Low Sensitivity of the Formol-Ethyl Acetate Sedimentation Concentration Technique in Low-Intensity Schistosoma japonicum Infections

Schistosoma japonicum is parasitic fluke (worm) found in China, Indonesia and the Philippines. A lot of effort has been put into combating the parasite, and the result has been a large drop in the number of infected people over the last decades. The average infected person also now has few worms, and hence excretes few eggs in stool. This has made it increasingly difficult to get a correct diagnosis by the diagnostic tests traditionally used. Tests based on detecting eggs in stool can be false-negative and tests detecting antibodies can be false-positive due to persisting antibodies or antibodies from other worm infections. Hence there is a need for new diagnostic strategies. Formol-ethyl acetate sedimentation concentration is a technique for detecting eggs in stool by microscopy, but has not to our knowledge been evaluated for S. japonicum. We compared the technique, using a single stool sample and a commercial preparation kit, with three tests traditionally used in the endemic countries (Kato-Katz thick smear, hatching test and indirect hemagglutination antibody detection). The sedimentation technique detected disappointing few positives and seems not to be an advantage in the diagnosis of low-intensity S. japonicum infection, compared to the traditionally used tests

Molecular diagnosis of low intensity Schistosoma japonicum infections

Introduction: Schistosoma japonicum is a parasitic fluke. The adult worms live as a pair in the small mesenteric blood vessels along the intestines. The eggs are excreted in the stool. It is endemic mainly in parts of China and the Philippines with the estimated prevalence in humans exceeding a million cases. Successful control programmes have run for several decades with the result that most remaining infections are of low intensity. This is a challenging diagnostic situation and has reduced the predictive values of the diagnostic tests commonly used so far. Antibody detection results in many false positive cases due to past infections and cross reactions with other infections. Kato Katz thick smear and hatching test, which both detect eggs in stool, miss a substantial number of the infected cases. Aim: Our aim for this project was to look for an alternative diagnostic strategy. Our emphasis was on real-time PCR, since this is a method with potentially high sensitivity and specificity. Results: The results of our investigations are presented in four papers: 1. In the first paper we developed and evaluated a PCR which targets the mitochondrial NADH dehydrogenase I gene from S. japonicum. SYBR Green was used for detection. We also compared different modifications of DNA extraction methods and found two methods to be equally efficient; the non-commersial ROSE extraction and the commercial QIAamp DNA Stool Mini Kit. The PCR had high sensitivity in stool samples artificially spiked with eggs, even in samples containing a single egg. The PCR was specific for S. japonicum when it was tested on different Schistosoma species and other worms commonly found in stool. 2. In Paper two we compared the PCR (using both extraction methods) with a sensitive stool microscopy test and antibody detection in an animal model using twelve pigs with a low intensity S. japonicum infection and three uninfected controls. PCR with either extraction method were equally sensitive as microscopy. However, both the faecal PCR and microscopy results were mostly negative when faecal egg output almost reached nil in the chronic last stage of the trial, despite persistent worm burdens. In this stage the PCR gave higher proportion positive samples than microscopy. Antibody titers remained high throughout the study. PCR was consistently negative in serum and urine samples. 3. In Paper three we used clinical samples from 1727 persons from Anhui province, China, to compare PCR with tests commonly used in China. We developed a new PCR which targeted the same gene as the PCR described in Paper one and two, now using ROSE extraction and a MGB probe for detection. Detection of antibodies in serum was done by IHA. Kato-Katz thick smear microscopy, hatching test and PCR was done on the same stool sample. The prevalence was very high when IHA was used (26.1%). PCR resulted in a higher prevalence (5.3%) than hatching (3.2%) or Kato-Katz (3.0%). It was of some concern that most of the stool samples were only positive in one or two of the three stool based tests. Possible reasons for this disagreement are discussed. PCR displayed better agreement with IHA than the other two stool-based tests. A commonly used diagnostic algorithm with initial screening for antibodies and subsequent testing with Kato-Katz of the seropositive would have resulted in treatment of 22 people, compared to 50 people if PCR replaced Kato-Katz. We also showed that it is possible to do a cheap, non-commercial DNA extraction in a local laboratory with quite basic equipment and do the amplification itself in a larger laboratory. 4. Formol-ethyl acetate sedimentation concentration technique (FEC) is preferred by many clinical microbiology laboratories for the detection of parasites in stool samples, but there are no previously published results for S. japonicum. A sub-set of clinical samples from 106 Chinese persons were selected from the sample collection in Paper three. A person was considered positive by the ‘reference standard’ if antibody detection (IHA) was positive together with Kato-Katz positive and/or hatching test positive. This reference standard resulted in a disappointingly low FEC sensitivity of 28.6% and a specificity of 97.4%. Conclusion: PCR seems to be a diagnostic alternative with high sensitivity and specificity and could have a role in a diagnostic algorithm. However, it is still an expensive alternative

