La tuberculosis (TB) es una enfermedad infecciosa con alta mortalidad en el mundo, y por ello se considera un problema de salud pública. La dificultad para su diagnóstico, sobre todo en países de bajos y medianos ingresos, limita su erradicación. El Xpert MTB/RIF, que es una prueba molecular, provee un diagnóstico rápido e informa sobre la presencia de cepas resistentes a la rifampicina, lo que permite iniciar un tratamiento oportuno y eficaz. Sin embargo, tiene problemas para el diagnóstico de casos paucibacilares y se han reportado falsos positivos en cuanto a la resistencia a rifampicina y en pacientes con antecedente de TB. Por esto, ha aparecido el Xpert MTB/RIF Ultra, que ha mostrado mejor sensibilidad para el diagnóstico de la TB, sobre todo en casos paucibacilares, y disminución de falsos positivos para resistencia a rifampicina, siendo la prueba molecular más recomendada por la Organización Mundial de la Salud. Teniendo en cuenta lo anterior, se espera que mejore el diagnóstico de la enfermedad y que dé la oportunidad de iniciar el tratamiento de forma oportuna. Con una revisión de la literatura se buscaron los aspectos por mejorar en el diagnóstico de la tuberculosis, características y rendimiento del Xpert MTB/RIF y Xpert MTB/RIF Ultra para formas pulmonares y extrapulmonares y para la detección de la resistencia a la rifampicina.
Tuberculosis (TB) is and infectious disease with a high mortality and is a great challenge for public health worldwide. Among the problems for its eradication, diagnosis represents a major challenge, particularly in low- and middle-income countries. The Xpert MTB/RIF is an automated molecular test; it yields a rapid diagnosis and screens for the presence of rifampin resistance, permitting an early and efficient treatment. However, it has a low sensitivity in patients with paucibacillary disease, and false positives for rifampin resistance and TB in patients with past medical history of TB have been reported. This is the reason why Xpert MTB/RIF Ultra was developed, which has an improved sensitivity for the diagnosis of tuberculosis, especially in paucibacillary cases, and a decrease in false positives for rifampicin resistance; nowadays it is the most recommended molecular test by the World Health Ornanization (WHO), hoping to reduce the time to diagnosis and treatment. This review article analyzes the challenges of improving the diagnosis of tuberculosis, the characteristics and performance of Xpert MTB/RIF and Xpert MTB/RIF Ultra for pulmonary and extrapulmonary forms and for the detection of rifampicin resistance.
La tuberculosis (TB), causada por el
Dada la gran importancia que tiene la TB como un problema de salud pública, en 2014 se desarrolló e implementó la Estrategia para el Fin de la Tuberculosis, cuyos objetivos son reducir la tasa de mortalidad en un 95 %, reducir los nuevos casos en un 90 % entre 2015 y 2035 y garantizar que ninguna familia enfrente costos catastróficos debidos a la TB. En las Américas se pretende disminuir la mortalidad anual de 25.100 (en 2015) a 2500 (en 2030) y la incidencia de 27,3/100.000 (en 2015) a 5,5/100.000 (en 2030) (
El objetivo de esta revisión fue evaluar la prueba molecular de reacción de la polimerasa en cadena (PCR, por sus siglas en inglés) Xpert MTB/RIF Ultra y conocer las diferencias respecto a su predecesora, en lo referente a la técnica y el rendimiento en la práctica clínica.
