Maskinen som hjälper till att få slut på TB

KwaMsane Township ligger bland böljande kullar i Sydafrikas KwaZulu-Natal-provinsen. Kör 30 minuter västerut och elefanter, giraffer, zebror och noshörningar promenerar ofta vid sidan av en motorväg som skär genom en viltpark. Några kilometer österut ligger vidsträckta sockerrörsfält, som skimrar i den subtropiska solen och ser ut att spilla ut i Indiska oceanen. KwaMsane är vacker, men den har en av världens högsta frekvenser av multiresistent (MDR) tuberkulos, en ofta dödlig form av sjukdomen.

I november 2011 kände Jabu Ngcobo, 25, en smärta i sidan och gick till KwaMsane-kliniken, som liknar en trailerpark. Klinikens släpvagnar – här kallade parkhomes – omger en liten täckt innergård som fungerar som ett väntrum, med patienter som sitter i plaststolar. Jag trodde hela tiden att jag hade MDR-TB eftersom mina två bröder och min syster hade det, säger Ngcobo.

Den här historien var en del av vårt januarinummer 2013

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Hennes syskon fick reda på att de hade den farliga formen av sjukdomen först efter att ha gett sputumprover, som måste transporteras till ett laboratorium i Durban, 275 kilometer söderut. Labbet fick då vårda kulturer av Mycobacterium tuberculosis tills kolonierna var tillräckligt stora för att utsättas för drogmottaglighetstester. I bästa fall tar processen sex veckor; i verkligheten, med tanke på behovet av att transportera proverna, sannolikheten för eftersläpningar i laboratoriet och förseningar i rapporteringen av resultaten, går det ofta tre månader innan patienter på landsbygdsstäder som KwaMsane får veta om de kommer att dra nytta av en relativt enkel sexmånaderskurs med antibiotika eller istället behöver en 18 månader lång störtflod av tunga läkemedel. Förseningen kan betyda skillnaden mellan permanent lungskada, eller till och med död, och återhämtning utan några långsiktiga konsekvenser.

Ngcobo hade verkligen den läkemedelsresistenta formen av tuberkulos - och hon började behandlingen nästa dag. Richard Lessells, en skotsk läkare som behandlade henne och hennes familjemedlemmar på KwaMsane-kliniken, noterar att för Ngcobos syskon kom månaderna som gick utan ordentlig behandling till en hög kostnad: en av hennes bröder fick lungskador som aldrig kommer att läka. Jabu, däremot, hade inga detekterbara nivåer av bakterierna en månad efter diagnosen, eftersom hon omedelbart började ta 22 piller om dagen samt injektioner av läkemedel mot tuberkulos.

Ngcobos snabba diagnos och återhämtning möjliggjordes av en maskin som heter a GeneXpert , som sitter ovanpå en disk inuti en av släpvagnarna och liknar en high-end espressomaskin. Även om de avancerade molekylära knep den använder för att identifiera DNA:t M. tuberculosis skulle ha varit otänkbart utanför ett toppmodernt biologilabb för några år sedan, enheten är enkel att använda. En tekniker sprutar ett sputumprov från en patient in i vad som ser ut som en skrivarkassett och klickar sedan in det i maskinen, som utför en reaktion som förstärker specifika bitar av M. tuberculosis DNA om de finns. Fluorescerande molekyler lyser upp när de kommer i kontakt med det riktade DNA:t, och maskinen upptäcker fluorescensen och skickar informationen till en dator. Hela processen tar bara två timmar. Inte bara kan GeneXpert upptäcka närvaron av de TB-orsakande bakterierna, utan det kan exakt avgöra om bakteriens DNA har de mutationer som är kända för att göra sjukdomen resistent mot det vanligaste läkemedlet.