Schistosomiasis hos norske studenter etter opphold i Afrika

BAKGRUNN Schistosomiasis er en tropisk infeksjonssykdom der alvorlig sykdomsforløp kan forebygges ved tidlig diagnose og behandling. Denne studien undersøkte forekomst og diagnostikk av schistosomiasis hos norske utvekslingsstudenter som hadde vært eksponert for ferskvann i Afrika. MATERIALE OG METODE Studenter (n = 318) fra Bergen og Oslo som hadde hatt utveksling til Afrika i perioden 2003–18, ble kontaktet og inkludert i studien hvis de hadde vært eksponert for ferskvann under oppholdet. Rutineutredning med Schistosoma-antistofftest, mikroskopi og/eller PCR-undersøkelse av urin og feces, urinstiks og blodprøver til analyse av eosinofile granulocytter, kreatinin og total-IgE ble utført. Tid, sted og type eksponering og symptomer ble registrert i et spørreskjema. RESULTATER Av 151 studenter som ble inkludert i studien, ble Schistosoma-antistoffer påvist hos 46 (30 %). Ingen seropositive fikk påvist egg i urin eller feces, og ingen hadde eosinofili. To studenter rapporterte om svømmekløe, mens én hadde hatt symptomer forenlige med akutt schistosomiasis. Rafting var oppgitt som eneste form for ferskvannseksponering hos 22 av 40 (55 %) av de seropositive. FORTOLKNING En høy andel av studentene som hadde vært eksponert for ferskvann, fikk påvist schistosomiasis. Flertallet hadde ikke hatt noen symptomer. Rafting var hyppigste form for eksponering. Alle ble diagnostisert med serologisk analyse, mens annen rutinediagnostikk av schistosomiasis var mindre nyttig. Serologisk analyse bør være den foretrukne testformen for diagnostisering av schistosomiasis hos reisende

Schistosomiasis hos norske studenter etter opphold i Afrika

BAKGRUNN Schistosomiasis er en tropisk infeksjonssykdom der alvorlig sykdomsforløp kan forebygges ved tidlig diagnose og behandling. Denne studien undersøkte forekomst og diagnostikk av schistosomiasis hos norske utvekslingsstudenter som hadde vært eksponert for ferskvann i Afrika. MATERIALE OG METODE Studenter (n = 318) fra Bergen og Oslo som hadde hatt utveksling til Afrika i perioden 2003–18, ble kontaktet og inkludert i studien hvis de hadde vært eksponert for ferskvann under oppholdet. Rutineutredning med Schistosoma-antistofftest, mikroskopi og/eller PCR-undersøkelse av urin og feces, urinstiks og blodprøver til analyse av eosinofile granulocytter, kreatinin og total-IgE ble utført. Tid, sted og type eksponering og symptomer ble registrert i et spørreskjema. RESULTATER Av 151 studenter som ble inkludert i studien, ble Schistosoma-antistoffer påvist hos 46 (30 %). Ingen seropositive fikk påvist egg i urin eller feces, og ingen hadde eosinofili. To studenter rapporterte om svømmekløe, mens én hadde hatt symptomer forenlige med akutt schistosomiasis. Rafting var oppgitt som eneste form for ferskvannseksponering hos 22 av 40 (55 %) av de seropositive. FORTOLKNING En høy andel av studentene som hadde vært eksponert for ferskvann, fikk påvist schistosomiasis. Flertallet hadde ikke hatt noen symptomer. Rafting var hyppigste form for eksponering. Alle ble diagnostisert med serologisk analyse, mens annen rutinediagnostikk av schistosomiasis var mindre nyttig. Serologisk analyse bør være den foretrukne testformen for diagnostisering av schistosomiasis hos reisende