Como estrategia de búsqueda se revisaron las bases de datos electrónicas Medline (Pubmed) y LILACS, para identificar la información. Se incluyeron revisiones sistemáticas, ensayos clínicos aleatorizados y estudios observacionales desde 1980 hasta diciembre de 2019, así como los datos epidemiológicos de la OMS, con los términos:
Además del subregistro de la enfermedad relacionado con la limitación al acceso a los servicios de salud, hay que destacar el subdiagnóstico que, en parte, se debe al rendimiento o a las dificultades técnicas de las pruebas disponibles. Por ejemplo, la baciloscopia de esputo por tinción de Ziehl-Neelsen, el primer examen usado para el diagnóstico, es un método de bajo costo y complejidad y está disponible en la mayoría de los laboratorios clínicos; pero su sensibilidad es de alrededor del 60 %, la cual mejora cuando se toman muestras seriadas, con un incremento del 10 % con la segunda muestra y del 2 % con la tercera. Se necesita una carga bacilar alta, al menos 10. microrganismos/ml en la muestra de esputo para que el bacilo se pueda ver en la microscopía; por esto en las presentaciones paucibacilares, por ejemplo, en coinfección con VIH y en niños o enfermedad no cavitada, la baciloscopia tiene un bajo rendimiento con una sensibilidad de entre el 50 % y el 60 % (
El cultivo, considerado el patrón de referencia (
Las pruebas basadas en el método de amplificación de ácidos nucleicos emergieron como una alternativa para el diagnóstico de las enfermedades infecciosas, porque disminuyeron las limitaciones de las pruebas microbiológicas. La PCR es una de las más conocidas y utilizadas en el mundo. Es un proceso químico
El número de ciclos necesarios para que la curva de amplificación aumente exponencialmente se conoce como
En un metanálisis que incluyó 84 estudios, Flores et al. (
Otro estudio donde se evaluó el rendimiento de las PCR caseras mostró que son una opción costo-efectiva para tamizar casos con sospecha de TB, especialmente en poblaciones con recursos limitados y alta prevalencia de la enfermedad. No obstante, hubo falsos negativos en cuatro casos de muestras paucibacilares con baciloscopia negativa. En India, un trabajo evaluó la sensibilidad y especificidad de la PCR con la amplificación de diferentes secuencias del bacilo y obtuvo sensibilidades del 83 %, del 86 %, del 90 % y del 95 % amplificando secuencias para los genes mPB64,
En general, las pruebas moleculares tipo PCR requieren condiciones operativas que no comprometan su rendimiento, el tipo y cantidad de la muestra procesada, el tamaño de la secuencia de ADN diana, la elección de los iniciadores y la experticia del personal que corre la prueba (
Respecto a los casos multidrogorresistentes y resistentes a rifampicina, en 2018 se estimó que en el mundo se deberían notificar 484.000 casos, de los cuales solo se registraron 186.772 (39 %) e iniciaron tratamiento de segunda línea 156.071 pacientes (
A pesar de la implementación de estrategias para la eliminación de la TB, aún estamos lejos de esta meta; por ejemplo, en las Américas, solamente 15 países tienen baja incidencia (<10 casos/100.000 habitantes) y ningún país entra en la categoría de preeliminación (<1 caso/100.000) o de eliminación (<0,1 casos/100.000) (
Para erradicar este problema de salud pública, es necesario mejorar el diagnóstico y el tratamiento, la vigilancia epidemiológica y la investigación e implementación de nuevas herramientas, por lo que una de las recomendaciones para acelerar el avance hacia el fin de la TB en las Américas incluye mejorar o apresurar la implementación y expansión del diagnóstico temprano con las nuevas pruebas rápidas moleculares (
El Xpert MTB/RIF es una PCR automatizada, en tiempo real (amplificación y detección al mismo tiempo) que utiliza la plataforma tecnológica GeneXpert (Cepheid, Sunnyvale, CA, United States) y detecta en un solo paso el complejo
Inicialmente, la muestra se mezcla con un reactivo bactericida de la prueba comercial y se deja en reposo a temperatura ambiente durante 15 min. Este es el único paso manual con la muestra; luego se transfieren 2 ml de la mezcla dentro del cartucho para ejecutar los pasos restantes de la prueba, los cuales son totalmente automatizados. El reactivo utilizado tiene efecto bactericida que inactiva el MBT y elimina el riesgo de contagio durante el proceso (
