Universitair docent, programma in moleculaire geneeskunde, UMass Chan Medical School

Nathaniel Hafer ontvangt financiering van de National Institutes of Health via awards UL1TR001453 en U54HL143541.

University of Massachusetts verstrekt financiering als lid van The Conversation US.

Op dit moment van de pandemie heeft u of iemand die u kent waarschijnlijk ten minste één COVID-19-test ondergaan. Maar weet je wat voor soort test je hebt gekregen en wat de sterke en zwakke punten zijn van deze verschillende tests?

Ik ben moleculair bioloog en sinds april 2020 maak ik deel uit van een team dat werkt aan een door de National Institutes of Health gefinancierd programma genaamd RADx dat innovators helpt bij het ontwikkelen van snelle tests om te detecteren wanneer een persoon is geïnfecteerd met SARS-CoV- 2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt.

Er worden twee belangrijke soorten tests gebruikt om infectie met SARS-CoV-2 te diagnosticeren: moleculaire tests - beter bekend als PCR-tests - en antigeentests. Elk detecteert een ander deel van het virus en hoe het werkt, beïnvloedt de snelheid en relatieve nauwkeurigheid van de test. Dus wat zijn de verschillen tussen dit soort tests?

De eerste stap voor beide soorten tests is om een ​​​​monster van de patiënt te krijgen. Dit kan een neusuitstrijkje zijn of een beetje speeksel.

Voor PCR-tests is de volgende stap amplificatie van genetisch materiaal, zodat zelfs een kleine hoeveelheid coronavirusgenen in het monster van de patiënt kan worden gedetecteerd. Dit wordt gedaan met behulp van een techniek die een polymerasekettingreactie wordt genoemd. Een zorgverlener neemt het monster en behandelt het met een enzym dat RNA omzet in dubbelstrengs DNA. Vervolgens wordt het DNA gemengd met een oplossing die een enzym bevat dat een polymerase wordt genoemd en verwarmd, waardoor het DNA wordt gescheiden in twee enkelstrengs DNA-stukken. De temperatuur wordt verlaagd en polymerase, met behulp van een klein stukje gids-DNA, een primer genaamd, bindt zich aan het enkelstrengs DNA en kopieert het. De primers zorgen ervoor dat alleen coronavirus-DNA wordt geamplificeerd. U hebt nu twee kopieën van coronavirus-DNA gemaakt van het oorspronkelijke stuk RNA.

Laboratoriummachines herhalen deze verwarmings- en afkoelcycli 30 tot 40 keer, waardoor het DNA wordt verdubbeld tot er een miljard exemplaren van het originele stuk zijn. De geamplificeerde sequentie bevat fluorescerende kleurstof die door een machine wordt gelezen.

Dankzij de versterkende eigenschap van PCR kan de test zelfs de kleinste hoeveelheid genetisch materiaal van het coronavirus in een monster met succes detecteren. Dit maakt het een zeer gevoelige en nauwkeurige test. Met een nauwkeurigheid die de 100% benadert, is het de gouden standaard voor het diagnosticeren van SARS-CoV-2.

PCR-tests hebben echter ook enkele zwakke punten. Ze vereisen een bekwame laboratoriumtechnicus en speciale apparatuur om ze te laten werken, en het versterkingsproces kan van begin tot eind een uur of langer duren. Gewoonlijk kunnen alleen grote, gecentraliseerde testfaciliteiten - zoals ziekenhuislaboratoria - veel PCR-tests tegelijk uitvoeren. Tussen monsterverzameling, transport, versterking, detectie en rapportage kan het 12 uur tot vijf dagen duren voordat een persoon de resultaten terugkrijgt. En ten slotte zijn ze niet goedkoop voor $ 100 of meer per test.

Snelle, nauwkeurige tests zijn essentieel om een ​​zeer besmettelijk virus zoals SARS-CoV-2 in te dammen. PCR-tests zijn nauwkeurig, maar het kan lang duren voordat de resultaten worden verkregen. Antigeentests, het andere belangrijke type coronavirus-test, zijn weliswaar veel sneller, maar minder nauwkeurig.

Antigenen zijn stoffen die ervoor zorgen dat het lichaam een ​​immuunrespons produceert - ze veroorzaken de aanmaak van antilichamen. Deze tests gebruiken in het laboratorium gemaakte antilichamen om te zoeken naar antigenen van het SARS-CoV-2-virus.

Om een ​​antigeentest uit te voeren, behandelt u eerst een monster met een vloeistof die zout en zeep bevat die cellen en andere deeltjes uit elkaar halen. Vervolgens breng je deze vloeistof aan op een teststrip waarop in een dunne lijn antilichamen specifiek voor SARS-CoV-2 zijn geverfd.

Net als antilichamen in uw lichaam, zullen die op de teststrip zich binden aan elk antigeen in het monster. Als de antilichamen binden aan coronavirusantigenen, verschijnt er een gekleurde lijn op de teststrip die de aanwezigheid van SARS-CoV-2 aangeeft.

Antigeentesten hebben een aantal sterke punten. Ten eerste zijn ze zo gebruiksvriendelijk dat mensen zonder speciale training ze kunnen uitvoeren en de resultaten kunnen interpreteren - zelfs thuis. Ze produceren ook snel resultaten, meestal in minder dan 15 minuten. Een ander voordeel is dat deze tests relatief goedkoop kunnen zijn rond de $ 10- $ 15 per test.

Antigeentests hebben enkele nadelen. Afhankelijk van de situatie kunnen ze minder nauwkeurig zijn dan PCR-tests. Wanneer een persoon symptomatisch is of veel virussen in zijn systeem heeft, zijn antigeentests zeer nauwkeurig. In tegenstelling tot moleculaire PCR-tests versterken antigeentests echter niet wat ze zoeken. Dit betekent dat er voldoende viraal antigeen in het monster aanwezig moet zijn om de antilichamen op de teststrip een signaal te laten genereren. Wanneer een persoon zich in de vroege stadia van infectie bevindt, is er niet veel virus in de neus en keel, waaruit de monsters worden genomen. Antigeentests kunnen dus vroege gevallen van COVID-19 missen. Het is ook tijdens deze fase dat een persoon geen symptomen heeft, dus de kans is groter dat ze niet weten dat ze besmet zijn.

[Haal elk weekend het beste uit The Conversation. Schrijf u in voor onze wekelijkse nieuwsbrief.]

Een paar antigeentests zijn al vrij verkrijgbaar en op 4 oktober 2021 heeft de Food and Drug Administration toestemming gegeven voor noodgebruik voor een andere antigeentest thuis. De Amerikaanse regering dringt er ook op aan om deze tests meer beschikbaar te maken voor het publiek.

Bij RADx, het project waar ik deel van uitmaak, voeren we momenteel klinische onderzoeken uit om beter te begrijpen hoe antigeentests presteren in verschillende stadia van infectie. Hoe meer datawetenschappers hebben over hoe nauwkeurigheid in de loop van de tijd verandert, hoe effectiever deze tests kunnen worden gebruikt.

Inzicht in de sterke punten en beperkingen van zowel PCR- als antigeentests, en wanneer ze moeten worden gebruikt, kan helpen om de COVID-19-pandemie onder controle te krijgen. Dus de volgende keer dat u een COVID-19-test krijgt, kiest u degene die bij u past.

Schrijf een artikel en sluit je aan bij een groeiende gemeenschap van meer dan 137.600 academici en onderzoekers van 4.216 instellingen.

Copyright © 2010–2021, The Conversation US, Inc.