Usefulness of molecular biology techniques in neuroinfectious diseases
Keywords:
CENTRAL NERVOUS SYSTEM INFECTIONS, MOLECULAR BIOLOGY, MENINGITIS
Abstract
Introduction: a certain percentage of infections of the central nervous system have no etiological diagnosis. Nucleic acids amplification techniques by means of a polymerase chain reaction in real time may reduce this percentage.
Objective: to describe etiology of neuroinfectious diseases and assess the usefulness of molecular biology techniques in their diagnosis, as well as its impact on antimicrobial treatment.
Method: observational, descriptive, retrospective study based on clinical records which included patients
older than 18 years old, who had been assisted in a public hospital in Montevideo for over 32 months and had undergone molecular biology techniques with cerebrospinal fluid (CSF) given the clinical suspicion of neuroinfection.
Results: 109 patients were included in the study. Among non-HIV infected patients who had not undergone neurosurgeries the responsible microorganism was identified in 16 cases (8 bacteria and 9 virus). They were all identified by molecular biology techniques by modifying the empiric antimicrobial therapy in 25 cases (34.2%). In carriers of HIV (25.7%), microorganisms were identified in 14 patients (50%). Six virus, 5 bacteria and 7 fungi (Cryptococcus neoformans). Molecular biology techniques defined the diagnosis of 17 microorganisms and modified the initial antimicrobial plan in 12 cases (42.9%). In patients with a history of recent neurosurgery (7.3%), 6 microorganisms were isolated, 3 of them exclusively through cultures. Treatment was modified in 3 cases (37.5%).
Conclusions: molecular biology techniques need to be regarded as a complement. The impact that have in diagnosis and therapy justify their use despite its higher cost.
References
(1) GBD 2016 Neurology Collaborators Global, regional, and national burden of neurological disorders, 1990–2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016. Lancet Neurol 2019; 18(5):459-80.
(2) Pérez-Ruiz M, Vicente D, Navarro-Marí JM. Infecciones agudas del sistema nervioso central (meningitis y encefalitis) virales y bacterianas de origen autóctono. Enferm Infecc Microbiol Clin 2008; 26:8-14.
(3) Scheld WM, Koedel U, Nathan B, Pfister HW. Pathophysiology of bacterial meningitis: mechanism(s) of neuronal injury. J Infect Dis 2002; 186(Suppl. 2):225-33.
(4) Tunkel A, Glaser C, Bloch K, Sejvar J, Marra C, Roos K, et al. The management of encephalitis: clinical practice guidelines by the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis 2008; 47:303-27.
(5) Uruguay. Ministerio de Salud Pública. División Epidemiología. Enfermedades de notificación bligatoria-2012. Diciembre 2012. Disponible en: http://www.msp.gub.uy/sites/default/files/Enf_notificacion_obligatoria_acumulado_2012.pdf [Consulta: 16 febrero 2019].
(6) Uruguay. Ministerio de Salud Pública, División Epidemiología, Departamento de Vigilancia en Salud. Boletín epidemiológico. Mayo 2012. Disponible en: http://www.msp.gub.uy/sites/default/files/archivos_adjuntos/Boletin%20epidemiológico%20mayo%202012.pdf [Consulta: 3 setiembre 2019].
(7) Salamano R, Scavone C, Baz M, Rey A, González G, Perna A, et al. Meningitis y encefalitis víricas en Uruguay: rele vamiento mediante técnicas de reacción en cadena de polimerasa aplicadas al líquido cefalorraquídeo de los grupos herpes, enterovirus y arbovirus como principales agentes etiológicos. A propósito de 59 casos. Rev Méd Urug 2009; 25(4):212-8.
(8) Codina MG, de Cueto M, Vicente D, Echevarría JE, Prats G. Diagnóstico microbiológico de las infecciones del sistema nervioso central. Enferm Infecc Microbiol Clin 2011; 29(2):127-34.
