Tests au Gamma‐Interferon 

etTuberculoseJean‐Pierre Zellweger

Propriétés des tests Gamma‐Interferon

(IGRAs= Interferon Gamma Release Assays)• Dépistent la présence de lymphocytes T sensibilisés à deux antigènes spécifiques de M.tbc (ESAT‐6 et CFP‐10) absents de M.bovis BCG et de la plupart des mycobactéries non‐tuberculeuses

Détection de l’infection tuberculeuse: TST et IGRAs

Propriétés des tests Gamma‐Interferon

(IGRAs= Interferon Gamma Release Assays)• Sensibilité comparable aux tests tuberculiniques chez les sujets immunocompétents, probablement supérieure chez les sujets immunodéprimés

• Spécificité meilleure que les tests tuberculiniques (absence d’influence de la vaccination préalable au BCG et des mycobactéries de l’environnement)

• Pas d’effet booster

Technique des IGRAs • 2 tests sur le marché Suisse:

• Quantiferon‐TB Gold/In Tube• T‐SPOT.TB

• Prise de sang veineux (tubes spéciaux)• Transport rapide, à température ambiante• Laboratoire équipé (ELISA ou ELISPOT)• Réponse 

– Positive– Négative– Indéterminée 

• Pas de réaction du contrôle positif• Réaction non spécifique du contrôle négatif

Technologie des IGRAs

ELISA:

QuantiFERON(QFT)QFT GoldQFT In Tube

ELISPOT:

T‐SPOT.TB

Réponse des cellules T à la stimulation par ESAT‐6: patients TB, contacts et contrôles

Pathan AA, J Immunol 2001;167:5217-25

IGRAs: progrès par rapport au test 

tuberculinique?

1:Les IGRAs sont plus spécifiques que le 

test tuberculinique**non influencés par le BCG ni la plupart des mycobactéries non tuberculeuses

Libération de G‐IFN chez les tuberculeux et les sujets sains, vaccinés ou non par le BCG 

IGRAs chez des patients atteints d’infections pulmonaires diverses

Meier T, EJCMID 2005;24:529-36

TST et IGRAs dans 4 groupes de sujets vaccinés au BCG

0102030405060708090

low risk casualcontact

closecontact

TB

TST +IGRA +

Kang YA, JAMA 2005;293:2765-61

Libération de Gamma-Interféron selon l’intensitédu contact avec un cas de TB:

A: même bureauB: même étageC: même bâtimentD: contact distant ou nul

Lalvani A. Lancet 2001;357:2017-21

Positivité du TST et du Quantiferon chez 33456 enfants de 14 ans (Norvège)

• TST positif: 531/33456 (1.6%)

• QFT positif chez les TST positifs: 44/511 (9 %)– TST 6‐9 mm: 4%

– TST 10‐14 mm: 7%

– TST 15+ mm: 22%

• Européens TST+: 6%

• Immigrants 2e génération TST+: 6%

• Immigrants 1ère génération TRST+: 18%

Winje B, BMC Infect Dis 2008;8:140

2.Les IGRAs sont (au moins) aussi 

sensibles que les tests tuberculiniques, en particulier chez 

les sujets immunodéprimés** En l’absence d’un standard pour l’infection 

tuberculeuse latente, les cas atteints de tuberculose active sont considérés comme le groupe de référence 

pour l’infection tuberculeuse.

TST, QFT et T‐SPOT chez des patients tuberculeux (avec et sans immunodépression) et les contrôles

0102030405060708090

100

active TB (all)

TB immunocompromizedlow risk

TSTQFTT-SPOT

Lee JY et al, ERJ 2006

Tests tuberculiniques et ELISPOT chez des enfants suspects de tuberculose (Afrique du Sud)

0102030405060708090

docum

ented

TBno T

B

TB < 3 y

TB-HIV

TST 15 mm TST 10 mmELISPOT +

%

Liebeschuetz S, Lancet 2004;364:2196-203

TST et IGRAs chez des enfants exposés à la tuberculose, selon l’intensité de l’exposition

