De machine die tbc helpt uitbannen

KwaMsane Township ligt te midden van glooiende heuvels in de provincie KwaZulu-Natal in Zuid-Afrika. Rijd 30 minuten naar het westen en olifanten, giraffen, zebra's en neushoorns wandelen vaak langs de kant van een snelweg die door een wildpark loopt. Een paar kilometer naar het oosten liggen uitgestrekte suikerrietvelden, die glinsteren in de subtropische zon en lijken uit te monden in de Indische Oceaan. KwaMsane is mooi, maar het heeft een van 's werelds hoogste percentages van multiresistente (MDR) tuberculose, een vaak dodelijke vorm van de ziekte.

In november 2011 voelde Jabu Ngcobo, 25, pijn in haar zij en ging naar de KwaMsane-kliniek, die lijkt op een woonwagenpark. De trailers van de kliniek - hier parkhomes genoemd - omringen een kleine overdekte binnenplaats die dienst doet als wachtkamer, met patiënten die in plastic stoelen zitten. Ik dacht altijd dat ik MDR-tbc had omdat mijn twee broers en mijn zus het hadden, zegt Ngcobo.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van januari 2013

• Zie de rest van het probleem
• Abonneren

Haar broers en zussen kwamen er pas achter dat ze de gevaarlijke vorm van de ziekte hadden nadat ze sputummonsters hadden gegeven, die naar een laboratorium in Durban, 275 kilometer naar het zuiden, moesten worden vervoerd. Het lab moest toen culturen van Mycobacterium tuberculosis totdat de kolonies groot genoeg waren om te worden onderworpen aan gevoeligheidstests voor geneesmiddelen. In het beste geval duurt het proces zes weken; in werkelijkheid, gezien de noodzaak om de monsters te vervoeren, de waarschijnlijkheid van achterstanden in het laboratorium en vertragingen bij het rapporteren van de resultaten, gaan er vaak drie maanden voorbij voordat patiënten in plattelandssteden zoals KwaMsane leren of ze baat zullen hebben bij een relatief eenvoudige, zes maanden durende cursus van antibiotica of in plaats daarvan een spervuur ​​​​van zware medicijnen van 18 maanden nodig hebben. De vertraging kan het verschil betekenen tussen permanente longschade, of zelfs de dood, en herstel zonder gevolgen op de lange termijn.

Ngcobo had inderdaad de medicijnresistente vorm van tbc - en ze begon de volgende dag met de behandeling. Richard Lessells, een Schotse arts die haar en haar familieleden behandelde in de KwaMsane-kliniek, merkt op dat voor Ngcobo's broers en zussen de maanden die voorbijgingen zonder de juiste behandeling hoge kosten met zich meebrachten: een van haar broers liep longschade op die nooit zal genezen. Jabu daarentegen had een maand na de diagnose geen detecteerbare niveaus van de bacteriën, omdat ze onmiddellijk 22 pillen per dag begon te slikken, evenals injecties met anti-tbc-medicijnen.

Ngcobo's snelle diagnose en herstel werden mogelijk gemaakt door een machine genaamd a GeneXpert , die bovenop een aanrecht in een van de trailers zit en lijkt op een high-end espressoapparaat. Hoewel de geavanceerde moleculaire trucs die het gebruikt om het DNA van M. tuberculose een paar jaar geleden ondenkbaar zou zijn geweest buiten een state-of-the-art biologielab, het apparaat is eenvoudig te gebruiken. Een technicus spuit een sputummonster van een patiënt in wat lijkt op een printercartridge en klikt dat vervolgens in de machine, die een reactie uitvoert die specifieke stukjes van M. tuberculose DNA als ze aanwezig zijn. Fluorescerende moleculen lichten op wanneer ze in contact komen met het beoogde DNA, en de machine detecteert de fluorescentie en stuurt de informatie naar een computer. Het hele proces duurt slechts twee uur. GeneXpert kan niet alleen de aanwezigheid van de tbc-veroorzakende bacteriën detecteren, maar het kan ook nauwkeurig bepalen of het bacteriële DNA de mutaties heeft waarvan bekend is dat ze de ziekte resistent maken tegen het meest gebruikte medicijn.

