Sputum smear microscopy predicting mycobacterial culture in Ontario: A population-based laboratory report

Abstract

RATIONALE: Tuberculosis (TB) and nontuberculous mycobacterial (NTM) pulmonary disease may present similarly but must be swiftly distinguished because of public health implications. The first diagnostic test usually available for suspected pulmonary mycobacterial disease is smear microscopy for acid-fast bacilli (AFB).

OBJECTIVES: To measure the diagnostic utility of sputum AFB in Ontario.

METHODS: All patients’ first AFB smears submitted to Public Health Ontario Laboratories during 2012–2014 were compared against final cultures. Diagnostic test characteristics were calculated for AFB smears in predicting TB and NTM separately.

MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Among 30 136 patients, AFB smears and cultures were positive in 4.2% (1279) and 17.4% (5233) respectively, comprising TB in 800 (2.7%, AFB-positive 489 [61.1%]) and NTM in 4433 (14.7%, AFB-positive 652 [14.7%]). Test characteristics for TB were: specificity 97.3%, negative predictive value 98.9%, sensitivity 61.1%, and positive predictive value 38.2%. Performance improved somewhat in males: specificity 97.4%, negative predictive value 98.8%, sensitivity 60.1%, positive predictive value 42.0%, and more so in people <60 years old: specificity 98.3%, negative predictive value 98.5%, sensitivity 60.9%, positive predictive value 56.8%. Test characteristics for NTM were: specificity 97.6%, negative predictive value 86.9%, sensitivity 14.7%, positive predictive value 51.0% in the entire population.

CONCLUSIONS: Sputum AFB performed poorly in predicting TB because of the large proportion of AFB-positives caused by NTM (51.0%) and the relatively small proportion of AFB-positive TB cases (61.1%). The predictive ability for NTM was also poor. Regardless of age and sex, AFB remained an inadequate predictor of TB and NTM in Ontario.

RÉsumÉ

JUSTIFICATION: Les maladies pulmonaires à mycobactéries tuberculeuse et non tuberculeuse peuvent se présenter de la même manière, mais elles doivent être rapidement distinguées en raison de leurs conséquences pour la santé publique. Le premier test diagnostic habituellement disponible pour la maladie pulmonaire à mycobactéries est l’examen microscopique de frottis à la recherche de bacilles acido-alcoolo-résistants (BAAR).

OBJECTIFS: Mesurer l’utilité de la recherche de BAAR dans les expectorations à des fins de diagnostic en Ontario.

MÉTHODES: Les premiers frottis de tous les patients ayant été soumis aux Laboratoires de santé publique de l’Ontario pour la recherche de BAAR entre 2012 et 2014 ont été comparés aux cultures finales. Les caractéristiques des tests diagnostics pour prédire la tuberculose et la mycobactériose non tuberculeuse (MNT) à partir des frottis BAAR ont été calculées séparément.

MESURES ET PRINCIPAUX RÉSULTATS: Les frottis et les cultures BAAR se sont révélés positifs chez 4,2 % (1279) et 17,4 % (5233) des 30 136 patients respectivement, incluant la présence de tuberculose chez 800 patients (2,7 %, 489 BAAR positifs [61,1 %] et de mycobactéries non tuberculeuses (MNT) chez 4 433 patients (14,7 %, 652 BAAR positifs [14,7 %]. Les tests caractéristiques pour la tuberculose avaient une spécificité de 97,3 %, une valeur prédictive négative de 98,9 %, une sensibilité de 61,1 % et une valeur prédictive positive de 38,2 %. La performance a été un peu meilleure chez les hommes, avec une spécificité de 97,4 %, une valeur prédictive négative de 98,8 %, une sensibilité de 60,1 % et une valeur prédictive positive de 42,0 %, et l’a été davantage chez les personnes âgées de plus de 60 ans : spécificité de 98,3 %, valeur prédictive négative de 98,5 %, sensibilité de 60,9 % et valeur prédictive positive de 56,8 %. Les caractéristiques des tests pour les MNT étaient : spécificité de 97,6 %, valeur prédictive négative de 86,9 %, sensibilité de 14,7 % et valeur prédictive positive de 51,0 % au sein de l’ensemble de la population.

CONCLUSIONS: La recherche de BAAS dans les expectorations a affiché un piètre rendement pour prédire la tuberculose en raison de la grande proportion de BAAS positifs occasionnés par le MNT (51,0 %) et la proportion relativement petite de cas de tuberculose BAAS positifs (61,1 %). La capacité prédictive pour le MNT a elle aussi été faible. Indépendamment de l’âge et du sexe, le BAAS s’est révélé un prédicteur inadéquat de la tuberculose et de la MNT en Ontario.

Keywords:

• Diagnosis
• direct fluorescent microscopy
• nontuberculous mycobacteria
• tuberculosis

Acknowledgments

T.K. Marras participated in study design and data analysis, and drafted the manuscript. K. Cronin and K. May participated in data collection and analysis, and critically revised the manuscript for important intellectual content. A. Marchand-Austin participated in study design and data analysis, and critically revised the manuscript for important intellectual content. S.K. Brode and F.B. Jamieson participated in study design and critically revised the manuscript for important intellectual content. All authors have approved the final version of the work and agree to be accountable for it.

Disclosure statement

The authors have no conflicts of interest to declare.