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Mycobacterium tuberculosis-stimulated whole blood culture to detect host biosignatures for tuberculosis treatment response - 28/05/21

Doi : 10.1016/j.tube.2021.102082 
Karen Cilliers a, , Angela Menezes b, Tariq Webber a, Hazel M. Dockrell c, Jacqueline M. Cliff c, Léanie Kleynhans a, Novel N. Chegou a, Nelita du Plessis a, André G. Loxton a, Martin Kidd d, Joel Fleury Djoba Siawaya e, Katharina Ronacher f, Gerhard Walzl a
a DSI-NRF Centre of Excellence for Biomedical Tuberculosis Research, South African Medical Research Council Centre for Tuberculosis Research, Division of Molecular Biology and Human Genetics, Faculty of Medicine and Health Sciences, Stellenbosch University, Cape Town, South Africa 
b Viapath, King's College Hospital, London, United Kingdom 
c Department of Infection Biology, Faculty of Infectious and Tropical Disease, London School of Hygiene and Tropical Medicine, London, United Kingdom 
d Centre for Statistical Consultation, Stellenbosch University, Stellenbosch, South Africa 
e Specialised Diagnostics and Research Unit, National Public Health Laboratory and the Mother and Child University Hospital Jeanne EBORI Foundation (URDS/LNSP/CHUMEFJE), Libreville, Gabon 
f Mater Research Institute, The University of Queensland, Translational Research Institute, Brisbane, Queensland, Australia 

Corresponding author. Division of Molecular Biology and Human Genetics, Faculty of Medicine and Health Sciences, Stellenbosch University, Francie van Zijl, Drive, Tygerberg, 7505, South Africa.Division of Molecular Biology and Human GeneticsFaculty of Medicine and Health SciencesStellenbosch UniversityFrancie van Zijl, DriveTygerberg7505South Africa

Abstract

Host markers to monitor the response to tuberculosis (TB) therapy hold some promise. We evaluated the changes in concentration of Mycobacterium tuberculosis (M.tb)-induced soluble biomarkers during early treatment for predicting short- and long-term treatment outcomes. Whole blood samples from 30 cured and 12 relapsed TB patients from diagnosis, week 1, 2, and 4 of treatment were cultured in the presence of live M.tb for seven days and patients followed up for 24 weeks after the end of treatment. 57 markers were measured in unstimulated and antigen-stimulated culture supernatants using Luminex assays. Top performing multi-variable models at diagnosis using unstimulated values predicted outcome at 24 months after treatment completion with a sensitivity of 75.0% (95% CI, 42.8–94.5%) and specificity of 72.4% (95% CI, 52.8–87.3%) in leave-one-out cross validation. Month two treatment responder classification was correctly predicted with a sensitivity of 79.2% (95% CI, 57.8–92.9%) and specificity of 92.3% (95% CI, 64.0–99.8%). This study provides evidence of the early M.tb-specific treatment response in TB patients but shows that the observed unstimulated marker models are not outperformed by stimulated marker models. Performance of unstimulated predictive host marker signatures is promising and requires validation in larger studies.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

Mycobacterium tuberculosis-specific response in early TB treatment.
Stimulated marker models do not outperform unstimulated marker models.
Performance of predictive host marker signatures is promising.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Antigen-specific, Biomarkers, Relapse, Slow responders, Treatment response, Tuberculosis


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Article 102082- mai 2021 Retour au numéro
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