High Reinfection Rate after Preventive Chemotherapy for Fishborne Zoonotic Trematodes in Vietnam

<div><p>Background</p><p>The World Health Organization aims for complete morbidity control of fishborne zoonotic trematodes (FZT) in endemic areas by 2020. The main intervention tool for achieving this goal is regular use of preventive chemotherapy by offering praziquantel to those at risk in endemic areas. The purpose of this study was to investigate the effectiveness of preventive chemotherapy to control FZT in an endemic area in Northern Vietnam.</p><p>Methodology and principle findings</p><p>We followed a cohort of 396 people who fulfilled the criteria for receiving preventive chemotherapy. Stool samples were examined by Kato-Katz technique for the presence of trematode eggs before, and two, 16, 29 and 60 weeks after preventive chemotherapy. The prevalence of trematode eggs in stool was 40.2% before, 2.3% two weeks after and increased to a cumulative prevalence of 29.8% sixty weeks after preventive chemotherapy.</p><p>Conclusions</p><p>The effectiveness of preventive chemotherapy as a main component in control of FZT is not well documented in most endemic areas. We found a high reinfection rate within the first year after preventive chemotherapy. Since these trematodes are zoonoses, preventive chemotherapy may not have sufficient impact alone on the transmission to have a lasting effect on the prevalence. Animal reservoirs and farm management practices must be targeted to achieve sustainable control of fishborne zoonotic trematode infections, hence control programs should consider a One Health approach.</p></div

Leishmaniasis i Norge

Bakgrunn: Leishmaniasis er en sjelden, men potensielt alvorlig tropisk infeksjonssykdom. Norske klinikere er lite kjent med diagnostikk og behandling av denne sykdommen. Formålet med studien var å undersøke forekomst, diagnostikk og behandling av leishmaniasis ved fem universitetssykehus i Norge. Materiale og metode: Forekomst, diagnostikk og behandling av mistenkt leishmaniasis ble registrert prospektivt i perioden mars 2014 – september 2017 ved universitetssykehusene i Bergen, Oslo, Stavanger, Trondheim og Tromsø. Resultater: 13 pasienter med leishmaniasis ble registrert i perioden. Visceral leishmaniasis ble påvist hos to pasienter smittet i middelhavsområdet, etter syv og åtte uker med symptomer. Diagnose ble stilt med serologi samt mikroskopi og/eller polymerasekjedereaksjonstest (PCR) fra milt, blod og benmarg. Begge ble effektivt behandlet med liposomalt amfotericin B. Kutan leishmaniasis ble påvist hos elleve pasienter, og prøve fra ti av disse var positiv ved PCR. To pasienter var smittet med potensielt mukotrope arter. Liposomalt amfotericin B var førstevalg til alle som fikk behandling, men én pasient ble frisk først etter lokalbehandling med natriumstiboglukonat. Fortolkning: Utredning av visceral leishmaniasis ble utført i henhold til internasjonale retningslinjer. Pasientene ble diagnostisert sent i forløpet, sannsynligvis fordi sykdommen er sjelden og lite kjent i Norge. Kutan leishmaniasis ble diagnostisert med PCR, men ingen fikk lokalbehandling som førstevalg, slik det anbefales i egnede tilfeller, sannsynligvis fordi medikamentene er lite tilgjengelige i Norge og administrasjonsmåten med lokal infiltrasjon er lite kjent. Hovedfunn: Til sammen 13 pasienter ble registrert med leishmaniasis i perioden mars 2014 – september 2017. Visceral leishmaniasis ble diagnostisert sent i forløpet, og pasientene var smittet i middelhavsland, steder klinikere i liten grad assosierer med tropiske infeksjoner. Visceral leishmaniasis og Leishmania-art med potensial for mukokutan sykdom ble diagnostisert med PCR og sekvensering og effektivt behandlet med liposomalt amfotericin B, i tråd med internasjonale retningslinjer. Liposomalt amfotericin B, og ikke lokalbehandling, ble gitt som førstevalg også til alle med kutan leishmaniasis