Sensitivity of diagnostic methods for Mansonella ozzardi microfilariae detection in the Brazilian Amazon Region

BACKGROUND The human filarial worm Mansonella ozzardi is highly endemic in the large tributaries of the Amazon River. This infection is still highly neglected and can be falsely negative when microfilariae levels are low. OBJECTIVES This study investigated the frequency of individuals with M. ozzardi in riverine communities in Coari municipality, Brazilian Amazon. METHODS Different diagnostic methods including polymerase chain reaction (PCR), blood polycarbonate membrane filtration (PCMF), Knott's method (Knott), digital thick blood smears (DTBS) and venous thick blood smears (VTBS) were used to compare sensitivity and specificity among the methods. Data were analysed using PCMF and Bayesian latent class models (BLCM) as the gold standard. We used BLCM to calculate the prevalence of mansonelliasis based on the results of five diagnostic methods. FINDINGS The prevalence of mansonelliasis was 35.4% by PCMF and 30.1% by BLCM. PCR and Knott methods both possessed high sensitivity. Sensitivity relative to PCMF was 98.5% [95% confidence interval (CI): 92.0 - 99.7] for PCR and 83.5% (95% CI: 72.9 - 90.5) for Knott. Sensitivity derived by BLCM was 100% (95% CI 93.7 - 100) for PCMF, 100% (95% CI: 93.7 - 100) for PCR and 98.3% (95% CI: 90.6 - 99.9) for Knott. The odds ratio of being diagnosed as microfilaremic increased with age but did not differ between genders. Microfilariae loads were higher in subjects aged 30 - 45 and 45 - 60 years. MAIN CONCLUSIONS PCMF and PCR were the best methods to assess the prevalence of mansonelliasis in our samples. As such, using these methods could lead to higher prevalence of mansonelliasis in this region than the most commonly used method (i.e., thick blood smears).

Aporte de la técnica de PCR en el diagnóstico de Mansonella ozzardi en zonas endémicas de la Argentina / Contribution of the PCR assay to the diagnosis of Mansonella ozzardi in endemic areas of Argentina

Mansonella ozzardi es un nematode parásito tisular, agente etiológico de mansonellosis en casi la totalidad de los países latinoamericanos. En Argentina la mansonellosis ha sido descrita a lo largo de la región de las yungas. Su diagnóstico microscópico puede dar resultados falsos negativos en microfilaremias bajas. El objetivo del presente estudio fue optimizar su diagnóstico molecular y comparar los resultados con los obtenidos mediante las pruebas microscópicas de Knott, de gota gruesa y de extendido hemático fino, en 92 muestras de sangre de pacientes de zona endémica. La técnica de PCR seguida de la secuenciación del producto amplificado presentó una sensibilidad del 100 % frente al método de Knott, considerado como referencia, e incluso permitió identificar 7 casos más de la parasitosis.

Mansonella ozzardi is a tissue-dwelling parasitic nematode, the causative agent of mansonelliasis in almost all Latin American countries. It has been described along the Argentine Yungas region. The microscopic diagnosis can yield false-negative test results at low microfilaremia levels. The aim of this study was to optimize the molecular diagnostic technique and compare it with the Knott's method and standard blood smear procedures (thin blood films and thick smears) in 92 blood samples of individuals from an endemic area. The PCR technique followed by the sequencing of the amplified product yielded 100 % sensitivity compared to the Knott's test, which is considered a reference method. Seven more cases of this parasitosis could only be identified with the molecular technique.

Improvement of a PCR test to diagnose infection by Mansonella ozzardi / Adequação da técnica da PCR para diagnóstico de infecção de Mansonella ozzardi

INTRODUCTION: Mansonelliasis is caused by Mansonella ozzardi. It is widespread in the Amazon region, with a high prevalence. The common exam of thick blood smears stained with Giemsa shows low efficacy levels and has been an obstacle to diagnosing individuals with low blood parasitemia. METHODS: In order to increase diagnosis efficacy, the PCR technique was improved. RESULTS AND CONCLUSIONS: PCR demonstrated the best performance, with sensitivity and negative predictive values (NPV) of 100 percent, followed by blood filtration through membrane filters, which showed a sensitivity of 88.9 percent and a NPV of 84.6 percent, when compared to thick blood smears.

