UvA-DARE (Digital Academic Repository) Diagnosis of malaria in pregnancy: evaluation, new developments and implications Kattenberg, J.H. Link to publication Citation for published version (APA): Kattenberg, J. H. (2012). Diagnosis of malaria in pregnancy: evaluation, new developments and implications General rights It is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), other than for strictly personal, individual use, unless the work is under an open content license (like Creative Commons). Disclaimer/Complaints regulations If you believe that digital publication of certain material infringes any of your rights or (privacy) interests, please let the Library know, stating your reasons. In case of a legitimate complaint, the Library will make the material inaccessible and/or remove it from the website. Please send a message to: UBAcoach http://uba.uva.nl/contact/ubacoach-nl.html, or a letter to: Library of the University of Amsterdam, Secretariat, Singel 425, 1012 WP Amsterdam, The Netherlands. You will be contacted as soon as possible. UvA-DARE is a service provided by the library of the University of Amsterdam (http://dare.uva.nl) Download date: 27 dec. 2016
Samenvatting Malaria, een parasitaire infectie veroorzaakt door Plasmodium parasieten, kan ernstige gevolgen hebben voor zwangere vrouwen en hun (ongeboren) kinderen. Vroegtijdige diagnose en snelle behandeling zijn dan ook van groot belang om de ernstige gevolgen van de ziekte te voorkomen. Ook al zijn er preventieve maatregelen om malaria tijdens de zwangerschap te voorkomen, zoals bijvoorbeeld het gebruik van met insecticide geïmpregneerde bednetten en preventieve behandeling, toch blijft diagnose van de ziekte in gebieden met zowel lage als hoge malariatransmissie essentieel. Het vaststellen van een malaria infectie tijdens de zwangerschap kan bemoeilijkt worden doordat de parasieten zich in de placenta nestellen wat kan leiden tot een zeer lage dichtheid van parasieten (onder de detectie limiet van veel gebruikte diagnostische methoden) in het vrij circulerende (perifere) bloed. Ook kunnen de parasieten geheel afwezig zijn in het perifere bloed. Nauwkeurige diagnose van de infectie in de placenta vereist histologisch onderzoek van gefixeerd weefsel van de placenta wat de goud standaard is voor de diagnose van malaria infectie in de placenta. Helaas kan histologisch en microscopisch onderzoek van placenta preparaten alleen worden uitgevoerd na de bevalling. Het zou voor zowel de moeder als de foetus veel beter zijn als de infectie al wordt gediagnosticeerd tijdens de zwangerschap, en daarna veilig en effectief behandeld wordt. Het is daarom van groot belang de infectie van de placenta al voor de bevalling op te kunnen sporen en wel in het perifere bloed. Op dit moment zijn de beschikbare methoden voor de diagnose van malaria in het perifere bloed de volgende: het aantonen van de parasiet in een bloedpreparaat door middel van microscopisch onderzoek, DNA of RNA detectiemethoden (zoals polymerase chain reaction, PCR, een methode om DNA te vermenigvuldigen) en het aantonen van parasitaire antigenen met behulp van sneltesten, zogenaamde rapid diagnostic tests (RDTs). Deze RDTs, die binnen enkele minuten resultaat geven, zijn gebaseerd op het aantonen van antigenen (eiwitten) van de parasiet die in het bloed circuleren. Voorbeelden van antigenen die kunnen worden gedetecteerd met RDTs zijn histidine rijk proteïne 2 (HRP2) en Plasmodium lactaat dehydrogenase (pldh). HRP2 is uit- 175
