Transmission dynamics and tuberculosis control among HIV/AIDS patients

Introduction: Les efforts globaux pour contrôler la tuberculose sont présentement restreints par la prévalence croissante du VIH/SIDA. Quoique les éclosions de la tuberculose multi résistante (TB-MDR) soient fréquemment rapportées parmi les populations atteintes du SIDA, le lien entre VIH/SIDA et le développement de résistance n’est pas clair. Objectifs: Cette recherche visait à : (1) développer une base de connaissances concernant les facteurs associés à des éclosions de la TB-MDR parmi les patients atteints du VIH/SIDA; (2) utiliser ce cadre de connaissances pour accroître des mesures préliminaires pour mieux contrôler la tuberculose pulmonaire chez les patients atteints du VIH/SIDA; et (3) afin d’améliorer l’application des ces mesures, affiner les techniques bactériologiques existantes pour Mycobacterium tuberculosis. Méthodologie: Quatre études ont été réalisées : (1) Une étude longitudinale pour identifier les facteurs associés avec une éclosion de la TB-MDR parmi les patients atteints du SIDA qui ont reçu le traitement directement supervisé de courte durée (DOTS) pour la tuberculose pulmonaire au Lima et au Pérou entre 1999 et 2005; (2) Une étude transversale pour décrire différentes étapes de l’histoire naturelle de la tuberculose, la prévalence et les facteurs associés avec la mycobactérie qu’on retrouve dans les selles des patients atteints du SIDA; (3) Un projet pilote pour développer des stratégies de dépistage pour la tuberculose pulmonaire parmi les patients hospitalisés atteints du SIDA, en utilisant l’essaie Microscopic Observation Drug Susceptibility (MODS); et (4) Une étude laboratoire pour identifier les meilleures concentrations critiques pour détecter les souches MDR de M. tuberculosis en utilisant l’essaie MODS. Résultats : Étude 1 démontre qu’une épidémie de TB-MDR parmi les patients atteints du SIDA qui ont reçu DOTS pour la tuberculose pulmonaire ait été causée par la superinfection du clone de M. tuberculosis plutôt que le développement de la résistance secondaire. Bien que ce clone ait été plus commun parmi la cohorte de patients atteints du SIDA, il n’avait aucune différence de risque pour superinfection entre les patients avec ou sans SIDA. Ces résultats suggèrent qu’un autre facteur, possiblement associé à la diarrhée, peu contribuer à la prévalence élevée de ce clone chez les patients atteints du SIDA. Étude 2 suggère que chez la plupart des patients atteints du SIDA il a été retrouvé une mycobactérie dans leurs selles alors qu’ils étaient en phase terminale au niveau de la tuberculose pulmonaire. Or, les patients atteints du SIDA ayant été hospitalisés pendant les deux dernières années pour une autre condition médicale sont moins à risque de se retrouver avec une mycobactérie dans leurs selles. Étude 3 confirme que la tuberculose pulmonaire a été commune à tous les patients hospitalisés atteints du SIDA, mais diagnostiquée incorrectement en utilisant les critères cliniques présentement recommandés pour la tuberculose. Or, l’essaie MODS a détecté pour la plupart de ces cas. De plus, MODS a été également efficace quand la méthode a été dirigée aux patients soupçonnés d’avoir la tuberculose, à cause de leurs symptômes. Étude 4 démontre les difficultés de détecter les souches de M. tuberculosis avec une faible résistance contre ethambutol et streptomycine en utilisant l’essai MODS avec les concentrations de drogue présentement recommandées pour un milieu de culture. Cependant, l’utilité diagnostique de MODS peut être améliorée ; modifier les concentrations critiques et utiliser deux plaques et non une, pour des tests réguliers. Conclusion: Nos études soulèvent la nécessité d’améliorer le diagnostic et le traitement de la tuberculose parmi les patients atteints du SIDA, en particulier ceux qui vivent dans des régions avec moins de ressources. Par ailleurs, nos résultats font ressortir les effets indirects que les soins de santé ont sur les patients infectés par le VIH et qu’ils peuvent avoir sur le développement de la tuberculose.

Background: Global efforts to control tuberculosis are currently being hampered by a continuing rise in the prevalence of HIV/AIDS. Although outbreaks of multidrug resistant tuberculosis (MDR-TB) are commonly reported among AIDS populations, the link between HIV/AIDS and the development of drug-resistance remains unclear. Objectives: This thesis aimed to: (1) build a knowledge foundation regarding underlying factors associated with outbreaks of MDR-TB among HIV/AIDS patients; (2) use this knowledge framework to develop preliminary health measures for controlling pulmonary tuberculosis among HIV/AIDS patients; and (3) in an effort to better implement these health measures, refine existing culture-based diagnostics for Mycobacterium tuberculosis. Methods: Four studies were conducted: (1) a longitudinal study to identify the underlying factors associated with an epidemic of MDR-TB among AIDS patients receiving Directly- Observed Therapy Short-course (DOTS) for pulmonary tuberculosis in Lima, Peru between 1999 and 2005; (2) a cross-sectional study to characterize the prevalence and factors associated with gastrointestinal shedding with mycobacteria among AIDS patients at different stages in the natural history of tuberculosis; (3) a pilot study to develop screening strategies for pulmonary tuberculosis among hospitalized HIV/AIDS patients using the Microscopic Observation Drug Susceptibility (MODS) assay; and (4) a laboratory-based study to define the optimal critical concentrations needed for detecting drug resistance in M. tuberculosis using MODS. Results: Study 1 revealed that an epidemic of MDR-TB among AIDS patients receiving DOTS for pulmonary tuberculosis was due to super-infection with a specific clone of M. tuberculosis rather than the development of secondary drug-resistance. Although this epidemic clone was more common among patients in the AIDS cohort, risk of superinfection did not differ between AIDS and non-AIDS patients after adjusting for baseline risk of exposure, suggesting that another factor possibly associated with diarrhea may be contributing to the strain’s high prevalence among AIDS patients. Study 2 showed that the majority of AIDS patients in the later stages of pulmonary tuberculosis exhibited gastrointestinal shedding with mycobacteria. Stool shedding was rare in the absence of pulmonary tuberculosis. AIDS patients were also less likely to shed mycobacteria if they had been hospitalized during the previous two years for another medical condition. Study 3 confirmed that pulmonary tuberculosis was common among hospitalized AIDS patients but frequently misdiagnosed using currently recommended diagnostic algorithms. The MODS assay detected most cases and was equally effective when targeted to patients clinically suspicious for tuberculosis. Study 4 demonstrated that low grade drug resistance in M. tuberculosis to ethambutol and streptomycin was difficult to detect with MODS using currently recommended drug-concentration standards in broth. Its diagnostic utility could be improved by modifying drug-concentration standards, and including two versus one critical concentration well for standardized testing. Conclusion: Our studies underscore the need to improve the diagnosis and treatment of tuberculosis among AIDS patients living in resource-constrained settings, all in an effort to prevent morbidity, mortality and the transmission of drug-resistant strains. They also highlight the indirect effect that general health care among HIV-infected patients can have on the development of tuberculosis.