Diagnosis of pulmonary tuberculosis in a microbiological laboratory

The positive diagnosis of pulmonary tuberculosis still relies on the direct detection of Mycobacterium tuberculosis complex strains after isolation, culture, and identification, or on the detection of specific DNA sequences. Clinical specimens for the direct diagnosis include respiratory tract and stool specimens, which can all be collected with a “tuberculosis kit” to simplify and standardize clinical and laboratory tasks. Gastric juice and other specimens are no longer useful. The association of new decontamination technics, new liquid and solid Middlebrook blood-enriched culture media allow for the isolation of tuberculous mycobacteria in 10 days. The microscopic-observation drug susceptibility and thin layer agar assays allow for rapid detection of M. tuberculosis including drug-resistant tuberculosis. “Closed molecular tests” adapted to “point-of-care” use allow for the detection of tuberculous mycobacteria in Ziehl-positive samples and the detection of rifampicin resistance in three hours. Rapid identification can be achieved with protein spectrum analysis by mass spectrometry. Finally, genotyping by various technics of profile analysis (spoligotyping, VNTR-MIRU) or by sequence analysis (multispacer sequence typing) allows for the identification of isolates among the six Mycobacterium tuberculosis complex species, and for the detection of laboratory cross-contaminations. It also allows diagnosing cross-transmission between patients including nosocomial cases, discriminating between reactivation and new infection, and determining the geographical origin of strains (geotyping). The ongoing search for new culture media is a priority to improve the speed of direct diagnosis of pulmonary tuberculosis.

RésuméLe diagnostic de la tuberculose pulmonaire repose sur la détection directe de ces mycobactéries par isolement, culture et identification ou détection de séquences ADN spécifiques. Les prélèvements du tractus respiratoire et de selles utiles pour ce diagnostic sont réalisés dans un « kit tuberculose » qui vise à simplifier et à standardiser le travail clinique et de laboratoire ; le tubage gastrique n’a plus d’indication et les autres prélèvements sont inutiles. La combinaison de nouvelles méthodes de décontamination et de nouveaux milieux Middlebrook liquides et solides enrichis au sang permettent l’isolement des mycobactéries du groupe tuberculeux en dix jours. Également, des techniques miniaturisées de culture en milieu liquide ou gélosé permettent la détection microscopique rapide de Mycobacterium tuberculosis. Les tests moléculaires adaptés au « point-of-care » permettent la détection des mycobactéries à partir des échantillons Ziehl-positif et de la résistance à la rifampicine en trois heures. L’identification rapide repose sur l’analyse des profils protéiques par spectrométrie de masse. Le génotypage des souches par analyse de profils (spoligotyping, VNTR-MIRU) ou de séquences (multispacer sequence typing) identifie les isolats parmi les six espèces du complexe M. tuberculosis et détecte les contaminations croisées au laboratoire. Le génotypage permet aussi de diagnostiquer les transmissions croisées entre patients y compris des cas nosocomiaux et permet la distinction entre réactivation et nouvelle infection et la détermination de l’origine géographique des souches (géotypage). La recherche continue de nouveaux moyens de culture est une priorité pour améliorer encore la rapidité du diagnostic direct de la tuberculose pulmonaire.