Le dosage immuno-enzymatique pour le diagnostic de la mélioïdose: mieux que nous le pensions

Nous avons utilisé des modèles bayésiens de type latent pour générer des courbes de fonctionnement du récepteur et réviser les valeurs seuils pour un test immuno-enzymatique qui a été développé précédemment pour la mélioïdose. Le nouveau seuil était impartial pour une erreur de classification causée par un étalon-or imparfait. augmentation à la fois de la sensibilité de% à% et de la spécificité% et%

Les tests sérologiques constituent la base du diagnostic en laboratoire de nombreuses maladies infectieuses Les tests de nature quantitative sont souvent rapportés au clinicien comme un résultat positif ou négatif. Ceci est obtenu en définissant une valeur seuil, déterminée lors du développement du test en comparant les résultats du test sérologique d’intérêt avec celui d’un test de référence Cela suppose que le test de référence présente une sensibilité et une spécificité parfaites, mais si ce n’est pas le cas, les estimations de sensibilité et de spécificité pour le test sous évaluation seront biaisées. valeur suboptimal La culture représente le test de référence pour le diagnostic de la mélioïdose, une infection grave due aux bacilles à Gram négatif provoquée par l’organisme biotope Burkholderia pseudomallei La culture a été utilisée comme test de référence lors du développement d’un test immuno-enzymatique ELISA Test sérologique à base de mélioïdose , mais une étude récente a montré que le [Nous avons supposé que le seuil ELISA actuel est sous-optimal, et nous avons entrepris cette étude pour améliorer sa performance par la sélection de valeurs de seuil sans biais en utilisant des modèles bayésiens de type latent LCM et la génération de caractéristiques de fonctionnement du récepteur sans biais Courbes ROC

PATIENTS ET MÉTHODES

Les données ELISA analysées dans cette étude ont été générées lors d’évaluations cliniques prospectives de tests diagnostiques de mélioïdose La même cohorte de patients a été utilisée dans les deux études. En bref, les patients ont été recrutés de juin à octobre à l’hôpital Sappasithiprasong Ratchathani, Thaïlande Les critères d’inclusion étaient la présence d’une température de fièvre, & g; ° C chez les patients âgés de ≥ ans qui étaient soupçonnés d’avoir la mélioïdose en l’absence de résultats cliniques ou de laboratoire suggérant un diagnostic alternatif. L’isolement de B pseudomallei à partir de n’importe quel échantillon clinique a été défini comme une mélioïdose positive pour la culture. Les tests sérologiques comprenaient le test d’hémagglutination indirecte. IHA, immunoglobuline Ig M immunochromogène c Le sérum utilisé dans les tests sérologiques a été prélevé au moment de l’admission à l’hôpital. Cinq préparations différentes d’antigène de B pseudomallei ont été utilisées dans le test ELISA: antigène purifié par affinité, organisme brut. , lipopolysaccharide LPS, exopolysaccharide EPS, et une combinaison de LPS et EPS Parmi les patients recrutés , ont été inscrits deux fois Dans les deux cas, seules les données de la première inclusion ont été utilisées dans cette étudeLes résultats des tests ELISA ont été analysés Premièrement, la culture a été considérée comme un test de référence parfait, avec% de sensibilité et% de spécificité. Les courbes ROC ont été générées à partir des sensibilités et des spécificités des tests ELISA à toutes les valeurs de coupure potentielles. spécificités et la précision globale de la proportion de patients correctement classés pour les tests ELISA ont été calculés avec des intervalles de confiance en% exacts en utilisant le Stata statisti progiciel cal, version Stata CorpSecond, nous avons appliqué des LCM bayésiens à l’ensemble de données original en utilisant la méthodologie décrite ailleurs Une classe de modèles à effets aléatoires décrits par Dendukuri et Joseph a été utilisée pour prendre en compte la dépendance conditionnelle entre tests sérologiques. LCM a calculé la prévalence, ainsi que les sensibilités et spécificités des cultures de tests de diagnostic, IHA, IgM ICT, IgG ICT, et ELISA en utilisant l’antigène purifié par affinité sur la base de la possibilité qu’un patient infecté ou non infecté puisse avoir une combinaison possible des résultats des tests binaires Le modèle supposait que, chez un patient donné, les résultats de tous les tests sérologiques étaient corrélés. Le modèle ne supposait pas un seul test parfait mais considérait chaque test comme imparfait pour diagnostiquer le statut de la maladie infectée ou non. l’état de la population de patients a été défini sur la base de la prévalence globale Tous les paramètres ont été estimés avec% d’interv als utilisant OpenBugs, version http: // wwwopenbugsinfo / w / Pour les LCM bayésiennes, la spécificité de la culture était fixée à%, et nous supposions que nous ne connaissions rien aux paramètres inconnus, par exemple prévalence, sensibilités de tous les tests et spécificités de tous les tests sérologiques Cette analyse a été effectuée séquentiellement pour chacun des antigènes ELISA. Trois courbes ROC non biaisées ont été développées pour l’ELISA et l’analyse, utilisant le LCM bayésien, a été réalisée séquentiellement pour chacune des valeurs de coupure possibles pour les ELISA. l’ELISA estimé à partir de chaque valeur seuil a été utilisé pour tracer la courbe ROC, et les valeurs seuils avec l’utilité la plus élevée la sensibilité la plus élevée avec spécificité>% ont été sélectionnées comme valeur seuil optimale Cette méthode de courbe ROC non biaisée a été utilisée par Nielsen et al. et encore évalué par Zhou et al , Choi et al , et Wang et al Bayesian P valeur, les critères d’information de déviance, et le critère d’information Akaike ont été utilisés pour rechec k la forme physique des modèles

