Interpretarea testelor diagnostice pentru SARS-CoV-2

Articol: Nandini Sethuraman, Sundararaj Stanleyraj Jeremiah, Akihide Ryo, JAMA. Mai 2020. doi:10.1001/jama.2020.8259

Pandemia de infecție cu noul coronavirus 2019 (COVID-19) continuă să afecteze o mare parte din lume. Cunoașterea testelor diagnostice pentru coronavirusul sindromului acut respirator sever 2 (SARS-CoV-2) evoluează și înțelegerea clară a naturii acestor teste și a interpretării rezultatelor lor este importantă. Acest punct de vedere descrie cum se interpretează cele 2 tipuri de teste diagnostice folosite în mod comun pentru infecțiile cu SARS-CoV-2 – revers transcriptază–reacție în lanț a polimerazei (RT-PCR) și testele de imunoabsorbție enzimatică IgM și IgG (ELISA)—și cum pot varia aceste rezultate în timp.

(Figura care prezintă estimarea variației în timp a testelor diagnostice pentru detectarea infecției cu SARS-CoV-2 față de debutul simptomelor. Intervalele de timp estimate și ratele de detecție virală se bazează pe informații din câteva rapoarte. Din cauza variabilității valorilor în studii, intervalele de timp estimate trebuie considerat drept aproximări iar probabilitatea de detecție a infecției cu SARS-CoV-2 este prezentată calitativ. aDetecția apare dacă pacienții sunt urmăriți proactiv de la momentul expunerii; bMai probabil se înregistrează rezultate negative decât pozitive prin PCR în exsudatul nasofaringian).

Detectarea ARN viral prin RT-PCR. Până acum, cel mai comun utilizat și cel mai de încredere test pentru diagnosticul COVID-19 a fost testarea  RT-PCR efectuată folosind tampoane nasofaringiene sau alte probe din tractul respirator superior, inclusiv din faringe sau, mai recent din salivă. O varietate de gene ARN țintă sunt folosite de diferiți producători, majoritatea testelor țintind 1 sau mai multe gene ale anvelopei (env), nucleocapsidei (N), spike-urilor (S), ARN polimerazei ARN-dependentă RNA (RdRp) și ORF1. Sensibilitatea testelor la genele individuale sunt comparabile conform studiilor de comparație cu excepția probei primer RdRp-SARSr (Charité) care are o sensbilitate ușor mai scăzută probabil datorată unei nepotriviri a reverse primer-ului. La majoritatea indivizilor cu infecție COVID-19 simptomatică ARN-ul viral din tampoanele nasofaringiene așa cum sunt măsurate de pragul ciclului

