Diagnosis of Schistosoma mansoni infections: what are the choices in Brazilian low-endemic areas?

The population of Brazil is currently characterised by many individuals harbouring low-intensity Schistosoma mansoni infections. The Kato-Katz technique is the diagnostic method recommended by the World Health Organization (WHO) to assess these infections, but this method is not sensitive enough in the context of low egg excretion. In this regard, potential alternatives are being employed to overcome the limits of the Kato-Katz technique. In the present review, we evaluated the performance of parasitological and immunological approaches adopted in Brazilian areas. Currently, the diagnostic choices involve a combination of strategies, including the utilisation of antibody methods to screen individuals and then subsequent confirmation of positive cases by intensive parasitological investigations.

Performance of POC-CCA® in diagnosis of schistosomiasis mansoni in individuals with low parasite burden

Abstract: INTRODUCTION: Schistosomiasis, caused by Schistosoma mansoni, is a public health concern in Brazil. However, the most popular diagnostic method, the Kato-Katz technique, exhibits low sensitivity in low-endemicity areas. We aimed to compare the performance of an immunological assay, the point-of-care circulating cathodic antigen (POC-CCA®) test, with that of two parasitological techniques in a low-endemicity population. METHODS: Our study included 141 individuals living in Estreito de Miralta, Minas Gerais, Brazil. Fecal samples were obtained from all participants and analyzed for schistosomiasis using two parasitological techniques: the Kato-Katz technique and the saline gradient technique. Additionally, POC-CCA® strips were utilized for testing urine samples. The results obtained by the different techniques were compared. RESULTS: Analysis of two or 24 slides using the Kato-Katz technique resulted in a positivity rate of 10.6% (15/141) or 19.1% (27/141), respectively. The saline gradient technique yielded a positivity rate of 17.0% (24/141). The prevalence according to both parasitological techniques was 24.1% (34/141). The POC-CCA® test yielded a positivity rate of 22.7% (32/141); however, the positivity rate was merely 2.1% if trace results were considered negative. The agreements observed between POC-CCA® and the parasitological techniques were good (Kappa indexes > 0.64). The POC-CCA® test was more sensitive than the two-slide Kato-Katz technique (p < 0.05) in detecting cases of S. mansoni infection when trace results were considered positive. CONCLUSIONS: These findings reinforce the importance of using multiple diagnostic techniques in low-endemicity areas for effective control of disease.

Evaluation of parasitological and molecular techniques for the diagnosis and assessment of cure of schistosomiasis mansoni in a low transmission area

This study evaluated parasitological and molecular techniques for the diagnosis and assessment of cure of schistosomiasis mansoni. A population-based study was performed in 201 inhabitants from a low transmission locality named Pedra Preta, municipality of Montes Claros, state of Minas Gerais, Brazil. Four stool samples were analysed using two techniques, the Kato-Katz® (KK) technique (18 slides) and the TF-Test®, to establish the infection rate. The positivity rate of 18 KK slides of four stool samples was 28.9% (58/201) and the combined parasitological techniques (KK+TF-Test®) produced a 35.8% positivity rate (72/201). Furthermore, a polymerase chain reaction (PCR)-ELISA assay produced a positivity rate of 23.4% (47/201) using the first sample. All 72 patients with positive parasitological exams were treated with a single dose of Praziquantel® and these patients were followed-up 30, 90 and 180 days after treatment to establish the cure rate. Cure rates obtained by the analysis of 12 KK slides were 100%, 100% and 98.4% at 30, 90 and 180 days after treatment, respectively. PCR-ELISA revealed cure rates of 98.5%, 95.5% and 96.5%, respectively. The diagnostic and assessment of cure for schistosomiasis may require an increased number of KK slides or a test with higher sensitivity, such as PCR-ELISA, in situations of very low parasite load, such as after therapeutic interventions.

