Accuracy of Rapid Diagnostic Tests Compared with Microscopy, Polymerase Chains Reaction and Placental Histology in Diagnosing Pregnancy Associated Malaria in Gadarif State ,Sudan,Microscopic,Chains Reaction,Gadarif State ,Sudan

Abstract

Background: Diagnosing malaria during pregnancy and placental malaria are a great challenge for clinicians because of the absent or low density of parasites in the peripheral blood due to sequestration of parasites in placenta. Microscopy which considered as the gold standard method for malaria diagnosis fails to detected malaria parasites in these cases. Nevertheless, few data on the use of malaria rapid diagnostic tests (RDTs) during pregnancy have been published. Therefore the main objective of this study was to evaluate the accuracy and reliability of rapid diagnostic tests (RDTs) in diagnosing malaria during pregnancy and placental malaria in an area of unstable malaria transmission in Gadarif State eastern Sudan compared with microscopy, polymerase chains reaction (PCR) and placental histology. Methods: This was a comparative (analytical) cross- sectional study conducted at the Gadarif Teaching Hospital, Eastern Sudan during the period from March 2012 to December 2013. Malaria infections were assessed in 156 febrile pregnant women by rapid diagnostic test RDT (based on detection of histidine rich protein-2 and parasite lactate dehydrogenase enzyme), microscopic examination of their Giemsa stained blood smears and Nested – PCR. In addition, at the same time other study group consist of 150 women were assessed at the time of delivery by investigations; RDT, microscopy and Nested – PCR added to placental histology (sections were stained with haematoxylin and eosin). The SD Bioline for detection falciparum and vivax species (Pf, Pv), was RDT kit evaluated in this study manufactured by (Bio Standard Diagnostics, Gurgaon, Korea). Results: Among the 156 febrile pregnant women 17 (11.0%), 26 (16.7%) and 18 (11.5%) positive cases of P. falciparum were detected by microscopy, RDT and PCR respectively. The sensitivity, specificity, positive predictive value and negative predictive value for the RDT when compared with PCR as gold standard were 83.3%, 92.0%, 57.7% and 97.7% respectively. The corresponding values for RDT where microscopy considered as gold standard were 88.2%, 92.1%, 57.6% and 98.4%. Moreover, the sensitivity, specificity, positive predictive value and negative predictive value for the microscopic analyses were 94.4%, 100%, 100% and 99.3% respectively where PCR was used as gold standard. Whereas, in other study group there were no cases of malaria detected by microscopic examination of blood smears, 27 (18.0%), 21(14.0%) and 46 (30.7%) out of the 150 parturient women investigated had P. falciparum as judged by RDT, PCR, and histology, respectively. The sensitivity, specificity, positive predictive value and negative predictive value for the RDT kit were 17.4%, 81.7%, 29.6% and 69.6%, respectively where histology was used as gold standard. The equivalent values when the RDT compared with PCR as gold standard were 14.3%, 81.4%, 11.1% and 85.4%. Likewise, the sensitivity, specificity, positive predictive value and negative predictive value for PCR were 6.5%, 82.7%, 14.3% and 66.7% where histology was used as gold standard. Data were analysed using SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) soft ware version 19.0. The percentages of sensitivity, specificity positive predictive value (PPV) and negative predictive value (NPV) were calculated by using 2 X 2 tables. Conclusions: The RDT kit used in this study has poor performance for detection peripheral and placental P. falciparum malaria in this setting. Placental histology has obvious superiority over microscopy, RDT and PCR in diagnosing placental malaria. The findings of current study goes with findings of previous studies in different African countries (Uganda, Ghana, Tanzania, Mali, Malawi, Cameroon and Burkina Faso) conducted at the time of birth or/and during pregnancy throughout a few past years. Furthermore the findings of this study were in disagreement with others studies. This disappointing somewhat difficult to explain but it may be due to differences in; endemicity of malaria in areas, type of RDT kits used or PCR techniques applied. خلفية: بعتبر تشخيص الاصابة بداء