Detecção de Giardia duodenalis : separando os efeitos da eliminação irregular de parasitos nas fezes e a sensibilidade imperfeita do exame microscópico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sá, Lana Cristina Evangelista Ferreira
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49161
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, 2023.
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spelling Detecção de Giardia duodenalis : separando os efeitos da eliminação irregular de parasitos nas fezes e a sensibilidade imperfeita do exame microscópicoCrechesCriançasDistrito Federal (DF)Exames laboratoriaisParasitoDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical, 2023.Giardia duodenalis é uma das principais causas globais de diarreia. O diagnóstico geralmente envolve a detecção, usando microscopia óptica, de parasitos nas fezes. Contudo, nem todas as amostras de fezes de pessoas infectadas contêm parasitos (porque a eliminação de parasitos é irregular), e nem todos os testes detectam os parasitos presentes em amostras positivas (porque a sensibilidade dos testes é imperfeita). Isto dificulta a compreensão das dinâmicas de transmissão e a avaliação do desempenho dos testes diagnósticos. Neste trabalho, ilustramos uma abordagem desenhada para estimar separadamente as probabilidades de eliminação de parasitos nas fezes (θ) e de detecção de parasitos em amostras positivas (); esta informação permite derivar estimativas corrigidas da frequência de infecção (Ψ). Coletamos 1−3 amostras de fezes, em semanas consecutivas, de 276 crianças (4−76 meses) de oito creches em quatro setores do Distrito Federal, Brasil. As amostras foram processadas por sedimentação espontânea e analisadas por dois observadores independentes (um experiente, um inexperiente). Usando estes resultados replicados e modelos hierárquicos multi-nível, estimamos θ (θ̂ = 0.44 [IC95%0.24 − 0.66]); (̂Experiente = 0.64 [0.47 − 0.78]; ̂Inexperiente = 0.46 [0.33 − 0.66]); e Ψ (Ψ̂Meninas = 0.54 [0.28 − 0.77]; Ψ̂Μeninos = 0.34 [0.17 − 0.54]). Não encontramos evidência de que θ mudasse com o gênero ou a idade das crianças, ou entre dias de coleta; mudasse com a idade; ou Ψ mudasse com a idade ou entre setores urbanos. A probabilidade média de um observador experiente, usando um teste, detectar Giardia em uma amostra procedente de uma criança infectada foi Pr(|+, Experiente) = Ψ × θ̂ × ̂Experiente = 1.0 × 0.44 × 0.64 ≈ 0.28. O valor máximo de Pr(|+), caso existisse um Teste Perfeito, seria Pr(|+, TP) = Ψ × θ̂ × TP = 1.0 × θ̂ × 1.0 ≈ 0.44; portanto, para alcançar Pr(|+) > 0.44 é necessário aumentar θ usando amostras replicadas. Nossas análises sugerem que ~56% das amostras de fezes de crianças infectadas não continha cistos de Giardia. Como nenhum teste pode (ou deveria) detectar parasitos em amostras sem parasitos, ̂ ≈ 0.44 sinaliza o limite máximo da probabilidade de detectar Giardia em uma amostra procedente de um indivíduo infectado. A única estratégia capaz de levar Pr(|+) para além desse limite é usar amostras replicadas; com quatro amostras, θ̂ 4a ≈ 1 − (1 − 0.44) 4 ≈ 0.90, e Pr(| + ,4a, Experiente) = Ψ × θ̂ 4a × ̂Experiente = 1.0 × 0.90 × 0.64 ≈ 0.58. A abordagem que descrevemos abre novas perspectivas para o estudo tanto dos ciclos de transmissão quanto dos procedimentos diagnósticos das parasitoses intestinais.