El principal mecanismo de resistencia antimicrobiano del MTB es la mutación de genes que codifican dianas para la unión de los fármacos anti-TB o de enzimas activadoras de medicamentos prodroga, principalmente en forma de polimorfismos en un nucleótido e inserciones y deleciones. El medicamento más frecuentemente afectado por mutaciones es la rifampicina, la cual se une a la subunidad beta de la ARN polimerasa, inhibiendo la elongación del ARN mensajero y bloqueando la síntesis de proteínas del MBT. La resistencia a rifampicina está mediada por mutaciones agrupadas en los codones 507 al 533 del gen que codifica la subunidad beta de la ARN polimerasa, el gen
Para la detección de la resistencia a la rifampicina se utiliza la tecnología de sondas moleculares emisoras de señales luminosas (
La plataforma GeneXpert es un sistema lanzado en 2004 que simplificó las pruebas moleculares, al integrar la amplificación y la detección del material genético. En términos generales, consta de un módulo termociclador donde se surten todos los procesos con el cartucho que contiene la muestra, un computador con
El resultado de la prueba puede ser categorizado en MTB no detectado; MTB detectado con resistencia a la rifampicina; MTB detectado, sin resistencia a la rifampicina; MTB detectado con resistencia a la rifampicina indeterminada, y resultado inválido (
Es la prueba diagnóstica rápida más utilizada globalmente y avalada por la OMS. Entre 2010, cuando la OMS recomendó su uso, y 2017, el sector público ha aportado 9449 equipos GeneXpert y 34,4 millones de cartuchos a 130 de los 145 países elegibles para la concesión (
En las Américas se ha venido expandiendo la infraestructura necesaria: se pasó de 11 equipos en 2011 a más de 400 en 2017; sin embargo, solo el 13 % de los casos diagnosticados ese año se hicieron por este método. En Colombia, se calcula que hay 2 a 4 equipos de GeneXpert por cada 100 casos de TB notificados (
Pereira et al. (
En un trabajo de Pinto et al. (
Calligaro et al. (
Dentro de las limitaciones de esta prueba se encuentran el bajo rendimiento en las muestras extrapulmonares paucibacilares y pulmonares con baciloscopia negativa, con una sensibilidad de alrededor el 67 % (
Respecto a la detección de la resistencia a la rifampicina, se han descrito resultados falsos positivos en muestras mezcladas y en muestras paucibacilares, debido a retrasos en la generación de la señal en tiempo real de algunas de las sondas que utiliza la prueba. La prueba también resulta positiva cuando detecta la mutación silente, no funcional
referencia bibliográfica entre paréntesis. baciloscopia resistencia a la rifampicina.
Es una prueba que utiliza la misma plataforma tecnológica de GeneXpert que su predecesor Xpert MTB/RIF. Consiste en una PCR anidada, que es una modificación de la PCR convencional, que amplifica las secuencias del ADN en dos rondas con dos pares de iniciadores. En una primera fase, se hace una PCR con dos iniciadores externos que amplifica una región extensa del ADN que contiene la secuencia diana; luego, en una segunda fase, este producto de amplificación sirve de molde para una segunda PCR con dos iniciadores internos que amplifican una región interna más pequeña. Teniendo en cuenta lo anterior, la longitud del producto de amplificación de la segunda PCR será de menor tamaño que la de la primera; esta forma de amplificación mejora la sensibilidad y especificidad del examen (
Incorpora dos secuencias de inserción como objetivos multicopia de amplificación (IS6110 e IS1081). Además, tiene termociclados más rápidos, mejoras en la polimerasa empleada y una cámara de reacción del ADN que permite mayor volumen (50 µL vs. 25 µL), lo que permite que se analice una mayor cantidad de material genético (
Para mejorar la precisión en la detección de la resistencia a rifampicina, el Xpert MTB/RIF Ultra no utiliza el criterio de delta CT para definir resistencia a la rifampicina, sino que utiliza el análisis basado en el delta de temperatura de fusión (mT, de melting temperature). La mT es la temperatura a la que se hibridan o se pegan los nucleótidos de la sonda al ADN complementario de la muestra. Para esto, el Xpert MTB/RIF Ultra usa 4 sondas moleculares emisoras de luz, más largas que las usadas en Xpert-MTB/RIF, de 40 o más nucleótidos (SMB, de sloppy molecular beacon) para identificar las mutaciones en la RRDR del gen rpoB, las cuales tienen diferentes mT con el ADN nativo; ello permite que el software las identifique. Estas sondas identifican las mutaciones fenotípicamente silentes (Q513Q y F514F), hecho que permite que su identificación no dé un resultado falso positivo, una de las limitaciones que tiene Xpert MTB/RIF (