sluitend afkomstig van Plasmodium falciparum, pldh van alle bij de mens voorkomende malaria parasieten. Hoofdstuk twee van dit proefschrift bevat een systematisch onderzoek van de gepubliceerde literatuur over de diagnostische nauwkeurigheid van microscopisch onderzoek, RDTs en moleculaire technieken (PCR) vergeleken met histologisch onderzoek van de placenta voor de diagnose van malaria tijdens de zwangerschap. Uit deze analyse blijkt dat RDTs en PCR voldoende nauwkeurig zijn voor de diagnose malaria tijdens de zwangerschap. Te weinig studies waren gevonden die deze tests hebben getoetst ten opzichte van histologisch onderzoek van de placenta, om de diagnostische nauwkeurigheid te kunnen bepalen. Bovendien blijkt microscopisch onderzoek van zowel perifeer bloed als bloed uit de placenta geen betrouwbare vervanging van histologisch onderzoek als referentie standaard voor P. falciparum infectie van de placenta, terwijl die wel vaak zijn gebruikt voor dit doel. Daarom zijn vergelijkende studies van RDTs en PCR met histologisch onderzoek dringend noodzakelijk om de nauwkeurigheid van deze testen voor de diagnose van placenta malaria te bepalen. Er bestaat nog bezorgdheid over de stabiliteit en nauwkeurigheid van RDTs in verschillende klimatologische omstandigheden. Bovendien is er nog steeds behoefte aan verbetering van RDTs, vanwege het gebrek aan capaciteit van verschillende RDTs om alle soorten malariaparasieten aan te kunnen tonen, omdat antigenen kunnen blijven circuleren lang nadat parasieten zijn verdwenen en door genetische variatie van antigenen dat kan optreden. Daarom zijn monoklonale antilichamen tegen drie malaria-antigenen, glutamaat rijk eiwit (GLURP), dihydrofolaat reductase-thymidylaatsynthase (DHFR-TS) en heem detoxificatie eiwit (HDP) ontwikkeld en gekarakteriseerd (hoofdstuk drie). In dit hoofdstuk wordt beschreven dat een aantal van de ontwikkelde antilichamen met goede affiniteit en detectielimiet reageert met het recombinant antigeen en met isolaten van P. falciparum en Plasmodium vivax. In een ELISA (enzymelinked immunosorbent assay) proefopzet is onderzocht of de antilichamen genetisch verschillende P. falciparum isolaten en P. vivax in monsters van patiënten konden detecteren, dit in vergelijking met twee commercieel verkrijgbare malaria antilichamen (hoofdstuk vier). In deze opzet bleek de ELISA echter niet voldoende nauwkeurig voor de diagnose van malaria. Een veel voorkomend probleem met RDTs bij niet-zwangeren is dat het te detecteren antigeen gedurende enkele weken na behandeling in de bloedsomloop aanwezig kan blijven (persistentie), zelfs al zijn er geen hele parasieten meer aanwezig. Daarom is de persistentie van verschillende Plasmodium antigenen onderzocht met diverse diagnostische tests bij zwangere vrouwen die na de malariabehandeling zijn gevolgd (hoofdstuk vijf). Dit onderzoek toonde aan dat RDTs die HRP2 detecteren veel langer positief blijven na de behandeling 176
van zwangere vrouwen dan andere diagnostische tests zoals microscopisch onderzoek, pldh-rdts en PCR. Hogere dichtheden van parasieten bij aanvang van de behandeling waren gecorreleerd met langere antigeen persistentie. Sneltesten worden in toenemende mate toegepast voor de diagnose van malaria gedurende de zwangerschap, terwijl het onderzoek dat gedaan is naar de diagnostische nauwkeurigheid van deze testen in deze populatie beperkt is, zoals beschreven in hoofdstuk twee. Daarom werden diverse diagnostische testen, waaronder twee RDTs, geëvalueerd voor de diagnose van malaria bij routinematige controle van zwangere vrouwen tijdens hun prenatale onderzoeken (hoofdstuk zes). Dezelfde commerciële RDTs werden getest op hun diagnostische nauwkeurigheid voor de diagnose van placenta malaria bij de bevalling en werden vergeleken met microscopisch onderzoek en PCR analyse van perifeer en