Come funzionano i test COVID-19 e cosa c'è in sviluppo

Come funzionano i test COVID-19 e cosa c'è in sviluppo Prendere un tampone. Andrey_Popov / Shutterstock

Uno dei fattori chiave per affrontare la diffusione di COVID-19 in tutto il mondo è il test. In Corea del Sud, ad esempio, sono stati utilizzati test di massa per provare identificare e isolare rapidamente quelli con la malattia. I test sono anche fondamentali per calcolare i tassi precisi di infezione e sopravvivenza, dati fondamentali per ottenere le misure di sicurezza pubblica giuste. E poiché questo coronavirus continua a diffondersi, alle persone vengono offerti test per la vendita, a un prezzo elevato da cliniche private - incluso uno per £ 375o test non approvati ufficialmente o forse anche falso. Quindi, quali test vengono utilizzati dai funzionari sanitari, quanto costano davvero e quali sviluppi ci sono?

Quali test sono disponibili?

Esistono due modi principali per testare l'infezione da SARS-CoV2 (il coronavirus che causa la malattia COVID-19). Il primo è un test molto sensibile che cerca l'RNA del virus usando una tecnica chiamato RT-PCR. Questo può rilevare solo una particella virale nei tamponi prelevati dall'interno della bocca o del naso.

Un secondo tipo di test misura le risposte anticorpali al virus nel siero del sangue. Ci sono molti componenti del virus contro i quali i nostri corpi producono molti anticorpi diversi. Alcuni anticorpi sono molto utili e uccidono il virus o bloccano l'infezione, altri sono meno utili, legandosi a parti comuni del virus ma senza aiutare le nostre difese.

Il test stesso è molto semplice: rivestire una provetta con un "mash" di virus o componenti del virus idealmente purificati, quindi aggiungere una piccola quantità di campione di sangue molto diluito dal paziente e lasciare che qualsiasi anticorpo si leghi alla provetta. Infine, sviluppa il test per vedere se sono presenti anticorpi.

All'inizio dell'epidemia, la maggior parte dei paesi ha fatto affidamento sui test RT-PCR perché questi erano i più veloci da sviluppare. Sono ora disponibili ulteriori test anticorpali, che aumenteranno i casi segnalati man mano che le lacune vengono colmate. Le grandi differenze nei gruppi testati rendono ancora difficile confrontare i numeri complessivi tra i paesi. Il Regno Unito ha sviluppato molto rapidamente un test RT-PCR e questo rimane il metodo principale, utilizzando una rete di laboratori che eseguono lo stesso test standardizzato. Ciò consente dati coerenti ma ha esteso la capacità dalla vasta scala dell'epidemia e dalla velocità del suo sviluppo.

Quanto sono validi gli attuali test COVID-19?

RT-PCR è molto specifico e sensibile. Tuttavia, una volta recuperato, il virus viene eliminato e questi test non possono più stabilire se sei stato infettato. Questo crea una significativa incertezza soprattutto se qualcuno si è auto-isolato a causa di sintomi lievi e poco chiari. I test RT-PCR richiedono un laboratorio, quindi ci vuole tempo - anche se il test RT-PCR stesso richiede solo alcune ore, quando si aggiungono la raccolta, il trasporto e l'elaborazione dei campioni, possono passare giorni prima che il risultato sia noto. Macchine rapide portatili RT-PCR sono all'avanguardia della tecnologia diagnostica e i test COVID-19 sono appena disponibili per queste macchine, ma anche le macchine più veloci impiegano circa due ore. Questi sono stati valutato nel SSN per migliorare il trattamento influenzale.

L'anticorpo in genere richiede alcune settimane per svilupparsi contro una nuova infezione e dura molto più a lungo nel flusso sanguigno rispetto al virus stesso, fornendo un quadro storico delle infezioni passate. I primi studi suggeriscono questo non è diverso con COVID-19. Questo tipo di test "sierologici" è un potente strumento utilizzato per verificare se i vaccini funzionano, ad esempio, o per scoprire se le persone hanno riscontrato un'infezione.


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Tuttavia, gli attuali test anticorpali per il nuovo coronavirus non sono stati ancora completamente testati per essere sicuri che siano affidabili, motivo per cui le linee guida dell'OMS raccomandare test RT-PCR. Chris Whitty, il principale consulente medico del Regno Unito, ha affermato che sarà un test in grado di rilevare in modo affidabile l'infezione passata “Trasformazionale”.

