Research Article

Diagnostic accuracy of loop-mediated isothermal amplification (LAMP) for screening patients with imported malaria in a non-endemic setting

Précision diagnostique de l'amplification isothermique d'ADN en boucle (LAMP) pour le dépistage des patients avec paludisme importé dans un contexte non endémique

¹ Institute of Parasitology and Medical Mycology, Hôpital de la Croix-Rousse, Hospices Civils de Lyon, 69004 Lyon, France
² Service des Maladies Infectieuses et Tropicales, Hôpital de la Croix-Rousse, Hospices Civils de Lyon, 69004 Lyon, France
³ Service d'accueil des Urgences, Hôpital de la Croix-Rousse, Hospices Civils de Lyon, 69004 Lyon, France
⁴ Service d'accueil des Urgences Pédiatriques, Hôpital Femme-Mère-Enfant, Hospices Civils de Lyon, 69677 Bron, France
⁵ Service d'accueil des urgences, Hôpital Edouard Herriot, Hospices Civils de Lyon, 69003 Lyon, France
⁶ Service d'accueil des urgences, Hôpital Lyon Sud, Hospices Civils de Lyon, Hôpital Lyon Sud, 69310 Pierre-Bénite, France
⁷ Service des urgences/SAMU 69, Hospices Civils de Lyon, Lyon, 69003, France
⁸ Univ. Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, HESPER EA 7425, 69008 Lyon, France
⁹ Malaria Research Unit, SMITh, ICBMS, UMR 5246 CNRS-INSA-CPE-University Lyon1, 69100 Villeurbanne, France
¹⁰ Laboratoire d'Hématologie, Hôpital de la Croix-Rousse, Hospices Civils de Lyon, 69004 Lyon, France

^* Corresponding author: Stephane.picot@univ-lyon1.fr

Received: 31 August 2017
Accepted: 29 November 2017

Abstract

Background: Sensitive and easy-to-perform methods for the diagnosis of malaria are not yet available. Improving the limit of detection and following the requirements for certification are issues to be addressed in both endemic and non-endemic settings. The aim of this study was to test whether loop-mediated isothermal amplification of DNA (LAMP) may be an alternative to microscopy or real-time PCR for the screening of imported malaria cases in non-endemic area. Results: 310 blood samples associated with 829 suspected cases of imported malaria were tested during a one year period. Microscopy (thin and thick stained blood slides, reference standard) was used for the diagnosis. Real-time PCR was used as a standard of truth, and LAMP (Meridian Malaria Plus) was used as an index test in a prospective study conducted following the Standards for Reporting Diagnosis Accuracy Studies. In the 83 positive samples, species identification was P. falciparum (n = 66), P. ovale (n = 9), P. vivax (n = 3) P. malariae (n = 3) and 2 co-infections with P. falciparum + P.malariae. Using LAMP methods, 93 samples gave positive results, including 4 false-positives. Sensitivity, specificity, positive predictive value and negative predictive value for LAMP tests were 100%, 98.13%, 95.51%, and 100% compared to PCR. Conclusion: High negative predictive value, and limit of detection suggest that LAMP can be used for screening of imported malaria cases in non-endemic countries when expert microscopists are not immediately available. However, the rare occurrence of non-valid results and the need for species identification and quantification of positive samples preclude the use of LAMP as a single reference method.

Résumé

Contexte : Des méthodes sensibles et faciles pour le diagnostic du paludisme sont encore attendues. Améliorer la limite de détection et répondre aux besoins de la certification sont des questions auxquelles il faut répondre tant en zone endémique que non-endémique. L'objectif de cette étude était de tester si la méthode d'amplification isothermique d'ADN en boucle (LAMP) peut être une alternative à la microscopie ou à la PCR temps réel pour le dépistage des cas de paludisme d'importation en zone non-endémique. Résultats : 310 échantillons de sang provenant de 829 suspicions de paludisme importé ont été testés pendant l'année de l'étude. La microscopie (frottis sanguins et gouttes épaisses colorées, standard de référence) a été utilisée pour le diagnostic. La PCR temps réel a été utilisée comme standard de vérité, et la LAMP (Meridian Malaria Plus) a été utilisée en méthode index dans une étude prospective conduite selon les standards pour rapporter les études d'efficacité diagnostique. Parmi les 83 échantillons positifs, l'identification des espèces était P. falciparum (n = 66), P. ovale (n = 9), P. vivax (n = 3) P. malariae (n = 3) et 2 coïnfections P. falciparum + P. malariae. La méthode LAMP a donné 93 échantillons positifs, dont 4 faux positifs. La sensitivité, la spécificité, la valeur prédictive positive et la valeur prédictive négative pour le LAMP étaient 100 %, 98.13 %, 95.51 %, 100 % comparées à la PCR. Conclusion : Une valeur prédictive négative élevée et la limite de détection suggèrent que le LAMP peut être utilisé pour dépister les cas de paludisme d'importation en zone non-endémique lorsque des microscopistes experts ne sont pas immédiatement disponibles. Cependant, la rare possibilité de résultats non valides et le besoin d'une identification d'espèce et d'une quantification empêchent que la méthode LAMP soit utilisée comme seule méthode de référence.