Laboratoriumdiagnostiek van acute Q-koorts

Stand van zaken Laboratoriumdiagnostiek van acute Q-koorts Marjolijn C.A. Wegdam-Blans, Marrigje H.Nabuurs-Franssen, Alphons M. Horrevorts, Marcel F. Peeters, Peter M. Schneeberger en Henk A. Bijlmer Landelijk raken steeds meer laboratoria betrokken bij de diagnostiek van acute Q-koorts. Meer uniformiteit in diagnostiek en interpretatie is wenselijk. Hiervoor is een werkgroep Diagnostiek Q-koorts opgericht op initiatief van het Rijks Instituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) en de Nederlandse Vereniging voor Medische Microbiologie (NVMM). Diagnostiek van acute Q-koorts omvat een diagnostisch stroomschema (algoritme) bestaande uit tests voor DNA en voor antistoffen tegen de antigenen die in de opeenvolgende fasen van de ziekte worden aangetroffen. Meldingsplicht geldt zowel voor bevestigde als voor mogelijke acute infecties. *De andere deelnemers aan het consensusberaad staan aan het eind van dit artikel. Stichting PAMM, afdeling Medische Microbiologie, Veldhoven: drs. M.C.A. Wegdam-Blans, arts-microbioloog. Universitair Medisch Centrum St. Radboud, afdeling Medische Microbiologie, Nijmegen: dr. M.H. Nabuurs-Franssen, arts-microbioloog in opleiding. Canisius Wilhelmina Ziekenhuis, afdeling Medisch Microbiologie en Infectieziekten, Nijmegen: dr. A.M. Horrevorts, arts-microbioloog. St. Elisabeth Ziekenhuis, afdeling Medische Microbiologie en Immunologie, Tilburg: dr. M.F. Peeters, arts-microbioloog. Jeroen Bosch Ziekenhuis, afdeling Medische Microbiologie en Infectiepreventie, Den Bosch: dr. P.M. Schneeberger, arts-microbioloog. Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu, afdeling CIb/LIS, Bilthoven: dr. H.A. Bijlmer, arts-microbioloog. Contactpersoon: drs. M.C.A. Wegdam-Blans (m.wegdam@pamm.nl). Laboratoriumdiagnostiek van Q-koorts is niet altijd eenduidig, onder andere doordat de situatie na 3 epidemische verheffingen in Nederland complex is geworden. Diverse medisch-microbiologische laboratoria in Nederland gebruiken een zelfstandig ontwikkeld stroomdiagram (algoritme) om aan de toegenomen vraag naar diagnostiek te voldoen. Met het doel de best mogelijke onderbouwing te geven voor het opstellen van een algoritme heeft het RIVM samen met de Nederlandse Vereniging voor Medische Microbiologie (NVMM) een werkgroep Diagnostiek Q-koorts geformeerd van artsen-microbiologen die ervaring hebben opgedaan met diagnostiek van Q-koorts in de epidemie van de afgelopen jaren. Er is in kaart gebracht waaruit de diagnostiek in Nederland van acute Q-koorts thans bestaat en wat de knelpunten in interpretatie daarbij zijn. In dit artikel beschrijven we de consensus die is bereikt in deze werkgroep over de diagnostische mogelijkheden, de interpretatie en de meldingsplicht van acute Q koorts. De beperkingen in de diagnostiek zijn hierbij benoemd. De laboratoriumdiagnostiek van chronische Q koorts is buiten beschouwing gelaten. Hiervoor is een apart document in wording. Diagnostische tests Q-koorts wordt veroorzaakt door Coxiella burnetii, een coccobacil met een gramnegatieve celwand. Aangezien de bacterie moeilijk kweekbaar is, is de diagnostiek van Q-koorts tot op heden gebaseerd op DNA-detectie en antistofbepaling (figuur 1). Na een incubatietijd van gemiddeld 2-3 weken, met uitloop tot 6 weken, ontstaan griepachtige symptomen. DNA of bacteriëmie is gemiddeld 2-3 weken aantoonbaar vanaf het begin van de symptomen. 1-4 Bij de Q-koorts- NED TIJDSCHR GENEESKD. 2010;154:A2388 1

IgG tegen fase II-antigeen IgM tegen fase II-antigeen 1 2 3 4 5 weken FIGUUR 1 Het worden van testuitslagen na het begin van symptomen van Q-koorts. wordt het multi-copy-is1111a-gen gebruikt als target. Verschillende combinaties van primers en probes zijn geschikt voor het aantonen van C. burnetii-dna in serum. Na een gezamenlijke validatie maken de meeste laboratoria nu gebruik van hetzelfde protocol. 1,2,9 De is gevalideerd voor zowel serum als EDTA-plasma. De bruikbaarheid van de op andere lichaamsmaterialen wordt nader onderzocht. Serologisch onderzoek C. burnetii is een obligaat intracellulaire, gramnegatieve bacterie met 2 verschijningsvormen: de small cell -variant (SCV) en de large cell -variant (LCV). Welke variant wordt gevonden, hangt af van de leefomstandigheden van de bacterie. Daarnaast is een belangrijke eigenschap van C. burnetii de antigene variatie. Er zijn 2 antigene fases, die bepaald worden door de variatie van het lipopolysacharide. Bij infectie van de gastheercel treedt een verandering op van fase I-antigeen naar fase II-antigeen. De serologische diagnostiek is hierop gebaseerd: bij een acute of recente infectie staan de antistoffen tegen fase II-antigeen op de voorgrond, terwijl bij een chronische infectie de anti-fase I-antistoffen op de voorgrond treden. 5 Voor beide fasen zijn zowel IgM- als IgG-antistoffen meetbaar. 6-8 IgM is na de serologische windowfase (de fase waarin nog geen antistoffen worden gevonden), circa 2-3 weken na het begin van de symptomen, als eerste aantoonbaar, rondom het moment dat de wordt. IgM-antistoffen blijven vaak nog maanden na de acute infectie aantoonbaar. Er zijn verschillende serologische methoden om deze antistoffen te detecteren. Een uitvoerige evaluatie van de verschillende commerciële systemen en methoden in Nederland is nog niet verricht. Uit een laboratoriumenquête van het RIVM onder de Nederlandse medischmicrobiologische laboratoria in dit voorjaar is gebleken dat verschillende testmethoden en verschillende afkappunten worden gebruikt. Dit is deels het gevolg van het gebruik van verschillende commerciële tests. Onderzoek is nodig voor meer duidelijkheid en uniformiteit. Tot die tijd wordt aangeraden om de aangegeven afkappunten van de firma s te gebruiken. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) Vooralsnog is alleen de ELISA-IgM-fase II routinematig in gebruik in verschillende algoritmen. 9 Deze ELISA-IgMfase II kan op een ELISA-reader worden geprogrammeerd, is het makkelijkst uitvoerbaar van de 3 soorten serologische tests en daardoor geschikt als screeningsassay. De beschreven operationele sensitiviteit is 99%. 10,11 Dit betekent dat de sensitiviteit na de serologische windowfase zeer goed is. De specificiteit is minder: 10-12 foutpositieve reacties zijn beschreven bij acute Legionella-infectie, Bartonella-infectie, en acute epstein-barrvirusinfectie en in de zwangerschap. 13,14 Met ELISA-IgGfase I en -II is nog weinig ervaring. Complementbindingsreactie (CBR) De CBR is een bepaling van zowel IgM als IgG tegen fase I- of fase IIantigenen. Door ingebouwde controles bij de bepaling kunnen aspecifieke reacties bij CBR eerder worden opgemerkt en daardoor heeft deze methode mogelijk minder foutpositieve reacties. De CBR is gebaseerd op het verbruik van complement bij antigeen-antilichaambinding. De test wordt uitgevoerd in serumverdunningen. Een 4-voudige titerstijging, dan wel een seroconversie is bewijzend voor een recente infectie. De specificiteit van de CBR is hoog, evenals de sensitiviteit, al lijkt het erop dat de CBR-antistoffen iets later in de ziekte verschijnen dan andere antistoffen. De CBR is arbeidsintensief, een goede analytische expertise is vereist en de methode is, evenals de immuunfluorescentieassay, gevoelig voor inter -en intraobservervariatie. Indirecte immunofluorescentieassay Bij gebruik van een immuunfluorescentieassay (IFA) treedt seroconversie eerder op dan bij de CBR. 11,15 Zoals boven beschreven, vertoont C. burnetii fasevariatie. Daarbij wordt ook van de IFA-diagnostiek gebruikgemaakt, waarbij de 4 determinanten (IgG en IgM tegen fase I en fase II) kunnen worden geanalyseerd. De verschillende afkapwaarden die gebruikt worden in de literatuur hebben te maken met verschillende antigenen die gebruikt worden in de testsystemen en de verschillende toepassingen. In de individuele diagnostiek worden bijvoorbeeld andere afkapwaarden gebruikt dan in een bevolkingsonderzoek. Evenals de CBR is de IFA-methode gevoelig voor inter -en intraobserver variaties. En net als bij de ELISA-IgM zijn foutpositieve reacties beschreven bij IFA-IgM-bepaling. Een solitaire IgM-fase II-uitslag zal daarom bevestigd moeten worden in een tweede serummonster met seroconversie voor IgG-fase II. Ook de IFA wordt uitgevoerd in serumverdunningen en zowel voor IFA als voor de CBR geldt dat een 4-voudige titerstijging, dan wel een seroconversie bewijzend is voor een recente infectie. Seroconversie is in 2 weken tijd te verwachten, een 4-voudige titerstijging bij de meeste patiënten ook, maar uit waarneming is gebleken dat er 2 NED TIJDSCHR GENEESKD. 2010;154:A2388

variatie bestaat in antistofprofiel bij verschillende patiënten. Sommige patiënten hebben een trage of een lage antistofopbouw en dan is een interval van 2 weken onvoldoende. Ook bij de ontwikkeling van een acute naar een chronisch Q-koortsinfectie kan nog na maanden hernieuwd een titerstijging en IgM-seroconversie optreden. Een vergelijking tussen de verschillende serologische methoden is nog niet met voldoende grote aantallen sera gemaakt. Deze vergelijking zal op korte termijn worden uitgevoerd door de bij de werkgroep betrokken laboratoria. Routing en logistiek Voor de C. burnetii- kan zowel serum als EDTAplasma worden gebruikt. Ter voorkoning van contaminatie wordt geadviseerd om separate buizen te gebruiken voor en serologisch onderzoek. Afhankelijk van de vermelding van de eerste ziektedag en van het gekozen algoritme kan het laboratorium serologisch onderzoek dan wel als eerste test inzetten. Consensus over diagnostiek De diagnose Q-koorts is niet altijd met zekerheid op basis van een enkelvoudig monster te stellen. Op de aanvraag ontbreken geregeld klinische gegevens dan wel vermelding van de eerste ziektedag. Vermelding van de eerste ziektedag is belangrijk om tot de juiste diagnostiek te komen. Een algoritme, waarin, IgM-fase II (ELISA) en CBR of IFA zijn vervlochten, is hierbij een praktisch instrument. Het is een keuze van het desbetreffende laboratorium om een algoritme te beginnen met dan wel serologisch onderzoek. Figuur 1 geeft de te verwachten resultaten in de tijd weer. De keuze kan afhankelijk zijn van logistiek, aanwezigheid van tests, lokale epidemiologie (verwachte prevalentie en incidentie) en van het seizoen. Voorbeelden van dit soort algoritmen staan in figuur 2. Er wordt geen specifiek algoritme geadviseerd, mits genoemde elementen maar ingebouwd zijn. Er bestaat consensus over de volgende gegevens: indien de diagnose acute