الملاريا اثناء الحمل والملاربا المشيمية من التحديات الكبرى التى تواجه الاطباء و ذ لك نسبة لانعدام او قلة طفيليات الملاريا فى الدم الطرفى واحتباسها فى المشيمة مما يؤدى الى نتائج خاطئة عند تشخيصها بواسطه الفحص المجهرى الذى يعتبر الطريقة المعيارية الاساسية فى تشخيص الملاريا. هنالك معلومات قليلة تم نشرها حول تقييم استخدام الفحوصات التشخيصية السريعة فى فحص الملاريا اثناء الحمل والملاريا المشيمية. لذلك هدفت هذة الدراسة لتقييم مدى دقة و امكانية الاعتماد على الفحوصات التشخيصية السريعة للملاريا فى تشخيص الملاريا اثناء فترة الحمل والملاريا المشيمة فى مدينة القضارف بشرق السودان والتى تتميز بمعدلات غير ثابتة فى انتقال الملاريا مع مقارنتها بالفحص المجهرى, التفاعل السلسلى المتبلر واختبار النسيج المشيمى لذات الغرض. الوسائل: الدراسة عبارة عن دراسة تحليلية مقارنة ذات إطار زمنى محدد أجريت بمستشفى القضارف التعليمى بشرق السودان خلال الفترة من مارس 2012م وحتى ديسمبر 2013م, تم فى هذة الدراسة تقييم الاصابة بطفيليات الملاريا فى عدد 156 إمراة حبلى ولديهن حمى بواسطة استخدام اختبار الفحص السريع المعتمد على وجود الحامض الامينى الغنى بالبروتين-2 أو انزيم اللاكتات منزوع الهيروجين, استخدام مسحات طرفية من دمهن وصبغها بصبغة الجيمسا , اضافة الى اختبار التفاعل السلسلى المتبلر . بالأضافة الى ذلك و فى ذات الوقت من الدراسة هنالك مجموعة اخرى تتألف من عدد 150 امراة اخرى تم فحصهن عند الولادة للتأكد من الاصابة بالملاريا وذلك استخدام الفحص المجهرى, الفحص السريع والتفاعل السلسلى المتبلر اضافة الى اخذ نسيج من المشيمة وصبغة بصبغة الهيماتوكسلين. الشرائح المستخدمه لاجراء الفحص السريع فى هذة الدراسة صنعت بواسطة شركة الفحوصات الحيوية المعيارية بكوريا وهى تختص بوجود نوعين من طفيليات الملاريا (المتصورة المنجلية والمتصورة النشيطة). النتائج: وسط النساء الحوامل (156 امرأة) وجد ان هنالك عدد 17(11.0%) , 26(16.7%) و 18(11.5%) حالات اصابة موجبة بطفيل الملاريا من نوع المتصورة المنجلية تم تشخيصها بواسطة الفحص المجهرى , الفحص السريع و فحص التفاعل السلسلى المتبلر على التوالى . وعند قياس حساسية , خصوصية, القيمة التنبؤية الإيجابية والقيمة التنبؤية السلبية للفحص السريع عند اعتماد فحص التفاعل السلسلى المتبلر كطريقة مرجعية كانت 83.3%, 92.0% ,57.7% و97.7% على التوالى وعند قياس نفس القيم مقارنة مع الفحص المجهرى كطريقة مرجعية كانت حساسية الفحص السريع 88.2% مع خصوصية بلغت 92.1% والقيم التنبؤية الايجابية والسلبية كانت 57.6% و 98.4% على التوالى. بالاضافه الى ذلك كانت حساسية , خصوصية, القيمة التنبؤية الإيجابية والقيمة التنبؤية السلبية للفحص المجهرى عند اعتماد فحص التفاعل السلسلى المتبلر كطريقة مرجعية 94.4%, 100% ,100% و99.3% على التوالى. فى المجموعة الاخرى المشركة فى الدراسة لم يتم التحقق من اى اصابة بالملاريا وسط النساء عند الولادة باستخدام الفحص المجهرى للدم الطرفى بينما كانت اعداد حالات الاصابة بطفيليات المتصورة المنجلية 27(18.0%) باستخدام الفحص السريع و 21(14.0%) باستخدام فحص التفاعل السلسلى المبتلر فى مقابل 46(30.7%) عند استخدام الفحص المجهرى لأنسجة المشيمة وسط 150 امراة خضعن لفحص الملاريا عند الولادة. اعتمادا على الفحص المجهرى لأنسجة المشيمة كتقنية مرجعية كانت حساسية , خصوصية, القيمة التنبؤية الإيجابية والقيمة التنبؤية السلبية للفحص السريع 17.4%, 81.7%, 29.6% و69.6% على التوالى. و فى المقابل كانت القيم المماثلة عند استخدام فحص التفاعل السلسلى المتبلر كتقنية مرجعية 14.3% للحساسية ,81.4% للخصوصية, 11.1% للقيمة التنبؤية الايجابية و 85.4% للقيمة التنبؤية السلبية. بالاضافه الى ذلك كانت حساسية , خصوصية, القيمة التنبؤية الإيجابية والقيمة التنبؤية السلبية لفحص التفاعل السلسلى المتبلر عند اعتماد الفحص المجهرى لأنسجة المشيمة كطريقة مرجعية 6.5 %, 82.7% ,14.3% و66.7% على التوالى. تم تحليل البيانات باستخدام برنامج الحزمة الإحصائية للعلوم الاجتماعية الإصدارة رقم 19.0 و تم حساب النسب المئوية للحساسية , الخصوصية, القيمة التنبؤية الإيجابية والقيمة التنبؤية السلبية باستخدام الجداول الثنائية متقاطعة البيانات. الخاتمة: شرائح الفحص السريع المستخدمه فى هذة الدراسة اداءها ضعيف فى فحص الملاريا لدى النساء الحوامل والملاريا المشيمية ولا تصلح للاستخدام فى هكذا حالات. هنالك تميز واضح لاستخدام تقنية النسيج المشيمى فى تشخيص الملاريا المشيمية وتتفوق على الطرق الأخرى (الفحص المجهرى للدم الطرفى,الفحص السريع و فحص التفاعل السلسلى المتبلر). نتائج الدراسة الحالية تتوافق مع نتائج بعض الدراسات السابقة في مختلف البلدان الافريقية (أوغندا وغانا و تنزانيا ومالي و مالاوي والكاميرون و بوركينا فاسو) التي أجريت في وقت الولادة أو / و خلال فترة الحمل خلال السنوات القليلة الماضية . وعلاوة على ذلك كانت نتائج هذه الدراسة في خلاف مع دراسات أخرى. هذا الاختلاف من الصعب شرحه ولكن قد يكون بسبب الاختلاف فى توطن الملاريا فى المناطق المختلفه والتقنيات المستخدمه مثل نوع الفحص السريع او تقنية التفاعل السلسلى المتبلر