Tecnologias emergentes para o diagnóstico da tuberculose pulmonar por amostras de ar exalado : uma revisão de escopo

Abstract

Resumo: A tuberculose pulmonar é a principal causa de morte por doenças infecciosas em todo o mundo, especialmente em contextos com acesso limitado a infraestrutura diagnóstica. Diante das dificuldades associadas à coleta de escarro e da necessidade de estratégias rápidas e não invasivas, diversas tecnologias têm sido desenvolvidas para detectar infecção por Mycobacterium tuberculosis por meio da análise do ar exalado. Esta dissertação apresenta uma revisão de escopo sistemática que mapeou as evidências disponíveis sobre tecnologias avançadas empregadas na identificação da tuberculose pulmonar com base em amostras respiratórias não invasivas, como o sopro alveolar, bioaerossóis e o condensado do ar exalado. Foram incluídos 19 estudos publicados entre 2010 e 2025, majoritariamente conduzidos em países com alta carga de tuberculose. As abordagens mais frequentes foram o uso de narizes eletrônicos, espectrometria de massas acoplada à cromatografia gasosa e imunossensores, frequentemente associadas a técnicas de aprendizado de máquina para reconhecimento de padrões em perfis moleculares e metabólicos. Os estudos analisados demonstraram variação relevante nos parâmetros de desempenho diagnóstico, com heterogeneidade metodológica quanto ao delineamento, padrões de referência e estratégias de validação. Embora parte das investigações atenda aos critérios mínimos estabelecidos no Perfil de Produto-Alvo da Organização Mundial da Saúde para testes de triagem, predominam avaliações conduzidas sob condições controladas, com validação externa limitada e inclusão restrita de populações prioritárias, como pessoas vivendo com HIV. Os achados indicam que as tecnologias baseadas em ar exalado constituem um campo em desenvolvimento, com potencial para aplicação complementar na triagem da tuberculose. Contudo, sua consolidação dependerá da padronização pré-analítica, da harmonização de métricas de desempenho e da realização de estudos multicêntricos em contextos clínicos reais

Abstract: Pulmonary tuberculosis is the leading cause of death from infectious diseases worldwide, particularly in settings with limited access to diagnostic infrastructure. Given the challenges associated with sputum collection and the need for rapid and non invasive diagnostic strategies, several technologies have been investigated for the detection of Mycobacterium tuberculosis infection through the analysis of exhaled breath. This dissertation presents a systematic scoping review that mapped the available evidence on advanced technologies applied to the diagnosis of pulmonary tuberculosis using non-invasive respiratory samples, including alveolar breath, bioaerosols, and exhaled breath condensate. Nineteen studies published between 2010 and 2025 were included, most conducted in high tuberculosis burden countries. The main analytical approaches comprised electronic noses, gas chromatography mass spectrometry, and immunosensors, frequently combined with machine learning techniques for pattern recognition in molecular and metabolic profiles. The included studies showed variation in diagnostic performance, with substantial methodological heterogeneity regarding study design, reference standards, and validation strategies. Although some investigations met the minimum criteria established in the World Health Organization Target Product Profiles for triage tests, most were conducted under controlled conditions, with limited external validation and restricted inclusion of priority populations, such as people living with HIV. The findings indicate that exhaled breath based technologies represent a field under development with potential for complementary use in tuberculosis screening; however, their consolidation will require pre-analytical standardization, harmonization of performance metrics, and multicenter studies conducted in real-world clinical settings