C. diff Diagnostik versus detektion: Hvorfor testene fortsat er tvetydige
Clostridioides difficile er den mest almindelige årsag til infektiøs diarré i sundhedsvæsenet, og data fra CDC’s overvågningssystem for nye infektioner i 2011 anslår, at den forårsagede næsten en halv million infektioner og 29.000 dødsfald inden for 30 dage efter diagnosen. Der findes et væld af test til diagnosticering af Clostridioides difficile-infektion (CDI) – der påviser C. difficile-specifik nukleinsyre, enzym og/eller toksiner i forskellige kombinationer og algoritmer – og dette har ført til betydelig forvirring med hensyn til klinisk fortolkning og sondringen mellem kolonisering og egentlig infektion.
The Infectious Diseases Society of America (IDSA) offentliggjorde for nylig opdaterede retningslinjer for klinisk praksis vedrørende CDI, herunder anbefalinger for testning. Disse anbefalinger angiver, at den foretrukne population til CDI-testning omfatter patienter med uforklarlig og nyopstået diarré bestående af ≥3 uformede afføringer inden for 24 timer. For institutioner, hvor der ikke er nogen på forhånd aftalte institutionelle kriterier for indsendelse af afføring fra patienter, var den bedst fungerende metode, bestemt ud fra positive og negative prædiktive værdier, en afføringstoksintest som en del af en 2- eller 3-trins algoritme snarere end en nukleinsyreamplifikationstest (NAAT) alene. De nævner 2 almindelige metoder: 1) anvendelse af glutamatdehydrogenase plus toksinanalyser arbitreret af nukleinsyreamplifikationstest (NAAT) eller 2) NAAT plus toksinanalyse. Denne anbefaling vurderes imidlertid som “svag” med en “lav evidenskvalitet”. Panelet påpeger, at den mest følsomme diagnosemetode faktisk er en NAAT alene eller en flertrinsalgoritme, som bør anvendes, når der findes på forhånd aftalte institutionelle kriterier for indsendelse af afføring.
Disse anbefalinger afspejler den fortsatte mangel på konsensus om optimale strategier til diagnosticering af CDI. Anbefalingerne varierer yderligere, når man tager hensyn til dem fra lande uden for USA: Europæiske retningslinjer prioriterer toksindetektion og lægger mindre vægt på NAAT eller flertrinsalgoritmer.
Diagnostiske strategier og begrænsninger
Toksindetektion og dyrkning: Historisk set har laboratoriets guldstandard været toksigen kultur, hvor C. difficile dyrkes fra afføring, og isolater testes for deres evne til at producere toksin; afføringsfiltrater kan også testes direkte for toksin via en cellecytotoksicitetsassay (CCNA) som en alternativ referencemetode. Disse metoder tager flere dage og er derfor uegnede til rutinemæssig laboratorieundersøgelse. En stor britisk baseret undersøgelse sammenlignede toksigenkultur med cytotoksicitetstest på mere end 12 000 prøver og korrelerede resultaterne med kliniske data. De fandt, at positive cytotoksicitetsanalyseresultater korrelerede med øget dødelighed, mens positive toksigene kulturer med negative toksicitetsanalyser ikke gjorde det, hvilket antyder, at påvisning af toksin var afgørende for den kliniske diagnose af CDI. Toxinpåvisning ved hjælp af kvalitative enzymimmunoassays (EIA’er) har tidligere været en hovedhjørnesten i diagnosen, men disse assays har betydelige begrænsninger med hensyn til sensitivitet sammenlignet med toksigenkultur (52-75 %), selv om de har en højere specificitet (96-98 %) sammenlignet med kultur. Der findes en række forskellige tilgængelige kommercielle laboratoriemuligheder til CDI-testning, som er velbeskrevet i nyere oversigter.
Glutamatdehydrogenase-detektion: Glutamatdehydrogenase (GDH)-immunoassays og andre molekylære test er udviklet med henblik på at afhjælpe den ringe følsomhed blandt toksin-EIA’er. GDH-immunoassays påviser det meget bevarede metaboliske enzym, der findes i alle C. difficile-isolater. Dette antigen er imidlertid til stede i både toksigene og ikke-toksigene stammer af C. difficile, og derfor kan GDH-testning kun være et screeningstrin i en 2- eller 3-trins algoritme før en mere specifik toksintest og/eller en molekylær test til påvisning af toksingene.
NAAT: Selv om NAAT’er har været anvendt i forskningsmiljøer siden begyndelsen af 1990’erne, var den første platform, der blev godkendt af den amerikanske Food and Drug Administration, ikke tilgængelig før 2009. Der findes i øjeblikket mindst 12 kommercielle platforme, som påviser genmål, herunder tcdA (toksin A-gen), tcdB (toksin B-gen) og 16S ribosomalt RNA (rRNA). Testene er mere følsomme end toxin EIA og muligvis GDH EIA’er, men mindre følsomme end toksinkultur.
