Tuberculosis pediátrica: evaluación del desempeño de una prueba diagnóstica molecular en muestras bucales para la detección de ADN de Mycobacterium tuberculosis y asociación entre la lactancia materna exclusiva y la tuberculosis activa

Abstract

Introducción: La tuberculosis (TB) pediátrica, causada por el Mycobacterium tuberculosis (MTB), es un problema de salud pública poco estudiado principalmente por la dificultad en identificar y confirmar un caso de tuberculosis. La confirmación de tuberculosis se realiza habitualmente por un cultivo en esputo. Sin embargo, en los niños hay limitaciones para obtener esta muestra debido a la dificultad de expectorar, la baja carga bacteriana en la expectoración o paucibacilaridad y la frecuencia alta de enfermedad extra-pulmonar. Por otro lado, en niños, se conocen factores de riesgo asociados al desarrollo de tuberculosis, tales como convivir con una persona con TB, nivel socioeconómico, hacinamiento o una deficiente nutrición. Entre los factores protectores se ha estudiado el rol protector de la Vitamina D y además de ser ampliamente conocido el rol protector de la lactancia materna exclusiva sobre infecciones de vías respiratorias o enfermedades diarreicas en niños resulta interesante abrir la interrogante de si la lactancia exclusiva materna podría también ser un factor protector contra la tuberculosis pulmonar activa. Sin embargo, este tipo de pregunta hasta el momento no ha podido ser respondida. Actualmente frente a los retos para el control global contra la tuberculosis resulta una necesidad mejorar los métodos diagnósticos en niños para poder contar con pruebas diagnósticas oportunas y de buen desempeño analítico además de explorar factores que puedan promover la protección contra la tuberculosis como el probable rol de la lactancia exclusiva para alcanzar las metas de la estrategia del fin de la tuberculosis planteada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el año 2014 y que también forman parte de los objetivos de Desarrollo Sostenible. Preguntas de investigación: 1) ¿Cuál es la sensibilidad y especificidad diagnóstica de una prueba de reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (RT-PCR) para la detección de ADN de Mycobacterium tuberculosis en muestras bucales de menores de 15 años de edad?; 2) ¿Cuál es el nivel de asociación entre la lactancia materna exclusiva durante los 6 primeros meses de vida y la tuberculosis pediátrica en niños entre 6 y 59 meses de edad? Métodos: Luego de colectar información de 628 niños menores de 15 años que tuvieron antecedente de tener contacto con un adulto con tuberculosis en un estudio primario observacional denominado DETECT-niños, los datos fueron analizados. En la primera investigación, de naturaleza prueba de concepto, se colectaron hisopados bucales colectadas con los dispositivos OmniSwab y EasiCollect en niños menores de 15 años. En esas muestras, se amplificó el ADN de MTB usando la RT-PCR con un método optimizado. La sensibilidad de la RT-PCR fue calculada con los casos de TB (confirmados con cultivo microbiológico y diagnosticados clínicamente) y la especificidad de la RT-PCR fue evaluada en muestras de niños sin evidencia de TB. En la segunda investigación, de tipo exploratoria, se analizó la asociación entre la lactancia materna exclusiva y la tuberculosis pulmonar activa en niños menores entre 6 y 59 meses de edad usando un modelo lineal generalizado con link log, distribución binomial y varianza robusta; se incluyeron