Is molecular biology the best alternative for diagnosis of malaria to microscopy? A comparison between microscopy, antigen detection and molecular tests in rural Kenya and urban Tanzania

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Abstract

OBJECTIVE

To assess the agreement of different diagnostic methods for the diagnosis and confirmation of the clinical suspicion of Plasmodium infection in children in Tanzania and Kenya.

METHOD

Blood samples were collected by the finger prick method from 338 children. Blood samples were collected from 338 children with the clinical suspicion of uncomplicated malaria in health clinics in Tanzania and Kenya. The presence of Plasmodium parasites was assessed with microscopy, rapid diagnostic tests (RDTs) and the molecular assays, quantitative nucleic acid sequence based amplification (QT-NASBA) and polymerase chain reaction (PCR). The results were compared and analysed for agreement.

RESULTS

There was a high degree of agreement (88.6–100%) between RDTs or molecular tests and microscopy. In rural Kenya, with a high incidence of malaria cases, the correlation coefficient ranged from 0.94 for RDTs to 0.76 for PCR. In urban Tanzania, where there was a low incidence of cases, R for RDTs was 1.0 but only 0.25 for PCR and 0.33 for NASBA.

CONCLUSION

Malaria is overestimated if the diagnosis is based solely on clinical signs. Therefore, laboratory confirmation is essential. Microscopy is a reliable method in rural areas where malaria is prevalent, but RDTs offer a good alternative with the advantage that it is an easy and rapid method. Molecular tests are more sensitive but difficult to implement in rural areas. In areas with lower incidence, molecular tests detect a significantly higher number of Plasmodium infections than RDTs or microscopy. Although implementation of molecular tools can be difficult, the prospect of an easy and cheap detection system makes them promising tools for the near future.

OBJECTIFS

Evaluer la concordance entre différentes méthodes de diagnostic et de confirmation des cas cliniques suspects d'infection àPlasmodium chez des enfants en Tanzanie et au Kenya.

MéTHODES

Des gouttes de sang digital ont été collectées chez 338 enfants avec une suspicion clinique de malaria non compliquée dans les cliniques de Tanzanie et du Kenya. La présence de parasites de Plasmodium a été détectée par la microscopie, par des tests de diagnostic rapide (TDR) et moléculaires quantitatives basées sur l'amplification des acides nucléiques (QT-NASBA) et par la PCR. Les résultats ont été comparés et analysés pour leurs concordances.

RéSULTATS

Le degré de concordance obtenu était élevé, allant de 88,6%à 100% entre les TDR ou les tests moléculaires et la microscopie. Dans les zones rurales du Kenya avec une incidence élevée des cas de malaria, le coefficient de corrélation allait de 0,94 pour les TDR à 0,76 pour la PCR. Dans les zones urbaines de la Tanzanie avec une incidence faible des cas, pour les TDR une valeur de R = 1,0 a été trouvée mais cette valeur était de 0,25 pour la PCR et de 0,33 pour NASBA.

CONCLUSIONS

La malaria est surestimée lorsque le diagnostic est uniquement basé sur les signes cliniques. Dès lors, la confirmation de laboratoire est essentielle. La microscopie est une méthode fiable dans les zones rurales où la malaria est fréquemment rencontrée mais les TDR sont une bonne alternative avec l'avantage d'être simples et rapides. Les tests moléculaires sont plus sensibles mais plus difficiles à implémenter dans les zones rurales. Dans les zones avec une incidence plus faible, les tests moléculaires détectent un nombre significativement plus élevé d'infections àPlasmodium que les TDR ou la microscopie. Bien que l'implémentation des tests moléculaires soit difficile, leur avantage d'offrir un système de détection simple et moins cher les présentent comme outils prometteurs dans un futur proche.

OBJETIVO

Evaluar la concordancia de diferentes métodos diagnósticos y la confirmación de sospecha clínica de infección por Plasmodium en niños de Tanzania y Kenia

MéTODO

Se recolectó sangre capilar, por punción en el dedo, de 338 niños con sospecha clínica de malaria no complicada, en centros sanitarios de Tanzania y Kenia. La presencia de parásitos de Plasmodium se determinó mediante microscopía, pruebas de diagnóstico rápido (PDRs) y las técnicas moleculares QT-NASBA (Quantitative-Nucleic Acid Sequence Based Amplification) y PCR. Los resultados fueron comparados y analizados en busca de concordancia.

RESULTADOS

Se encontró un alto nivel de concordancia (88.6%–100%) entre las PDRs o las pruebas moleculares y la microscopía. En Kenia rural, donde hay una alta incidencia de casos de malaria, el coeficiente de correlación estaba entre 0.94 para PDRs y de 0.76 para la PCR. En áreas urbanas de Tanzania, donde la incidencia de casos es baja, la R para los PDRs fue 1.0 pero solo de 0.25 para PCR y de 0.33 para NASBA.

CONCLUSIóN

Hay una sobreestimación de la malaria si el diagnóstico se basa solamente en signos clínicos. Por lo tanto, la confirmación del laboratorio es esencial. La microscopía es un método fiable en áreas rurales en las que la malaria es común, pero los PDRs ofrecen una buena alternativa con la ventaja de que se trata de un método fácil y rápido. Las pruebas moleculares son más sensibles, pero difíciles de implementar en áreas rurales. En áreas con una menor incidencia, las pruebas moleculares detectan un número significativamente mayor de infecciones por Plasmodium que los PDRs o la microscopía. Aunque la implementación de herramientas moleculares puede ser difícil, la perspectiva de un sistema de detección fácil y barato las convierte en herramientas prometedoras en un futuro cercano.

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