(Ct) devine detectabil cel mai devreme din prima zi de simptome și are un vârf în prima săptămână de debut a simptomelor. Ct este numărul de cicluri de replicare necesare pentru a produce un semnal fluorescent, valorile reduse ale Ct reprezentând încărcături virale mai mari. O valoare Ct mai mică de 40 este raportată clinic ca PCR pozitiv. Această pozitivitate începe să scadă spre săptămâna a 3-a și ulterior devine nedetectabil. Dar valorile Ct obținute la pacienții sever bolnavi spitalizați sunt mai mici decât valorile Ct ale cazurilor ușoare iar pozitivitatea PCR poate persista după 3 săptămâni de la debutul bolii când majoritatea cazurilor au rezultate negative. Dar un rezultat PCR ”pozitiv” reflectă doar detectarea ARN-ului viral și nu indică în mod necesar prezența unui virus viabil. În unele cazuri, ARN viral a fost detectat prin RT-PCR chiar și după 6 săptămâni de la primul test pozitiv. Câteva cazuri au fost de asemenea raportate ca pozitive după 2 teste consecutive negative PCR efectuate la interval de 24 de ore între ele. Într-un studiu de 9 pacienți încercările de a izola virusul în culturi nu au avut succes după ziua a 8-a de la debutul bolii ceea ce se corelează cu declinul infectivității după prima săptămână. De aceea stă parțial la baza ”strategiei bazate pe simptome” a Centers for Disease Control and Prevention (CDC) indicând că personalul medical se poate reîntorace la lucru dacă ”au trecut cel puțin 3 zile (72 de ore) de la vindecare definită ca rezoluția febrei fără a utiliza antitermice și ameliorarea simptomelor respiratorii (precum tuse, scurtarea respirației) și au trecut cel puțin 10 zile de la apariția primelor simptome.” Durata pozitivității PCR este diferită în probe altele în afară de exsudatul nasofaringian. Pozitivitatea PCR scade mai lent în spută și sputa poate fi pozitivă după negativarea probei nasofaringiene. Într-un studiu, pozitivitatea PCR în fecale a fost observată la 55 din 96 (57%) pacienți infectați și fecalele au rămas pozitive după probele nasofaringiene o durată mediană de 4-11 zile, nelegat însă de severitatea bolii. Persistența PCR în spută și fecale a fost identificată ca fiind similară celei evaluate de Wölfel et al. Într-un studiu pe 205 pacienți cu infecție confirmată COVID-19 pozitivitatea RT-PCR a fost maximă în probele din lavajul bronho-alveolar (93%), urmat de spută (72%), exsudatul nazal (63%) și exsudatul faringian (32%). Rezultatele fals negative au apărut mai ales datorită momentului nepotrivit de colectare a probelor raportat la debutul bolii și deficiențelor de prelevare a probelor, mai ales a celor nasofaringiene. Specificitatea majorității testelor RT-PCR este de 100% pentru că desing-ul primer-ului este specific secvenței genomice a SARS-CoV-2. Rezultate ocazional fals pozitive pot apare datorită erorilor tehnice și contaminării reagenților.

Detectarea anticorpilor împotriva SARS-CoV-2. Infecția COVID-19 poate fi detectată, de asemenea, indirect prin măsurarea răspunsului imun al gazdei la infecția cu SARS-CoV-2. Diagnosticul serologic este în mod special important pentru pacienții cu boală ușoară sau moderată care pot debuta mai târziu, după primele 2 săptămâni de la debutul bolii. Diagnosticul serologic devine, de asemenea, un instrument important pentru a înțelege extinderea COVID-19 în comunitate și pentru a identifica indivizii care sunt imuni și potențial ”protejați” de infecție. Cel mai sensibil și mai precoce marker serologic sunt anticorpii totalu, nivele acestora începând să crească din a 2-a săptămână de la debutul simptomelor. Deși testarea IgM și IgG ELISA au fost găsite pozitive chiar și din a 4-a zi de la debutul simptomelor, nivele mai mari apar în a 2-a și a 3-a săptămână de boală. De exemplu, seroconversia IgM și IgG au apărut la toți pacienții între săptămânile 3 și 4 de la debutul bolii clinice așa cum au fost măsurate la 23 de pacienți de către To et al și la 85 de pacienți de către Xiang et al. Ulterior IgM încep să scadă și ating nivele mai mici spre săptămâna a 5-a și aproape dispar spre săptămâna a 7-a în timp ce IgG persistă după 7 săptămâni. Într-un studiu pe 140 de pacienți sensibilitatea combinată a PCR și IgM ELISA direcționat spre antigenul nucleocapsidei (NC) a fost de 98,6% vs 51,9% comparativ cu un singur test PCR. În timpul primelor 5,5 zile, PCR cantitativ a avut rate mai mari de pozitivitate față de IgM, în timp ce IgM ELISA a avut rate mai mari de pozitivitate după 5,5 zile de boală. Testările anticorpilor  ELISA IgM și IgG au o specificitate mai mare de 95% pentru diagnosticul COVID-19. Testarea probelor pereche de ser cu PCR inițial și a doua oară 2 săptămâni mai târziu poate crește și mai mult acuratețea diagnosticului. În mod tipic majoritatea anticorpilor sunt produși împotriva celor mai abundente proteine ale virusului, adică NC. De aceea, testele care detectează anticorpii împotriva NC ar fi cele mai sensibile. Dar, proteina domeniului S de legare a receptorului (RBD-S) este proteina de atașare a gazdei și anticorpii contra RBD-S ar fi mai specifici și de așteptat să fie neutralizanți. De aceea, utilizarea unei sau ambelor antigene pentru detectarea IgG și IgM ar duce la o sensibilitate mai mare. Anticorpii pot, totuși, prezenta reactivitate încrucișată cu SARS-CoV și posibil și cu alte coronavirusuri.

Testele rapide la patul bolnavului pentru detectarea anticorpilor au fost larg dezvoltate și comercializate și au calitate variabilă. Mulți producători nu spun care este natura antigenului folosit. Aceste teste sunt pur calitative de felul lor și pot indica doar prezența sau absența anticorpilor SARS-CoV-2. Prezența anticorpilor neutralizanți poate fi confirmată de un test de neutralizare. Dar titrurile mari de anticorpi IgG detectați de ELISA s-au corelat pozitiv cu anticorpii neutralizanți. Persistena pe termen lung și durata de protecție oferite de anticorpii neutralizanți rămân necunoscute.

Concluzii. Utilizând informațiile disponibile a fost prezentată o evoluție clinică utilă a markerilor de diagnostic pentru detectarea COVID-19. Majoritatea informațiilor disponibile sunt pentru populația adultă ccare nu este imunocompromisă are poate varia la copii și în alte grupuri, inclusiv în populația mare de indivizi asimptomatici care rămân nediagnosticați în lipsa unei monitorizări active. Rămân multe întrebări, mai ales legat de cât de mult durează imunitatea la indivizi simptomatici și asimptomatici, infectați cu SARS-CoV-2.

Referință

  1. Nalla  AK , Casto  AM , Huang  MW ,  et al.  Comparative performance of SARS-CoV-2 detection assays using seven different primer/probe sets and one assay kit.  J Clin Microbiol. 2020;JCM.00557-20. Published online April 8, 2020.
  2. Zheng  S , Fan  J , Yu  F ,  et al.  Viral load dynamics and disease severity in patients infected with SARS-CoV-2 in Zhejiang province, China, January-March 2020: retrospective cohort study.  BMJ. 2020;369:m1443. Published online April 21, 2020.
  3. Wölfel  R , Corman  VM , Guggemos  W ,  et al.  Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019.  Nature. 2020. Published online April 1, 2020. doi:10.1038/s41586-020-2196-xPubMedGoogle Scholar
  4. CDC. Return-to-work criteria for healthcare workers. Updated April 30, 2020. Accessed May 3, 2020. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/return-to-work.html
  5. Wang  W , Xu  Y , Gao  R ,  et al.  Detection of SARS-CoV-2 in different types of clinical specimens.  JAMA. 2020. Published online March 11, 2020.
  6. Lou  B , Li  T , Zheng  S ,  et al Serology characteristics of SARS-CoV-2 infection since the exposure and post symptoms onset. medRxiv. Preprint posted March 27, 2020. doi:10.1101/2020.03.23.20041707
  7. To  KK-W , Tsang  OT-Y , Leung  W-S ,  et al.  Temporal profiles of viral load in posterior oropharyngeal saliva samples and serum antibody responses during infection by SARS-CoV-2: an observational cohort study.  Lancet Infect Dis. 2020;20(5):565-574.
  8. Xiang  F , Wang  X , He  X ,  et al.  Antibody detection and dynamic characteristics in patients with COVID-19.  Clin Infect Dis. 2020;ciaa461. Published online April 19, 2020. doi:10.1093/cid/ciaa461PubMedGoogle Scholar
  9. Xiao  AT , Gao  C , Zhang  S .  Profile of specific antibodies to SARS-CoV-2: the first report.  J Infect. 2020;S0163-4453(20)30138-9. Published online March 21, 2020.
  10. Guo  L , Ren  L , Yang  S ,  et al.  Profiling early humoral response to diagnose novel coronavirus disease (COVID-19).  Clin Infect Dis. 2020;ciaa310. Published online March 21, 2020. doi:10.1093/cid/ciaa310PubMedGoogle Scholar

Sursa: https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2765837?guestAccessKey=c26c8c00-a470-4777-8abe-f2857a184887&utm_source=silverchair&utm_medium=email&utm_campaign=article_alert-jama&utm_content=olf&utm_term=050620