Tuberculose , die zich routinematig door de lucht verspreidt, infecteert een derde van de menselijke bevolking. Voor bijna al die mensen is het ongevaarlijk, en de meesten weten niet eens dat ze besmet zijn. En voor een groot deel van de wereld is het een ziekte die voornamelijk van historische betekenis is. Maar in veel arme landen, vooral in een groot deel van Centraal- en Zuid-Afrika, blijft het epidemische proporties aannemen. In 2011 werden naar schatting 8,7 miljoen mensen ziek van M. tuberculose . Elk jaar sterven ongeveer 1,4 miljoen mensen aan tbc; HIV is het enige infectieuze agens dat meer doodt.

Durban TB-arts Iqbal Master verwelkomt de GeneXpert, maar zegt dat het veel uitdagingen met zich meebrengt.

Een cruciale reden waarom deze epidemie voortduurt, is dat er geen effectieve en betaalbare manier is om te bepalen wie besmet is. Jaarlijks wordt bij ongeveer drie miljoen mensen tuberculose niet gediagnosticeerd. Sommige worden gewoon nooit getest. Anderen krijgen vanwege verouderde diagnostische technologieën ten onrechte een schone gezondheidsverklaring. Traditionele diagnose voor tuberculose is gebaseerd op het kleuren van een sputummonster met kleurstoffen en vervolgens het onderzoeken van een objectglaasje onder een microscoop om de bacteriën te zoeken. Deze uitstrijkje, 125 jaar geleden ontwikkeld, detecteert minder dan 60 procent van alle gevallen en identificeert geen resistente stammen. De meer nauwkeurige kweektest om de gevoeligheid voor bepaalde medicijnen te bepalen, duurt langer, kost meer en moet worden gedaan in een goed uitgerust laboratorium - dus het wordt spaarzaam gebruikt. Dat betekent dat ongeveer 80 procent van de resistente gevallen in de wereld onopgemerkt blijven, aldus de Wereldgezondheidsorganisatie. Samen vormen deze niet-gediagnosticeerde individuen een enorm reservoir voor de bacteriën, inclusief resistente stammen. Infectie floreert en springt over in gemeenschappen, waardoor de meest kwetsbare mensen worden verwoest, zoals degenen die al verzwakt zijn door hiv.

Een praktisch, snel en krachtig diagnostisch hulpmiddel zou die dodelijke dynamiek kunnen veranderen. Op de markt gebracht door een publiek-private samenwerking tussen de University of Medicine and Dentistry of New Jersey, de Foundation for Innovative New Diagnostics in Genève, Zwitserland, en Cepheid, een fabrikant gevestigd in Sunnyvale, Californië, heeft de GeneXpert tbc-detectiemachine goedkeuring gekregen van de WHO in december 2010. Een paar maanden later zei de Zuid-Afrikaanse minister van Volksgezondheid, Aaron Motsoaledi , vergeleek de machines met bazooka's in de oorlog tegen tbc en beloofde ze in elk van de 52 districten van het land te plaatsen.

De GeneXpert-machine alleen zal niet genoeg zijn om de ruggengraat van het enorme tbc-probleem in Zuid-Afrika of waar dan ook te doorbreken. Daarvoor zou waarschijnlijk een krachtig vaccin nodig zijn in combinatie met veel krachtigere medicijnen dan er nu zijn. Maar ondertussen is een dergelijk diagnostisch hulpmiddel een cruciale en noodzakelijke eerste stap voor landen die door tbc worden geplaagd, waaronder een toenemend aantal gevallen die resistent zijn tegen een toenemend aantal medicijnen. Het op grote schaal inzetten in een land als Zuid-Afrika, waar een groot deel van de bevolking geen toegang heeft tot geavanceerde medische zorg, zal een logistieke en financiële uitdaging zijn. Maar als je dat niet doet, kan dat dodelijk zijn. Om te begrijpen wat er op het spel staat, is het de moeite waard om eens te kijken naar de uitbraak een paar jaar geleden van een nachtmerrieachtige tbc-stam op slechts een paar honderd kilometer van KwaMsane Township.

Dromen

Een van de meest angstaanjagende aspecten van tbc is dat mensen het met zo'n onverschilligheid hebben behandeld. Maar al te vaak beginnen patiënten met de behandeling, voelen zich al snel beter en stoppen dan met het innemen van hun pillen of nemen ze slechts sporadisch in. Dit creëert een perfecte kans om resistentie te ontwikkelen, omdat de bacteriën met mutaties die ze het minst vatbaar maken voor het medicijn waarschijnlijk de onvolledige behandeling zullen overleven. Dan is er het meest angstaanjagende scenario van allemaal: ongepast gediagnosticeerde of onvolledig behandelde MDR-tbc kan extensief resistente (XDR)-mutanten voortbrengen die twee van de belangrijkste klassen van tbc-medicijnen ontwijken. In 2006 werd voor het eerst een uitbraak van zo'n soort gemeld. En die vond plaats in KwaZulu-Natal.