Nakaoka H, Emerg Infect Dis 2006;12(9):1383-8

TST, QFT et T‐SPOT chez l’enfant

Connell T, PLoS ONE 2008;3(7):e2624

TST, QFT et T‐SPOT chez les sujets HIV+

%

Mandalakas AM, IJTLD 2008;12(4):417-23

TST et ELISPOT chez 285 patients HIV+

Karam F, PLoS ONE 2008;3(1):e1441

TST et tests sanguins chez 138 patients immunodéprimés (HIV neg) exposés à la TB

– 17.4% TST + (>5mm)

– 44.2% T‐SPOT.TB +

– 4.3% T‐SPOT.TB indéterminés

• 1‐3 contacts avec le cas source: 37% +

• 9+ contacts avec le cas source: 66% + 

• Normopénie: 44.6% +

• Leucopénie: 44.3% +

Piana F, ERJ 2006;28:31-4

3.Les IGRAs sont mieux corrélés avec l’exposition à la tuberculose que les 

tests tuberculiniques

42.9%

28.6%

64.3%

7.1% 8.6%

32.1%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

<3 h 3-8 h >8h

Duration of exposure to index case

% o

f gro

up p

ositi

ve

TSTT SPOT-TB

* *

*

** both contacts had short but close exposure

**

Réaction tuberculinique et test sanguin selon la durée de l’exposition

Zellweger JP, IJTLD 2005;9:1242-7

Réaction tuberculinique et test sanguin selon l’intensité de l’exposition

Zellweger JP, IJTLD 2005;9:1242-7

Corrélation entre le degré d’exposition et le résultat des tests

T SPOT-TB TST OR P value 95% CI OR P value 95% CI

Being in high exposure group 5.00 0.029 1.05-23.86 1.85 0.161 0.78 – 4.36

Having received BCG vaccine 1.32 0.733 0.27-6.56 n/a* 0.0003 n/a

Age of subject† 3.31 0.116 0.70-15.80 2.66‡ 0.041 1.02-6.92

Table 4 Odds Ratios of correlation of having a positive T SPOT-TB and TST result from being in the high vs. low exposure group, having received the BCG vaccine and with respect to subject age. The results are presented for both the staff and residents combined. * As no non-BCG vaccinated subjects were positive to the TST regardless of the exposure group, an Odds Ratio was not computable. This was however a highly statistically significant result (p=0.0003 by χ2 analysis).

Zellweger JP, IJTLD 2005;9:1242-7

Durée du contact avec le cas source, contagiosité et positivité du test sanguin

Diel R, Chest 2009;135:1010-1018

%

Facteurs associés avec la positivité du test sanguin

OR

Diel R, Chest 2009;135:1010-1018

Infection tuberculeuse parmi les membres du personnel d’un hôpital Suisse (55% vaccinés BCG)

n Pos IGRA %Origin <10/100’000 682 41 6Origin >10/100’000 95 18 18.9Low exposure risk 217 11 5.1Medium exposure 398 30 7.5High exposure risk 162 18 11.1total 777 59 7.6

Stebler A Inf Control Hospital Epidemiol 2008;29(7):681-3

Positivité des tests IGRA chez les employés du secteur de la santé (Allemagne)

Nienhaus A, Pneumologie 2007; 61:613-7

Positivité des IGRAs chez les divers groupes professionnels à Samara (Russie)

010203040506070

nonmed

ical s

tudents

medica

l studen

ts

primary

care

staff

TB staff

lab st

aff

%

Drobniewski F, PLoS Medicine 2007;4(2):e55

4.Les IGRAs évitent les traitements préventifs inutiles chez les sujets porteurs d’un test tuberculinique 

faussement positif** réduction des coûts d’examen et de traitement et des effets indésirables

Enquêtes d’entourage en Suisse (2007)(source: Ligue Pulmonaire Suisse)

Index case

contacts TST Pos TST(10 mm)

TST + IGRA

Both + Only IGRA

Pos IGRA

LTBITotal*

CH 207 3159 2623 499 464 199 536 97 331**

(19%) (7.6%) (18%) (10.4%)

* Considered as LTBI: TST and IGRA positiveIGRA positive (no TST)TST positive, no IGRA