Tuberkulos , som rutinmässigt sprider sig genom luften, infekterar en tredjedel av den mänskliga befolkningen. För nästan alla dessa människor är det ofarligt, och de flesta vet inte ens att de har blivit smittade. Och för stora delar av världen är det en sjukdom som huvudsakligen har historisk betydelse. Men i många fattiga länder, särskilt i stora delar av centrala och södra Afrika, har den fortfarande epidemiska proportioner. Under 2011 blev uppskattningsvis 8,7 miljoner människor sjuka av M. tuberculosis . Ungefär 1,4 miljoner människor dör av tuberkulos varje år; HIV är det enda smittämnet som dödar fler.

Durban TB-läkaren Iqbal Master välkomnar GeneXpert men säger att det skapar många utmaningar.

En avgörande anledning till att denna epidemi fortsätter är att det inte finns något effektivt och prisvärt sätt att berätta vem som är smittad. TB förblir odiagnostiserat hos cirka tre miljoner människor varje år. Vissa testas helt enkelt aldrig. Andra, på grund av föråldrad diagnostisk teknik, får felaktigt en ren hälsoräkning. Traditionell diagnos för tuberkulos bygger på att färga ett sputumprov med färgämnen och sedan undersöka ett objektglas under ett mikroskop för att leta efter bakterierna. Detta utstrykstest, utvecklat för 125 år sedan, upptäcker färre än 60 procent av alla fall och identifierar inte läkemedelsresistenta stammar. Det mer exakta odlingstestet för att fastställa känslighet för vissa läkemedel tar längre tid, kostar mer och måste göras i ett välutrustat labb - så det används sparsamt. Det betyder att ungefär 80 procent av de läkemedelsresistenta fallen i världen inte upptäcks, enligt Världshälsoorganisationen. Tillsammans representerar dessa odiagnostiserade individer en stor reservoar för bakterierna, inklusive läkemedelsresistenta stammar. Infektion blomstrar och sprider sig genom samhällen och ödelägger de mest utsatta människorna, som de som redan försvagats av hiv.

Ett praktiskt, snabbt och kraftfullt diagnostiskt verktyg kan förändra den dödliga dynamiken. Utfört på marknaden genom ett offentlig-privat partnerskap mellan University of Medicine and Dentistry i New Jersey, Foundation for Innovative New Diagnostics i Genève, Schweiz, och Cepheid, en tillverkare baserad i Sunnyvale, Kalifornien, fick GeneXpert TB-detektionsmaskinen godkännande från WHO i december 2010. Några månader senare, Sydafrikas hälsominister, Aaron Motsoaledi , jämförde maskinerna med bazookas i kriget mot tuberkulos och lovade att placera dem i vart och ett av landets 52 distrikt.

Enbart GeneXpert-maskinen kommer inte att räcka för att bryta baksidan av det massiva tuberkulosproblemet i Sydafrika eller någon annanstans. Det skulle förmodligen kräva ett kraftfullt vaccin i kombination med mycket mer potenta läkemedel än vad som finns nu. Men under tiden, för länder som drabbas av tuberkulos, inklusive ett ökande antal fall som är resistenta mot ett ökande antal läkemedel, är ett sådant diagnostiskt verktyg ett avgörande och nödvändigt första steg. Att distribuera det brett i ett land som Sydafrika, där mycket av befolkningen saknar tillgång till avancerad medicinsk vård, kommer att vara en logistisk och ekonomisk utmaning. Men att inte göra det kan vara dödligt. För att förstå insatserna är det värt att överväga utbrottet för några år sedan av en mardrömsstam av tuberkulos bara några hundra kilometer från KwaMsane Township.

Drömmar

En av de mest skrämmande aspekterna av tuberkulos är att människor har behandlat den med sådan likgiltighet. Alltför ofta börjar patienterna behandling, mår snart bättre och slutar sedan ta sina piller eller tar dem bara sporadiskt. Detta skapar en perfekt möjlighet för resistens att utvecklas, eftersom de bakterier med mutationer som gör dem minst mottagliga för läkemedlet sannolikt kommer att överleva den ofullständiga behandlingen. Sedan finns det det läskigaste scenariot av allt: olämpligt diagnostiserad eller ofullständigt behandlad MDR-TB kan fostra omfattande läkemedelsresistenta (XDR) mutanter som undviker två av huvudklasserna av TB-läkemedel. Ett utbrott av just en sådan stam rapporterades för första gången 2006. Och det ägde rum i KwaZulu-Natal.

Tugela Ferry, cirka fyra timmars bilresa från KwaMsane Township, är en liten stad i den centrala delen av provinsen. I augusti 2006 beskrev rubriker runt om i världen den häpnadsväckande nyheten att 52 av 53 TB-patienter som hade checkat in på Church of Scotland Hospital där hade dött — i genomsnitt inom 16 dagar efter intagningen. Tester visade senare att de hade XDR-stammar. Utbrottet tvingade Sydafrika att titta länge och noggrant på de folkhälsomisslyckanden som hade tillåtit dessa farliga stammar att utvecklas och spridas. I mitten var bristen på lämpliga diagnostiska verktyg. Med tanke på att det även under idealiska omständigheter skulle ta mer än en månad att diagnostisera läkemedelsresistent TB, hade patienterna ingen chans: alla dog innan de någonsin fick veta att de hade en dödlig form av sjukdomen.

Teknikern Gregory Mkhize visar upp den största GeneXpert-maskinen i Afrika, på Prince Mshiyeni Memorial Hospital. Den kan behandla 48 prover samtidigt.

I kölvattnet av Tugela Ferry utsåg regeringen avdelningar kl King George V sjukhus , ett 75 år - gammal TB-facilitet i Durban, enbart för drog - resistenta fall. Målet var både att förbättra behandlingsresultaten och att bromsa spridningen av sjukdomen. Sjukhuset har sju avdelningar med vardera 32 vårdplatser, varav en enbart ägnas åt barn. Det finns en väntelista för att komma in, även om Iqbal Master, läkaren som hanterar programmet, är stolt över att alla sjuka patienter, och de med XDR TB, nu är inlagda inom några veckor efter att de blivit remitterade; i januari 2007 uppgick förseningarna till fyra månader. Vi hade patienter som dog medan de stod på en väntelista, säger han.

Patienter som Nomthandzau Elizabeth Mjwara, en 48-årig kvinna som har hiv och MDR TB, är tacksamma över att få säkra en av de 224 sängarna. Det är som att jag bor hemma, säger Mjwara, som bott på sjukhuset sedan april. Efter att hon blev allvarligt sjuk gick det fyra månader innan hon sökte vård, gav ett sputumprov, fick sin TB-diagnos och lades in hos kung George V för att påbörja behandling. Många HIV-infekterade patienter anländer till sjukhuset i ett så långt framskridet stadium av AIDS att till och med rätt TB-behandling är för lite, för sent. Lyckligtvis, trots diagnostiska förseningar, hade Mjwara fortfarande tillräckligt med ett immunsystem kvar för att svara på drogerna.

Trots den positiva attityden hos patienter som Mjwara och den förstklassiga vård de får lider många på King George V av avancerade fall av tuberkulos och många lämnar i kistor. De som överlever, som Mjwara, får utstå flera månader av smärtsamma dagliga injektioner som kan orsaka hörselnedsättning och psykos. Hostor präglar avdelningarna dag och natt, och för att motverka luftburen infektion förblir fönster öppna även när temperaturen sjunker.

Nästan allt positivt som sägs om tuberkulos följs av ett men.

De flesta läkare och sjuksköterskor som arbetar på avdelningen bär ansiktsmasker. Master gör det inte, delvis för att patienter med hörselnedsättning är mycket beroende av att läsa läppar. Han har ett sympatiskt och vemodigt leende, accentuerat av en vis mans buskiga salt- och pepparskägg. Skägget skyddar mig från TB, skämtar Mäster.

