Published December 1, 2014
| Version v1
Publication
Open
Pooled PCR testing strategy and prevalence estimation of submicroscopic infections using Bayesian latent class models in pregnant women receiving intermittent preventive treatment at Machinga District Hospital, Malawi, 2010
Creators
- 1. Division of Parasitic Diseases and Malaria
- 2. Center for Global Health
- 3. Centers for Disease Control and Prevention
- 4. University of Malawi
Description
Low malaria parasite densities in pregnancy are a diagnostic challenge. PCR provides high sensitivity and specificity in detecting low density of parasites, but cost and technical requirements limit its application in resources-limited settings. Pooling samples for PCR detection was explored to estimate prevalence of submicroscopic malaria infection in pregnant women at delivery. Previous work uses gold-standard based methods to calculate sensitivity and specificity of tests, creating a challenge when newer methodologies are substantially more sensitive than the gold standard. Thus prevalence was estimated using Bayesian latent class models (LCMs) in this study.Nested PCR (nPCR) for the 18S rRNA gene subunit of Plasmodium falciparum was conducted to detect malaria infection in microscopy-negative Malawian women on IPTp. Two-step sample pooling used dried blood spot samples (DBSs) collected from placenta or periphery at delivery. Results from nPCR and histology as well as previously published data were used to construct LCMs to estimate assay sensitivity and specificity. Theoretical confidence intervals for prevalence of infection were calculated for two-step and one-step pooling strategies.Of 617 microscopy-negative Malawian women, 39 (6.3%) were identified as actively infected by histology while 52 (8.4%) were positive by nPCR. One hundred forty (22.7%) individuals had past infection assessed by histology. With histology as a reference, 72% of women in the active infection group, 7.1% in the past infection group and 3.2% in histology-negative group were nPCR positive. Using latent class models without a gold standard, histology had a median sensitivity of 49.7% and specificity of 97.6% for active infection while PCR had a median sensitivity of 96.0% and specificity of 99.1%. The true prevalence of active infection was estimated at 8.0% (CI: 5.8-10.5%) from PCR. PCR also had similar sensitivity for detecting either peripheral or placental malaria for submicroscopic infections. One-step pooling would give similar confidence intervals for pool sizes less than 20 while reducing the number of tests performed.Pooled nPCR testing was a sensitive and resource-efficient strategy and LCMs provided precise prevalence estimates of submicroscopic infections. Compared to two-step pooling, one-step pooling could provide similar prevalence estimates at population levels with many fewer tests required.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تمثل كثافات طفيليات الملاريا المنخفضة أثناء الحمل تحديًا تشخيصيًا. يوفر تفاعل البوليميراز المتسلسل حساسية عالية وخصوصية في اكتشاف الكثافة المنخفضة للطفيليات، ولكن التكلفة والمتطلبات الفنية تحد من تطبيقه في البيئات المحدودة الموارد. تم استكشاف عينات التجميع للكشف عن تفاعل البوليميراز المتسلسل لتقدير مدى انتشار عدوى الملاريا تحت المجهر لدى النساء الحوامل عند الولادة. يستخدم العمل السابق طرقًا تستند إلى المعيار الذهبي لحساب حساسية الاختبارات وخصوصيتها، مما يخلق تحديًا عندما تكون المنهجيات الأحدث أكثر حساسية بشكل كبير من المعيار الذهبي. وبالتالي تم تقدير الانتشار باستخدام نماذج الفئة الكامنة البايزية (LCMs) في هذه الدراسة. تم إجراء اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل (nPCR) للوحدة الجينية 18s rRNA من المتصورة المنجلية للكشف عن عدوى الملاريا في النساء الملاويات سالبات الفحص المجهري على IPTp. تجميع العينات على خطوتين يستخدم عينات بقع الدم المجففة (DBSs) التي تم جمعها من المشيمة أو المحيط عند الولادة. تم استخدام نتائج NPCR وعلم الأنسجة بالإضافة إلى البيانات المنشورة سابقًا لبناء LCMs لتقدير حساسية الفحص ونوعيته. تم حساب فترات الثقة النظرية لانتشار العدوى لاستراتيجيات التجميع المكونة من خطوتين وخطوة واحدة. من بين 617 امرأة مالاوية سلبية بالفحص المجهري، تم تحديد 39 (6.3 ٪) على أنها مصابة بشكل فعال من قبل علم الأنسجة بينما كانت 52 (8.4 ٪) إيجابية من قبل nPCR. أصيب مائة وأربعون (22.7 ٪) فردًا بالعدوى السابقة التي تم تقييمها من قبل علم الأنسجة. مع علم الأنسجة كمرجع، كانت 72 ٪ من النساء في مجموعة العدوى النشطة، و 7.1 ٪ في مجموعة العدوى السابقة و 3.2 ٪ في مجموعة الأنسجة السلبية إيجابية. باستخدام نماذج الفئة الكامنة دون معيار ذهبي، كان لدى علم الأنسجة حساسية متوسطة بنسبة 49.7 ٪ وخصوصية بنسبة 97.6 ٪ للعدوى النشطة بينما كان لدى تفاعل البوليميراز المتسلسل حساسية متوسطة بنسبة 96.0 ٪ وخصوصية بنسبة 99.1 ٪. تم تقدير الانتشار الحقيقي للعدوى النشطة بنسبة 8.0 ٪ (CI: 5.8-10.5 ٪) من تفاعل البوليميراز المتسلسل. كما كان لدى تفاعل البوليميراز المتسلسل حساسية مماثلة للكشف عن الملاريا المحيطية أو المشيمية للعدوى تحت المجهرية. من شأن التجميع بخطوة واحدة أن يعطي فواصل ثقة مماثلة لأحجام البركة أقل من 20 مع تقليل عدد الاختبارات التي يتم إجراؤها. كان اختبار nPCR المجمع استراتيجية حساسة وفعالة من حيث الموارد وقدمت LCMs تقديرات دقيقة لانتشار العدوى دون المجهرية. بالمقارنة مع التجميع المكون من خطوتين، يمكن أن يوفر التجميع المكون من خطوة واحدة تقديرات انتشار مماثلة على مستويات السكان مع عدد أقل بكثير من الاختبارات المطلوبة.Translated Description (French)