**6 cases with secondary TB

Nombre de cas à traiter pour prévenir un cas futur de tuberculose

(en admettant que tous les contacts « positifs » reçoivent un traitement préventif)

0102030405060708090

TST 5 mm

TST 10 m

m

TST 15 m

m

TST 10 +

IGRA

IGRA

high risk

20 years40 years

Diel R, Wrighton-Smith P and Zellweger JP, ERJ 2007;30:321-32

n

60 employés

27 positifs 33 négatifs

4 positifs 23 négatifs(15 BCG)

Tests tuberculiniques

T-SPOT.TB

contacts:

Coûts d’examen médical et de traitement sur la base du test tuberculinique: 37’800.-Coût des tests sanguins: 3’240.-Coûts d’examen et de traitement sur la base du T-SPOT.TB: 5’600.-

Impact économique des tests sanguins dans une enquête d’entourage:

5.Les IGRAs sont peut‐être corrélés avec la présence de mycobactéries 

vivantesLe taux peut varier spontanément ou 

sous l’effet d’un traitement antituberculeux curatif ou préventif

A Pathan et al;JCI 2001; 167: 5217

Evolution de la réponse IFN‐G sous traitement de la tuberculose

S Carrara et alCID 2004; 38: 754

Evolution du test sanguin sous traitement antituberculeux (succès et échecs)

Effet du traitement préventif sur la réponse des cellules T

Wilkinson KA, J Infect Dis 2006;193:394-9

Conversion et réversion de l’ELISPOT chez 341 contacts TB testés à 3 et 18 mois

Hill PC, PLoS Medicine 2007;4(6):e192

Réversion du QFT 1 an après contact, selon la valeur initiale (total 6.4%)

Pai M, IJTLD 2009;13(1)84-92

Evolution possible de l’infection tuberculeuse latente: les théories

1. Persistance de l’infection

2. Réactivation (évolution vers la tuberculose)

3. Eradication spontanée de l’infection?

Eradication spontanée de l’infection tuberculeuse?

Pai M, PloS Medicine, June 2007,e208

7. Les IGRAs pourraient contribuer au diagnostic de la tuberculose dans les 

cas difficiles:TB extrapulmonaire‐ pleurésie et sérosites TB

‐méningites TB

TB chez l’enfantTB chez les immunodéprimés

Tests tuberculiniques et ELISPOT chez des enfants suspects de tuberculose (Afrique du Sud)

0102030405060708090

docum

ented

TBno T

B

TB < 3 y

TB-HIV

TST 15 mm TST 10 mmELISPOT +

%

Liebeschuetz S, Lancet 2004;364:2196-203

Libération d’IFN g dans le sang et le liquide de lavage broncho‐alvéolaire chez 12 patients atteints de TB 

pulmonaire S‐/C+ et 25 contrôles

Jafari C, ERJ 2008;31:261-5

Positivité des tests IGRA dans les TB pulmonaires et extrapulmonaires

Groupe contrôle: positivité 10%Nishimura T, IJTLD 2008;12(3):269-74

Apport des IGRAs dans le diagnostic de la méningite TB

• 24 cas suspects de méningite TB

• IGRA (ELISPOT) dans le LCR– 10 cas prouvés

• 9 IGRAs LCR positifs 

– 9 cas exclus (autre diagnostic)• 0 IGRA LCR positif

– 4 cas incertains• 1 IGRA LCR positif

Thomas MR, IJTLD 2008;12(6):651-7

Apport des IGRAs dans le diagnostic de la méningite TB

Thomas MR, IJTLD 2008;12(6):651-7

7. Les IGRAs pourraient prédire une 

réactivation ultérieure de la tuberculose (mieux que la réaction tuberculinique)

Valeur prédictive du test γ−IFN

• 24 adultes HIV négatifs examinés après contact avec un cas de TB contagieuse et suivis pendant 2 ans (Ethiopie):– 7 développent une tuberculose – 17 restent indemnes– 21 avaient un test PPD positif 