(9) Tunkel AR, Hartman BJ, Kaplan SL, Kaufman BA, Roos KL, Scheld WM, et al. Practice guidelines for the management of bacterial meningitis. Clin Infec Dis 2004; 39(9):1267-84.
(10) Daza M, Cabot E, Casarramona F, Bassa J, Bigas J, Miret C. Utilidad de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para enterovirus en el diagnóstico de la meningitis aséptica. Análisis de un brote con 17 casos confirmados. Emergencias 2010; 22:199-202.
(11) Muñoz-Almagro C, Palomeque A, Roca J, Gené A, Palacín E, Latorre C. Aumento de la rentabilidad diagnóstica en la enfermedad meningocócica mediante la técnica de reacción en cadena de la polimerasa. Med Clín. 2003; 120(19):721-4.
(12) Tyler KL. Acute viral encephalitis. N Engl J Med 2018; 379:557-66.
(13) Steiner I, Budka H, Chaudhuri A, Koskiniemi M, Sainio K, Salonen O, et al. Viral meningoencephalitis: a review of diagnostic methods and guidelines for management. Eur J Neurol 2010; 17(8):999-1009, e55-7.
(14) Iqbal Bhigjee A, Padayachee R, Paruk H, Hallwirth-Pillay KD, Marais S, Connoly C. Diagnosis of tuberculous meningitis: clinical and laboratory parameters. Int J Infect Dis 2007; 11:348-54.
(15) Durand ML, Calderwood SB, Weber DJ, Miller SI, Southwick FS, Caviness VS Jr, et al. Acute bacterial meningitis in adults. A review of 493 episodes. N Engl Med 1993; 328:21-8.
(16) Brouwer MC, Tunkel AR, van de Beek D. Epidemiology, diagnosis, and antimicrobial treatment of acute bacterial meningitis. Clin Microbiol Rev 2010; 23:467-92.
(17) Tunkel AR, Hasbun R, Bhimraj A, Byers K, Kaplan SL, Scheld W, et al. 2017 Infectious Diseases Society of America’s Clinical Practice Guidelines for Healthcare-Associated Ventriculitis and Meningitis. Clin Infect Dis 2017; 64(6):701-6.
(18) Uruguay. Ministerio de Salud Pública. División Epidemiología Departamento de Vigilancia en Salud. Actualización epidemiológica. Enfermedad meningocócica. Octubre 2018. Disponible en: http://www.msp.gub.uy/sites/default/files/archivos_adjuntos/Informe%20E_Meningo%20_16_10_2018%20%281%29.pdf [Consulta: 3 setiembre 2019].
(19) Low A, Gavriilidis G, Larke N, B-Lajoie MR, Drouin O, Stover J, Muhe L, Easterbrook P. Incidence of opportunistic infections and the impact of antiretroviral therapy among HIV-infected adults in low- and middle-income countries: a systematic review and meta-analysis. Clin Infect Dis 2016; 62(12):1595-603.
(20) Mocroft A, Furrer HJ, Miro JM, Reiss P, Mussini C, Kirk O, et al. The incidence of AIDS-defining illnesses at a current CD4 count = 200 cells/ìL in the post-combination antiretroviral therapy era. Clin Infect Dis 2013; 57(7):1038-47.
(21) Guidelines for the prevention and treatment of opportunistic infections in adults and adolescents with HIV: recommendations from the Centers for Disease Control and Prevention, the National Institutes of Health, and the HIV Medicine Association of the Infectious Diseases Society of America. 2018. Disponible en: http://aidsinfo.nih.gov/contentfiles/lvguidelines/adult_oi.pdf [Consulta: 15 setiembre 2019].
(22) World Health Organization. Rapid advice: diagnosis, prevention and management of cryptococcal disease in HIV-infected adults, adolescents and children. December 2011. Disponible en: http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/44786/1/9789241502979_eng.pdf [Consulta: 24 setiembre 2019].
(23) Abassi M, Boulware D, Rhein J. Cryptococcal meningitis: diagnosis and management update. Curr Trop Med Rep 2015; 2(2):90-9.