Diagnóstico da esquistossomose mansoni em áreas de baixa transmissão: Avaliação de diferentes técnicas (Kato-Katz, Gradiente Salínico, PCR-ELISA e qPCR), antes e após intervenção terapêutica

Este estudo populacional foi realizado em duas localidades endêmicas para a esquistossomose, Tabuas e Estreito de Miralta, pertencentes ao município de Montes Claros, região norte de Minas Gerais, empregando-se duas técnicas parasitológicas e dois ensaios moleculares para o diagnóstico da esquistossomose mansoni. Uma amostra fecal foi obtida de todos participantes e examinada utilizando a técnica de Kato-Katz (24 lâminas = 1000 mg) e a técnica do Gradiente Salínico, utilizando duas porções de 500 mg, totalizando 1000 mg de fezes. Além disso, os ensaios de PCR-ELISA e qPCR foram realizados em DNA extraído de 1000 mg de fezes. Os resultados obtidos pelas diferentes técnicas foram analisados individualmente e comparativamente entre eles. Todos os indivíduos que apresentaram ovos de Schistosoma mansoni ou outros helmintos foram tratados com praziquantel ou albendazol, respectivamente. Para avaliação de cura após o tratamento, amostras de fezes dos indivíduos positivos para S. mansoni, foram coletadas 30, 90 e 180 dias após o tratamento, e examinadas pelas técnicas parasitológicas e pelos ensaios moleculares.

Na localidade de Tabuas, a taxa de positividade, obtida pelo exame de duas lâminas pela técnica de Kato-Katz, foi de 15,5% (23/148), pela análise de 24 lâminas de Kato-Katz 20,9% (31/148) e a obtida pela técnica do Gradiente Salínico foi de 29,0% (43/148) (p< 0,05). A prevalência obtida pela combinação dos resultados das duas técnicas parasitológicas foi de 31,0% (46/148). O ensaio de PCR-ELISA apresentou taxa de positividade de 25,0% (37/148) e ensaio de qPCR, 30,4% (45/148). Na localidade Estreito de Miralta, a taxa de positividade obtida pelo exame de duas lâminas pela técnica de Kato-Katz foi de 10,5% (15/142). As técnicas de Kato-Katz (24 lâminas) e do Gradiente Salínico revelaram taxas de positividade de 19,7% (28/142) e 18,3% (26/142) (p= 0,802), respectivamente. A prevalência obtida pela combinação dos resultados das técnicas parasitológicas foi de 24,6% (35/142). O ensaio de qPCR apresentou taxa de positividade de 18,3% (26/142). Na localidade de Tabuas, as taxas de cura obtidas pelas técnicas parasitológicas Kato-Katz e Gradiente Salínico, 30, 90 e 180 dias após o tratamento foram 100%, 91,6% e 78,4%, respectivamente. Pelo ensaio de PCR-ELISA as taxas de cura obtidas foram de 89,7%, 88,8% e 67,5% e pelo ensaio de qPCR, as taxas de cura foram 100%, 83,3% e 62,1%, nas mesmas etapas de acompanhamento. Na localidade de Estreito de Miralta, as taxas de cura obtidas pelas técnicas de Kato-Katz e GS foram 93,3%, 96,9% e 96,5% (30, 90 e 180 dias após o tratamento, respectivamente) e pelo ensaio de qPCR foram 93,3%, 93,9% e 96,5% nas mesmas etapas de acompanhamento. Este estudo reforça a necessidade de se combinar técnicas com o objetivo de melhorar a acurácia diagnóstica, aumentando a chance de detectar indivíduos com carga parasitária baixa, reduzindo assim a contribuição destes para a manutenção da transmissão

Diagnóstico da esquistossomose mansoni em áreas de baixa transmissão: Avaliação de diferentes técnicas (Kato-Katz, Gradiente Salínico, PCR-ELISA e qPCR), antes e após intervenção terapêutica / Diagnosis of schistosomiasis in areas of low transmission: Evaluation of different techniques (Kato-Katz, Salínico Gradient, PCR-ELISA and qPCR) before and after therapeutic intervention

