Differences in haematological parameters and haemoglobin phenotypes in symptomatic and asymptomatic subjects with Plasmodium falciparum infection in parts of Kaduna metropolis, Nigeria

Abstract

Background: Plasmodium falciparum is the leading cause of malaria morbidity and mortality in Nigeria with varied symptoms and haematological consequences. The objective of this study is to assess the differences in haematological parameters and haemoglobin phenotypes in symptomatic P. falciparum infected and apparently healthy asymptomatic individuals in parts of Kaduna metropolis.
Methodology: A total of 1000 subjects; 500 symptomatic and 500 apparently healthy subjects asymptomatic for malaria, were recruited from selected hospitals and National Blood Bank in Kaduna metropolis. Blood samples were collected for thick and thin film microscopy to determine malaria parasitaemia and parasite species identification respectively. Haematological parameters were determined using automated blood analyser (KX-21N, Sysmex, Japan) and haemoglobin phenotypes by alkaline cellulose acetate electrophoresis.
Results: Of the 1000 subjects recruited, 347 (34.7%) were positive for P. falciparum on blood film, which included 226 (45.2%) of 500 symptomatic and 121 (24.2%) of 500 asymptomatic subjects (p<0.00001). Of the 347 P. falciparum infected subjects, 275 (79.3%) had HbAA, 61 (17.6%) had HbAS, 1 (0.3%) had HbAC, 8 (2.3%) had HbSS, and 2 (0.6%) had HbSSf phenotypes. One hundred and sixty-three (72.1%) of the 226 symptomatic subjects had HbAA while 112 (92.6%) of the 121 asymptomatic subjects had HbAA, which indicated a significantly higher frequency of asymptomatic malaria in subjects with HbAA (p<0.00001). Conversely, 53 (23.5%) of the 226 symptomatic subjects had HbAS while 8 (6.6%) of 121 asymptomatic subjects had HbAS, indicating a significantly higher frequency of symptomatic malaria in subjects with HbAS (p=0.000086). The frequency of parasitaemia > 3,000 parasites/μL of blood was 100% for HbSSf, 25% for HbSS, 8.2% for HbAS and 2.2% for HbAA, which showed significantly higher frequency in subjects with HbSS (X²=7.5989, p=0.0054) and HbAS (X²=3.9627, p=0.046519) compared to HbAA. In symptomatic subjects, only MCHC value was significantly higher in subjects with HbAS (33.21±2.430) compared to those with HbAA (32.09 ±2.315) (p=0.003), while all other haematological parameters were not significantly different (p>0.05). In asymptomatic subjects, none of the haematological parameters was significantly different between subjects with HbAS and HbAA (p>0.05).
Conclusion: Although the frequency of P. falciparum infection in this study is generally higher in subjects with HbAA, symptomatic infection and higher parasite density are associated with HbAS, HbSS and HbSSf. Effective utilisation of personal preventive measures by inhabitants, in addition to current malaria control and intervention strategies should be adequately implemented in Kaduna metropolis.

Keywords: Haematological parameters, haemoglobin, electrophoresis, Plasmodium falciparum, malaria

Différences dans les paramètres hématologiques et les phénotypes d'hémoglobine chez les sujets symptomatiques et asymptomatiques atteints d'une infection à Plasmodium falciparum dans certaines parties de la métropole de Kaduna, Nigéria

Contexte: Plasmodium falciparum est la principale cause de morbidité et de mortalité liées au paludisme au Nigéria avec des symptômes et des conséquences hématologiques variés. L'objectif de cette étude est d'évaluer les différences de paramètres hématologiques et de phénotypes d'hémoglobine chez des individus symptomatiques infectés par P. falciparum et asymptomatiques apparemment en bonne santé dans certaines parties de la métropole de Kaduna.

Méthodologie: Un total de 1000 sujets; 500 sujets symptomatiques et 500 sujets apparemment sains asymptomatiques pour le paludisme ont été recrutés dans certains hôpitaux et dans la Banque nationale du sang de la métropole de Kaduna. Des échantillons de sang ont été prélevés pour la microscopie à couche épaisse et mince afin de déterminer respectivement la parasitémie du paludisme et l'identification des espèces de parasites. Les paramètres hématologiques ont été déterminés à l'aide d'un analyseur sanguin automatisé (KX-21N, Sysmex, Japon) et des phénotypes d'hémoglobine par électrophorèse sur acétate de cellulose alcaline.

Résultats: Sur les 1000 sujets recrutés, 347 (34,7%) étaient positifs pour P. falciparum sur frottis sanguin, qui comprenait 226 (45,2%) de 500 sujets symptomatiques et 121 (24,2%) de 500 sujets asymptomatiques (p<0,00001). Sur les 347 sujets infectés par P. falciparum, 275 (79,3%) avaient HbAA, 61 (17,6%) avaient HbAS, 1 (0,3%) avaient HbAC, 8 (2,3%) avaient HbSS et 2 (0,6%) avaient des phénotypes HbSSf. Cent soixante-trois (72,1%) des 226 sujets symptomatiques avaient une HbAA tandis que 112 (92,6%) des 121 sujets asymptomatiques avaient une HbAA, ce qui indiquait une fréquence significativement plus élevée de paludisme asymptomatique chez les sujets avec HbAA (p<0,00001). À l'inverse, 53 (23,5%) des 226 sujets symptomatiques avaient une HbAS tandis que 8 (6,6%) des 121 sujets asymptomatiques avaient une HbAS, indiquant une fréquence significativement plus élevée de paludisme symptomatique chez les sujets avec HbAS (p=0,000086). La fréquence de parasitémie> 3000 parasites / μL de sang était de 100% pour l'HbSSf, 25% pour l'HbSS, 8,2% pour l'HbAS et 2,2% pour l'HbAA, ce qui a montré une fréquence significativement plus élevée chez les sujets atteints d'HbSS (X²=7,5989, p=0,0054) et HbAS (X²=3,9627, p=0,046519) par rapport à l'HbAA. Chez les sujets symptomatiques, seule la valeur MCHC était significativement plus élevée chez les sujets avec HbAS (33,21±2,430) par rapport à ceux avec HbAA (32,09±2,315) (p=0,003), tandis que tous les autres paramètres hématologiques n'étaient pas significativement différents (p>0,05). Chez les sujets asymptomatiques, aucun des paramètres hématologiques n'était significativement différent entre les sujets avec HbAS et HbAA (p>0,05).

Conclusion: Bien que la fréquence des infections à P. falciparum dans cette étude soit généralement plus élevée chez les sujets atteints d'HbAA, une infection symptomatique et une densité parasitaire plus élevée sont associées à l'HbAS, l'HbSS et l'HbSSf. Une utilisation efficace des mesures de prévention personnelle par les habitants, en plus des stratégies actuelles de lutte antipaludique et d'intervention, devrait être mise en oeuvre de manière adéquate dans la métropole de Kaduna.

Mots clés: Paramètres hématologiques, hémoglobine, électrophorèse, Plasmodium falciparum, paludisme