PCR, antigeen en serologie: 5 lessen over coronatests | Technisch Weekblad
Achtergrond

PCR, antigeen en serologie: 5 lessen over coronatests

Natalie Grover | donderdag 28 januari 2021
Chemie & Materiaalkunde, Life Sciences

Om de verspreiding van het coronavirus te analyseren en te kunnen beheersen is testen van cruciaal belang. Er zijn twee soorten Covid-19-tests: tests die zijn ontworpen om te detecteren of u nu de infectie heeft, en tests die controleren of u eerder geïnfecteerd bent geweest met het virus – SARS-CoV-2 – dat de ziekte veroorzaakt. Net als ieder ander product hebben deze tests verschillende mate van nauwkeurigheid en betrouwbaarheid en kunnen ze voor verschillende doelen worden ingezet.

Idealiter gebruiken we technologieën die zowel snel als nauwkeurig zijn, een hoge capaciteit hebben, en die geen dure, complexe laboratoriumapparatuur of expertise van hoogopgeleide mensen vereisen, maar de ideale combinatie die aan al deze criteria voldoet bestaat niet, zegt hoogleraar Jon Deeks, biostatisticus en testexpert aan de Universiteit van Birmingham. ‘Zo'n perfecte test hebben we niet, maar er zijn er die in sommige opzichten best wel goed zijn, maar op andere vlakken niet.’

Hier zijn vijf dingen die u moet weten over de huidige corona-tests:

1. PCR- en antigeen-tests zijn de meest voorkomende, maar ze werken anders

Terwijl antigeentests op zoek zijn naar eiwitten op het oppervlak van het virus om de aanwezigheid van de ziekteverwekker vast te stellen, worden PCR-tests (polymerasekettingreactie) ontwikkeld om genetisch materiaal (RNA) te zoeken dat het virus instrueert om deze eiwitten te maken.

Beide tests vergen een uitstrijkje van diep uit de neus of keel als monster. En geen van beide kan vaststellen of iemand die positief is getest ook besmettelijk is. Daar houden de overeenkomsten op.

In het geval van PCR wordt het monster naar een laboratorium gestuurd waar het wordt verwarmd en gekoeld met behulp van speciale reagentia om het RNA van het virus om te zetten in DNA, en daarna miljoenen kopieën van het DNA te maken, waardoor het organisme kan worden geïdentificeerd. Dit proces kan uren duren, vereist geavanceerde laboratoriumapparatuur en technici, en er wordt doorgaans één monster tegelijk behandeld, hoewel er machines zijn die meerdere monsters kunnen verwerken. Het monster moet dus naar een laboratorium worden gestuurd, maar gelukkig levert het tijdrovende proces een zinvol resultaat op: PCR-tests zijn bijna 100% nauwkeurig bij het vinden van geïnfecteerde mensen als er daadwerkelijk virus op een wattenstaafje zit.

Antigeentests daarentegen – vaak sneltests genoemd – werken door het monster te mengen met een oplossing die specifieke virale eiwitten losmaakt. Die combinatie wordt vervolgens aangebracht op een papieren strook met een op maat gemaakt antilichaam dat is geoptimaliseerd om aan deze eiwitten te hechten als ze aanwezig zijn. Net als bij een zwangerschapstest thuis is het resultaat af te lezen op een zichtbare strook op de stukje papier.

Voor dit proces zijn geen laboratoria nodig en de test kan binnen een half uur worden uitgevoerd, maar die snelheid gaat ten koste van de gevoeligheid. Sneltests zijn weliswaar betrouwbaar bij personen die heel veel virus aanmaken, maar ze zorgen veel sneller voor fout-negatieve resultaten bij mensen die slechts kleine hoeveelheden van het virus in hun lichaam hebben.

2. Gevoeligheid en specificiteit zijn maatstaven voor het nut van een test

Deze twee maatregelen worden gebruikt om de geloofwaardigheid van een test te bepalen: ‘Hoe goed detecteert het een ziekte en hoe goed detecteert het de afwezigheid van een ziekte’, legt Deeks uit.

Gevoeligheid wordt gedefinieerd als het percentage patiënten met Covid-19 dat correct een positief resultaat krijgt, terwijl specificiteit het percentage patiënten zonder infectie is dat door de test terecht als negatief wordt beoordeeld.

Een zeer gevoelige test heeft per definitie een laag percentage vals-negatieven, maar loopt het risico van vals-positieven als de specificiteit voldoet. Andersom heeft een zeer specifieke test een risico op vals-negatieven als de gevoeligheid van de test slecht is, maar zal wel een laag percentage vals-positieven hebben. PCR-tests worden als de gouden standaard beschouwd omdat ze over het algemeen zowel zeer gevoelig als zeer specifiek zijn.

3. Bij sneltests kan de persoon die de test afneemt grote invloed hebben

In het VK begon Liverpool een pilot met een antigeentest, de Innova laterale flow-test. Het doel was om werknemers weer naar kantoor te laten komen en gezinnen weer in staat te stellen hun dierbaren te omhelzen in verzorgingshuizen, vertelt Deeks.

