Tests au Gamma Interferon et Tuberculose

Tests au Gamma Interferon et Tuberculose Jean Pierre Zellweger Propriétés des tests Gamma Interferon (IGRAs= Interferon Gamma Release Assays) Dépistent la présence de lymphocytes T sensibilisés àdeux antigènes spécifiques de M.tbc (ESAT 6 et CFP 10) absents de M.bovis BCG et de la plupart des mycobactéries nontuberculeuses

Détection de l infection tuberculeuse: TST et IGRAs Propriétés des tests Gamma Interferon (IGRAs= Interferon Gamma Release Assays) Sensibilité comparable aux tests tuberculiniques chez les sujets immunocompétents, probablement supérieure chez les sujets immunodéprimés Spécificité meilleure que les tests tuberculiniques (absence d influence de la vaccination préalable au BCG et des mycobactéries de l environnement) Pas d effet booster

Technique des IGRAs 2 tests sur le marché Suisse: Quantiferon TB Gold/In Tube T SPOT.TB Prise de sang veineux (tubes spéciaux) Transport rapide, à température ambiante Laboratoire équipé (ELISA ou ELISPOT) Réponse Positive Négative Indéterminée Pas de réaction du contrôle positif Réaction non spécifique du contrôle négatif Technologie des IGRAs ELISA: QuantiFERON (QFT) QFT Gold QFT In Tube ELISPOT: T SPOT.TB

Réponse des cellules T àla stimulation par ESAT 6: patients TB, contacts et contrôles Pathan AA, J Immunol 2001;167:5217-25 IGRAs: progrès par rapport au test tuberculinique?

1: Les IGRAs sont plus spécifiques que le test tuberculinique* *non influencés par le BCG ni la plupart des mycobactéries non tuberculeuses Libération de G IFN chez les tuberculeux et les sujets sains, vaccinés ou non par le BCG

IGRAs chez des patients atteints d infections pulmonaires diverses Meier T, EJCMID 2005;24:529-36 TST et IGRAs dans 4 groupes de sujets vaccinés au BCG 90 80 70 60 50 40 30 TST + IGRA + 20 10 0 low risk casual contact close contact TB Kang YA, JAMA 2005;293:2765-61

Libération de Gamma- Interféron selon l intensité du contact avec un cas de TB: A: même bureau B: même étage C: même bâtiment D: contact distant ou nul Lalvani A. Lancet 2001;357:2017-21 Positivité du TST et du Quantiferon chez 33456 enfants de 14 ans (Norvège) TST positif: 531/33456 (1.6%) QFT positif chez les TST positifs: 44/511 (9 %) TST 6 9 mm: 4% TST 10 14 mm: 7% TST 15+ mm: 22% Européens TST+: 6% Immigrants 2 e génération TST+: 6% Immigrants 1 ère génération TRST+: 18% Winje B, BMC Infect Dis 2008;8:140

2. Les IGRAs sont (au moins) aussi sensibles que les tests tuberculiniques, en particulier chez les sujets immunodéprimés* * En l absence d un standard pour l infection tuberculeuse latente, les cas atteints de tuberculose active sont considérés comme le groupe de référence pour l infection tuberculeuse. TST, QFT et T SPOT chez des patients tuberculeux (avec et sans immunodépression) et les contrôles 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 active TB (all) TB immunocompromized low risk TST QFT T-SPOT Lee JY et al, ERJ 2006

Tests tuberculiniques et ELISPOT chez des enfants suspects de tuberculose (Afrique du Sud) % 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 documented TB no TB TB < 3 y TB-HIV TST 15 mm TST 10 mm ELISPOT + Liebeschuetz S, Lancet 2004;364:2196-203 TST et IGRAs chez des enfants exposés àla tuberculose, selon l intensité de l exposition Nakaoka H, Emerg Infect Dis 2006;12(9):1383-8

TST, QFT et T SPOT chez l enfant Connell T, PLoS ONE 2008;3(7):e2624 TST, QFT et T SPOT chez les sujets HIV+ % Mandalakas AM, IJTLD 2008;12(4):417-23

TST et ELISPOT chez 285 patients HIV+ Karam F, PLoS ONE 2008;3(1):e1441 TST et tests sanguins chez 138 patients immunodéprimés (HIV neg) exposés àla TB 17.4% TST + (>5mm) 44.2% T SPOT.TB + 4.3% T SPOT.TB indéterminés 1 3 contacts avec le cas source: 37% + 9+ contacts avec le cas source: 66% + Normopénie: 44.6% + Leucopénie: 44.3% + Piana F, ERJ 2006;28:31-4

3. Les IGRAs sont mieux corrélés avec l exposition àla tuberculose que les tests tuberculiniques Réaction tuberculinique et test sanguin selon la durée de l exposition 70% 60% TST T SPOT-TB 64.3% % of group positive 50% 40% 30% 20% 10% 0% 42.9% 28.6% * * 7.1% 8.6% ** <3 h 3-8 h >8h * 32.1% ** both contacts had short but close exposure Duration of exposure to index case Zellweger JP, IJTLD 2005;9:1242-7

Réaction tuberculinique et test sanguin selon l intensité de l exposition Zellweger JP, IJTLD 2005;9:1242-7 Corrélation entre le degré d exposition et le résultat des tests T SPOT-TB TST OR P value 95% CI OR P value 95% CI Being in high exposure group 5.00 0.029 1.05-23.86 1.85 0.161 0.78 4.36 Having received BCG vaccine 1.32 0.733 0.27-6.56 n/a * 0.0003 n/a Age of subject 3.31 0.116 0.70-15.80 2.66 0.041 1.02-6.92 Table 4 Odds Ratios of correlation of having a positive T SPOT-TB and TST result from being in the high vs. low exposure group, having received the BCG vaccine and with respect to subject age. The results are presented for both the staff and residents combined. * As no non-bcg vaccinated subjects were positive to the TST regardless of the exposure group, an Odds Ratio was not computable. This was however a highly statistically significant result (p=0.0003 by χ 2 analysis). Zellweger JP, IJTLD 2005;9:1242-7

% Durée du contact avec le cas source, contagiosité et positivité du test sanguin Diel R, Chest 2009;135:1010-1018 Facteurs associés avec la positivité du test sanguin OR Diel R, Chest 2009;135:1010-1018

Infection tuberculeuse parmi les membres du personnel d un hôpital Suisse (55% vaccinés BCG) n Pos IGRA % Origin <10/100 000 Origin >10/100 000 Low exposure risk Medium exposure High exposure risk total 682 41 6 95 18 18.9 217 11 5.1 398 30 7.5 162 18 11.1 777 59 7.6 Stebler A Inf Control Hospital Epidemiol 2008;29(7):681-3 Positivité des tests IGRA chez les employés du secteur de la santé (Allemagne) Nienhaus A, Pneumologie 2007; 61:613-7

Positivité des IGRAs chez les divers groupes professionnels à Samara (Russie) % 70 60 50 40 30 20 10 0 nonmedical students medical students primary care staff TB staff lab staff Drobniewski F, PLoS Medicine 2007;4(2):e55 4. Les IGRAs évitent les traitements préventifs inutiles chez les sujets porteurs d un test tuberculinique faussement positif* * réduction des coûts d examen et de traitement et des effets indésirables

Enquêtes d entourage en Suisse (2007) (source: Ligue Pulmonaire Suisse) Index case contacts TST Pos TST (10 mm) TST + IGRA Both + Only IGRA Pos IGRA LTBI Total* CH 207 3159 2623 499 464 199 536 97 331** (19%) (7.6%) (18%) (10.4%) * Considered as LTBI: TST and IGRA positive IGRA positive (no TST) TST positive, no IGRA **6 cases with secondary TB Nombre de cas àtraiter pour prévenir un cas futur de tuberculose (en admettant que tous les contacts «positifs» reçoivent un traitement préventif) n 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 TST 5 mm TST 10 mm TST 15 mm TST 10 + IGRA IGRA high risk 20 years 40 years Diel R, Wrighton-Smith P and Zellweger JP, ERJ 2007;30:321-32

Impact économique des tests sanguins dans une enquête d entourage: contacts: Tests tuberculiniques 60 employés 27 positifs 33 négatifs T-SPOT.TB 4 positifs 23 négatifs (15 BCG) Coûts d examen médical et de traitement sur la base du test tuberculinique: 37 800.- Coût des tests sanguins: 3 240.- Coûts d examen et de traitement sur la base du T-SPOT.TB: 5 600.- 5. Les IGRAs sont peut être corrélés avec la présence de mycobactéries vivantes Le taux peut varier spontanément ou sous l effet d un traitement antituberculeux curatif ou préventif

Evolution de la réponse IFN G sous traitement de la tuberculose A Pathan et al; JCI 2001; 167: 5217 Evolution du test sanguin sous traitement antituberculeux (succès et échecs) S Carrara et al CID 2004; 38: 754

Effet du traitement préventif sur la réponse des cellules T Wilkinson KA, J Infect Dis 2006;193:394-9 Conversion et réversion de l ELISPOT chez 341 contacts TB testés à3 et 18 mois Hill PC, PLoS Medicine 2007;4(6):e192

Réversion du QFT 1 an après contact, selon la valeur initiale (total 6.4%) Pai M, IJTLD 2009;13(1)84-92 Evolution possible de l infection tuberculeuse latente: les théories 1. Persistance de l infection 2. Réactivation (évolution vers la tuberculose) 3. Eradication spontanée de l infection?

Eradication spontanée de l infection tuberculeuse? Pai M, PloS Medicine, June 2007,e208

7. Les IGRAs pourraient contribuer au diagnostic de la tuberculose dans les cas difficiles: TB extrapulmonaire pleurésie et sérosites TB méningites TB TB chez l enfant TB chez les immunodéprimés Tests tuberculiniques et ELISPOT chez des enfants suspects de tuberculose (Afrique du Sud) % 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 documented TB no TB TB < 3 y TB-HIV TST 15 mm TST 10 mm ELISPOT + Liebeschuetz S, Lancet 2004;364:2196-203

Libération d IFN g dans le sang et le liquide de lavage broncho alvéolaire chez 12 patients atteints de TB pulmonaire S /C+ et 25 contrôles Jafari C, ERJ 2008;31:261-5 Positivité des tests IGRA dans les TB pulmonaires et extrapulmonaires Groupe contrôle: positivité 10% Nishimura T, IJTLD 2008;12(3):269-74

Apport des IGRAs dans le diagnostic de la méningite TB 24 cas suspects de méningite TB IGRA (ELISPOT) dans le LCR 10 cas prouvés 9 IGRAs LCR positifs 9 cas exclus (autre diagnostic) 0 IGRA LCR positif 4 cas incertains 1 IGRA LCR positif Thomas MR, IJTLD 2008;12(6):651-7 Apport des IGRAs dans le diagnostic de la méningite TB Thomas MR, IJTLD 2008;12(6):651-7

7. Les IGRAs pourraient prédire une réactivation ultérieure de la tuberculose (mieux que la réaction tuberculinique) Valeur prédictive du test γ IFN 24 adultes HIV négatifs examinés après contact avec un cas de TB contagieuse et suivis pendant 2 ans (Ethiopie): 7 développent une tuberculose 17 restent indemnes 21 avaient un test PPD positif 7 (1/3) développent une tuberculose 9 avaient un test ESAT 6 positif 6 (2/3) développent une tuberculose Doherty TM et al, J Clin MIcrobiol 2002;40:704 6

