Published December 6, 2023 | Version v1
Publication Open

Detection of Duffy Blood Group Genotypes and Submicroscopic Plasmodium Infections Using Molecular Diagnostic Assays in Febrile Malaria Patients.

Creators

  • 1. Drexel University
  • 2. University of North Carolina at Charlotte
  • 3. Jimma University

Description

Abstract Background Malaria remains a severe parasitic disease, posing a significant threat to public health and hindering economic development in sub-Saharan Africa. Ethiopia, a malaria endemic country, is facing a resurgence of the disease with a steadily rising incidence. Conventional diagnostic methods, such asmicroscopy, have become less effective due to low parasite density, particularly among Duffy-negative human populations in Africa. To develop comprehensive control strategies, it is crucial to generate data on the distribution and clinical occurrence of Plasmodium vivax and P. falciparum infections in regions where the disease is prevalent. This study assessed Plasmodium infections and Duffy antigen genotypes in febrile patients in Ethiopia. Methods Three hundred febrile patients visiting four health facilities in Jimma town of southwestern Ethiopia were randomly selected during the malaria transmission season (Apr–Oct). Sociodemographic information was collected, and microscopic examination was performed for all study participants. Plasmodium species and parasitemia as well as the Duffy genotype were assessed by quantitative polymerase chain reaction (qPCR) for all samples. Data were analyzed using Fisher's exact test and kappa statistics. Results The Plasmodium infection rate by qPCR was 16% (48/300) among febrile patients, of which 19 (39.6%) were P. vivax , 25 (52.1%) were P. falciparum , and 4 (8.3%) were mixed ( P. vivax and P. falciparum) infections. Among the 48 qPCR-positive samples, 39 (13%) were negative by microscopy. The results of bivariate logistic regression analysis showed that agriculture-related occupation, relapse and recurrence were significantly associated with Plasmodium infection ( P <0.001). Of the 300 febrile patients, 85 (28.3%) were Duffy negative, of whom two had P. vivax , six had P. falciparum , and one had mixed infections . Except for one patient with P. falciparum infection, Plasmodium infections in Duffy-negative individuals were all submicroscopic with low parasitemia. Conclusions The present study revealed a high prevalence of submicroscopic malaria infections. Plasmodium vivax infections in Duffy-negative individuals were not detected due to low parasitemia. Here, we recommend an improved molecular diagnostic tool to detect and characterize plasmodium infections, with the goal of quantifying P. vivax infection in Duffy-negative individuals.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لا تزال الملاريا مرضًا طفيليًا شديدًا، مما يشكل تهديدًا كبيرًا للصحة العامة ويعيق التنمية الاقتصادية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. تواجه إثيوبيا، وهي بلد يتوطن فيه مرض الملاريا، عودة ظهور المرض مع ارتفاع معدل الإصابة بشكل مطرد. أصبحت طرق التشخيص التقليدية، مثل الفحص المجهري، أقل فعالية بسبب انخفاض كثافة الطفيليات، لا سيما بين السكان البشريين السلبيين لدوفي في أفريقيا. لتطوير استراتيجيات تحكم شاملة، من الأهمية بمكان توليد بيانات حول التوزيع والظهور السريري لعدوى المتصورة النشيطة والمتصورة المنجلية في المناطق التي ينتشر فيها المرض. قيمت هذه الدراسة عدوى البلازموديوم والأنماط الوراثية لمستضد دافي لدى مرضى الحمى في إثيوبيا. تم اختيار ثلاثمائة مريض مصاب بالحمى يزورون أربعة مرافق صحية في بلدة جيما بجنوب غرب إثيوبيا بشكل عشوائي خلال موسم انتقال الملاريا (أبريل- أكتوبر). تم جمع المعلومات الاجتماعية والديموغرافية، وتم إجراء الفحص المجهري لجميع المشاركين في الدراسة. تم تقييم أنواع البلازموديوم والطفيليات وكذلك النمط الجيني Duffy من خلال تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (qPCR) لجميع العينات. تم تحليل البيانات باستخدام اختبار فيشر الدقيق وإحصائيات كابا. النتائج كان معدل عدوى البلازموديوم بواسطة QPCR 16 ٪ (48/300) بين مرضى الحمى، منهم 19 (39.6 ٪) كانوا P. vivax ، و 25 (52.1 ٪) كانوا P. falciparum ، و 4 (8.3 ٪) كانوا مختلطين ( P. vivax و P. falciparum). من بين 48 عينة إيجابية لـ QPCR، كانت 39 عينة (13 ٪) سلبية بالفحص المجهري. أظهرت نتائج تحليل الانحدار اللوجستي ثنائي المتغير أن المهنة والانتكاس والتكرار المرتبط بالزراعة كانت مرتبطة بشكل كبير بعدوى البلازموديوم ( P <0.001). من بين 300 مريض مصاب بالحمى، كان 85 (28.3 ٪) من Duffy سلبيًا، منهم اثنان مصابان بـ P. vivax ، وستة مصابين بـ P. falciparum ، وواحد مصاب بعدوى مختلطة. باستثناء مريض واحد مصاب بعدوى المتصورة المنجلية، كانت عدوى البلازموديوم لدى الأفراد السلبيين في دوفي كلها تحت المجهر مع انخفاض الطفيليات في الدم. الاستنتاجات كشفت هذه الدراسة عن ارتفاع معدل انتشار عدوى الملاريا تحت المجهرية. لم يتم الكشف عن التهابات المتصورة النشيطة لدى الأفراد السلبيين بسبب انخفاض الطفيليات في الدم. هنا، نوصي بأداة تشخيص جزيئي محسنة للكشف عن عدوى البلازموديوم وتوصيفها، بهدف تحديد كمية عدوى P. vivax لدى الأفراد سلبيين Duffy.