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).The parasitic protozoan Giardia duodenalis (‘Giardia’ hereafter) is a leading global cause of diarrhea. As with many other intestinal pathogens, Giardia diagnosis typically involves detecting parasite presence in stool samples. However, not all stool samples drawn from infected individuals contain parasites (due to irregular parasite shedding), and no test can detect the target parasites in 100% of the samples that indeed contain those parasites (due to imperfect test sensitivity). Disentangling the effects of irregular shedding and imperfect sensitivity on parasite detection would help us better understand both transmission dynamics (which heavily depend on parasite-shedding probabilities) and diagnostic-test performance (of which sensitivity is a critical component). Here, we illustrate an approach to separately estimating, under the assumption of no false-positives, the probabilities of Giardia shedding in the stool of infected hosts (denoted θ) and of Giardia detection in Giardia-positive stool samples (true test sensitivity, denoted p). With this information, we then derive corrected estimates of host-infection frequency (Ψ). We collected 1–3 stool samples, in consecutive weeks, from 276 children (4–73 months) attending 8 kindergartens in 4 urban sectors of the Federal District, Brazil. Samples were processed by the spontaneous-sedimentation method and examined via optical microscopy by two independent observers – an expert parasitologist and a graduate student. Using these replicate test results and multi-level hierarchical models, we estimated (i) the probability of Giardia shedding: θ̂ = 0.44 [CI95%0.24 − 0.66]; (ii) observer-specific test sensitivities: ̂Expert = 0.64 [0.47 − 0.78]; ̂Non−expert = 0.46 [0.33 − 0.66]; and (iii) gender-specific infection frequencies: Ψ̂Girls = 0.54 [0.28 − 0.77]; Ψ̂Boys = 0.34 [0.17 − 0.54]. We found no evidence that shedding changed with child gender or age, or between stool sample-collection days; that test sensitivity depended on child age; or that infection frequency changed with child age or varied among urban sectors. The average probability that an expert observer, using a single test, detects Giardia in a stool sample drawn from an infected child was estimated at Pr(|+) = Ψ × θ̂ × ̂Expert = 1.0 × 0.44 × 0.64 ≈ 0.28 (or 28%). The maximum value Pr(|+) could attain, if a Perfect Test (PT = 1.0) existed (it does not), would be Pr(|+, PT) = Ψ × θ̂ × ̂PT = 1.0 × 0.44 × 1.0 ≈ 0.44 (or 44%). Therefore, reaching Pr(|+) > 0.44 requires increasing θ, which in turn requires drawing, then pooling, replicate stool samples. Our analyses suggest, in sum, that ~56% of stool samples drawn from infected children did not contain Giardia cysts. As no specific test can (or should) detect parasites in parasite-free samples, θ̂ ≈ 0.44 measures the upper limit of the probability of detecting Giardia in a single stool sample drawn from an infected child. The only strategy capable of taking Pr(d|+) beyond this limit is to draw-and-pool replicate samples; with 4 pooled samples, for example, θ̂ 4s ≈ 1 − (1 − 0.44) 4 ≈ 0.90, and Pr(|+) = Ψ × θ̂ 4s × ̂Expert = 1.0 × 0.90 × 0.64 ≈ 0.58 (or 58%). By allowing estimation (and modeling) of pathogen-shedding probabilities (θ), the approach we illustrate paves the way to studying pathogen transmission cycles and dynamics in unprecedented detail. Separate estimation (and modeling) of true test sensitivity (p), moreover, may cast new light on the performance of many highlyspecific microscopy-based diagnostics used in routine practice to detect pathogens in biological samples.Faculdade de Medicina (FMD)Programa de Pós-Graduação em Medicina TropicalGonçalves, Rodrigo GurgelMachado, Eleuza RodriguesSá, Lana Cristina Evangelista Ferreira2024-07-24T15:34:53Z2024-07-24T15:34:53Z2024-07-242023-02-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSÁ, Lana Cristina Evangelista Ferreira. Detecção de Giardia duodenalis: separando os efeitos da eliminação irregular de parasitos nas fezes e a sensibilidade imperfeita do exame microscópico. 2023. 136 f., il. Dissertação (Mestrado em Medicina Tropical) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/49161porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-07-24T15:38:24Zoai:repositorio.unb.br:10482/49161Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-07-24T15:38:24Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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