Tugela Ferry, op ongeveer vier uur rijden van KwaMsane Township, is een klein stadje in het centrale deel van de provincie. In augustus 2006 werd in de krantenkoppen over de hele wereld het opzienbarende nieuws beschreven dat 52 van de 53 tbc-patiënten die zich hadden ingecheckt in de... Ziekenhuis van de kerk van Schotland daar was overleden - gemiddeld binnen 16 dagen na opname. Uit tests bleek later dat ze XDR-stammen hadden. De uitbraak dwong Zuid-Afrika lang en hard te kijken naar de tekortkomingen op het gebied van de volksgezondheid waardoor deze gevaarlijke stammen zich konden ontwikkelen en verspreiden. Voorop stond het ontbreken van geschikte diagnostische hulpmiddelen. Aangezien het zelfs onder ideale omstandigheden meer dan een maand zou duren om medicijnresistente tbc te diagnosticeren, hadden de patiënten geen kans: ze stierven allemaal voordat ze er ooit achter kwamen dat ze een dodelijke vorm van de ziekte hadden.

Technicus Gregory Mkhize pronkt met de grootste GeneXpert-machine in Afrika, in het Prince Mshiyeni Memorial Hospital. Het kan 48 monsters tegelijk verwerken.

In het kielzog van Tugela Ferry heeft de regering afdelingen aangewezen op King George V-ziekenhuis , een 75-jarige tbc-faciliteit in Durban, uitsluitend voor resistente gevallen. Het doel was zowel de behandelingsresultaten te verbeteren als de verspreiding van de ziekte te vertragen. Het ziekenhuis heeft zeven afdelingen met elk 32 bedden, waarvan één exclusief voor kinderen. Er is een wachtlijst om binnen te komen, hoewel Iqbal Master, de arts die het programma beheert, er trots op is dat alle zieke patiënten en patiënten met XDR-tbc nu binnen een paar weken na hun verwijzing worden opgenomen; in januari 2007 liepen de vertragingen op tot vier maanden. We hadden patiënten die stierven terwijl ze op een wachtlijst stonden, zegt hij.

Patiënten zoals Nomthandzau Elizabeth Mjwara, een 48-jarige vrouw met hiv en MDR-tbc, zijn dankbaar dat ze een van de 224 bedden hebben weten te bemachtigen. Het is alsof ik bij mij thuis logeer, zegt Mjwara, die sinds april in het ziekenhuis woont. Nadat ze ernstig ziek was geworden, gingen er vier maanden voorbij voordat ze zorg zocht, een sputummonster nam, haar tbc-diagnose kreeg en werd opgenomen in King George V om met de behandeling te beginnen. Veel hiv-geïnfecteerde patiënten arriveren in het ziekenhuis in een zo vergevorderd stadium van aids dat zelfs de juiste tbc-behandeling te weinig en te laat is. Gelukkig had Mjwara, ondanks de diagnostische vertragingen, nog genoeg immuunsysteem over om op de medicijnen te reageren.

Ondanks de opgewekte houding van patiënten als Mjwara en de eersteklas zorg die ze ontvangen, lijden velen bij King George V aan vergevorderde gevallen van tbc, en velen vertrekken in doodskisten. Degenen die overleven, zoals Mjwara, moeten enkele maanden van pijnlijke dagelijkse injecties doorstaan ​​die gehoorverlies en psychose kunnen veroorzaken. Dag en nacht hoesten de afdelingen en om infectie via de lucht te ontmoedigen, blijven de ramen open, zelfs als de temperatuur daalt.

Bijna alles wat positief is over tuberculose wordt gevolgd door een maar.

De meeste artsen en verpleegkundigen die op de afdeling werken, dragen gezichtsmaskers. Master doet dat nadrukkelijk niet, mede omdat de patiënten met gehoorverlies sterk afhankelijk zijn van liplezen. Hij heeft een sympathieke en weemoedige glimlach, geaccentueerd door de borstelige peper-en-zoutbaard van een wijze man. De baard beschermt me tegen tuberculose, grappen van de meester.