La detección del complejo M. tuberculosis se define como el hallazgo de uno o ambos objetivos multicopia con un CT menor a 37 ciclos y al menos 2 de las sondas del rpoB con un CT menor a 40 ciclos (
El Xpert MTB/RIF Ultra utiliza las mismas categorías semicuantitativas del Xpert MTB/RIF y agrega la categoría trazas, que corresponde a la menor carga genética bacilar detectable por la prueba y que se incluyó para mejorar su sensibilidad. Esta nueva categoría se reporta cuando se encuentra uno o ambos objetivos multicopia y no más de una de las sondas que tienen como objetivo el rpoB. Respecto a su interpretación, la OMS recomienda tomarlo como verdadero positivo en pacientes con infección por VIH, en niños y en muestras extrapulmonares; sin embargo, en el resto de los casos, se debe analizar una nueva muestra para tomar decisiones clínicas. Si el segundo espécimen se informa como trazas, se deberá interpretar como TB pulmonar excepto si hay antecedente reciente de la enfermedad (
En cuanto a la resistencia a rifampicina, se considera ausente si se encuentra el bacilo (excepto en la categoría trazas) y todas las sondas del rpoB tienen mT identificables con los patrones de la secuencia nativa del gen. Para un resultado de resistencia detectable, se requiere la identificación del bacilo (IS6110, IS1081), con las 4 sondas del rpoB identificables y, al menos, una de ellas con un delta de mT indicativo de mutación. Si la PCR se reporta con la categoría trazas, la resistencia siempre será informada como indeterminada. A todo paciente con bajo riesgo de resistencia a la rifampicina con resultado positivo para resistencia, el Xpert MTB/RIF Ultra se debe repetir en una nueva muestra para confirmar. Cuando hay resistencia a rifampicina, es mandatorio hacer pruebas para explorar si hay resistencia a otros fármacos (
Los análisis comparativos iniciales respecto al LOD se hicieron mediante diluciones seriadas de UFC cuantificadas en muestras de esputo con la cepa H37Rv del MTB que tiene 16 copias de la IS6110 y 5 copias de la IS1081. Para esta cepa, el Xpert MTB/RIF y el Xpert MTB/RIF Ultra detectaron la bacteria y la presencia de la resistencia a rifampicina en el 100 % de los casos con diluciones hasta de 200 UFC. Cuando se bajaban las UFC, el Xpert MTB/RIF tuvo una sensibilidad del 85 %, del 50 % y del 10 % para 100 UFC, 50 UFC y 25 UFC, respectivamente, calculándose un LOD de 112,6 UFC; mientras que en el caso del Xpert MTB/RIF Ultra, la sensibilidad fue del 100 % cuando las UFC eran mayores o iguales a 25, lo que permitió extrapolar un LOD de 15,6 UFC. En muestras con 2,5 UFC se reportó una sensibilidad del 48 % (
El Xpert MTB/RIF Ultra también demostró una mejoría en el LOD del Mycobacterium bovis BCG que, en contraste con la cepa H37Rv, tiene 1 sola copia del IS6110 y 5 copias del IS1081. Para este caso, el LOD con el Xpert MTB/RIF fue de 344,1 UFC; entre tanto, el LOD con el Xpert MTB/RIF Ultra fue de 143,4 UFC (
Dorman et al. (
En virtud de estos resultados de sensibilidad y especificidad, los efectos del Xpert MTB/RIF Ultra respecto a los de Xpert MTB/RIF se traducen en 25 pacientes más que se diagnostican tempranamente, pero a expensas de 26 pacientes más con resultados falsos positivos (
En una revisión sistemática de Cochrane se documentó que el Xpert MTB/RIF Ultra tiene una sensibilidad del 88 % y una especificidad del 96 %; mientras que Xpert MTB/RIF cuenta con valores del 83 % y del 98 %, respectivamente. Para pacientes con infección por VIH, en ese mismo trabajo se describió que el Xpert MTB/RIF tiene una sensibilidad del 81 % y una especificidad del 98 % (
Finalmente, Zhang et al. (