(24) Sato Y, Osabe S, Kuno H, Kaji M, Oizumi K. Rapid diagnosis of cryptococcal meningitis by microscopic examination of centrifuged cerebrospinal fluid sediment. J Neurol Sci 1999; (164):72-5.
(25) Martín-Mazuelos E, Valverde-Conde A. Criptococosis: diagnóstico microbiológico y estudio de la sensibilidad in vitro. Madrid: SEIMC, 2001. Disponible en: https://www.seimc.org/contenidos/ccs/revisionestematicas/micologia/cripto.pdf [Consulta: 16 febrero 2019].
(26) Uruguay. Ministerio de Salud. Guía nacional para el manejo de la tuberculosis. 3a. ed. Montevideo, noviembre 2016.Disponible en: www.paho.org/uru/index.php?option=com_docman&view=download&slug=tuberculosis-guia-nacional-para-el-manejo-uruguay&Itemid=307 [Consulta: 24 marzo 2019].
(27) Van de Beek D, Drake JM, Tunkel AR. Nosocomial bacterial meningitis. N Engl J Med 2010; 362:146-54.
(28) Conca N, Santolaya M, Farfan M, Cofré F, Vergara A, Salazar L, et al. Diagnóstico etiológico en meningitis y encefalitis por técnicas de biología molecular. Rev Chil Pediatr 2016; 87(1):24-30.
(29) Alonso N, Sagastizabal B, Prieto L, Guillén S, González A, García I, et al. Evaluación de una técnica de diagnóstico molecular Xpert EV (Cepheid) en la meningitis por enterovirus An Pediatr (Barc) 2017; 87(4):201-5.
(30) Carrasco J, Gómez-Pastrana D, Alados J, Aragón C, Ortiz J. Impacto de la implantación de la reacción en cadena de la polimerasa a enterovirus en el manejo de la meningitis aséptica. An Pediatr (Barc) 2015; 82(1):e26-9.
(31) Huizing KM, Swanink CM, Landstra AM, van Zweet AA, van Setten PA. Rapid enterovirus molecular testing in cerebrospinal fluid reduces length of hospitalization and duration of antibiotic therapy in children with aseptic meningitis. Pediatr Infect Dis J 2011; 30:1107-9.
(32) Rey R, Bruno G, Zurmendi M. Meningoencefalitis aguda supurada. En: Torres V. (comp.) Encares de medicina preparando los ciclos clínicos. v.II Montevideo: Oficina del Libro-FEFMUR; 2018:261-8.
(33) Rey R, Bruno G. Meningitis viral. En: Torres V. (comp.) Encares de medicina preparando los ciclos clínicos. v. II Montevideo: Oficina del Libro-FEFMUR; 2018:255-60.
(2) Pérez-Ruiz M, Vicente D, Navarro-Marí JM. Infecciones agudas del sistema nervioso central (meningitis y encefalitis) virales y bacterianas de origen autóctono. Enferm Infecc Microbiol Clin 2008; 26:8-14.
(3) Scheld WM, Koedel U, Nathan B, Pfister HW. Pathophysiology of bacterial meningitis: mechanism(s) of neuronal injury. J Infect Dis 2002; 186(Suppl. 2):225-33.
(4) Tunkel A, Glaser C, Bloch K, Sejvar J, Marra C, Roos K, et al. The management of encephalitis: clinical practice guidelines by the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis 2008; 47:303-27.
(5) Uruguay. Ministerio de Salud Pública. División Epidemiología. Enfermedades de notificación bligatoria-2012. Diciembre 2012. Disponible en: http://www.msp.gub.uy/sites/default/files/Enf_notificacion_obligatoria_acumulado_2012.pdf [Consulta: 16 febrero 2019].
(6) Uruguay. Ministerio de Salud Pública, División Epidemiología, Departamento de Vigilancia en Salud. Boletín epidemiológico. Mayo 2012. Disponible en: http://www.msp.gub.uy/sites/default/files/archivos_adjuntos/Boletin%20epidemiológico%20mayo%202012.pdf [Consulta: 3 setiembre 2019].