Algoritmebaseret flertrinsafprøvning og ultrafølsom toksindetektion: Kompleksiteten af CDI-testverdenen er yderligere forvirret af modstridende data om den bedste algoritmiske tilgang til diagnosticering. Forskere i en prospektiv kohorteundersøgelse på et enkelt center sammenlignede behovet for behandling og naturhistorien for patienter, der var toxin-EIA-positive/PCR-positive (131 patienter), med toxin-EIA-negative/PCR-positive patienter (162) og toxin-EIA-negative/PCR-negative patienter (1123). De fandt, at toksin-positive/PCR-positive patienter havde flere diarré- og CDI-relaterede komplikationer, mens de toksin-negative/PCR-positive og toksin-negative/PCR-negative patientgrupper havde lignende rater af gastrointestinale komplikationer sammenlignet med hinanden (7,6% vs. 0% vs. 0,3%; p <0,001). Der var 11 CDI-relaterede dødsfald blandt den toksin-positive/PCR-positive gruppe, ét dødsfald i den toksin-negative/PCR-positive kohorte og ingen dødsfald blandt den toksin-negative/PCR-negative gruppe. Forskerne konkluderede således, at toksintest alene kan være tilstrækkeligt til CDI-diagnose, og at brug af NAAT-test alene kan føre til overdiagnosticering og overbehandling. Ikke desto mindre er NAAT-testning og identifikation af asymptomatisk transport relevant i forbindelse med infektionskontrol og epidemiologi.
En anden forskningsgruppe rapporterede imidlertid, at fraværet af toksin i afføringen måske ikke er prædiktivt for CDI-sværhedsgraden, og at NAAT-positive, EIA-negative resultater således stadig er klinisk betydningsfulde. Forskerne anbefalede, at NAAT bør anvendes som den primære diagnostiske metode til CDI, selv om de ikke specificerede en foretrukken diagnostisk algoritmisk fremgangsmåde. I denne undersøgelse blev 296 patienter indskrevet, hvoraf 143 blev klassificeret som ægte CDI’er på grundlag af flere forskellige metoder. De fandt ingen forskel i toxin EIA-positivitet mellem patienter med mild vs. svær sygdom (49 % vs. 58 %, p = 0,31). Toxin EIA-detektion er imidlertid begrænset af en relativt ufølsom detektionsgrænse. De bedst fungerende analytiske detektionsgrænser for EIA’er ligger mellem 0,8-2,5 ng/ml, mens toxinkoncentrationerne for cellebaserede cytotoksicitetsassays i nogle scenarier blev beregnet til at være så lave som 30 pg/ml. Nyere undersøgelser har derfor stillet spørgsmålstegn ved, om ultrasensitiv toksindetektion faktisk bedre kan skelne kolonisering fra ægte infektion med den hypotese, at kolonisering ville have lavere toksinniveauer.
Denne hypotese blev testet i en nyere prospektiv enkeltcenterundersøgelse, der undersøgte ydeevnen af et ultrasensitivt assay til detektion og kvantificering af C. difficile-toksiner ved hjælp af single molecule array-teknologi (Simoa), der er i stand til at opnå en analytisk grænseværdi på ca. 1 pg/ml og en klinisk grænseværdi på ca. 20 pg/ml. Forskerne sammenlignede toxin-koncentrationer hos CDI NAAT-positive patienter (n=122) defineret som dem, der havde ≥3 uformede afføringer i løbet af 24 timer før afføringsopsamling eller vedvarende diarré i de kliniske noter, med asymptomatiske bærere, der var NAAT-positive (n=44), men som ikke havde nogen rapport om diarré i løbet af de 48 timer før afføringsopsamling. Forskerne var overraskede over at finde, at koncentrationen af toksin A og B i afføringen ikke kunne skelne en patient med CDI fra en asymptomatisk bærer. Mediankoncentrationen af toksin A, toksin B og toksin A+B samt NAAT-cykletærskelværdierne (Ct-værdier) i de to grupper var faktisk ens. Frekvenserne af toxin A+B-koncentrationer ≥ 20pg/ml (klinisk grænseværdi) var sammenlignelige mellem CDI-NAAT+ (65 %) vs. bærer-NAAT+ (77 %) grupper. De bemærkede dog, at hvis de definerede CDI- og bærergrupperne ikke kun ved NAAT-positivitet, men også ved toksinpositivitet (hvor toksin A + B ≥ 20 pg/ml), så var der signifikante forskelle i median toksinkoncentrationer (median toksin A, B og A+B koncentrationer) og Ct-værdier. I overensstemmelse hermed observerede undersøgelsen, at patienter med meget lave toksinniveauer stadig kunne have betydelig diarré, der var forenelig med CDI, og omvendt kunne asymptomatiske patienter få påvist betydelige mængder toksin, men over en cutoff-tærskel for toksin fik asymptomatiske patienter lavere toksinkoncentrationer påvist.
Sammenfattende synes ultrasensitiv toksindetektion ikke at være det hellige grals svar på, hvordan man mere effektivt kan diagnosticere CDI og skelne sygdom fra kolonisering. De overraskende resultater fra denne undersøgelse rejser det centrale spørgsmål om, hvorfor patienter med høje toksinniveauer i afføringen kan være asymptomatiske, mens patienter med meget lave toksinniveauer tværtimod kan være symptomatiske. Nogle eksperter har den hypotese, at værtsfaktorer, såsom antitoksinantistoffer, kan forklare, hvorfor patienter kan være asymptomatiske på trods af tilstedeværelsen af C. difficile-toksiner i deres afføring. Det kan være, at en test, der påviser sådanne antistoffer eller andre værtsbiomarkører ud over patogenpåvisning, kan være nødvendig for at forbedre CDI-diagnosen. Mens vi ivrigt afventer yderligere forskning i CDI-diagnostik, befinder vi os fortsat på et velkendt område af den kliniske medicin, hvor test giver understøttende, men ikke definitive beviser for en diagnose, og vi må være opmærksomme på deres iboende begrænsninger.
Overstående repræsenterer forfatterens synspunkter og afspejler ikke nødvendigvis holdningen hos American Society for Microbiology.