Q-koorts gesteld kan worden op basis van een positieve -uitslag (met bijpassend klinisch beeld), is een enkelvoudig monster afdoende. Verdere serologische follow-up van de patiënt is afhankelijk van de aanwezigheid van risicofactoren; gezien de hoge achtergrondprevalentie in een aantal regio s wordt een diagnose op basis van een enkelvoudig serum met een positieve IgM-uitslag (ELISA en/of IFA) niet als bevestigd beschouwd, maar als mogelijk acute Q-koorts. De mate van waarschijnlijkheid van de diagnose hangt samen met de klinische presentatie. Er zal om een tweede serum worden gevraagd om de diagnose te bevestigen; indien de diagnose acute Q-koorts gesteld wordt op basis van serologische uitslagen, is een bevestigde diagnose gebaseerd op meervoudig serologisch onder- 1e ziektedag < 21 dagen of onbekend nee ELISA-IgM-fase II ja acute Q-koorts IFA IgM + CBR CBR fase I + II IFA IgM + IgG fase I + II - mogelijk acute Q-koorts, 2e serum ter bevestiging - mogelijk acute Q-koorts, 2e serum ter bevestiging - mogelijk chronische Q-koorts, 2e serum ter bevestiging - geen acute Q-koorts, doorgemaakte infectie - mogelijk acute Q-koorts, 2e serum ter bevestiging - mogelijk chronische Q-koorts, 2e serum ter bevestiging a b c FIGUUR 2 Voorbeelden van stroomschema s (algoritmen) gebruikt in de laboratoriumdiagnostiek van Q-koorts: (a) schema gebaseerd op immuunflurescentieassay (IFA); (b) schema dat gebruik maakt van complementbindingesractie (CBR); (c) schema met IFA en CBR. NED TIJDSCHR GENEESKD. 2010;154:A2388 3

Leerpunten De huidige diagnostiek van acute Q-koorts is gebaseerd op antistof- en DNA-detectie in bloed. De interpretatie van positieve uitslagen is in Nederland complex geworden door de steeds hoger wordende achtergrondsprevalentie. Op basis van een enkelvoudig positieve serologische uitslag is een definitieve uitspraak niet altijd mogelijk. Mogelijk acute Q-koorts en acute Q-koorts gelden als meldingsplichtig aan de GGD. zoek, waarbij een seroconversie of een significante titerstijging moet worden waargenomen van IgG-fase II-antistoffen middels CBR of IFA; een enkelvoudige serologische bepaling met een positieve IgM-uitslag (ELISA en/of IFA) én IgG-uitslag (IFA of CBR) kan zowel passen bij een recente als bij een doorgemaakte infectie. Er zal dan om een tweede serum worden gevraagd; beperkingen van het serologisch onderzoek. In de praktijk blijkt dat een tweede serummonster niet altijd wordt afgenomen. Ook is het niet altijd mogelijk om, indien een tweede serum wel is afgenomen, een 4-voudige titerstijging aan te tonen, doordat reeds in het eerste serum een hoge antistoftiter werd gedetecteerd. De op grond van deze laboratoriumtechnische gronden ingeperkte diagnose mogelijk acute Q-koorts zal in het behandelingstraject veelal als acute Q-koorts worden aangemerkt. Ook ten behoeve van het in kaart brengen van de epidemiologie en de bestrijding daarvan zouden zowel de aanvankelijke bevinding mogelijk acute Q-koorts als de bevestigde acute Q-koorts gemeld dienen te worden. Interpretaties Het verdient aanbeveling om bij een algoritme gebruik te maken van vaste interpretatieregels, gekoppeld aan testresultaten. Suggesties voor aanduidingen zijn: geen Q-koorts; mogelijk acute Q-koorts (meldingsplichtig); voor bevestigen 2e serum nodig; acute Q-koorts (meldingsplichtig); geen acute Q-koorts, doorgemaakte infectie (niet meldingsplichtig); aanwijzingen voor chronische Q-koorts (niet meldingsplichtig). Diagnostiek bij risicogroepen De gevolgen van Q-koorts