Diagnóstico de pneumonia por Pneumocystis jirovecii em amostras de escarro induzido de pacientes com HIV/AIDS, através da quantificação pela técnica de PCR em tempo real e por modelos de predição
Ano de defesa: | 2024 |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5144/tde-16102024-164328/ |
Resumo: | A pneumonia por Pneumocystis jirovecii (PCP) segue como importante causa de morbimortalidade em pessoas vivendo com HIV (PVHIV) e apresenta algumas dificuldades relacionadas ao seu diagnóstico. Métodos de coloração convencionais têm baixa sensibilidade e são considerados padrão-ouro para o diagnóstico. A fim de aumentar a sensibilidade dos testes de coloração, indica-se o uso de amostras mais invasivas, como o lavado broncoalveolar, fato que limita o diagnóstico, sobretudo nos países em desenvolvimento. O uso dos métodos de biologia molecular, como a PCR podem superar essas limitações devido à sua alta sensibilidade, permitindo uso de amostras menos invasivas como escarro induzido. Outras características que facilitam seu uso se devem à possibilidade de automação e ao custo decrescente. Nesse contexto, aplicamos uma PCR quantitativa (PCRq) desenvolvida in-house, utilizando região gênica mtSSU do P. jirovecii, em amostras de escarro induzido. Tratou-se de estudo prospectivo com inclusão de 86 PVHIV com suspeita de PCP. Os resultados da PCRq foram determinados como ciclos de quantificação (Cq) e comparados com uma PCR qualitativa realizada no mesmo escarro induzido, ensaio de 1,3--D-Glucana no soro, e um índice clínico/laboratorial/radiológico para PCP. Os resultados da PCRq possibilitaram a divisão dos pacientes em três grupos: 32 com Cq 31 (PCRq+), 45 com Cq 33 (PCRq-), e nove com Cq entre 31-33 (intermediário), o que, combinado com as outras três análises, nos permitiu classificar os grupos como tendo PCP, não infectados por P. jirovecii, e colonizados por P. jirovecii, respectivamente. Também analisamos a performance de 10 modelos de predição (MPs) para diagnosticar PCP a partir de dados clínicos, laboratoriais e de imagem que tiveram diferença estatística significante entre os grupos PCP (Cq31) e não-PCP (Cq>31), com o intuito de indicar o início do tratamento empírico. As variáveis escolhidas para análise dos modelos de predição foram escolhidas após análise pelo algoritmo Boruta, a fim confirmar associação com PCP. Quatro cenários foram criados em acordo com a disponibilidade de acesso às variáveis nos diferentes prontos-socorros do país. Dois cenários pensados para alterações sugestivas à radiografia de tórax (infiltrado intersticial difuso) e outros dois com alterações à tomografia computadorizada (\"vidro fosco\"). Consideramos como variáveis obrigatórias: desidrogenase lática, saturação de O, proteína C-reativa, frequência respiratória (> 24 bpm), e tosse seca.Também incluímos carga viral do HIV e contagem de células CD4, como variáveis opcionais. Cada modelo analisou 6 (obrigatórios) ou 8 (obrigatórios + opcionais) parâmetros. Os modelos apresentaram bom desempenho, com precisão, recall e área sob a curva > 0,8. Os modelos nearest neighbor e Naïve Bayes se destacaram (pontuações > 0.9). Ao contrário do esperado, a carga viral do HIV e a contagem de células CD4 não melhoraram o desempenho dos modelos. Em conclusão, a partir de dados prontamente disponíveis nos prontos-socorros, os MPs podem ajudar significativamente nas decisões de tratamento da PCP em pacientes com HIV/AIDS |
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Diagnóstico de pneumonia por Pneumocystis jirovecii em amostras de escarro induzido de pacientes com HIV/AIDS, através da quantificação pela técnica de PCR em tempo real e por modelos de prediçãoDiagnosis of Pneumocystis jirovecii pneumonia in induced sputum samples from patients with HIV/AIDS, through quantification using real-time PCR technique and by prediction modelsAcquired immunodeficiency syndromeDiagnóstico molecularGlucan 1,3-?-glucosidaseGlucana 1,3-beta-glucosidaseHIVHIVModelos de prediçãoMolecular diagnosisPneumocystis jiroveciiPneumocystis jiroveciiPredictive modelsReação em cadeia da polimerase em tempo realReal-time polymerase chain reactionSíndrome da imunodeficiência adquiridaA pneumonia por Pneumocystis jirovecii (PCP) segue como importante causa de morbimortalidade em pessoas vivendo com HIV (PVHIV) e apresenta algumas dificuldades relacionadas ao seu diagnóstico. Métodos de coloração convencionais têm baixa sensibilidade e são considerados padrão-ouro para o diagnóstico. A fim de aumentar a sensibilidade dos testes de coloração, indica-se o uso de amostras mais invasivas, como o lavado broncoalveolar, fato que limita o