La detección en suero del 1,3-β-D-glucano (glucano) es útil en diagnóstico de la neumonía por Pneumocystis jirovecii y otras infecciones fúngicas invasoras. El glucano es un componente de la pared fúngica que circula en la sangre de los pacientes. Se puede detectar utilizando ensayos que analizan la activación del factor G de la cascada de coagulación en los cangrejos de herradura, animal que ha evolucionado muy poco en los últimos 450 millones de años.
Hay 7 compañias que tienen kits de detección de glucano: Fungitec G-Test MK (Seikagaku) y Fungitell (Associates of Cape Cod), ambos ensayos cinéticos y colorimétricos, el test de β-Glucano Wako cinético y turbidimétrico (Wako Pure Chemical Industries), the MB-80Set microbial dynamic detection system (manufactured by Beijing Gold Mountainriver Tech), el cromogénico de punto final B-G Star kit (Maruha), the Dynamiker Fungus (1-3)–β-D-glucan Assay (Dynamiker) and the Goldstream Fungus (1-3)–β-D-glucan Test (Era Biology). Las plataformas para realizar el ensayo son diferentes para cada kit. Debido a que el glucano está presente en grandes cantidades en el medio ambiente, la producción de los kits es difícil. En el laboratorio se tienen que tomar precauciones cuidadosas para minimizar la contaminación externa de la prueba. El rango dinámico y los valores umbrales difieren entre kits.
Algunos hongos no producen 1,3-beta-D-glucano o lo hacen en poca cantidad, especialmente las especies de Cryptococcus y la mayoría de los Mucorales. Por tanto, las infecciones causadas por ellos y por Candida parapsilosis (articulo) podrian presentar niveles mas bajos de 1,3 beta-D-glucano de lo esperado.
Algunos materiales pueden producir falsos positivos en los ensayos, como el algodón, o los hisopos quirúrgicos de rayón (persisten varios días tras la cirugía), la transfusión sanguínea, las infusiones de albúmina e inmunoglobulinas y la hemodiálisis.
Un metanálisis reciente del diagnóstico de la neumonía por Pneumocystis, indica una sensibilidad del 96%, una especificidad del 84%, y una odds ratio diagnóstica de 102. Para las infecciones fúngicas invasoras en diferentes poblaciones de pacientes, la sensibilidad fue del 80%, la especificidad del 82%, y una odds ratio diagnóstica de 26. Además, existe incertidumbre acerca de la sensibilidad de la prueba para el diagnóstico temprano, especialmente de la aspergilosis invasora que ocurre en pacientes profundamente neutropénicos. Las concentraciones de glucano disminuyen con el tratamiento antifúngico, pero lo hace de forma tan errática y lenta que no se pueden utilizar para evaluar la respuesta al mismo.
How it works
The assay measures activation of factor G of the coagulation cascade of the horseshoe crab Limulus polyphemus. These creatures are remarkably ancient and have evolved very little over the last 450 million years.
Structure of BDG polymer 
Harvesting blood from Limulus polyphemus (image from the Atlantic)
Available assays
- Fungitell (kinetic colorimetric assay)
- Wako Pure Chemical Industries (β-Glucan Test, kinetic turbidimetric assay )
- Dynamiker (Fungus (1-3)–β-D-glucan Assay)
- Era Biology (Fungus (1-3)–β-D-glucan Test)
For a direct comparison of the Wako and Era Biology β-D-Glucan tests see Song et al, 2021.
Diagnostics webinar
Video protocols & lectures
Performance
Some fungi produce very little or no BDG, notably Cryptococcus spp. and most of the Mucorales, and so these infections will not be detected with glucan measurement. Candida parapsilosis candidaemia may have lower BDG levels than expected (Mikulska et al, 2016). Glucan is detectable in the CSF of patients with coccidioidal meningitis (Stevens et al, 2016). Some extraneous materials will produce false positive assays, including cotton or rayon surgical swabs (persisting for a few days after surgery), blood transfusion, albumin and immunoglobulin infusions and haemodialysis.
In the diagnosis of Pneumocystis pneumonia, a meta-analysis indicated a diagnostic sensitivity and specificity of 96% and 84%, with a diagnostic odds ratio of 102 (Onishi et al, 2011). For invasive fungal infections in many different patient populations, it had a sensitivity of 80% and specificity of 82% with a diagnostic odds ratio of 26. For candidaemia, the Fungitell assay has a sensitivity of 87% and the Wako single sample assay (newly launched) has as lower sensitivity of 43%, with both assays having an very high negative predictive value of >99%.
There is also uncertainty about the sensitivity in terms of an early diagnosis, especially for invasive aspergillosis during profound neutropenia. Glucan levels do decline on antifungal treatment, but do so erratically and slowly cannot be used to assess response to therapy.
As glucan is present in large quantities in almost all environments, manufacture of glucan kits is difficult and stringent precautions must be taken in the laboratory to minimise external contamination. The dynamic range and positive cut-offs differ between kits.