confusores a priori y conocidos, donde además se exploró la presencia de modificadores de efecto en dos análisis pos hoc, uno considerando estratos de edad de 6 a 23 meses versus 24 a 59 meses y el segundo considerando estratos en función a si la madre fue o no el contacto índice de TB. Resultados: En la primera investigación fueron incluidos 288 niños. La sensibilidad de la RT-PCR fue de 21% (IC95% = 7%-42%) en los 24 casos de TB confirmados por cultivo y 4.6% (IC95% = 1%-13%) en los 65 casos diagnosticados clínicamente que tuvieron cultivo negativo. La sensibilidad resultó más elevada en los frotices Ziehl – Neelsen positivos. La especificidad fue 99% (IC95% = 96%-100%) en los 199 controles incluidos. Con respecto al tipo de colección de las muestras bucales, no se encontró diferencia significativa en la sensibilidad de la prueba. En la segunda investigación se incluyeron a 279 niños, 22% de los niños fueron diagnosticados de tuberculosis y 72% fueron lactados exclusivamente, no se encontró evidencia que la lactancia materna exclusiva estuviera asociada con la tuberculosis activa tanto en el análisis bivariado ([RP] = 1.5; IC95% = 0.8–2.5) o análisis multivariado luego de ajustar por sexo e índice socioeconómico ([aRP] = 2.1; IC95% = 0.9–4.9). En el primer análisis post hoc estratificado por edad, se encontró que los lactados exclusivamente presentaron un mayor riesgo de presentar TB en el grupo de menor edad con respecto a los mayores, pero no fueron significativos ([aRP] = 2.2; IC95% = 0.8-5.8 vs [aRP] = 1.3; IC95% = 0.6-2.5, respectivamente) y en el segundo análisis post hoc estratificado según la madre sea el contacto índice o no, se halló que los lactados exclusivamente tuvieron un riesgo mayor, pero no significativo, de presentar TB cuando la madre fue el casó índice ([aRP] = 2.1; IC95% = 0.9-4.9 vs [aRP] = 1.2; IC95% = 0.6-2.4, respectivamente). A pesar de ello, los términos de interacción en la escala multiplicativa no fueron significativos (p=0.390 y p=0.380 respectivamente). Conclusiones: El ADN de MTB logró ser detectado en las muestras bucales de los niños menores de 15 años con tuberculosis usando dos métodos bucales de colección; pese a obtener sensibilidades menores a los reportados con otros métodos moleculares que usan diferentes tipos de muestra y población, la sensibilidad reportada en esta PCR en tiempo real es similar a la reportada con un método automatizado molecular en población y tipo de muestra similar. Por otro lado, no se encontró evidencia de un efecto protector de la lactancia materna exclusiva en la tuberculosis pulmonar en niños. Además, luego de explorar modificadores de efecto como la edad del niño y cuando la madre es el caso índice, no se evidenció un efecto modificador a la asociación entre lactancia materna exclusiva y el desarrollo de tuberculosis pulmonar en niños. Al considerar algunas limitaciones de validación en la medición de la lactancia materna exclusiva y del diagnóstico de tuberculosis, los resultados de la exploración de esta asociación deben ser interpretados con cautela y sería necesario contar con estudios que superen estas limitaciones para una conclusión más clara. Finalmente, ambos estudios agregan evidencias importantes en el diagnóstico de tuberculosis en niños y la exploración de los efectos que pueda tener una lactancia materna exclusiva con el desarrollo de tuberculosis, donde ambos tópicos merecen continuar estudiándose para lograr la reducción de los casos de tuberculosis en niños.

Introduction: Pediatric tuberculosis (TB), caused by Mycobacterium tuberculosis (MTB), is a poorly studied public health problem, mainly due to the difficulty in identifying and confirming a case of tuberculosis. Confirmation of tuberculosis is usually done by sputum culture. However, in children there are limitations to obtaining this sample due to the difficulty of expectorating, the low bacterial load in the expectoration or the paucibacillarity, and the high frequency of extrapulmonary disease. On the other hand, in children, risk factors associated with the development of tuberculosis are known, such as living with a person with TB, socioeconomic status, overcrowding or poor nutrition. Among the protective factors, the protective role of Vitamin D has been studied and, in addition to the well-known protective role of exclusive breastfeeding on respiratory tract infections or diarrheal diseases in children, it is interesting to open the question of whether exclusive breastfeeding could also be a protective factor against active pulmonary tuberculosis. However, this question has so far not been able to be answered. Currently, faced with the challenges for the global control against tuberculosis, there is a need to improve diagnostic methods in children in order to have timely diagnostic tests and good analytical performance, in addition to exploring factors that can promote protection against tuberculosis, such as the probable role of exclusive breastfeeding to achieve the goals of the strategy to end tuberculosis proposed by the WHO in 2014 and which are also part of the Sustainable Development goals. Research questions: 1) What is the diagnostic sensitivity and specificity of a real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) test for the detection of DNA of Mycobacterium tuberculosis in buccal samples from children under 15 years old?; 2) What is the level of association between exclusive breastfeeding during the first 6 months of life and pediatric tuberculosis in children between 6 and 59 months of age? Methods: After collecting information from 628 children under 15 years of age who had a history of having contact with an adult with tuberculosis in a primary observational study called DETECT-children, the data were analyzed. In the first investigation, of a proof-of-concept nature, buccal swabs collected with the OmniSwab and EasiCollect devices were collected from children under 15 years of age. In those samples, MTB DNA was amplified using RT-PCR with an optimized method. The sensitivity of RT-PCR was calculated with TB cases (confirmed with microbiological culture and clinically diagnosed) and the specificity of RT-PCR was evaluated in samples from children without evidence of TB. In the second exploratory study, the association between exclusive breastfeeding and active pulmonary tuberculosis in children between 6 and 59 months of age was analyzed using a generalized linear model with log link, binomial distribution and robust variance; a priori and known confounders were included, where the presence of effect modifiers was also explored in two post hoc analyses, one considering age strata from 6 to 23 months versus 24 to 59 months and the second considering strata based on whether the mother was or was not the index TB contact. Results: In the first investigation, 288 children were included. The sensitivity of RT-PCR was 21% (95% CI = 7%-42%) in the 24 culture-confirmed TB cases and 4.6% (95% CI = 1%-13%) in the 65 clinically diagnosed cases with culture negative. Sensitivity was higher in positive Ziehl-Neelsen smears. Specificity was 99% (95% CI = 96%-100%) in the 199 controls included. Regarding the type of collection of the buccal samples, no significant difference was found in the sensitivity of the test. In the second investigation, 279 children were included, 22% of the children were diagnosed with tuberculosis and 72% were exclusively breastfed, no evidence was found that exclusive breastfeeding was associated with active tuberculosis in both the bivariate analysis ([PR] = 1.5; 95% CI = 0.8–2.5) or multivariate analysis after adjusting for sex and socioeconomic index ([aPR] = 2.1; 95% CI = 0.9–4.9). In the first post hoc analysis stratified by age, it was found that exclusively breastfed infants had a higher risk of presenting TB in the younger age group compared to the older group, but they were not significant ([aPR] = 2.2; 95% CI = 0.8-5.8 vs [aPR ] = 1.3; 95% CI = 0.6-2.5, respectively) and in the second post hoc analysis stratified according to whether the mother is the index contact or not, it was found that those exclusively breastfed had a higher risk, but not significant, of presenting TB when the mother was the index contact ( [aPR] = 2.1, 95% CI = 0.9-4.9 vs [aPR] = 1.2, 95% CI = 0.6-2.4, respectively). Despite this, the interaction terms in the multiplicative scale were not significant (p=0.390 and 0.380 respectively). Conclusions: MTB DNA was able to be detected in the oral samples of children under 15 years of age with tuberculosis using two oral collection methods; Despite obtaining lower sensitivities than those reported with other molecular methods that use different types of samples and populations, the sensitivity reported in this real-time PCR is similar to that reported with an automated molecular method in a similar population and sample type. On the other hand, no evidence was found for a protective effect of exclusive breastfeeding on pulmonary tuberculosis in children. In addition, after exploring effect modifiers such as the age of the child and when the mother is the index case, there was no evidence of a modifying effect on the association between exclusive breastfeeding and the development of pulmonary tuberculosis in children. Considering some validation limitations in the measurement of exclusive breastfeeding and tuberculosis diagnosis, the results of exploring this association should be interpreted with caution and studies that overcome these limitations would be necessary for a clearer conclusion. Finally, both studies add important evidence in the diagnosis of tuberculosis in children and the exploration of the effects that exclusive breastfeeding may have on the development of tuberculosis, where both topics deserve further study to achieve the reduction of tuberculosis cases in children.