Pro e contro

Mentre il concetto di test anticorpale è ben definito, ci sono delle difficoltà nel realizzarli e utilizzarli. A differenza della RT-PCR, la misurazione dell'anticorpo richiede tempo per essere perfezionata e necessita della produzione di componenti virali che devono essere purificati e standardizzati. Per verificare che questi test siano utili, sono necessari set di campioni dei pazienti raccolti con molta attenzione.

Un test anticorpale deve essere controllato con molti campioni diversi, non solo per comprendere l'accuratezza, ma per sapere per quanto tempo dopo l'infezione il campione diventa positivo e per quanto tempo rimane positivo dopo che il paziente si è ripreso. Questo deve essere fatto con molti pazienti diversi, perché ogni individuo genera un insieme unico di anticorpi.

Come funzionano i test COVID-19 e cosa c'è in sviluppo Tampone in un tubo sterile sigillato. Immagini di Ben Birchall / PA Wire / PA

Al contrario, il rilevamento RT-PCR può essere valutato prendendo la quantità nota di virus e controllando il risultato. Il virus è cresciuto nei laboratori da alcune settimane dopo l'identificazione dei primi pazienti del Regno Unito, quindi abbiamo un accurato test RT-PCR per qualche tempo. Ma i requisiti di manodopera dei laboratori centralizzati sovraccarichi in grado di eseguire un gran numero di RT-PCR lo rendono relativamente lento e costoso.

Test di laboratorio vs kit di test domestici

I test rapidi - che funzionano come i test di gravidanza (ma rilevano l'anticorpo antivirale anziché gli ormoni della gravidanza) - d'altra parte sono più veloci e potenzialmente più economici, ma hanno una precisione inferiore rispetto ai metodi di laboratorio.

Come funzionano i test COVID-19 e cosa c'è in sviluppo Un diverso tipo di risultato. Africa Studio / Shutterstock

Invece di una provetta, questi test utilizzano carta appositamente modificata. Il campione di sangue scorre lungo il foglio e dà le famose strisce "una linea = negativo, due linee = positivo".

I test rapidi sono rapidi da produrre e facili da usare ma devono essere attentamente progettati e validati, motivo per cui non sono stati approvati per l'uso e non abbiamo ancora visto un uso ufficiale diffuso. Il controllo di qualità e la validazione aggiungono costi significativi a questi test: un test non regolamentato può essere acquistato per meno di 50 p - e potrebbe persino funzionare - rispetto a un test rapido certificato che in genere costa circa £ 5.

Come per i vaccini, è assolutamente fondamentale che qualsiasi test sia accurato e sicuro e che richieda tempo e denaro. Test imprecisi nell'attuale epidemia potrebbero essere devastanti: immagina se sei risultato negativo, ma sei stato infettato, uscissi e infettassi più persone. Alcuni di questi test hanno un'accuratezza dell'80% - questo è stato studiato intensamente per molte importanti infezioni virali come la dengue - che suona alla grande, tranne uno su cinque risultati del test è sbagliato.

L'errore varia con la malattia. Per alcune infezioni, i test possono darti un risultato positivo se non hai avuto il coronavirus, perché hai anticorpi contro qualcosa di simile. Per la maggior parte di questi test rapidi, puoi leggere un risultato negativo solo perché la linea è difficile da vedere.

Anche se il test funziona perfettamente nel test di laboratorio, senza addestramento è facile commettere un errore quando li si utilizza. Un altro vantaggio, quindi, dei test di laboratorio rispetto ai test rapidi a domicilio è la maggiore precisione. Combinando più test, ad esempio contro molti frammenti di virus diversi, è possibile migliorare la precisione. Ma ciò comporta il bisogno di più tempo pratico e interpretazione da parte di esperti, per non parlare delle attrezzature di laboratorio.

In sviluppo

Questo contrasto tra test di laboratorio accurati ma laboriosi rispetto a test rapidi meno accurati ma portatili, è il motivo per cui gruppi di ricerca come i nostri presso l'Università di Reading stanno lavorando duramente sviluppare nuova microbiologia e tecnologia di analisi del sangue.

Uno degli obiettivi principali per gli innovatori è quello di consentire l'esecuzione di più test di laboratorio in un dispositivo piccolo, portatile e rapido. Allo stesso tempo, una scala crescente di test convenzionali e validati, ad esempio espandendo la capacità di test del SSN, è altrettanto fondamentale per tracciare e rintracciare COVID-19 mentre si sviluppa l'attuale pandemia.

Spero che l'attuale urgente necessità di test guiderà sia la rapida adozione di tecnologie innovative sia la spinta allo stesso tempo la nostra capacità per rilevare microbi e virus usando metodi di laboratorio collaudati.The Conversation

L'autore

Alexander Edwards, Professore associato di tecnologia biomedica, Università di Reading

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.


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