Als GeneXpert effectief wordt gebruikt in Zuid-Afrika, zal het uiteindelijk de druk op ziekenhuizen zoals King George V verlichten, de verspreiding van resistente gevallen vertragen door hun detectie te versnellen en mensen eerder met de juiste behandeling te starten. Bijna alles wat positief is over tuberculose wordt echter gevolgd door een maar, en Master benadrukt snel de beperkingen van de technologie. Een daarvan is technisch. Kweektesten blijven nauwkeuriger dan GeneXpert. Bovendien blijft het testen van culturen de enige manier om XDR-tbc nauwkeurig te diagnosticeren. Ten slotte belast de agressieve drang om GeneXpert in het hele land te gaan gebruiken, het gezondheidszorgsysteem. Hoewel het identificeren van degenen met de actieve ziekte een langetermijnvoordeel voor de volksgezondheid zal opleveren, zal het onmiddellijke aantal patiënten dat medische zorg zoekt, toenemen. Master citeert studies die suggereren dat GeneXpert de patiëntbelasting op korte termijn tot 500 procent zal verhogen. Ze hebben nog niet de logistiek geregeld van wat de ideale manier is om GeneXpert uit te rollen, zegt hij. Het zal tijd kosten.

Op een frisse septemberochtend stopt Master bij Mjwara's bed en bewondert een van haar vele knutselprojecten, een bureaupotloodhouder die ze heeft gemaakt van lege wc-papierrollen en tongspatels. Dus daar gingen mijn tongspatels! hij plaagt. Op haar sweatshirt is een woord gestikt: Dreams.

Wachten op een vaccin

Hoewel veel delen van Zuid-Afrika rijk zijn, herinnert het Prince Mshiyeni Memorial Hospital in Durban eraan dat een groot deel van het land nog steeds extreem arm is en geen moderne medische voorzieningen heeft. Het ziekenhuis met 1200 bedden heeft bewakers bij de ingang, smalle gangen vol met ziekelijke patiënten en menigten mensen die constant door de gangen lopen. Doktoren in Durban die daar niet werken, rollen vaak met hun ogen bij het noemen van de naam, en recente nieuwsberichten vertellen over problemen met een personeelstekort, lange rijen bij de apotheek, veiligheidsproblemen (waaronder een vermist lijk) en een uitbraak van bacteriële infectie die vijf baby's doodde. Maar op het terrein van dit uitgestrekte ziekenhuis staat de grootste GeneXpert-machine van Afrika. De mammoetmachine, onthuld door minister van Volksgezondheid Motsoaledi op Wereld TBC-dag in maart 2011, is twee meter hoog en 2,5 meter lang. Het kan 48 cartridges tegelijk verwerken; ze bewegen zich door het apparaat door middel van transportbanden en een robotarm.

Een paar jaar geleden hielp Motsoaledi een succesvolle landelijke campagne leiden om 15 miljoen mensen op hiv te testen en retrovirale medicijnen toe te dienen aan iedereen met een ernstig beschadigd immuunsysteem. Nu is hij optimistisch dat GeneXpert, waarvan hij beloofde dat het tegen eind 2012 in elke openbare instelling in Zuid-Afrika zou zijn die er een nodig had, een revolutie teweeg zal brengen in de bestrijding van tuberculose. Toen we in 2010 de campagne [om te testen op hiv] lanceerden, was er geen GeneXpert, dus de tbc-screening werd gedaan met vijf vragen, zegt Motsoaledi. Gewoon vijf vragen stellen en beslissen op basis van je antwoorden? vraagt ​​hij ongelovig. Nu zorgen we er in de meeste teststations voor dat GeneXpert er is.

De kosten van de diagnostische machines vallen in het niet bij de kosten van maandenlange ziekenhuiszorg voor tbc-patiënten.

Maar alleen de machines hebben is niet genoeg. Op een doordeweekse dag in september draaide de machine met 48 patronen in het Prince Mshiyeni Memorial Hospital slechts één monster. Dat komt omdat de snelle opschaling van geavanceerde tbc-tests het systeem tot het uiterste heeft belast. Slechts één leverancier levert cartridges en er zijn al tekorten, wat heeft geleid tot een enorme achterstand van onverwerkte specimens, zegt Stephen Carpenter, klinisch manager van het Don McKenzie Hospital in Botha Hills, buiten Durban. GeneXpert moest zijn eigen ziekenhuis nog bereiken. Er was ons beloofd dat het over de hele provincie en het district zou worden uitgerold, maar er zijn allerlei financiële en logistieke vertragingen, zegt hij.