diagnóstico, sobretudo nos países em desenvolvimento. O uso dos métodos de biologia molecular, como a PCR podem superar essas limitações devido à sua alta sensibilidade, permitindo uso de amostras menos invasivas como escarro induzido. Outras características que facilitam seu uso se devem à possibilidade de automação e ao custo decrescente. Nesse contexto, aplicamos uma PCR quantitativa (PCRq) desenvolvida in-house, utilizando região gênica mtSSU do P. jirovecii, em amostras de escarro induzido. Tratou-se de estudo prospectivo com inclusão de 86 PVHIV com suspeita de PCP. Os resultados da PCRq foram determinados como ciclos de quantificação (Cq) e comparados com uma PCR qualitativa realizada no mesmo escarro induzido, ensaio de 1,3--D-Glucana no soro, e um índice clínico/laboratorial/radiológico para PCP. Os resultados da PCRq possibilitaram a divisão dos pacientes em três grupos: 32 com Cq 31 (PCRq+), 45 com Cq 33 (PCRq-), e nove com Cq entre 31-33 (intermediário), o que, combinado com as outras três análises, nos permitiu classificar os grupos como tendo PCP, não infectados por P. jirovecii, e colonizados por P. jirovecii, respectivamente. Também analisamos a performance de 10 modelos de predição (MPs) para diagnosticar PCP a partir de dados clínicos, laboratoriais e de imagem que tiveram diferença estatística significante entre os grupos PCP (Cq31) e não-PCP (Cq>31), com o intuito de indicar o início do tratamento empírico. As variáveis escolhidas para análise dos modelos de predição foram escolhidas após análise pelo algoritmo Boruta, a fim confirmar associação com PCP. Quatro cenários foram criados em acordo com a disponibilidade de acesso às variáveis nos diferentes prontos-socorros do país. Dois cenários pensados para alterações sugestivas à radiografia de tórax (infiltrado intersticial difuso) e outros dois com alterações à tomografia computadorizada (\"vidro fosco\"). Consideramos como variáveis obrigatórias: desidrogenase lática, saturação de O, proteína C-reativa, frequência respiratória (> 24 bpm), e tosse seca.Também incluímos carga viral do HIV e contagem de células CD4, como variáveis opcionais. Cada modelo analisou 6 (obrigatórios) ou 8 (obrigatórios + opcionais) parâmetros. Os modelos apresentaram bom desempenho, com precisão, recall e área sob a curva > 0,8. Os modelos nearest neighbor e Naïve Bayes se destacaram (pontuações > 0.9). Ao contrário do esperado, a carga viral do HIV e a contagem de células CD4 não melhoraram o desempenho dos modelos. Em conclusão, a partir de dados prontamente disponíveis nos prontos-socorros, os MPs podem ajudar significativamente nas decisões de tratamento da PCP em pacientes com HIV/AIDSPneumocystis jirovecii pneumonia (PCP) remains an important cause of morbimortality worldwide and a diagnostic challenge. Conventional methods have low accuracy, hardly discriminating colonization from infection, while some new high-cost or broncho-alveolar lavage-based methods have limited usefulness in developing countries. Quantitative PCR (qPCR) tests may overcome these limitations due to their high accuracy, possibility of automation, and decreasing cost. We evaluated an in-house qPCR targeting the fungus mtSSU gene using induced sputum. We prospectively studied 86 AIDS patients with subacute respiratory symptoms in whom PCP was suspected. qPCR results were determined as quantification cycles (Cq) and compared with a qualitative PCR performed in the same IS, serum 1,3--D-Glucan assay, and a clinical/laboratory/radiology index for PCP. The qPCR clustered the patients in three groups: 32 with Cq 31 (qPCR+), 45 with Cq 33 (qPCR-), and nine with Cq between 31-33 (intermediary), which, combined with the other three analyses, enabled us to classify the groups as having PCP, not P. jirovecii-infected, and P. jirovecii-colonized, respectively. This molecular assay may contribute to improve PCP management, avoiding unnecessary treatments. We also assessed predictive models (PMs) for diagnosing PCP, aiming to guide empirical treatment decisions. We compared clinical, laboratory, and radiological data between PCP and nonPCP groups (Cq > 31), using the Boruta algorithm to confirm significant differences. We evaluated ten PMs tailored for various ERs resource levels to diagnose PCP. Four scenarios were created, two based on Xray findings (diffuse interstitial infiltrate) and two on CT scans (groundglass), incorporating mandatory variables: lactate dehydrogenase, O2sat, Creactive protein, respiratory rate (> 24 bpm), and dry cough. We also assessed HIV viral load and CD4 cell count. Among the 86 patients in the study, each model considered either 6 or 8 