Les faibles densités de parasites du paludisme pendant la grossesse constituent un défi diagnostique. La PCR offre une sensibilité et une spécificité élevées dans la détection de la faible densité de parasites, mais le coût et les exigences techniques limitent son application dans des contextes limités en ressources. La mise en commun des échantillons pour la détection par PCR a été explorée pour estimer la prévalence de l'infection sous-microscopique par le paludisme chez les femmes enceintes à l'accouchement. Les travaux précédents utilisent des méthodes basées sur l'étalon-or pour calculer la sensibilité et la spécificité des tests, créant un défi lorsque les nouvelles méthodologies sont nettement plus sensibles que l'étalon-or. Ainsi, la prévalence a été estimée à l'aide de modèles de classe latente bayésienne (LCM) dans cette étude. Une PCR imbriquée (nPCR) pour la sous-unité du gène de l'ARNr 18S de Plasmodium falciparum a été menée pour détecter une infection palustre chez des femmes malawiennes microscopiquement négatives sous IPTp. La mise en commun des échantillons en deux étapes a utilisé des échantillons de taches de sang séché (DBS) prélevés sur le placenta ou la périphérie à l'accouchement. Les résultats de la nPCR et de l'histologie ainsi que les données précédemment publiées ont été utilisés pour construire des LCM afin d'estimer la sensibilité et la spécificité du test. Les intervalles de confiance théoriques pour la prévalence de l'infection ont été calculés pour les stratégies de mise en commun en deux étapes et en une seule étape. Sur 617 femmes malawiennes négatives à la microscopie, 39 (6,3 %) ont été identifiées comme activement infectées par histologie tandis que 52 (8,4 %) étaient positives par nPCR. Cent quarante (22,7 %) personnes avaient une infection antérieure évaluée par histologie. Avec l'histologie comme référence, 72 % des femmes dans le groupe d'infection active, 7,1 % dans le groupe d'infection passée et 3,2 % dans le groupe histologiquement négatif étaient nPCR positives. En utilisant des modèles de classe latente sans étalon-or, l'histologie avait une sensibilité médiane de 49,7 % et une spécificité de 97,6 % pour l'infection active, tandis que la PCR avait une sensibilité médiane de 96,0 % et une spécificité de 99,1 %. La prévalence réelle de l'infection active a été estimée à 8,0 % (IC : 5,8-10,5 %) à partir de la PCR. La PCR avait également une sensibilité similaire pour détecter le paludisme périphérique ou placentaire pour les infections submicroscopiques. La mise en commun en une seule étape donnerait des intervalles de confiance similaires pour les piscines de taille inférieure à 20 tout en réduisant le nombre de tests effectués. Le test nPCR mis en commun était une stratégie sensible et économe en ressources et les LCM fournissaient des estimations précises de la prévalence des infections submicroscopiques. Par rapport à la mise en commun en deux étapes, la mise en commun en une étape pourrait fournir des estimations de prévalence similaires au niveau de la population avec beaucoup moins de tests requis.Translated Description (Spanish)
Las bajas densidades de parásitos de la malaria en el embarazo son un desafío diagnóstico. La PCR proporciona una alta sensibilidad y especificidad para detectar parásitos de baja densidad, pero el costo y los requisitos técnicos limitan su aplicación en entornos de recursos limitados. Se exploró la agrupación de muestras para la detección por PCR para estimar la prevalencia de la infección submicroscópica por malaria en mujeres embarazadas en el momento del parto. El trabajo anterior utiliza métodos basados en el estándar de oro para calcular la sensibilidad y la especificidad de las pruebas, lo que crea un desafío cuando las metodologías más nuevas son sustancialmente más sensibles que el estándar de oro. Por lo tanto, la prevalencia se estimó utilizando modelos de clase latente bayesiana (LCM) en este estudio. La PCR anidada (nPCR) para la subunidad del gen del ARNr 18S de Plasmodium falciparum se llevó a cabo para detectar la infección por malaria en mujeres