Om GeneXpert används effektivt i Sydafrika, kommer det i slutändan att lätta på trycket på sjukhus som kung George V, bromsa spridningen av resistenta fall genom att påskynda upptäckten av dem och starta människor med rätt behandling tidigare. Men nästan allt positivt som sägs om TB följs av ett men, och Master är snabb med att betona teknikens begränsningar. Den ena är teknisk. Kulturtester förblir mer exakta än GeneXpert. Dessutom är testning av kulturer det enda sättet att korrekt diagnostisera XDR TB. Slutligen, den aggressiva strävan att börja använda GeneXpert över hela landet belastar hälso- och sjukvårdssystemet. Även om identifiering av personer med den aktiva sjukdomen kommer att ge en långsiktig fördel för folkhälsan, kommer det att öka det omedelbara antalet patienter som söker medicinsk vård. Master citerar studier som tyder på att GeneXpert kommer att öka patientbelastningen med upp till 500 procent på kort sikt. De har inte sorterat ut logistiken för vad som är det perfekta sättet att rulla ut GeneXpert, säger han. Det kommer att ta tid.

En livlig septembermorgon stannar Mästaren till vid Mjwaras säng och beundrar ett av hennes många hantverksprojekt, en pennhållare som hon gjort av tomma toalettpappersrullar och tungpressare. Så det var dit mina tungdepressorer tog vägen! retas han. Hennes tröja har ett ord sytt över sig: Drömmar.

Väntar på ett vaccin

Även om många delar av Sydafrika är rika, är Durbans Prince Mshiyeni Memorial Hospital en påminnelse om att mycket av landet fortfarande är extremt fattigt och saknar moderna medicinska faciliteter. Sjukhuset med 1 200 bäddar har vakter vid ingången, trånga salar fyllda med sjuka patienter och mängder av människor som ständigt rör sig nerför korridorerna. Läkare i Durban som inte arbetar där himlar ofta med ögonen när namnet nämns, och de senaste nyheterna berättar om problem med personalbrist, långa köer på apoteket, säkerhetsbortfall (inklusive en försvunnen död kropp) och ett utbrott av bakteriell infektion som dödade fem barn. Men på grund av detta vidsträckta sjukhus finns den största GeneXpert-maskinen i Afrika. Den mastodontmaskin som avtäcktes av hälsominister Motsoaledi på Världstbc-dagen i mars 2011 är två meter hög och 2,5 meter lång. Den kan bearbeta 48 patroner åt gången; de rör sig genom utrustningen med hjälp av transportband och en robotarm.

För några år sedan hjälpte Motsoaledi till att leda en framgångsrik landsomfattande kampanj för att testa 15 miljoner människor för hiv och administrera retrovirala läkemedel till alla med ett allvarligt skadat immunsystem. Nu är han optimistisk att GeneXpert, som han lovade skulle finnas i varje offentlig anläggning i Sydafrika som behövde en i slutet av 2012, kommer att revolutionera kontrollen av tuberkulos. När vi lanserade kampanjen [för att testa för HIV] 2010 fanns det ingen GeneXpert, så TB-screeningen gjordes med fem frågor, säger Motsoaledi. Bara att ställa fem frågor och bestämma sig utifrån dina svar? frågar han misstroget. Nu på de flesta av teststationerna ser vi till att GeneXpert finns där.

Kostnaderna för de diagnostiska maskinerna dvärgsätts av kostnaderna för att tillhandahålla månaders sjukhusvård för TB-patienter.

Men det räcker inte att bara ha maskinerna. En vardag i september körde maskinen med 48 patroner på Prince Mshiyeni Memorial Hospital endast ett prov. Det beror på att den snabba uppskalningen av avancerad TB-testning har stressat systemet till bucklingspunkten. Endast en leverantör tillhandahåller patroner, och det har redan funnits brist, vilket leder till en enorm eftersläpning av obearbetade prover, säger Stephen Carpenter, klinisk chef för Don McKenzie-sjukhuset i Botha Hills, utanför Durban. GeneXpert hade ännu inte nått sitt eget sjukhus. Vi blev lovade att det skulle rullas ut över hela provinsen och distriktet, men det har varit alla möjliga ekonomiska och logistiska förseningar, säger han.