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Le paludisme reste une maladie parasitaire grave, constituant une menace importante pour la santé publique et entravant le développement économique en Afrique subsaharienne. L'Éthiopie, pays endémique du paludisme, est confrontée à une résurgence de la maladie avec une incidence en constante augmentation. Les méthodes de diagnostic conventionnelles, telles que la microscopie, sont devenues moins efficaces en raison de la faible densité de parasites, en particulier parmi les populations humaines Duffy négatives en Afrique. Pour développer des stratégies de contrôle complètes, il est crucial de générer des données sur la distribution et l'occurrence clinique des infections à Plasmodium vivax et à P. falciparum dans les régions où la maladie est répandue. Cette étude a évalué les infections à Plasmodium et les génotypes de l'antigène Duffy chez des patients fébriles en Éthiopie. Méthodes Trois cents patients fébriles se rendant dans quatre établissements de santé de la ville de Jimma, dans le sud-ouest de l'Éthiopie, ont été sélectionnés au hasard pendant la saison de transmission du paludisme (avril-octobre). Des informations sociodémographiques ont été collectées et un examen microscopique a été effectué pour tous les participants à l'étude. Les espèces de Plasmodium et la parasitémie ainsi que le génotype de Duffy ont été évalués par réaction en chaîne par polymérase quantitative (qPCR) pour tous les échantillons. Les données ont été analysées à l'aide du test exact de Fisher et des statistiques kappa. Résultats Le taux d'infection à Plasmodium par qPCR était de 16 % (48/300) chez les patients fébriles, dont 19 (39,6 %) étaient P. vivax , 25 (52,1 %) étaient P. falciparum et 4 (8,3 %) étaient des infections mixtes ( P. vivax et P. falciparum). Parmi les 48 échantillons qPCR-positifs, 39 (13%) étaient négatifs par microscopie. Les résultats de l'analyse de régression logistique bivariée ont montré que l'occupation, la rechute et la récidive liées à l'agriculture étaient significativement associées à l'infection à Plasmodium ( P <0,001). Sur les 300 patients fébriles, 85 (28,3 %) étaient Duffy négatifs, dont deux avaient P. vivax , six avaient P. falciparum et un avait des infections mixtes. À l'exception d'un patient infecté par P. falciparum, les infections à Plasmodium chez les personnes Duffy négatives étaient toutes submicroscopiques avec une faible parasitémie. Conclusions La présente étude a révélé une prévalence élevée d'infections palustres submicroscopiques. Les infections à Plasmodium vivax chez les sujets Duffy négatifs n'ont pas été détectées en raison d'une faible parasitémie. Ici, nous recommandons un outil de diagnostic moléculaire amélioré pour détecter et caractériser les infections à plasmodium, dans le but de quantifier l'infection à P. vivax chez les individus Duffy-négatifs.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes La malaria sigue siendo una enfermedad parasitaria grave, que representa una amenaza significativa para la salud pública y obstaculiza el desarrollo económico en el África subsahariana. Etiopía, un país endémico de malaria, se enfrenta a un resurgimiento de la enfermedad con una incidencia en constante aumento. Los métodos de diagnóstico convencionales, como la microscopía, se han vuelto menos efectivos debido a la baja densidad de parásitos, particularmente entre las poblaciones humanas negativas para Duffy en África. Para desarrollar estrategias de control integrales, es crucial generar datos sobre la distribución y la aparición clínica de infecciones por Plasmodium vivax y P. falciparum en regiones donde la enfermedad es prevalente. Este estudio evaluó las infecciones por Plasmodium y los genotipos de antígeno Duffy en pacientes febriles en Etiopía. Métodos Trescientos pacientes febriles que visitaron cuatro centros de salud en la ciudad de Jimma, en el suroeste de Etiopía, fueron seleccionados al azar durante la temporada de transmisión de la malaria (abril-octubre). Se recopiló información sociodemográfica y se realizó un examen microscópico para todos los participantes del estudio. Las especies de Plasmodium y la parasitemia, así como el genotipo Duffy, se evaluaron mediante reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR) para todas las muestras. Los datos se analizaron utilizando la prueba exacta de Fisher y las estadísticas kappa. Resultados La tasa de infección por Plasmodium por qPCR fue del 16% (48/300) entre los pacientes febriles, de los cuales 19 (39,6%) eran P. vivax , 25 (52,1%) eran P. falciparum y 4 (8,3%) eran infecciones mixtas ( P. vivax y P. falciparum). Entre las 48 muestras positivas para qPCR, 39 (13%) fueron negativas por microscopía. Los resultados del análisis de regresión logística bivariante mostraron que la ocupación relacionada con la agricultura, la recaída y la recurrencia se asociaron significativamente con la infección por Plasmodium ( P <0,001). De los 300 pacientes febriles, 85 (28,3%) eran Duffy negativos, de los cuales dos tenían P. vivax , seis tenían P. falciparum y uno tenía infecciones mixtas. A excepción de un paciente con infección por P. falciparum, las infecciones por Plasmodium en individuos Duffy-negativos fueron todas submicroscópicas con baja parasitemia. Conclusiones El presente estudio reveló una alta prevalencia de infecciones submicroscópicas de malaria. No se detectaron infecciones por Plasmodium vivax en individuos Duffy-negativos debido a la baja parasitemia. Aquí, recomendamos una herramienta de diagnóstico molecular mejorada para detectar y caracterizar las infecciones por plasmodium, con el objetivo de cuantificar la infección por P. vivax en individuos Duffy-negativos.