zijn niet voor iedereen hetzelfde. Voor de meeste patiënten leidt een infectie met C. burnetii met of zonder therapie tot volledig herstel. Er zijn risicofactoren die een negatieve invloed hebben op het beloop van de ziekte dan wel een hogere kans geven op een chronisch beloop. Zo is bekend dat er een verhoogd risico is op complicaties bij infectie tijdens de zwangerschap, zoals intra-uteriene groeivertraging of intra-uteriene vruchtdood. Risicofactoren voor het ontwikkelen van chronische Q-koorts zijn: hartklepafwijkingen (prothesen en anatomische afwijkingen), vaatprothesen, vaatwandafwijkingen, zwangerschap en immuun-gecompromitteerd zijn. Er is geen apart diagnostisch algoritme voor acute Q-koorts bij risicogroepen. Wel dient opgemerkt te worden dat bij zwangeren vaker foutpositieve IgM-reacties worden waargenomen. Aanbevolen wordt om bij complicaties in de zwangerschap naast serologisch onderzoek op andere infecties ook Q-koortsonderzoek in te zetten. Follow-up Volgens de opgedane ervaring lijkt een eenmalige followup na 9 maanden bij patiënten zonder verhoogd risico op een chronische Q-koortsinfectie voldoende. Het is aan te raden patiënten met verhoogd risico iedere 3 maanden te vervolgen tot en met 1 jaar. Melden aan GGD De genoemde overwegingen geven aan dat op basis van één serologische uitslag acute Q-koorts veelal niet te onderscheiden is van een doorgemaakte infectie. Voor de bronopsporing en voor het epidemiologisch inzicht is het van belang om alleen de acute infecties te registreren, maar gezien de laboratoriumdiagnostische beperkingen heeft het Landelijk Overleg Infectieziekten (LOI) onlangs gesteld dat de GGD s liever te veel dan te weinig meldingen willen binnenkrijgen. Dit betekent dat ook mogelijke infecties moeten worden gemeld aan de GGD. De volgende bevindingen gelden als meldingsplichtig: enkelvoudige positieve IgM-fase II-uitslag (ELISA en/ of IF) waarbij ook klinisch wordt gedacht aan Q-koorts ( mogelijk acute Q-koorts ); positieve -uitslagen alleen bij acute ziekte ( acute Q-koorts ); serologisch bevestigde acute Q-koortsinfectie op basis van een 4-voudige titerstijging in CBR- of IFA-IgG-fase II ( acute Q-koorts ). Conclusie en verder onderzoek Er is consensus over de laboratoriumdiagnostiek van acute Q-koorts in Nederland. Er zijn verschillende serologische tests beschikbaar, met eigen voor- en nadelen. Verder onderzoek is nodig om de waarde van die verschillende tests ten opzichte van elkaar verder te valideren. 4 NED TIJDSCHR GENEESKD. 2010;154:A2388

De interpretatie van de testuitslagen is niet altijd eenduidig. Dit wordt veroorzaakt door onder andere de gebruikte serologische testmethoden en de achtergrondprevalentie van de ziekte. Om toch optimaal zicht te houden op de epidemie is met de GGD s afgesproken ook mogelijk infecties meldingsplichtig te stellen. Evaluatie zal op termijn nodig zijn om te beoordelen of deze strategie de epidemiebestrijding inderdaad ondersteunt. Deelnemers aan het consensusberaad waren, afgezien van de auteurs: prof.dr. J.M.D. Galama, arts-microbioloog, Universitair Medisch Centrum St. Radboud, afdeling Medische Microbiologie, Nijmegen; dr. T Herremans, medisch microbioloog, Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu, afdeling CIb/ LIS, Bilthoven; dr. B.M. Hogema, senior scientist, Stichting Sanquin Bloedvoorziening, Amsterdam; prof.dr. M.P.G. Koopmans, viroloog, Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu, afdeling CIb/LIS, Bilthoven; dr. D.W. Notermans, arts-microbioloog, Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu, afdeling CIb/LIS, Bilthoven; dr. I.H.M. van Loo, arts-microbioloog, Maastricht Universitair Medisch Centrum, afdeling Medische Microbiologie, Maastricht; dr. B.J. Vlaminckx, arts-microbioloog, St. Antonius Ziekenhuis, afdeling Medische Microbiologie en Immunologie, Nieuwegein; prof.dr. H.L. Zaaijer, artsmicrobioloog, Stichting Sanquin Bloedvoorziening, Amsterdam. Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: geen gemeld. Aanvaard op 4 juli 2010 Citeer als: Ned Tijdschr Geneeskd. 2010;154:A2388 > Meer op www.ntvg.nl/klinischepraktijk Literatuur 1 Tilburg JJHC, van Hannen EJ, Hermans M, et al. Comparison of DNA extraction and real-time methods for the detection of Coxiella burnetii. P1814, European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ECCMID) 2010, Vienna. 2 Schneeberger PM, Hermans MH, van Hannen EJ, Schellekens JJ, Leenders AC, Wever PC. Real-time on serum samples is indispensable for early diagnosis of acute Q-fever. Clin Vaccine Immunol. 2010;17:286-90. 3 Fournier PE, Raoult D. Comparison of and serology assays for early diagnosis of acute Q-fever. J Clin Microbiol. 2003;41:5094-8. 4 Turra M, Chang G, Whybrow D, Higgins G, Qiao M. Diagnosis of acute Q-fever by on sera during a recent outbreak in rural south Australia. Ann N Y Acad Sci. 2006;1078:566-9. 5 Nabuurs-Franssen MH, Weers-Pothoff G, Horrevorts AM, Besselink R, Schneeberger PM, Groot CAR. Als de vraag Q-koorts is: diagnostiek en behandeling van Q-koorts. Nederlands Tijdschrift voor Medische Microbiologie. 2008;16:20-6. 6 Dupuis G, Peter O, Peacock M, Burgdorfer W, Haller E. Immunoglobulin responses in acute Q-fever. J Clin Microbiol. 1985;22:484-7. 7 Hartzell JD, Wood-Morris RN, Martinez LJ, Trotta RF. Q-fever:epidemiology, diagnosis, and treatment. Mayo Clin Proc. 2008;83:574-79. 8 Parker NR, Barralet JH, Bell AM. Q-fever. Lancet. 2006;367:679-88. 9 Jager MM, Weers-Pothoff G, Hermans M, et al. Evaluation of a diagnostic algorithm for acute Q-fever in an outbreak setting. O545, European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases (ECCMID) 2010, Vienna. 10 Peter O, Dupuis G, Peacock MG, Burgdorfer W. Comparison of enzyme- Linked immunosorbent assay and complement fixation and indirect fluorescent-antibody tests for detection of Coxiella burnetii antibody. J Clin Microbiol. 1987;25:1063-7. 11 Field PR, Mitchell JL, Santiago A, Dickeson DJ, Chan SW, Ho DW et al. Comparison of a commercial enzyme-linked immunosorbent assay with immunofluorescence and complement fixation tests for detection of Coxiella burnetii (Q-fever) immunoglobulin M. J Clin Microbiol. 2000;38:1645-7. 12 Peter O, Duouis G, Burgdorfer W, Peacock MG. Evaluation of the complement fixation and indirect immunofluorescence tests in the early diagnosis of primary Q-fever. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 1985;4:394-6. 13 Musso D, Raoult D. Serological cross-reactions between Coxiella burnetii and Legionella micdadei. Clin Diagn Lab Immunol. 1997;4:208-12. 14 La Scola B, Raoult D. Serological cross-reactions between Bartonella quintana, Bartonella henselae and Coxiella burnetii. J Clin Microbiol. 1996;34:2270-74. 15 Wegdam-Blans MCA, Verduin CM, Wulf MWH, Tjhie HT. The role of complement fixations tests in the diagnosis of acute Q-fever: is always necessary? Najaarsvergadering Nederlandse Vereniging voor Medische Microbiologie (NVMM) 2009, Woudschoten. NED TIJDSCHR GENEESKD. 2010;154:A2388 5