Eftersom GeneXpert inte kräver odling av tuberkulos, minskar det riskerna för labbarbetare.

Faktum är att implementeringen av GeneXpert kräver en betydande investering av Sydafrikas regering. En maskin med fyra patroner och en stationär dator säljs för $17 000 och patroner kostar $9,98. Analyser visar att ett GeneXpert-test i Sydafrika, inklusive personalens tid och maskinunderhåll, kostar ungefär $25 per prov, mot $3 för ett sputumutstryk och $12 till $16 för en kultur. Den ökade kostnaden kompenseras till viss del av det faktum att GeneXpert innehåller resistenstestning – traditionella läkemedelskänslighetstestning för förstahandsbehandlingar kostar 72 USD per test – men allt som allt, en artikel publicerad av PLOS ETT fann, kommer Sydafrika att behöva spendera 55 procent mer per misstänkt tuberkulosfall om det fullt ut skalar upp användningen av tekniken som planerat.

Baksidan är att landet kommer att få en rejäl smäll för sin rand, eftersom kostnaderna för maskinen översköljs av kostnaden för att tillhandahålla månaders sjukhusvård för TB-patienter. Diagnoskostnaderna är en mycket, mycket liten del av det totala TB-kontrollprogrammet, och det finns betydande fördelar, säger Mark Nicol, en klinisk mikrobiolog som har ett gemensamt möte vid University of Cape Town och regeringens National Health Laboratory Service. Nicol noterar att fattigare länder med höga TB-bördor kommer att behöva hjälp utifrån. Men det är ett pris som Sydafrika verkligen har råd med, säger han.

Han är inte ensam om att anse att testet är värt besväret. GeneXpert har förändrat vårt sätt att diagnostisera tuberkulos, säger Nesri Padayatchi, som tidigare ledde tuberkulosavdelningarna på King George V och nu arbetar tvärs över stan med tuberkulos och hiv vid Center for the AIDS Program of Research i Sydafrika. Men här kommer det oundvikliga men: Du kan identifiera alla dessa patienter, men det tar inte upp det centrala problemet. TBC-kliniker som Padayatchi har länge drömt om bättre mediciner för att både förebygga och behandla sjukdomen. Ett tuberkulosvaccin introducerades faktiskt för nästan ett sekel sedan och används ofta. Men så mycket kontroverser omger dess effektivitet att USA, för en, inte generellt rekommenderar det. Det är ett undervaccin – man undrar om det fungerar, skojar Padayatchi. Elva TB-vacciner är för närvarande i kliniska prövningar, en återspegling av de intensiva ansträngningarna under det senaste decenniet för att föryngra området, men inget har ännu motiverat en fullskalig effektstudie. Världshälsoorganisationen uppskattar att det tidigaste som ett vaccin kan licensieras är 2020.

Jabu Ngcobo utvecklade läkemedelsresistent TB men fick snabbt diagnosen GeneXpert och återhämtade sig helt.

När det gäller behandlingar har ingen ny klass av TB-läkemedel kommit till marknaden på 40 år, även om två förväntas avsluta mänskliga tester i år; var och en verkar fungera mot resistenta stammar. Nio andra föreningar befinner sig i olika stadier av mänskliga studier. Framtiden för dessa läkemedel är fortfarande osäker.

Internationella hälsomyndigheter har kommit överens om en plan för att minska tuberkulos till mindre än ett fall per miljon människor till 2050. Det skulle vara en minskning från 8,7 miljoner fall globalt idag till ungefär 7 000. Partnerskapet specificerar att nyckeln till framgång är ett effektivt vaccin kombinerat med behandlingar som kan besegra läkemedelskänsliga M. tuberculosis inom två månader. Det finns naturligtvis ingen garanti för att någon av dessa kommer att utvecklas till 2050. Men GeneXpert kan åtminstone flytta världen närmare målet att nästan eliminera denna sjukdom.

Dölj