Este estudo populacional foi realizado em duas localidades endêmicas para a esquistossomose, Tabuas e Estreito de Miralta, pertencentes ao município de Montes Claros, região norte de Minas Gerais, empregando-se duas técnicas parasitológicas e dois ensaios moleculares para o diagnóstico da esquistossomose mansoni. Uma amostra fecal foi obtida de todos participantes e examinada utilizando a técnica de Kato-Katz (24 lâminas = 1000 mg) e a técnica do Gradiente Salínico, utilizando duas porções de 500 mg, totalizando 1000 mg de fezes. Além disso, os ensaios de PCR-ELISA e qPCR foram realizados em DNA extraído de 1000 mg de fezes. Os resultados obtidos pelas diferentes técnicas foram analisados individualmente e comparativamente entre eles. Todos os indivíduos que apresentaram ovos de Schistosoma mansoni ou outros helmintos foram tratados com praziquantel ou albendazol, respectivamente. Para avaliação de cura após o tratamento, amostras de fezes dos indivíduos positivos para S. mansoni, foram coletadas 30, 90 e 180 dias após o tratamento, e examinadas pelas técnicas parasitológicas e pelos ensaios moleculares...

Evaluation of two coproscopic techniques for the diagnosis of schistosomiasis in a low-transmission area in the state of Minas Gerais, Brazil

This population study, which evaluated two parasitological methods for the diagnosis of schistosomiasis mansoni, was performed in a low-transmission area in Pedra Preta, Montes Claros, Minas Gerais, Brazil. A total of 201 inhabitants of the rural area participated in this research. Four stool samples were obtained from all participants and analysed using the Kato-Katz method (18 slides) and a commercial test, the TF-Test®, which was performed quantitatively. The data were analysed to determine prevalence, the sensitivity of the diagnostic methods, the worm burden and the definition of the "gold standard", which was obtained by totalling the results of all samples examined using the Kato-Katz technique and the TF-Test®. The results showed that the prevalence obtained from the examination of one Kato-Katz slide (the methodology adopted by the Brazilian control programme) was 8 percent compared to 35.8 percent from the "gold standard", which was a 4.5-fold difference. This result indicates that the prevalence of schistosomiasis in so-called low-transmission areas is significantly underestimated.

Avaliação de métodos diagnósticos para Esquistossomose mansoni em uma área de baixa endemicidade no município de Montes Claros, Minas Gerais, Brasil

Este estudo populacional, baseado na avaliação de dois métodos parasitológicos e um método molecular para o diagnóstico da esquistossomose mansoni foi realizado numa área de baixa transmissão na localidade de Pedra Preta, Montes Claros- MG. Um total de 201 pessoas participou desta pesquisa, todas moradoras da área rural desta localidade. Quatro amostras de fezes foram obtidas de todos participantes e analisadas utilizando o método Kato-Katz (12 lâminas da primeira, duas da segunda, terceira e quarta amostra, totalizando 18 lâminas) e o método parasitológico comercial, TF-Test®, o qual foi realizado de forma quantitativa. Além disso, a técnica de PCR-ELISA foi aplicada em 500 mg de fezes na primeira amostra. Os resultados foram analisados comparativamente ao método de Kato-Katz. Todos os positivos para S. mansoni foram tratados com praziquantel e os positivos para os outros helmintos tratados com albendazol. Para avaliação de cura após o tratamento, os positivos foram acompanhados 30, 90 e 180 dias após o tratamento, pelas duas técnicas parasitológicas. A análise dos dados envolveu determinação da prevalência, sensibilidade dos métodos diagnósticos, carga parasitária e definição de um “Padrão Ouro”, consistindo da soma de todas as amostras e lâminas examinadas pelo método de Kato-Katz e pelo método de TF-Test®.