RÉSULTATS

Un total de patients avec suspicion de mélioïdose ont été inclus dans l’étude. L’âge médian était des années interquartile, – ans, et les patients% étaient des hommes Cent dix-neuf des patients étaient positifs pour B pseudomallei, une prévalence de% CI, – IHA, IgM Les résultats d’ELISA utilisant un antigène purifié par affinité, un organisme brut, un LPS, un EPS et une combinaison de LPS et d’EPS en tant qu’antigènes étaient positifs pour,,, et patients, respectivement. Les sensibilités Les valeurs seuils avec les plus grandes précisions ont été sélectionnées. En utilisant ces valeurs de seuil, aucun des tests ELISA n’a présenté de sensibilité, de spécificité, de spécificité, de précision, de précision, de précision et d’AUROCC des tests ELISA basés sur l’hypothèse que la culture était un test de référence parfait. ou l’exactitude de & gt;%, et toutes les estimations de AUROCC étaient inférieures à

Tableau Valeurs seuils optimales, sensibilités, spécificités, exactitude et aire sous la caractéristique de fonctionnement du récepteur Courbes ROC des dosages immuno-enzymatiques ELISA pour le diagnostic de la mélioïdose ELISA Méthode conventionnelle, en supposant que la culture étalon-or était parfaite. , en utilisant les valeurs de coupure déterminées par la méthode conventionnelle, bvalue% CrI Bayesian LCMs, en utilisant toutes les valeurs de coupure possibles, bvalue% CrI Utilisant antigène purifié par affinité Valeur de coupure optimale Sensibilité,% – – Spécificité,% – – – Précision,% – – – Superficie sous la courbe ROC – … Utilisation de B pseudomallei brut Valeur de coupure optimale Sensibilité,% – – – Spécificité,% – – – Précision,% – – – Superficie sous la courbe ROC – … Utilisation de LPS Valeur de coupure optimale Sensibilité,% – – – Spécificité,% – – – Précision,% – – – Zone sous la courbe ROC – … Utilisation EPS Valeur de coupure optimale Sensibilité,% – – – Spécificité,% – – – Précision,% – – – Zone sous la courbe ROC – … Utilisation d’une combinaison de LPS et EPS Valeur de coupure optimale Sensibilité,% – – – Spécificité,% – – – Précision,% – – – Zone sous la courbe ROC – … ELISA Méthode conventionnelle, en supposant que la culture étalon-or était parfaite, la valeur LCM bayésienne à l’aide des valeurs seuils déterminées par la méthode conventionnelle, les valeurs bimestrielles de CrM bayésiennes, en utilisant toutes les valeurs de coupure possibles, bvalue% CrI en utilisant une ntigen Valeur de coupure optimale Sensibilité,% – – – Spécificité,% – – – Précision,% – – – Superficie sous la courbe ROC – … Utilisation de B pseudomallei brut Valeur de coupure optimale Sensibilité,% – – – Spécificité,% – – – Précision, % – – – Zone sous la courbe ROC – .. infection à cytomégalovirus (cmv). Utilisation du LPS Valeur de coupure optimale Sensibilité,% – – – Spécificité,% – – – Précision,% – – – Zone sous la courbe ROC – … Utilisation EPS Valeur de coupure optimale Sensibilité,% – – – Spécificité,% – – – Précision,% – – – Zone sous la courbe ROC – … Utilisation d’un combin ation de LPS et EPS Valeur seuil optimale Sensibilité,% – – – Spécificité,% – – – Précision,% – – – Superficie sous la courbe ROC – … NOTE Le diagnostic de mélioïdose a été déterminé par une méthode conventionnelle basée sur l’hypothèse que la culture était test de référence parfait, c’est-à-dire qu’il a% de sensibilité et% de spécificité, modèle bayésien de classe latente LCM utilisant les valeurs seuils déterminées par la méthode conventionnelle, et LCM bayésiens utilisant toutes les valeurs de coupure CI, intervalle de confiance; CrI, intervalle crédible; EPS, exopolysaccharide; LPS, lipopolysaccharideaEstimates sont biaisés vers la classification de la maladie par le test imparfait de référencebLes estimations sont impartiales car elles sont basées sur le statut réel des patients infectés vs non infectés plutôt que sur le test de référence imparfait. nettement différente de celles dérivées en supposant que la culture était parfaite Table, cette dernière surestimant les sensibilités et sous-estimant les spécificités de l’ELISA Ceci parce que la sensibilité réelle de la culture était estimée être très faible%; % d’intervalle crédible,% -% pour le diagnostic de mélioïdose; ainsi, un certain nombre de patients «infectés» mais négatifs à la culture avaient été classés comme «non infectés» Bien que ces nouvelles estimations pour les précisions ELISA soient non biaisées, les valeurs seuils utilisées pourraient ne pas être optimales parce qu’elles ont été sélectionnées. la culture est supposée être un test de référence parfait Pour résoudre ce problème, nous avons utilisé des MCM bayésiens avec toutes les seuils possibles et tracé les courbes ROC non biaisées résultantes. Figure Ceci a donné des estimations d’AUROCC toutes sauf & gt; EPS en tant qu’antigène Les valeurs de coupure optimales des EPS exclusifs ELISA étaient nettement inférieures aux estimations précédentes en supposant que la culture est parfaite par exemple, vs pour ELISA en utilisant LPS Table. En utilisant ces nouvelles valeurs de coupure optimales, les précisions de ces ELISA étaient nettement plus élevé que les estimations précédentes basées sur la culture est hypothèse parfaite par exemple, vs pour ELISA en utilisant LPS Table

