infectados crónicos – Epidemiología de la población de estudio – Diseño del método • • • • Volumen de muestra a usar Extracción de DNA Método: directo o nested Primer a usar (DNA satélite nuclear, kDNA) Desempeño de diferentes metodologías (Ribeiro dos Santos y Col. Ann Trop Med Parasitol 1999; 93 (7): 689-694) Detección de parasitemia Método Primer PCR directa nDNA 3,80% 10.000 PCR directa kDNA 4,50% 10.000 Nested PCR kDNA 25,70% 1 % en DS seropositivos Parásitos/ml DNA positivo en donantes seropositivos DNA+/ Otras pruebas Serol+ parasitológicas + Fuente Origen Prev% EEUU 0,02% (parcial) 63% Hemocultivo 6,3% Leiby DA y Col. J Infect Dis 2008; 198(4): 609-613 Chile 0,3-0,4% 69% Xenodiagnóstico 21% Galaz P y Col Rev Med Chil 2007; 135(10): 12911295 México 0,2-2,8% 50% No Monteón-Padilla VM y Cols Arch Med Rs 1999; 30(5): 393-399 España 0,62% 9% No Pirón M y Col Transfusion 2008; 48(9): 1862-1868 PCR en “infectados” seronegativos Detección de genoma de T. cruzi en individuos seronegativos N Serol Neg (N) Adulta 194 Adulta Población PCR+/Serol- Fuente N % 80 12 15,00% Salomone OA y Col. EID 2003; 9(12): 1558-1562 114 4 3 75,00% Avila HA y Col JCM 1993; 31: 2421-2426 Adulta 113 21 10 47,62% Gomez ML y Col. Am J Trop Hyg 1999; 60: 205-210 Adulta 69 9 3 33,33% Castro AM y Col. Parasitol Res 2002; 88: 894-900 Pediátrica 45 17 2 11,76% Wincker P y Col. FEMS Microbiol Lett 1994; 124: 419-423 Pediátrica 268 155 1 0,65% Wincker P y Col. Parasitology 1997; 114: 367-373 Conclusión: La serología de Chagas es complicada • Analito: Acs policlonales ( especificidad, afinidad , concentración y precocidad de aparición) dirigidos contra el parásito entero, a diferencia de un IE para HBcAc, HBsAc, TSH ó HBsAg. • Respuesta inmune menos conocida que HIV o HCV: (período de ventana, perfiles de seroconversión, riesgos residuales, etc). • Métodos con composición antigénica muy variable: HIV p24+gp41+gp36 ±gp120 ± Pép HIV (0) HCV Core+NS3-5 NS3-4 gt 2y3 T. cruzi CRA, Ag 30, JL8, TCR27, B13, Ag 2, PEP-2, TCR39, H49, FRA, Ag1, JL7, SAPA, TESA, 1F8, FCaBP, F29, MAP, FP3, FP6, FP10, TcF, Tc-24 … etc • Infectados con cepas/tipos de T. cruzi pueden reaccionar . • Reacciones cruzadas de diferente tipo. Como consecuencia el desempeño de los métodos puede ser : • Para diferentes autores. • Para diferente población (prevalencia, cruzamientos, etc). • Para una misma muestra o panel (verdad de consenso, ausencia de referencia perfecta). Conclusión: La serología de Chagas es complicada • Aumentando el número de pruebas en simultáneo se incrementa la sensibilidad diagnóstica, pero también el número de muestras indeterminadas. • Varios autores describieron que ciertos pacientes con resultados serológicos indeterminados estaban relacionados espacial y/o familiarmente con individuos infectados. • Para una estandarización metodológica es necesario contar con herramientas indispensables (y no siempre disponibles): Paneles: de referencia perfecta (infectados y no infectados) de seroconversión/ infectados agudos de título bajo reales (no muestras diluidas) “Gold Standard” Muchas Gracias!!!