Libération de γ IFN par PPD et ESAT-6 et risque de TB 2 ans après contact Doherty TM, J Clin MIcrobiol 2002;40:704-6 TB development within 2 years among 601 contacts, by test result (Germany) 601 contacts S+ PTB 1 TB* (*IGRA +) 358 TST neg 243 TST >5mm (40%) 5 TB (2.3%) 535 IGRA neg 66 IGRA pos (11%) 0 TB 25 prevent ttt 41 no prevent ttt Diel R, AJRCCM 2008 0 TB 6 TB (14.6%)

TB development within 2 years among 601 contacts, by test result (Germany) 601 contacts S+ PTB 1 TB* (*IGRA +) 491 TST <10 mm 110 TST >10mm (18%) 5 TB (4.6%) 535 IGRA neg 66 IGRA pos (11%) 0 TB 25 prevent ttt 41 no prevent ttt Diel R, AJRCCM 2008 0 TB 6 TB (14.6%) Risk of progression among 2348 contacts followed for 2 years 2.5 2 1.5 1 0.5 0 TST+/- ELI+/- both pos both neg TST+/ELI- TST-/ELI+ Hill PC, PloS One 2008;e1379

Incidence de TB chez 908 enfants exposés, suivis pendant 2 ans après le contact %o 45 40 35 30 25 20 15 10 all untreated 5 0 TST + (550) ELISPOT + (381) Bakir M, Ann Int Med 2008;149 (11): Positivité des IGRAs et risque de tuberculose chez 834 sujets HIV+ suivis pendant 2 ans 44 IGRAs positifs 1 er examen: 7 TB Suivi: 3/37 TB 739 IGRAs négatifs 1 er examen: 1 TB Suivi: 0/730 TB 47 IGRAs indéterminés 1 er examen: 0 TB Suivi: 0 TB Aichelburg MC, CID 2009;48:954-62

Conclusions Test tuberculinique vs tests sanguins (IGRAs) TST: Simple (personnel de santé) Bon marché (?) Un siècle d expérience Valeur prédictive connue Peu spécifique (Influencé par BCG et mycobactéries non TB) Peu sensible chez les sujets à risque (enfants, immunodéprimés) Effet booster en cas de répétition 2 visites IGRA: Compliqués (prise de sang, transport, laboratoire) Chers Récents Valeur prédictive incertaine Spécifiques (Non influencés par BCG et mycobactéries non TB) Sensibles, même chez les enfants et les sujets immunodéprimés Pas d effet booster 1 seule visite

Estimation du risque d infection tuberculeuse en combinant TST et IGRA Pai M, IJTLD 2008;12(8):895-902 Indications possibles aux tests IGRAs 1. Recherche d un infection tuberculeuse latente (LTBI) 1. Exposition récente àun cas de TB contagieuse 2. Immunosuppression 1. Actuelle: VIH 2. Future: anti TNF 3. Surveillance de personnes exposées 2. Aide au diagnostic de la tuberculose (?) 1. TB Pulmonaire non bacillaire 2. TB extrapulmonaire 3. TB chez l enfant

Signification du test sanguin: Tests positif = infection tuberculeuse latente (pas de faux positif) Corrélation avec le degré d exposition àla tuberculose Pas d influence du BCG Pas de phénomène booster Information sur l âge de l infection:? Pas d information sur l activité ni le nombre de mycobactéries 2 5% indéterminés (pas de lymphocytes stimulables) Pas de distinction possible entre infection et maladie: un test positif n est pas une preuve de maladie! TST, IGRAs and wishful thinking There may be nostalgia for the days when all tuberculin reactions meant tuberculous infection, and no nonsense! On the other hand, the imagination is now stirred by the promise that, with more reliable means for identifying persons who have had tuberculous infection,more effective steps can be taken for the eradication of the disease. Edwards Ph and Edwards L, ARRD 1960