Files

latest.pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:40780e7a86c3e00b74b5ae28075b84b2
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الكشف عن الأنماط الجينية لفصيلة دم دافي وعدوى البلازموديوم تحت المجهرية باستخدام فحوصات التشخيص الجزيئي في مرضى الملاريا الحمى.
Translated title (French)
Détection des génotypes du groupe sanguin Duffy et des infections à plasmodium submicroscopiques à l'aide de tests de diagnostic moléculaire chez les patients atteints de paludisme fébrile.
Translated title (Spanish)
Detección de genotipos de grupo sanguíneo Duffy e infecciones submicroscópicas por Plasmodium utilizando ensayos de diagnóstico molecular en pacientes con malaria febril.

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389385418
DOI
10.21203/rs.3.rs-3706814/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W4214886559 (Other)
https://openalex.org/W3209370670 (Other)
https://openalex.org/W3046114094 (Other)
https://openalex.org/W2558079589 (Other)
https://openalex.org/W2509858822 (Other)
https://openalex.org/W2418429948 (Other)
https://openalex.org/W2326197246 (Other)
https://openalex.org/W2140384918 (Other)
https://openalex.org/W2113224583 (Other)
https://openalex.org/W2019564417 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1515527087
  • https://openalex.org/W1852782201
  • https://openalex.org/W1977784023
  • https://openalex.org/W1978209735
  • https://openalex.org/W1978222899
  • https://openalex.org/W1986608583
  • https://openalex.org/W1992314759
  • https://openalex.org/W2000469896
  • https://openalex.org/W2002718723
  • https://openalex.org/W2015445943
  • https://openalex.org/W2020760594
  • https://openalex.org/W2035515949
  • https://openalex.org/W2042337608
  • https://openalex.org/W2045613821
  • https://openalex.org/W2059774362
  • https://openalex.org/W2066078040
  • https://openalex.org/W2067219658
  • https://openalex.org/W2076551648
  • https://openalex.org/W2083027212
  • https://openalex.org/W2083169658
  • https://openalex.org/W2107355141
  • https://openalex.org/W2117985028
  • https://openalex.org/W2121325157
  • https://openalex.org/W2135024401
  • https://openalex.org/W2138525153
  • https://openalex.org/W2143899017
  • https://openalex.org/W2145023808
  • https://openalex.org/W2147164438
  • https://openalex.org/W2151383900
  • https://openalex.org/W2156380818
  • https://openalex.org/W2159276995
  • https://openalex.org/W2326605967
  • https://openalex.org/W2771484250
  • https://openalex.org/W2792500813
  • https://openalex.org/W2890958844
  • https://openalex.org/W2953434303
  • https://openalex.org/W2993810502
  • https://openalex.org/W3005236604
  • https://openalex.org/W3080519926
  • https://openalex.org/W3087003139
  • https://openalex.org/W3108290990
  • https://openalex.org/W3136032345
  • https://openalex.org/W4220968686
  • https://openalex.org/W4289525384
  • https://openalex.org/W4306983698