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# 健康科学# 感染症(HIV/AIDSを除く)

HIV患者向けの新しい結核スクリーニング方法

HIVの人のTB診断のためのRNAマーカーを評価中。

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目次

結核(TB)は深刻な病気で、HIVに感染している人々の死亡原因の一つです。残念ながら、多くの結核のケースが見逃されていて、死亡率が高くなっています。迅速な診断と治療の開始が命を救うために必要です。でも、結核の診断は難しくて、報告されるケースはごくわずかです。世界保健機関(WHO)は、HIVの人々が医療機関を訪れた際に定期的な結核スクリーニングを推奨しています。

スクリーニングの推奨

2011年以来、WHOはHIVの人々の結核ケースを特定するために、4つの症状を使ったスクリーニング法を提案しています。これは、発熱、咳、体重減少、夜間の発汗について尋ねることを含んでいます。これらの症状がある場合は、ラボテストを使って結核を確認するための追加の検査が行われます。この4つの症状によるスクリーニングは結核を検出する能力が良好ですが、特異度と感度にはまだ大きなギャップがあります。

最近、WHOはC反応性タンパク質(CRP)という特定のタンパク質を血中で測定することも別のスクリーニングツールとして提案しました。この方法は、4つの症状のスクリーニングと比べて感度は似ているけど特異度が良いことがわかっています。これらの改善にもかかわらず、どちらの方法も効果的な結核スクリーニングに必要な基準を満たしていません。

結核診断の新しいアプローチ

より正確に結核を診断する新しい方法を見つけるための研究が進行中です。期待される分野の一つは、結核と関連する特定のRNAマーカーを探す血液検査の使用です。これらのRNAマーカーは、次の数ヶ月で結核を発症する可能性のある人を予測するのに役立ち、すでに結核を持っている人の診断を支援できます。

いくつかの研究では、これらのRNAマーカーが医療サービスを利用する人々の結核を効果的に特定できることが示されています。しかし、HIV感染者、特に抗レトロウイルス療法(ART)を受けていない人々においてこれらのマーカーがどれほど効果的かについてはデータが限られています。

ART前のスクリーニングの重要性

ARTを始める前に、治療されていないHIVの人々は結核を発症するリスクが高いです。これはスクリーニングにとって重要な時期で、免疫システムが弱っていることが多く、結核のような感染症に対してさらに脆弱になります。しかし、治療されていないHIVがあると、結核を検出するための特定の血液検査の精度に影響を与えることがあります。

この研究は、ARTを始める前のHIV感染者における結核スクリーニングのためにこれらのRNAマーカーがどれほど効果的かを調べることを目的としました。研究者たちは、WHOが推奨する現行の方法やCRPテストに対する効果を比較しました。

研究デザインと参加者

この研究には、南アフリカの健康センターでARTを始めるために紹介されたHIVの成人が含まれました。最近結核治療を始めたか、治療状況が不明な参加者は除外されました。データ収集は、2017年5月から2020年12月に行われ、血液サンプルとそのRNAの内容、CRP測定に焦点を当てました。

各参加者の人口統計情報、健康状態、症状、結核治療の有無が記録されました。結核を診断するために、各参加者から3つの喀痰サンプルが収集され、必要に応じて追加の検査が行われました。

RNAサンプルの分析

血液RNAサンプルは抽出され、専門のプラットフォームを使って分析されました。研究者たちは、以前の研究で有望だった23の結核関連遺伝子のグループに焦点を当て、これらのRNAマーカーが結核の存在を示すのにどれほど効果的かを見たいと思いました。

正確な結果を保証するために、研究者たちは品質管理措置を実施し、バッチ処理によるデータの変動を修正しました。また、彼らの方法が再現可能であることを確保しました。これは信頼できる結果には欠かせないポイントです。

診断精度の評価

研究者たちは標準的なテストを使ってRNAマーカーの効果を現行の方法と比較して評価しました。感度や特異度などの重要な指標を計算し、テストが病気のある人とない人を正しく特定できるかどうかを判断しました。

結果は、RNAマーカーが培養陽性の結核を特定する能力は似ていたものの、CRPテストを上回ることはなかったことを示しました。どのRNAマーカーもWHOの効果的なスクリーニングツールの目標を満たすことはできず、さらなる改善の必要性を浮き彫りにしました。

症状と健康状態に基づく分析

この研究では、症状のある参加者の健康状態に応じてRNAマーカーがどれほど効果的かも調査しました。典型的な症状がない参加者では、RNAマーカーの効果が低いことが明らかになりました。