INTRODUÇÃO: A mansonelose é uma filariose causada pela Mansonella ozzardi, ocorrendo na Amazônia com prevalências de até 60 por cento. A técnica de diagnóstico habitual (hemoscopia através da gota espessa) tem baixa eficácia o para o diagnóstico de pacientes com baixa parasitemia. MÉTODOS: Neste contexto foi aperfeiçoada a técnica da PCR para seu diagnóstico. RESULTADOS E CONCLUSÕES: Quando comparada à gota espessa, a PCR apresenta sensibilidade de 100 por cento, e valor preditivo negativo (VPN) de 100 por cento mostrando eficácia bastante superior à técnica da filtração em membrana que apresenta sensibilidade de 88,9 por cento e VPN de 84,6 por cento, quando também comparada à gota espessa de sangue.

Acometimento ocular em pacientes com mansonelose / Ocular manifestations in mansonelliasis

OBJETIVOS: Avaliar as alterações oculares observadas em indivíduos com mansonelose residentes na área rural do município de Coari, AM, na região do médio Amazonas. MÉTODOS: Foi conduzido um estudo de corte transversal envolvendo 543 moradores residentes na área rural do município de Coari, na margem direita do rio Solimões. Todos os indivíduos foram submetidos a exame de gota espessa para pesquisa de microfilária e os indivíduos positivos foram submetidos a exame oftalmológico. Lesões oculares suspeitas foram biopsiadas e enviadas para exame histopatológico. RESULTADOS: Mansonella ozzardi foi encontrada no sangue periférico em 103 (18,9 por cento) indivíduos. Noventa e cinco pacientes com mansonelose foram examinados, observando ceratite puntata em 12 (11,7 por cento) destes, ceratite numular em um indivíduo (1 por cento) e esclerosante em outro (1 por cento). Biópsia de pele foi negativa em todos os indivíduos. Biópsia de conjuntiva e limbo foi realizada em cinco pacientes com mansonelose e biópsia de córnea em outros três pacientes. Duas biópsias de conjuntiva e limbo e uma biópsia de córnea foram enviadas para exame histopatológico, não sendo observadas microfilárias ou alterações sugestivas da presença destas nas peças estudadas. O restante das biópsias foi enviado para pesquisa de DNA do parasita por PCR, não se encontrando microfilária. CONCLUSÕES: Associação entre infecção por Mansonella ozzardi e lesões corneanas sem etiologia aparente foi verificada neste estudo, mas a ausência de achados específicos no exame histopatológico e a não identificação de microfilárias por PCR em lesões suspeitas põem em dúvida a o acometimento corneano na mansonelose. Estudos mais amplos de populações com alta prevalência de M. ozzardi e a realização de outros testes para identificação de microfilárias em tecido ocular são necessários para investigar a patogenicidade da microfilária ao tecido ocular.

PURPOSE: To evaluate eye manifestations in mansonelliasis patients from Coari, AM, rural area on the middle Amazonas River. METHODS: Cross-sectional study consisted of evaluation of 543 subjects from Coari rural area on Solimões River right margin. All subjects were submitted to blood test for microfilaria and the subjects who had a positive test also were submitted to skin biopsies and ophthalmologic examination. Histopathology and PCR research for microfilaria were done on eye biopsies of suspect lesions. RESULTS: Mansonella ozzardi was found in peripheral blood of 103 (18.9 percent) subjects. Ninety-five mansonelliasis patients were examined. Punctate keratitis was observed in 12 of them, nummular keratitis in one subject and sclerosing keratitis in another one. Skin biopsies were negative in all subjects. Conjunctival and limbal biopsies were done in five mansonelliasis patients and corneal biopsy in another three patients. Conjunctival and limbal biopsies of two patients and corneal biopsy of one patient showed no microfilaria or alterations due to its presence on histopathology. PCR showed no evidence of microfilaria in the other biopsies. CONCLUSION: Association between Mansonella ozzardi infection and corneal lesions with no evident etiology was observed in this study, but the lack of conclusive findings on histopathology and PCR make us doubt the corneal involvement in mansonelliasis. Large studies of high mansonelliasis prevalence populations and extensive employment of microfilaria identification tests in ocular tissue are needed to evaluate the microfilaria corneal pathogenicity.