malauíes microscópicamente negativas en IPTp. La agrupación de muestras en dos pasos utilizó muestras de manchas de sangre seca (DBS) recolectadas de la placenta o la periferia en el momento del parto. Los resultados de nPCR e histología, así como los datos publicados previamente, se utilizaron para construir LCM para estimar la sensibilidad y especificidad del ensayo. Se calcularon los intervalos de confianza teóricos para la prevalencia de infección para las estrategias de agrupación de dos pasos y de un paso. De 617 mujeres de Malawi negativas para microscopía, 39 (6,3%) fueron identificadas como infectadas activamente por histología, mientras que 52 (8,4%) fueron positivas por nPCR. Ciento cuarenta (22.7%) individuos tenían infección pasada evaluada por histología. Con la histología como referencia, el 72% de las mujeres en el grupo de infección activa, el 7,1% en el grupo de infección pasada y el 3,2% en el grupo de histología negativa fueron positivas para nPCR. Usando modelos de clase latente sin un estándar de oro, la histología tuvo una sensibilidad media del 49.7% y una especificidad del 97.6% para la infección activa, mientras que la PCR tuvo una sensibilidad media del 96.0% y una especificidad del 99.1%. La verdadera prevalencia de infección activa se estimó en un 8,0% (IC: 5,8-10,5%) a partir de la PCR. La PCR también tuvo una sensibilidad similar para detectar malaria periférica o placentaria para infecciones submicroscópicas. La agrupación en un solo paso daría intervalos de confianza similares para tamaños de agrupación inferiores a 20, al tiempo que reduciría el número de pruebas realizadas. Las pruebas nPCR agrupadas fueron una estrategia sensible y eficiente en el uso de recursos y los LCM proporcionaron estimaciones precisas de la prevalencia de infecciones submicroscópicas. En comparación con la agrupación en dos pasos, la agrupación en un solo paso podría proporcionar estimaciones de prevalencia similares a nivel de población con muchas menos pruebas requeridas.Files
1475-2875-13-509.pdf
Files
(689.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:94a074d24267cb7dd7171b678e6ec010
|
689.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استراتيجية اختبار PCR المجمعة وتقدير انتشار العدوى دون المجهرية باستخدام نماذج الفئة الكامنة البايزية في النساء الحوامل اللواتي يتلقين علاجًا وقائيًا متقطعًا في مستشفى مقاطعة ماتشينجا، ملاوي، 2010
- Translated title (French)
- Stratégie commune de test PCR et estimation de la prévalence des infections submicroscopiques à l'aide de modèles de classe latente bayésienne chez les femmes enceintes recevant un traitement préventif intermittent à l'hôpital du district de Machinga, Malawi, 2010
- Translated title (Spanish)
- Estrategia combinada de pruebas de PCR y estimación de la prevalencia de infecciones submicroscópicas utilizando modelos de clase latente bayesiana en mujeres embarazadas que reciben tratamiento preventivo intermitente en el Hospital del Distrito de Machinga, Malawi, 2010
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2131716216
- DOI
- 10.1186/1475-2875-13-509
References
- https://openalex.org/W1539528099
- https://openalex.org/W1760515944
- https://openalex.org/W1977356484
- https://openalex.org/W1977784023
- https://openalex.org/W1997534896
- https://openalex.org/W2012733980
- https://openalex.org/W2030164375
- https://openalex.org/W2033480254
- https://openalex.org/W2050811145
- https://openalex.org/W2051648515
- https://openalex.org/W2054337413
- https://openalex.org/W2057384784
- https://openalex.org/W2065134704
- https://openalex.org/W2066641156
- https://openalex.org/W2067593593
- https://openalex.org/W2080860763
- https://openalex.org/W2088824647
- https://openalex.org/W2097681192
- https://openalex.org/W2098115629
- https://openalex.org/W2103631590
- https://openalex.org/W2104196075
- https://openalex.org/W2108124320
- https://openalex.org/W2118439064
- https://openalex.org/W2125263196
- https://openalex.org/W2127848106
- https://openalex.org/W2127893137
- https://openalex.org/W2132449926
- https://openalex.org/W2136495510
- https://openalex.org/W2137454952
- https://openalex.org/W2138514282
- https://openalex.org/W2138981018
- https://openalex.org/W2144700918
- https://openalex.org/W2144765379
- https://openalex.org/W2148534890
- https://openalex.org/W2148673502
- https://openalex.org/W2148765503
- https://openalex.org/W2155542253
- https://openalex.org/W2156676294
- https://openalex.org/W2160882943
- https://openalex.org/W2165066248
- https://openalex.org/W2165654141
- https://openalex.org/W2168448634
- https://openalex.org/W2271596670
- https://openalex.org/W2296341665
- https://openalex.org/W2416529913
- https://openalex.org/W2432849223