結核の症状を示している参加者においては、RNAマーカーとCRPがより信頼性が高いことがわかりました。結果は、結核の症状の存在が病気を診断するための精度を高めることを示唆しています。

臨床的有用性の探求

これらのマーカーの臨床的有用性を評価するために、研究者たちは意思決定分析を行い、TBのさらなる検査を指導する上でのネットベネフィットを見ました。結果は、RNAマーカーを使用すると、結核を特定するための結果が良くなることを示しました。特に、医療サービスが低い閾値確率に基づいて検査を確認する意思があれば、全員をテストするよりも効果的です。

RNAマーカーもCRPも、現在の症状に基づくスクリーニングに比べて高い利点を示しました。しかし、どちらも目標とする効果には達しなかったため、より良いテストの開発が必要だと示しています。

病気の重症度との関連

この研究では、RNAマーカーのスコアがHIVの重症度マーカーなどさまざまな健康指標とどのように関連しているかも調べました。RNAスコアが高いほど、低いBMIやCD4数など、健康指標が悪化することがわかりました。この関係は、治療されていないHIVが結核スクリーニングテストの解釈に影響を与える可能性を支持しています。

研究の制限

この研究には大規模なコホートや徹底したデータ収集などの強みがありましたが、唯一の健康センターに限定されていたため、他の集団への一般化に影響を与えるかもしれません。他の制限には、ウイルス量を測定していないことや、分析できるRNA転写物の数が制限されていることが含まれます。

結論

この研究は、RNAバイオマーカーがARTを始める前のHIV感染者における結核スクリーニングに対して有望であることを示したものの、CRPテストよりも良い結果を出すことはできなかったと明らかにしました。 interferonの活動に依存しない効果的な方法を見つけるためのさらなる努力が必要です。

その間、研究結果はART開始前の結核スクリーニングに現在利用可能なCRPテストの使用を支持しています。今後の取り組みは、この高リスク集団で結核を効果的かつ正確に特定できる診断ツールの開発に焦点を当てるべきです。

オリジナルソース

タイトル: Blood RNA biomarkers for tuberculosis screening in people living with HIV prior to anti-retroviral therapy initiation: A diagnostic accuracy study.