Omdat GeneXpert geen tbc-kweek vereist, vermindert het de risico's voor laboratoriummedewerkers.

Het inzetten van GeneXpert vereist inderdaad een aanzienlijke investering van de Zuid-Afrikaanse regering. Een machine met vier cartridges en een desktopcomputer wordt verkocht voor $ 17.000, en cartridges gaan voor $ 9,98. Analyses tonen aan dat een GeneXpert-test in Zuid-Afrika, inclusief personeelstijd en machineonderhoud, ongeveer $ 25 per monster kost, tegenover $ 3 voor een sputumuitstrijkje en $ 12 tot $ 16 voor een kweek. De hogere kosten worden tot op zekere hoogte gecompenseerd door het feit dat GeneXpert resistentietesten omvat - traditionele gevoeligheidstesten voor geneesmiddelen voor eerstelijnsbehandelingen kosten $ 72 per test - maar alles bij elkaar genomen, een paper gepubliceerd door PLOS EEN gevonden, zal Zuid-Afrika 55 procent meer moeten uitgeven per verdacht tbc-geval als het het gebruik van de technologie volledig opschaalt zoals gepland.

De keerzijde is dat het land een serieuze klap krijgt voor zijn rand, omdat de kosten van de machine in het niet vallen bij de kosten van maandenlange ziekenhuiszorg voor tbc-patiënten. De diagnosekosten vormen een zeer, zeer kleine fractie van het totale tbc-controleprogramma, en er is een aanzienlijk voordeel, zegt Mark Nicol, een klinisch microbioloog die een gezamenlijke aanstelling heeft aan de Universiteit van Kaapstad en de National Health Laboratory Service van de overheid. Nicol merkt op dat armere landen met een hoge tbc-last hulp van buitenaf nodig hebben. Maar het is een prijs die Zuid-Afrika zich zeker kan veroorloven, zegt hij.

Hij is niet de enige die de test de moeite waard vindt. GeneXpert heeft de manier waarop we tbc diagnosticeren veranderd, zegt Nesri Padayatchi, die eerder de tbc-afdelingen van King George V leidde en nu aan de andere kant van de stad werkt aan tbc en hiv in het Center for the AIDS Program of Research in Zuid-Afrika. Maar hier komt de onvermijdelijke maar: je kunt al deze patiënten identificeren, maar het lost niet het centrale probleem op. Tbc-medici zoals Padayatchi dromen al lang van betere medicijnen om de ziekte te voorkomen en te behandelen. Een tbc-vaccin werd eigenlijk bijna een eeuw geleden geïntroduceerd en wordt veel gebruikt. Maar er is zoveel controverse rond de werkzaamheid ervan dat de Verenigde Staten het bijvoorbeeld over het algemeen niet aanbevelen. Het is een wondervaccin – je vraagt ​​je af of het werkt, grapt Padayatchi. Elf tbc-vaccins bevinden zich momenteel in klinische proeven, een weerspiegeling van de intense inspanningen van het afgelopen decennium om het veld te verjongen, maar geen enkele heeft tot nu toe een volledige werkzaamheidsstudie gerechtvaardigd. De Wereldgezondheidsorganisatie schat dat de vroegste vergunning voor een vaccin in 2020 is.

Jabu Ngcobo ontwikkelde resistente tbc, maar kreeg snel de diagnose GeneXpert en herstelde volledig.

Wat betreft behandelingen, er is in 40 jaar geen nieuwe klasse tbc-medicijnen op de markt gekomen, hoewel er dit jaar naar verwachting twee tests op mensen zullen worden voltooid; elk lijkt te werken tegen resistente stammen. Negen andere verbindingen bevinden zich in verschillende stadia van studies bij mensen. Toch blijft de toekomst van deze medicijnen onzeker.

Internationale gezondheidsinstanties hebben overeenstemming bereikt over een plan om tbc tegen 2050 te verminderen tot minder dan één geval per miljoen mensen. Dat zou een daling zijn van 8,7 miljoen gevallen wereldwijd vandaag tot ongeveer 7.000. Het partnerschap specificeert dat de sleutel tot succes een effectief vaccin is in combinatie met behandelingen die vatbaar zijn voor het verslaan van geneesmiddelen M. tuberculose binnen twee maanden. Er is natuurlijk geen garantie dat een van beide tegen 2050 zal zijn ontwikkeld. Maar GeneXpert kan de wereld in ieder geval dichter bij het doel brengen om deze ziekte bijna uit te roeien.

zich verstoppen