parameters, depending on the scenario. Many models performed well, with accuracy, precision, recall, and area under the curve scores > 0.8. Notably, nearest neighbor and naïve Bayes excelled (scores > 0.9) in specific scenarios. Surprisingly, HIV viral load and CD4 cell count did not improve model performance. In conclusion, ERbased PMs using readily available data can significantly aid PCP treatment decisions in AIDS patientsBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBenard, GilNegro, Gilda Maria Barbaro DelChagas Filho, Oscar José2024-07-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5144/tde-16102024-164328/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-11-05T19:33:02Zoai:teses.usp.br:tde-16102024-164328Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-11-05T19:33:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Diagnóstico de pneumonia por Pneumocystis jirovecii em amostras de escarro induzido de pacientes com HIV/AIDS, através da quantificação pela técnica de PCR em tempo real e por modelos de predição Chagas Filho, Oscar José Acquired immunodeficiency syndrome Diagnóstico molecular Glucan 1,3-?-glucosidase Glucana 1,3-beta-glucosidase HIV HIV Modelos de predição Molecular diagnosis Pneumocystis jirovecii Pneumocystis jirovecii Predictive models Reação em cadeia da polimerase em tempo real Real-time polymerase chain reaction Síndrome da imunodeficiência adquirida |
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A pneumonia por Pneumocystis jirovecii (PCP) segue como importante causa de morbimortalidade em pessoas vivendo com HIV (PVHIV) e apresenta algumas dificuldades relacionadas ao seu diagnóstico. Métodos de coloração convencionais têm baixa sensibilidade e são considerados padrão-ouro para o diagnóstico. A fim de aumentar a sensibilidade dos testes de coloração, indica-se o uso de amostras mais invasivas, como o lavado broncoalveolar, fato que limita o diagnóstico, sobretudo nos países em desenvolvimento. O uso dos métodos de biologia molecular, como a PCR podem superar essas limitações devido à sua alta sensibilidade, permitindo uso de amostras menos invasivas como escarro induzido. Outras características que facilitam seu uso se devem à possibilidade de automação e ao custo decrescente. Nesse contexto, aplicamos uma PCR quantitativa (PCRq) desenvolvida in-house, utilizando região gênica mtSSU do P. jirovecii, em amostras de escarro induzido. Tratou-se de estudo prospectivo com inclusão de 86 PVHIV com suspeita de PCP. Os resultados da PCRq foram determinados como ciclos de quantificação (Cq) e comparados com uma PCR qualitativa realizada no mesmo escarro induzido, ensaio de 1,3--D-Glucana no soro, e um índice clínico/laboratorial/radiológico para PCP. Os resultados da PCRq possibilitaram a divisão dos pacientes em três grupos: 32 com Cq 31 (PCRq+), 45 com Cq 33 (PCRq-), e nove com Cq entre 31-33 (intermediário), o que, combinado com as outras três análises, nos permitiu classificar os grupos como tendo PCP, não infectados por P. jirovecii, e colonizados por P. jirovecii, respectivamente. Também analisamos a performance de 10 modelos de predição (MPs) para diagnosticar PCP a partir de dados clínicos, laboratoriais e de imagem que tiveram diferença estatística significante entre os grupos PCP (Cq31) e não-PCP (Cq>31), com o intuito de indicar o início do tratamento empírico. As variáveis escolhidas para análise dos modelos de predição foram escolhidas após análise pelo algoritmo Boruta, a fim confirmar associação com PCP. Quatro cenários foram criados em acordo com a disponibilidade de acesso às variáveis nos diferentes prontos-socorros do país. Dois cenários pensados para alterações sugestivas à radiografia de tórax (infiltrado intersticial difuso) e outros dois com alterações à tomografia computadorizada (\"vidro fosco\"). Consideramos como variáveis obrigatórias: desidrogenase lática, saturação de O, proteína C-reativa, frequência respiratória (> 24 bpm), e tosse seca.Também incluímos carga viral do HIV e contagem de células CD4, como variáveis opcionais. Cada modelo analisou 6 (obrigatórios) ou 8 (obrigatórios + opcionais) parâmetros. Os modelos apresentaram bom desempenho, com precisão, recall e área sob a curva > 0,8. Os modelos nearest neighbor e Naïve Bayes se destacaram (pontuações > 0.9). Ao contrário do esperado, a carga viral do HIV e a contagem de células CD4 não melhoraram o desempenho dos modelos. Em conclusão, a partir de dados prontamente disponíveis nos prontos-socorros, os MPs podem ajudar significativamente nas decisões de tratamento da PCP em pacientes com HIV/AIDS |
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