概要: BackgroundUndiagnosed tuberculosis (TB) remains a major threat for people living with HIV (PLHIV). Multiple blood transcriptomic biomarkers have shown promise for TB diagnosis. We sought to evaluate their diagnostic accuracy and clinical utility for systematic pre-antiretroviral therapy (ART) TB screening. MethodsWe enrolled consecutive adults referred to start ART at a community health centre in Cape Town, South Africa, irrespective of symptoms. Sputa were obtained (using induction if required) for two liquid cultures. Whole-blood RNA samples underwent transcriptional profiling using a custom Nanostring gene-panel. We measured the diagnostic accuracy of seven candidate RNA biomarkers for the reference standard of Mycobacterium tuberculosis culture status, using area under the receiver-operating characteristic curve (AUROC) analysis, and sensitivity/specificity at pre-specified thresholds (two standard scores above the mean of healthy controls; Z2). Clinical utility was assessed using decision curve analysis. We compared performance to CRP (threshold [≥]5mg/L), World Health Organisation (WHO) four-symptom screen (W4SS) and the WHO target product profile for TB triage tests. ResultsA total of 707 PLHIV were included, with median CD4 count 306 cells/mm3. Of 676 with available sputum culture results, 89 (13%) had culture-confirmed TB. The seven RNA biomarkers were moderately to highly correlated (Spearman rank coefficients 0.42-0.93) and discriminated TB culture-positivity with similar AUROCs (0.73-0.80), but none statistically better than CRP (AUROC 0.78; 95% CI 0.72-0.83). Diagnostic accuracy was similar across CD4 count strata, but lower among W4SS-negative (AUROCs 0.56-0.65) compared to W4SS-positive participants (AUROCs 0.75-0.84). The RNA biomarker with highest AUROC point estimate was a 4-gene signature (Suliman4; AUROC 0.80; 95% CI 0.75-0.86), with sensitivity 0.83 (0.74-0.90) and specificity 0.59 (0.55-0.63) at Z2 threshold. In decision curve analysis, Suliman4 and CRP had similar clinical utility to guide confirmatory TB testing, but both had higher net benefit than W4SS. In exploratory analyses, an approach combining CRP ([≥]5mg/L) and Suliman4 ([≥]Z2) had sensitivity of 0.80 (0.70-0.87), specificity of 0.70 (0.66-0.74) and higher net benefit than either biomarker alone. InterpretationRNA biomarkers showed better clinical utility to guide confirmatory TB testing for PLHIV prior to ART initiation than symptom-based screening, but their performance did not exceed that of CRP, and fell short of WHO recommended targets. Interferon-independent approaches may be required to improve accuracy of host-response biomarkers to support TB screening pre-ART initiation. FundingSouth African MRC, EDCTP2, NIH/NIAID, Wellcome Trust, NIHR, Royal College of Physicians London. Research in ContextO_ST_ABSEvidence before this studyC_ST_ABSThe World Health Organisation (WHO) commissioned a recent systematic review and individual participant data meta-analysis of tuberculosis (TB) screening strategies among ambulatory people living with HIV (PLHIV). TB is a major cause of morbidity and mortality among PLHIV, particularly among those with untreated HIV and consequent immunosuppression. Importantly, initiation of antiretroviral treatment (ART) for HIV is also associated with increased short-term risk of incident TB, attributed to immune reconstitution inflammatory syndrome, which may in turn potentiate the immunopathogenesis of TB. As a result, in high TB prevalence settings, systematic screening for TB is widely advocated for PLHIV before starting ART. In this context, universal sputum microbiological screening is not economically sustainable, and limited by practical feasibility among those who are not expectorating sputum. Patient stratification to identify those at greater risk of TB is required to target resources for microbiological testing more precisely. For this purpose, the WHO four symptom screen (W4SS) achieved an estimated 84% sensitivity and 37% specificity for pre-ART TB screening. Blood CRP [≥]5mg/L offered better performance, estimated at 89% sensitivity and 54% specificity respectively, but still fell short of the WHO target product profile, aiming for [≥]90% sensitivity and [≥]70% specificity. Blood RNA biomarkers of TB, reflecting interferon (IFN) and tumour necrosis factor-mediated immune responses, have been gaining momentum as potential triage tests for symptomatic and pre-symptomatic TB, but their performance has not been comprehensively evaluated among PLHIV initiating ART. Untreated HIV also drives chronic IFN activity that may compromise the specificity of IFN-dependent biomarkers in this population. Added value of this studyTo our knowledge, this is the largest study to date to benchmark the performance of candidate blood RNA biomarkers for unselected and systematic pre-ART TB screening among PLHIV, against contemporary standards and aspirational performance targets. The blood RNA biomarkers showed better diagnostic accuracy and clinical utility to guide confirmatory TB testing for PLHIV than symptom-based screening with W4SS, but their performance did not exceed that of CRP, and they did not achieve WHO recommended targets. The results were comparable for microbiologically confirmed TB at enrolment to the study and for all cases starting TB treatment within six months of enrolment. Blood RNA biomarkers correlated with features of disease severity that might be attributed to either TB or HIV. Accordingly, their discrimination of TB among PLHIV was particularly limited by poor specificity. Diagnostic accuracy was significantly better among people who were symptomatic compared to those who were asymptomatic, further limiting the value of RNA biomarkers in pre-symptomatic TB. Interestingly, blood RNA biomarkers only showed moderate correlation with CRP, suggesting these two measurements provided information on different components of the host response. An exploratory analysis showed that CRP can be combined with the best performing blood RNA signature to provide better clinical utility than achieved by either test alone. Implications of all the available evidenceOur data demonstrate that blood RNA biomarkers do not perform any better than CRP as triage tests for TB among PLHIV prior to ART initiation. Since CRP is already widely available on a low cost point-of-care platform, our findings support further evaluation of the clinical and health-economic impact of CRP-based triage for pre-ART TB screening. An underlying mechanism that limits the diagnostic accuracy of RNA biomarkers for TB among PLHIV prior to ART may be upregulation of interferon signalling in untreated HIV. Since interferon activity underpins upregulated expression of TB biomarker genes, HIV-induced upregulation of interferon-stimulated genes may reduce the specificity of blood transcriptomic biomarkers for TB in this context. These findings highlight a wider need to identify interferon-independent host-response based biomarkers to support disease specific screening of PLHIV pre-ART initiation.

著者: Mahdad Noursadeghi, T. Mann, R. K. Gupta, B. W. Reeve, G. Ndlangalavu, A. Chandran, A. P. Krishna, C. Calderwood, H. Tshivhula, Z. Palmer, S. Naidoo, D. L. Mbu, G. Theron

最終更新: 2023-06-04 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.01.23290783

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.06.01.23290783.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。

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