Schistosoma real-time PCR as diagnostic tool for international travellers and migrants

Authors


Correspondin g Author Lieselotte Cnops, Department of Clinical Sciences, Institute of Tropical Medicine (ITM), Kronenburgstraat 43/3 2000 Antwerp, Belgium. Tel.: +32 3 2476436; Fax: +32 3 2476440; E-mail: lcnops@itg.be

Abstract

Objective  To evaluate the use of a genus-specific PCR that combines high sensitivity with the detection of different Schistosoma species for diagnosis in international travellers and migrants in comparison to standard microscopy.

Methods and results  The genus-specific real-time PCR was developed to target the 28S ribosomal RNA gene of the major human Schistosoma species. It was validated for analytical specificity and reproducibility and demonstrated an analytical sensitivity of 0.2 eggs per gram of faeces. Its diagnostic performance was further evaluated on 152 faecal, 32 urine and 38 serum samples from patients presenting at the outpatient clinic of the Institute of Tropical Medicine in Antwerp (Belgium). We detected Schistosoma DNA in 76 faecal (50.0%) and five urine (15.6%) samples of which, respectively, nine and one were not detected by standard microscopy. Only two of the 38 serum samples of patients with confirmed schistosomiasis were positive with the presently developed PCR. Sequence analysis on positive faecal samples allowed identification of the Schistosoma species complex.

Conclusion  The real-time PCR is highly sensitive and may offer added value in diagnosing imported schistosomiasis. The genus-specific PCR can detect all schistosome species that are infectious to humans and performs very well with faeces and urine, but not in serum.

Abstract

Objectif:  Evaluer l’utilisation d’une PCR spécifique du genre qui allie une grande sensibilitéà la détection de différentes espèces de schistosomes pour le diagnostic chez les voyageurs internationaux et les migrants, en comparaison avec la microscopie classique.

Méthodes et résultats:  La PCR en temps réel spécifique du genre a été développée pour cibler le gène de l’ARN ribosomal 28S des principales espèces de schistosomes humains. Elle a été validée pour la spécificité et la reproductibilité analytique et a démontré une sensibilité analytique de 0,2 œufs par gramme de selles. Sa performance diagnostique a en outre étéévaluée sur 152 échantillons fécaux, 32 d’urine et 38 de sérum de patients se présentant à la clinique ambulatoire de l’Institut de Médecine Tropicale d’Anvers (Belgique). Nous avons détecté l’ADN de Schistosoma dans 76 échantillons fécaux (50,0%) et 5 d’urine (15,6%) dont respectivement 9 et 1 échantillons n’ont pas été détectés par la microscopie classique. Seuls 2 des 38 échantillons de sérum de patients atteints de schistosomiase confirmée étaient positifs avec la présente PCR. L’analyse de séquence pour les échantillons fécaux positifs a permis l’identification des espèces du complexe Schistosoma.

Conclusion:  La PCR en temps réel est très sensible et peut offrir une valeur ajoutée dans le diagnostic de la schistosomiase importée. La PCR spécifique du genre permet de détecter toutes les espèces de schistosomes infectieuses pour l’homme et fonctionne très bien sur les selles et l’urine, mais pas sur le sérum.

Abstract

Objetivo:  Evaluar el uso de una PCR específica para género, que combina una alta sensibilidad con la detección de diferentes especies de Schistosoma, para el diagnóstico en viajeros internacionales e inmigrantes y compararlo con la microscopía estándar.

Métodos y resultados:  Se desarrolló una PCR a tiempo real, específica para género, basada en el gen de ARN ribosomal 28S de la mayor especie patógena de humanos de Schistosoma. Se validó su especificidad analítica y su reproducibilidad y se demostró una sensibilidad analítica de 0.2 huevos por gramo de heces. Su desempeño diagnóstico se evaluó en 152 muestras de heces, 32 de orina y 38 de suero, de pacientes atendidos en las consultas externas del Instituto de Medicina Tropical de Antwerp (Bélgica). Se detectó ADN de Schistosoma en 76 muestras de heces (50.0%) y 5 de orina (15.6%), de las cuales 9 y 1 respectivamente no llegaron a ser detectadas por microscopía estándar. Solo 2 de las 38 muestras de suero de pacientes con una esquistosomiasis dieron un resultado positivo con la PCR aquí desarrollada. La secuenciación de las muestras fecales positivas permitió la identificación del complejo Schistosoma spp.

Conclusión:  La PCR a tiempo real es altamente sensible y puede ofrecer un valor añadido en el diagnóstico de la esquistosomiasis importada. La PCR género-específica puede detectar todas las especies de esquistosoma que son infecciosas para los humanos y tiene un muy buen desempeño con las muestras de heces y de orina, pero no con muestras de suero.

Ancillary