Figure Vue largeTéléchargement de diapositivesUnbiased des caractéristiques de fonctionnement du récepteur Courbes ROC utilisant des modèles bayésiens de classe latente LCM avec toutes les valeurs de coupure possibles ligne continue avec point, chaque valeur de coupure, par rapport à la courbe conventionnelle ROC basée sur l’hypothèse que la culture était parfaite. ELISA pour le diagnostic de la mélioïdose Les tests ELISA utilisaient différents antigènes de Burkholderia pseudomallei, y compris l’antigène B pseudomallei purifié par affinité A, l’organisme brut B, le lipopolysaccharide C, l’exopolysaccharide D et une combinaison de lipopolysaccharide et d’exopolysaccharide E comme antigène. Diagramme des courbes ROC en utilisant des modèles bayésiens de classe latente LCM avec toutes les valeurs de coupure possibles ligne continue avec point, chaque valeur de coupure, par rapport à la courbe ROC conventionnelle basée sur l’hypothèse que la culture était parfaite ligne sans points pour l’immunosorbant lié à l’enzyme dosages ELISA pour le diagnostic de la mélioïdose Les tests ELISA ont utilisé différents antigènes de Burkholderia pseudomallei, y compris l’antigène B pseudomallei purifié par affinité, l’organisme brut B, le lipopolysaccharide C, l’exopolysaccharide D et une combinaison de lipopolysaccharide et d’exopolysaccharide E comme antigène.

DISCUSSION

Nous avons décrit une approche non biaisée utilisant des LCM bayésiens pour définir des valeurs seuils optimales pour les tests diagnostiques quantitatifs. Les nouvelles valeurs seuils pour un ELISA utilisé pour le diagnostic de mélioïdose étaient beaucoup plus faibles que précédemment, et les LCM bayésiennes estimaient que la précision et l’utilité globales des Comparé à la culture, le test ELISA utilisant le LPS comme antigène avait une sensibilité et une spécificité de% et de%, respectivement, et n’avait donc aucune utilité clinique Après recalcul en utilisant le LCM bayésien avec toutes les valeurs de coupure possibles , la sensibilité et la spécificité de cet ELISA étaient respectivement de% et%, ce qui représente un test qui pourrait être développé pour une utilisation dans le cadre clinique avec un degré de précision raisonnablement élevé. Ces valeurs de sensibilité et de spécificité sont non biaisées. vrai statut des patients infectés vs non infectés, plutôt qu’un test de référence imparfaitLa vraie précision de ELISA usin Le seul EPS en tant qu’antigène était très faible, et la précision exacte des tests ELISA utilisant le LPS comme l’un des antigènes de présentation était très élevée. Ceci suggère que le LPS, mais pas l’EPS, est un bon candidat pour le développement d’une sérologie cliniquement utile. Nous considérons qu’il est probable que la sélection biaisée des valeurs seuils ne soit pas spécifique à la mélioïdose, mais plutôt un problème plus large affectant de nombreux tests sérologiques en usage clinique pour diagnostiquer des maladies infectieuses, car les tests de référence sont rarement, voire jamais, parfaits. la méthodologie décrite ici conduirait à une compréhension plus large de l’utilité des tests de référence dans l’évaluation des tests diagnostiques quantitatifs. Cela pourrait conduire à un changement du processus diagnostique et de la pratique clinique dans de nombreuses maladies infectieusesNous sommes reconnaissants au personnel de Sappasithiprasong et au Wellcome Trust-Oxford University-Université de Mahidol Programme de recherche en médecine tropicale Nous remercions Thatsanun Ngernse Sompob Saralamba, Nuttapol Panachuenwongsakul, Mongkol Fangprasertkul et Dean Sherwood pour le soutien technique. Soutien financier Cette étude a été soutenue par le Wellcome Trust de Grande-Bretagne. Conflits d’intérêts potentiels Tous les auteurs: no conflicts