• 7 (1/3) développent une tuberculose 

– 9 avaient un test ESAT‐6 positif• 6 (2/3) développent une tuberculose

Doherty TM et al, J Clin MIcrobiol 2002;40:704‐6 

Libération de γ−IFN par PPD et ESAT-6 et risque de TB 2 ans après contact

Doherty TM, J Clin MIcrobiol 2002;40:704-6

TB development within 2 years among 601 contacts, by test result (Germany)

601 contactsS+ PTB

358 TST neg243 TST >5mm

(40%)

535 IGRA neg66 IGRA pos

(11%)

25 prevent ttt 41 no prevent ttt

0 TB6 TB

(14.6%)

5 TB(2.3%)

1 TB*(*IGRA +)

Diel R, AJRCCM 2008

0 TB

TB development within 2 years among 601 contacts, by test result (Germany)

601 contactsS+ PTB

491 TST <10 mm110 TST >10mm

(18%)

535 IGRA neg66 IGRA pos

(11%)

25 prevent ttt 41 no prevent ttt

0 TB6 TB

(14.6%)

5 TB(4.6%)

1 TB*(*IGRA +)

Diel R, AJRCCM 2008

0 TB

Risk of progression among 2348 contacts followed for 2 years

0

0.5

1

1.5

2

2.5

TST+/- ELI+/- both pos both neg TST+/ELI- TST-/ELI+

Hill PC, PloS One 2008;e1379

Incidence de TB chez 908 enfants exposés, suivis pendant 2 ans après le contact

05

1015

2025

303540

45

TST + (550) ELISPOT + (381)

alluntreated

Bakir M, Ann Int Med 2008;149 (11):

%o

Positivité des IGRAs et risque de tuberculose chez 834 sujets HIV+ suivis pendant 2 ans

• 44 IGRAs positifs– 1er examen: 7 TB

– Suivi: 3/37 TB  

• 739 IGRAs négatifs– 1er examen: 1 TB

– Suivi: 0/730 TB

• 47 IGRAs indéterminés– 1er examen: 0 TB

– Suivi: 0 TBAichelburg MC, CID 2009;48:954-62

Conclusions

Test tuberculinique vs tests sanguins (IGRAs)

• TST: – Simple (personnel de santé)– Bon marché (?)– Un siècle d’expérience– Valeur prédictive connue– Peu spécifique (Influencé par 

BCG et mycobactéries non‐TB)

– Peu sensible chez les sujets àrisque (enfants, immunodéprimés)

– Effet booster en cas de répétition

– 2 visites

• IGRA:– Compliqués (prise de sang, 

transport, laboratoire)– Chers – Récents – Valeur prédictive incertaine– Spécifiques (Non influencés 

par BCG et mycobactéries non‐TB)

– Sensibles, même chez les enfants et les sujets immunodéprimés

– Pas d’effet booster– 1 seule visite

Estimation du risque d’infection tuberculeuse en combinant TST et IGRA

Pai M, IJTLD 2008;12(8):895-902

Indications possibles aux tests IGRAs

1. Recherche d’un infection tuberculeuse latente (LTBI)1. Exposition récente à un cas de TB contagieuse2. Immunosuppression 

1. Actuelle: VIH2. Future: anti‐TNF

3. Surveillance de personnes exposées2. Aide au diagnostic de la tuberculose (?)

1. TB Pulmonaire non  bacillaire2. TB extrapulmonaire3. TB chez l’enfant

Signification du test sanguin: 

• Tests positif = infection tuberculeuse latente (pas de faux‐positif)• Corrélation avec le degré d’exposition à la tuberculose• Pas d’influence du BCG• Pas de phénomène booster• Information sur l’âge de l’infection: ?• Pas d’information sur l’activité ni le nombre de mycobactéries • 2‐5% indéterminés (pas de lymphocytes stimulables)• Pas de distinction possible entre infection et maladie: un test 

positif n’est pas une preuve de maladie!

TST, IGRAs and wishful thinking

There may be nostalgia for the days when all tuberculin reactions meant tuberculous infection, and no nonsense! On the other hand, the imagination is now stirred by the promise that, with more reliable means for identifying persons who have had tuberculous infection,more effective steps can be taken for the eradication of the disease.

Edwards Ph and Edwards L, ARRD 1960