Os resultados mostraram na comparação da prevalência obtida com uma única lâmina pelo método de Kato-Katz (metodologia adotada pelos programas de controle da doença no Brasil) e com o “Padrão Ouro”, um aumento da taxa de positividade de 8,0% para 35,8% na população, ou seja, um aumento de 4,5 vezes neste índice. Isto indica que a prevalência da esquistossomose obtida com uma lâmina de Kato-Katz, está sendo significativamente subestimada em áreas consideradas de baixa transmissão. O método de PCR-ELISA detectou 36 (18,0%) positivos, um número maior que o obtido por 12 lâminas de Kato-Katz que identificou 29 (14,4%), examinando fezes da mesma amostra. Assim, a combinação de metodologias que revelem resultados mais próximos da prevalência real da esquistossomose se torna de extrema importância em inquéritos epidemiológicos que visam à interrupção da transmissão. Em nosso estudo a taxa de reinfecção após o tratamento foi muito baixa (1,5%), o que demonstra que uma prospecção da infecção intensa é mais efetiva e pode prevenir sucessivos tratamentos.

Avaliação de métodos diagnósticos para Esquistossomose mansoni em uma área de baixa endemicidade no município de Montes Claros, Minas Gerais, Brasil / Evaluation of diagnostic methods for Schistosomiasis mansoni in a low endemic area in the city of Montes Claros, Minas Gerais, Brazil

Este estudo populacional, baseado na avaliação de dois métodos parasitológicos e um método molecular para o diagnóstico da esquistossomose mansoni foi realizado numa área de baixa transmissão na localidade de Pedra Preta, Montes Claros- MG. Um total de 201 pessoas participou desta pesquisa, todas moradoras da área rural desta localidade. Quatro amostras de fezes foram obtidas de todos participantes e analisadas utilizando o método Kato-Katz (12 lâminas da primeira, duas da segunda, terceira e quarta amostra, totalizando 18 lâminas) e o método parasitológico comercial, TF-Test®, o qual foi realizado de forma quantitativa. Além disso, a técnica de PCR-ELISA foi aplicada em 500 mg de fezes na primeira amostra. Os resultados foram analisados comparativamente ao método de Kato-Katz. Todos os positivos para S. mansoni foram tratados com praziquantel e os positivos para os outros helmintos tratados com albendazol. Para avaliação de cura após o tratamento, os positivos foram acompanhados 30, 90 e 180 dias após o tratamento, pelas duas técnicas parasitológicas. A análise dos dados envolveu determinação da prevalência, sensibilidade dos métodos diagnósticos, carga parasitária e definição de um “Padrão Ouro”, consistindo da soma de todas as amostras e lâminas examinadas pelo método de Kato-Katz e pelo método de TF-Test®.

Os resultados mostraram na comparação da prevalência obtida com uma única lâmina pelo método de Kato-Katz (metodologia adotada pelos programas de controle da doença no Brasil) e com o “Padrão Ouro”, um aumento da taxa de positividade de 8,0% para 35,8% na população, ou seja, um aumento de 4,5 vezes neste índice. Isto indica que a prevalência da esquistossomose obtida com uma lâmina de Kato-Katz, está sendo significativamente subestimada em áreas consideradas de baixa transmissão. O método de PCR-ELISA detectou 36 (18,0%) positivos, um número maior que o obtido por 12 lâminas de Kato-Katz que identificou 29 (14,4%), examinando fezes da mesma amostra. Assim, a combinação de metodologias que revelem resultados mais próximos da prevalência real da esquistossomose se torna de extrema importância em inquéritos epidemiológicos que visam à interrupção da transmissão. Em nosso estudo a taxa de reinfecção após o tratamento foi muito baixa (1,5%), o que demonstra que uma prospecção da infecção intensa é mais efetiva e pode prevenir sucessivos tratamentos.