(7) Salamano R, Scavone C, Baz M, Rey A, González G, Perna A, et al. Meningitis y encefalitis víricas en Uruguay: rele vamiento mediante técnicas de reacción en cadena de polimerasa aplicadas al líquido cefalorraquídeo de los grupos herpes, enterovirus y arbovirus como principales agentes etiológicos. A propósito de 59 casos. Rev Méd Urug 2009; 25(4):212-8.
(8) Codina MG, de Cueto M, Vicente D, Echevarría JE, Prats G. Diagnóstico microbiológico de las infecciones del sistema nervioso central. Enferm Infecc Microbiol Clin 2011; 29(2):127-34.
(9) Tunkel AR, Hartman BJ, Kaplan SL, Kaufman BA, Roos KL, Scheld WM, et al. Practice guidelines for the management of bacterial meningitis. Clin Infec Dis 2004; 39(9):1267-84.
(10) Daza M, Cabot E, Casarramona F, Bassa J, Bigas J, Miret C. Utilidad de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para enterovirus en el diagnóstico de la meningitis aséptica. Análisis de un brote con 17 casos confirmados. Emergencias 2010; 22:199-202.
(11) Muñoz-Almagro C, Palomeque A, Roca J, Gené A, Palacín E, Latorre C. Aumento de la rentabilidad diagnóstica en la enfermedad meningocócica mediante la técnica de reacción en cadena de la polimerasa. Med Clín. 2003; 120(19):721-4.
(12) Tyler KL. Acute viral encephalitis. N Engl J Med 2018; 379:557-66.
(13) Steiner I, Budka H, Chaudhuri A, Koskiniemi M, Sainio K, Salonen O, et al. Viral meningoencephalitis: a review of diagnostic methods and guidelines for management. Eur J Neurol 2010; 17(8):999-1009, e55-7.
(14) Iqbal Bhigjee A, Padayachee R, Paruk H, Hallwirth-Pillay KD, Marais S, Connoly C. Diagnosis of tuberculous meningitis: clinical and laboratory parameters. Int J Infect Dis 2007; 11:348-54.
(15) Durand ML, Calderwood SB, Weber DJ, Miller SI, Southwick FS, Caviness VS Jr, et al. Acute bacterial meningitis in adults. A review of 493 episodes. N Engl Med 1993; 328:21-8.
(16) Brouwer MC, Tunkel AR, van de Beek D. Epidemiology, diagnosis, and antimicrobial treatment of acute bacterial meningitis. Clin Microbiol Rev 2010; 23:467-92.
(17) Tunkel AR, Hasbun R, Bhimraj A, Byers K, Kaplan SL, Scheld W, et al. 2017 Infectious Diseases Society of America’s Clinical Practice Guidelines for Healthcare-Associated Ventriculitis and Meningitis. Clin Infect Dis 2017; 64(6):701-6.
(18) Uruguay. Ministerio de Salud Pública. División Epidemiología Departamento de Vigilancia en Salud. Actualización epidemiológica. Enfermedad meningocócica. Octubre 2018. Disponible en: http://www.msp.gub.uy/sites/default/files/archivos_adjuntos/Informe%20E_Meningo%20_16_10_2018%20%281%29.pdf [Consulta: 3 setiembre 2019].
(19) Low A, Gavriilidis G, Larke N, B-Lajoie MR, Drouin O, Stover J, Muhe L, Easterbrook P. Incidence of opportunistic infections and the impact of antiretroviral therapy among HIV-infected adults in low- and middle-income countries: a systematic review and meta-analysis. Clin Infect Dis 2016; 62(12):1595-603.
(20) Mocroft A, Furrer HJ, Miro JM, Reiss P, Mussini C, Kirk O, et al. The incidence of AIDS-defining illnesses at a current CD4 count = 200 cells/ìL in the post-combination antiretroviral therapy era. Clin Infect Dis 2013; 57(7):1038-47.