placenta bloed (hoofdstuk zeven). Deze studies werden uitgevoerd in twee dorpen in een ruraal gebied in Burkina Faso. In deze evaluaties in het veld werd relatief hoge malaria prevalentie gevonden zowel tijdens de zwangerschap als bij de bevalling. De PCR en de HRP2-RDT hadden beide goede nauwkeurigheid in het perifere bloed in vergelijking met microscopisch onderzoek. De vergelijking met histologisch onderzoek kon helaas nog niet worden afgerond. In veel van de gevallen waar infectie was gediagnosticeerd door de andere testen, waaronder microscopie van perifeer bloed en impressie preparaten van weefsel van de placenta, werden deze infecties niet gedetecteerd met microscopische analyses van preparaten van bloed uit de placenta. De RDTs die pldh detecteren hadden een lagere nauwkeurigheid dan PCR en HRP2-RDTs, maar de nauwkeurigheid was wel veel beter dan verwacht op basis van de evaluatie van op pldh gebaseerde testen beschreven in hoofdstuk twee. De conclusies van het onderzoek beschreven in dit proefschrift zijn vooral van toepassing op gebieden met hoge transmissie van P. falciparum-infecties bij asymptomatische zwangere vrouwen in Afrika ten zuiden van de Sahara. Hoewel dit proefschrift heeft laten zien dat RDTs en PCR voldoen ter vaststelling van malaria bij zwangere vrouwen in vergelijking met microscopisch onderzoek van perifeer en placentaal bloed, zijn er meer studies nodig die deze testen vergelijken met histologisch onderzoek van de placenta om tot een wetenschappelijk verantwoorde conclusie te komen over hun nauwkeurigheid voor de detectie van placenta malaria. Vooral in het geval van pldh-rdts is er meer onderzoek nodig, aangezien er een zeer grote variatie in nauwkeurigheid is gevonden voor die testen. In gebieden met hoge transmissie zou een test moeten worden gebruikt die lage parasieten dichtheden en genestelde parasieten kan detecteren, zoals PCR of een HRP2-RDT. Echter, in gebieden met lage transmissie worden over- 177
wegend hogere parasieten dichtheden gevonden, waardoor ook pldh-testen bruikbaar zijn in die gebieden. In Azië en Midden- en Zuid-Amerika komt veel vaker een andere soort malaria parasiet (P. vivax) voor dan in Afrika en in deze gebieden zijn testen die alle soorten parasieten detecteren geschikter, zoals PCR of RDT met PAN-detectie door pldh gecombineerd met HRP2-detectie voor de P. falciparum infecties met lage dichtheid. De persistentie van het HRP2 antigeen is een probleem bij malaria diagnostiek tijdens de zwangerschap, omdat dit kan leiden tot vals-positieve resultaten tijdens het interval tussen verschillende toedieningen van zogeheten Intermitterende Preventieve malaria behandelingen (Intermittend Preventive Treatment, IPT), een wijze van behandeling die tegenwoordig op grote schaal wordt toegepast in Afrika. Dit kan leiden tot onnodige malaria behandeling van de zwangere vrouwen en mogelijk miskenning van andere ziekten. In gebieden met lage of seizoensgebonden transmissie wordt IPT minder of niet toegepast maar verricht men routinematig diagnostisch onderzoek tijdens de prenatale onderzoeken, ongeacht of er symptomen zijn, en behandelt men bij positief resultaat ( screen-andtreat strategie). Ook hier kan antigeen persistentie een probleem zijn, zeker als de screening binnen een klein tijdsbestek wordt uitgevoerd. Tot slot: er is een duidelijke behoefte aan nieuwe methoden voor het vaststellen van malaria tijdens de zwangerschap, methoden die gemakkelijk te gebruiken zijn en die een betere detectie- limiet en nauwkeurigheid hebben dan pldh-rdts en microscopisch onderzoek, maar die minder verstoord worden door antigeen persistentie zoals die zich voordoet bij HRP2-RDTs. 178