Critical analysis: use of polymerase chain reaction to diagnose leprosy

Abstract

ABSTRACT Leprosy is a neglected tropical disease and an important public health problem, especially in developing countries. It is a chronic infectious disease that is caused by Mycobacterium leprae, which has a predilection for the skin and peripheral nerves. Although it has low sensitivity, slit-skin smear (SSS) remains the conventional auxiliary laboratory technique for the clinical diagnosis of leprosy. Polymerase chain reaction (PCR) is a molecular biology technique that holds promise as a simple and sensitive diagnostic tool. In the present study, the performance of two PCR methods, using different targets, PCR-LP and PCR-P, were compared with SSS with regard to leprosy diagnosis in a reference laboratory. M. leprae DNA was extracted from 106 lymph samples of 40 patients who had clinical suspicion of leprosy. The samples were subjected to both PCR techniques and SSS. Amplification of the human b-globin gene was used as PCR inhibitor control. The specificity of both PCR techniques was 100%, and sensitivity was 0.007 and 0.015 µg/ml for PCR-LP and PCR-P, respectively. No significant difference was found between either the PCR-LP or PCR-P results and SSS results (p > 0.05). Although PCR is not yet a replacement for SSS in the diagnosis of leprosy, this technique may be used as an efficient auxiliary tool for early detection of the disease, especially in endemic regions. This strategy may also be useful in cases in which SSS results are negative (e.g., in paucibacillary patients) and cases in which skin biopsy cannot be performed.

Translated abstract

RESUMO A hanseníase é uma doença tropical negligenciada e ainda um importante problema de saúde pública, especialmente nos países em desenvolvimento. É uma doença infecciosa crônica causada pelo Mycobacterium leprae, que tem predileção pela pele e nervos periféricos. Embora com baixa sensibilidade, o esfregaço de linfa (SSS) continua sendo o método laboratorial convencional auxiliar no diagnóstico clínico da hanseníase. A biologia molecular representada pela Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) trouxe a expectativa de ser uma ferramenta diagnóstica simples e sensível. No presente estudo, o desempenho de dois métodos de PCR usando alvos diferentes, PCR-P e PCR-LP, foi comparado com SSS no diagnóstico da hanseníase em um laboratório de referência. DNA de M. leprae foi extraído de 106 amostras de linfa de 40 pacientes que apresentavam suspeita clínica de hanseníase. As amostras foram submetidas tanto a PCR como SSS. A amplificação do gene humano β-globina foi usada como controle de inibição da PCR. A especificidade de ambas as técnicas de PCR foi de 100% e a sensibilidade foi de 0,007 μg/mL e 0,015 μg/mL para a PCR-P e PCR-LP, respectivamente. Não se observou diferença estatística entre os resultados da PCR-LP e PCR-P, quando comparado com SSS (p > 0,05). Apesar de a PCR ainda não substituir o SSS no diagnóstico da hanseníase, esta técnica pode ser usada como ferramenta auxiliar eficiente para a detecção precoce da doença, especialmente em regiões endêmicas. Esta estratégia pode também ser útil nos casos em que os resultados de SSS forem negativos (ex. em pacientes paucibacilares) e em casos onde a biópsia da pele não pode ser realizada.