(21) Guidelines for the prevention and treatment of opportunistic infections in adults and adolescents with HIV: recommendations from the Centers for Disease Control and Prevention, the National Institutes of Health, and the HIV Medicine Association of the Infectious Diseases Society of America. 2018. Disponible en: http://aidsinfo.nih.gov/contentfiles/lvguidelines/adult_oi.pdf [Consulta: 15 setiembre 2019].
(22) World Health Organization. Rapid advice: diagnosis, prevention and management of cryptococcal disease in HIV-infected adults, adolescents and children. December 2011. Disponible en: http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/44786/1/9789241502979_eng.pdf [Consulta: 24 setiembre 2019].
(23) Abassi M, Boulware D, Rhein J. Cryptococcal meningitis: diagnosis and management update. Curr Trop Med Rep 2015; 2(2):90-9.
(24) Sato Y, Osabe S, Kuno H, Kaji M, Oizumi K. Rapid diagnosis of cryptococcal meningitis by microscopic examination of centrifuged cerebrospinal fluid sediment. J Neurol Sci 1999; (164):72-5.
(25) Martín-Mazuelos E, Valverde-Conde A. Criptococosis: diagnóstico microbiológico y estudio de la sensibilidad in vitro. Madrid: SEIMC, 2001. Disponible en: https://www.seimc.org/contenidos/ccs/revisionestematicas/micologia/cripto.pdf [Consulta: 16 febrero 2019].
(26) Uruguay. Ministerio de Salud. Guía nacional para el manejo de la tuberculosis. 3a. ed. Montevideo, noviembre 2016.Disponible en: www.paho.org/uru/index.php?option=com_docman&view=download&slug=tuberculosis-guia-nacional-para-el-manejo-uruguay&Itemid=307 [Consulta: 24 marzo 2019].
(27) Van de Beek D, Drake JM, Tunkel AR. Nosocomial bacterial meningitis. N Engl J Med 2010; 362:146-54.
(28) Conca N, Santolaya M, Farfan M, Cofré F, Vergara A, Salazar L, et al. Diagnóstico etiológico en meningitis y encefalitis por técnicas de biología molecular. Rev Chil Pediatr 2016; 87(1):24-30.
(29) Alonso N, Sagastizabal B, Prieto L, Guillén S, González A, García I, et al. Evaluación de una técnica de diagnóstico molecular Xpert EV (Cepheid) en la meningitis por enterovirus An Pediatr (Barc) 2017; 87(4):201-5.
(30) Carrasco J, Gómez-Pastrana D, Alados J, Aragón C, Ortiz J. Impacto de la implantación de la reacción en cadena de la polimerasa a enterovirus en el manejo de la meningitis aséptica. An Pediatr (Barc) 2015; 82(1):e26-9.
(31) Huizing KM, Swanink CM, Landstra AM, van Zweet AA, van Setten PA. Rapid enterovirus molecular testing in cerebrospinal fluid reduces length of hospitalization and duration of antibiotic therapy in children with aseptic meningitis. Pediatr Infect Dis J 2011; 30:1107-9.
(32) Rey R, Bruno G, Zurmendi M. Meningoencefalitis aguda supurada. En: Torres V. (comp.) Encares de medicina preparando los ciclos clínicos. v.II Montevideo: Oficina del Libro-FEFMUR; 2018:261-8.
(33) Rey R, Bruno G. Meningitis viral. En: Torres V. (comp.) Encares de medicina preparando los ciclos clínicos. v. II Montevideo: Oficina del Libro-FEFMUR; 2018:255-60.
Published
2020-07-31
How to Cite
1.
Taborda A, Rey R, Bruno G, Galiana A, Vieytes M, Grill F, Zurmendi M, Vaucher A. Usefulness of molecular biology techniques in neuroinfectious diseases. Rev. Méd. Urug. [Internet]. 2020Jul.31 [cited 2024Nov.22];36(3):267-75. Available from: http://www2.rmu.org.uy/ojsrmu311/index.php/rmu/article/view/556
Section
Original Articles
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