Un estudio de modelamiento con tres poblaciones hipotéticas (Sudáfrica, China e India), con diferentes prevalencias de la enfermedad, estimó el impacto en el número de tratamientos innecesarios generados, las muertes evitadas por TB y el número de terapias innecesarias por muerte evitada en un escenario dentro del cual se remplazara el Xpert MTB/RIF por el Xpert MTB/RIF Ultra. Para los investigadores hubo diferentes resultados dependiendo del escenario clínico: en contextos con alta prevalencia de TB e infección por VIH, es probable que el Xpert MTB/RIF Ultra ofrezca un beneficio considerable en la mortalidad; mientras que en lugares de baja prevalencia es posible que se vea un sobretratamiento. Con lo anterior, los autores concluyeron que la implementación del Xpert MTB/RIF Ultra debe darse en contextos específicos, dándole prioridad a las poblaciones con una prevalencia alta de TB (
Mishra et al. (
Con los hallazgos de este estudio, Bonnet (
En 2018, la tuberculosis extrapulmonar representó el 15 % de los casos de TB a nivel mundial. En nuestra región aportó el 15 % (
El diagnóstico de la TB extrapulmonar es un gran reto diagnóstico, debido a su curso subclínico e inespecífico, a las bajas tasas de pruebas bacteriológicas positivas y a la dificultad para obtener muestras patológicas adecuadas. En el estudio prospectivo realizado por Wu et al. (
Pérez-Risco et al. (
Con respecto a la TB pleural, que es el segundo sitio más frecuente de infección extrapulmonar después de la TB ganglionar, se ha evaluado el Xpert MTB/RIF en muestras pleurales, dada la dificultad existente para la confirmación bacteriológica, y se ha encontrado muy baja sensibilidad, 13,7 % (
Pérez-Risco et al. (
Con respecto a la biopsia pleural, Akhter et al. (
La rifampicina es uno de los medicamentos más efectivos contra la tuberculosis, ya que es activa contra bacilos metabólicamente activos y aquellos de metabolismo lento. La monorresistencia a este antibiótico es infrecuente y, por lo general, ocurre en conjunción a otros medicamentos, sobre todo a la isoniazida, lo que hace que la resistencia a rifampicina sea un marcador subrogado del fenotipo MDR (
En el estudio original de Chakravorty et al. (
Así mismo, se describió una tasa de falsos positivos del 2,7 % para el Xpert MTB/RIF y del 0 % para el Xpert MTB/RIF Ultra. Este autor también evaluó la capacidad de detectar la heterorresistencia al probar mezclas de ADN nativo y ADN con la mutación rpoB S531L, que es la más común de las mutaciones de la RRDR. Una de las sondas SMB fue diseñada específicamente para generar valores más altos de mT ante la presencia de esta mutación. Con esto se encontró que el Xpert MTB/RIF Ultra tiene una capacidad para identificar la mutación cuando está presente en menos del 10 % de la muestra e incluso cuando la mutación es del 5 %, situación en la cual la prueba da un resultado positivo para detección de resistencia (
Una revisión sistemática de Cochrane indicó que el Xpert MTB/RIF tiene una sensibilidad del 85 %, una especificidad del 98 %, una tasa de falsos positivos del 16 % y una tasa de falsos negativos del 0,4 % para la detección de resistencia a la rifampicina; mientras que el Xpert MTB/RIF Ultra tiene sensibilidad del 95 % y una especificidad del 98 %, lo cual se ve reflejado en un mejor abordaje diagnóstico (
Las pruebas moleculares han mejorado el diagnóstico de la TB pulmonar, tal como se ha visto con el Xpert MTB/RIF desde su implementación, que permite
Con la llegada del Xpert MTB/RIF Ultra y teniendo en cuenta sus ventajas respecto a su predecesor (
Referencia bibliográfica entre paréntesis. baciloscopia categoría trazas tomada como TB detectada categoría trazas tomada como TB no detectada.
El entorno clínico en el cual el Xpert MTB/RIF Ultra ha mostrado ser más sensible y eficiente para el diagnóstico de la TB ha sido en tejidos extrapulmonares, con evidencia aún en construcción sobre su eficacia en muestras con baciloscopia negativa.
Se deben hacer estudios para confirmar los beneficios del Xpert MTB/RIF Ultra sugeridos por estudios pequeños en el abordaje clínico de la TB extrapulmonar y otros casos paucibacilares, donde es imprescindible contar con mejores pruebas diagnósticas. Además, es necesario hacer estudios en escenarios reales para confirmar hallazgos como el encontrado en los estudios de modelamiento, que sugieren que la implementación del Xpert MTB/RIF Ultra en poblaciones de alta prevalencia de TB podría implicar beneficios en la mortalidad.
Con respecto a la resistencia a rifampicina, el Xpert MTB/RIF Ultra demostró una menor tasa de falsos positivos, atribuible a las mejoras en la técnica, lo cual podría evitar iniciar esquemas de segunda línea en pacientes que no lo necesitan.
Ninguno de los autores reporta conflicto de intereses.