Maar deze 'bevrijdingstest’-strategie mislukte toen wetenschappers ontdekten dat in een populatie met veel mensen met symptomen de gevoeligheid van de test daalde tot 58% wanneer de test afgenomen werd door autodidact personeel, versus 73% bij testen door bekwame verpleegkundigen en 79% als het gedaan werd door laboratoriumwetenschappers. In een onderzoek dat naar mensen zonder symptomen keek, daalde de gevoeligheid zelfs tot 49% ten opzichte van PCR-tests.

‘Dus je kunt stellen: hoe meer ervaring het testpersoneel heeft, hoe minder besmettingen er zullen worden gemist,’ stelt Deeks. Er zijn een aantal stappen in de test die heel zorgvuldig moeten worden afgelegd, zegt hij. Het aflezen vergt bijvoorbeeld grote nauwkeurigheid. Deeks: ‘Soms is het moeilijk te zeggen of je een lijn ziet of een vlek. PCR-tests worden in het laboratorium verwerkt, dus de kans op fouten is veel lager.’

Fabrikanten proberen ook thuistests te ontwikkelen, die propositie dreigt problematisch te worden nu we weten dat de nauwkeurigheid van tests sterk afhangt van wie ze afneemt, oppert professor Deeks.

‘Als mensen gemakkelijker tests kunnen doen, zullen er meer mensen worden getest ... maar ik denk niet dat we de test die we nu hebben daar goed genoeg voor zijn,’ stelt Deeks. Hij voegt toe dat er geen goede onderzoeken zijn zowel de voor- als nadelen van deze extra tests meenemen, bijvoorbeeld welke impact herhaalde fout-negatieve resultaten op gedrag zouden kunnen hebben.

In een voorstel voor gemeenschappelijke regels voor snelle antigeentests, schreef de Europese Commissie op 18 december dat sneltests alleen uitgevoerd zouden moeten worden door opgeleid medisch personeel of ander speciaal getrainde medewerkers.

4. Zolang sneltests niet nauwkeuriger worden, moeten negatieve resultaten geen risicovolle activiteiten aanmoedigen

Als een test, als de Innova-test die in Liverpool werd geprobeerd, soms tot wel de helft van de besmettingen mist, kan niemand die ermee getest is werkelijk worden beschouwd als risicovrij, waarschuwt Deeks.

‘Je hebt altijd een klein percentage van die mensen die bij alle tests worden gemist’, zegt Gary Keating, chief technology officer van HiberGene, een Iers bedrijf dat een Covid-19-test heeft ontwikkeld op basis van LAMP-techniek (loop-mediated isothermal amplification), een goedkoper en sneller alternatief voor PCR. De LAMP-coronavirus-test van HiberGene is een van de eerste 18 emergency-projecten die door de EU gefinancierd zijn.

‘Ik vind het altijd riskant om slechts één diagnostische test afzonderlijk te doen, en die te gebruiken als basis voor heel belangrijke medische of maatschappelijke beslissingen,’ vervolgt Keating. Als je resultaten op grote schaal gaat inzetten, kan een vals gevoel van veiligheid het gevolg zijn, aldus Deeks.

Overheden gebruiken graag sneltests omdat ze goedkoop en sneller in te zetten zijn voor massale vaccinatiecampagnes, maar omdat hun accuratesse beperkt is, is het van groot belang dat negatieve resultaten niet worden gebruikt als rechtvaardiging voor risicovolle activiteiten, zoals het ontmoeten van ouderen of kwetsbare dierbaren, herhaalt Deeks. Sommige landen, zoals de Verenigde Staten, adviseren het afnemen van een PCR-test als mensen mét symptomen negatief testen via een sneltest om het resultaat te bevestigen.

Sneltests zijn goed zijn in het opsporen van mensen met een hoge viral load, maar het is nog niet duidelijk bij welke hoeveelheid virus besmettelijkheid afneemt. Bij Covid-19 hebben geïnfecteerden een piek in viral load aan het begin van de infectie, maar viraal RNA kan weken of zelfs maanden blijven hangen.

5. Serologische tests kunnen nuttig zijn om te weten hoe lang vaccinatie bescherming biedt

Antilichamen zijn soldaten die het immuunsysteem naar het front stuurt om een indringer – in dit geval SARS-CoV-2 te bevechten. ‘Oorspronkelijk was er hoop dat serologische tests, die antilichamen vaststellen, ons in staat zouden stellen om snel en gemakkelijk een diagnose van ziekten te stellen. Maar deze tests blijken pas twee tot vier weken na infectie positief te worden,’ meldt Deeks. En het is nog erger: zelfs als je positief test op antilichamen, zegt dat niet veel, behalve dat je waarschijnlijk in het verleden Covid-19 hebt gehad.

‘We weten niet echt welke antilichaam-niveaus zorgen voor bescherming tegen ziekte en welk type antilichaam daarbij het belangrijkste is. Daarover bestaat volgens mij geen consensus,’ vervolgt Deeks. We weten evenmin hoe lang Covid-19-antilichamen in het lichaam aanwezig blijven, noch of iemand die positief test op antilichamen, opnieuw besmet kan worden.

Deze tests zijn vooral nuttig om  de verspreiding van het coronavirus op populatieniveau te schatten – bijvoorbeeld welk percentage van de bevolking en welke etnische groepen Covid-19 hebben opgelopen, en ook om de duur van vaccinrespons te meten, besluit Deeks.

Het onderzoek in dit artikel is gefinancierd door de EU. Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd in Horizon, het tijdschrift voor EU Research en Innovatie.

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW