En una infecció el virus es multiplica activament. En començar pot trobar-se en mostres biològiques (frotis faringi o nasofaringi, aspirat traqueal o rentat broncoalveolar). Primer hi ha un període de latència en què de vegades no és possible detectar la resposta del sistema immune. Al cap d'uns dies, comença a produir anticossos. Es produeixen primer els del tipus IgM fins a assolir un màxim als 7-10 dies. Més tard, gairebé desapareixen. Aquesta resposta primària és indicativa d'una infecció aguda. Posteriorment es produirà la resposta immune secundària, més ràpida, intensa i prolongada. Es produiran anticossos de tipus IgG, que s'estaran més temps a la sang.
Per detectar la presència del virus (detecció directa) podem fer servir dos tipus de test: la PCR, que detecta el genoma del virus, i els test immunològics, que detecten les proteïnes (antígens) del virus. El tercer tipus és el que detecta els anticossos produïts com a resposta a la infecció: són els test serològics de detecció indirecta.
Encara que hi ha diverses modalitats de cada un d'ells, explicarem breument com funcionen.
Detectar el genoma: RT-PCR
El genoma del coronavirus SARS-CoV-2 és una molècula d'ARN monocadena d'unes 30 quilobases. Una vegada agafada la mostra, el primer que cal fer és extreure'n el genoma del virus. Això es fa amb un equip d'extracció d'àcids nucleics. Així, a més d'inactivar el virus, obtenim el seu genoma ARN.
A continuació, cal copiar aquest ARN en forma de l'ADN. Això ho fa un altre equip amb un enzim que es denomina transcriptasa inversa o retrotranscriptasa (d'aquí el "RT" del nom).
Després, el genoma del virus en forma de l'ADN s'amplifica mitjançant la reacció en cadena de la polimerasa (PCR, en anglès). L'amplificació consisteix a fer milions de còpies d'un fragment de l'ADN de manera que el puguem visualitzar. El sistema de PCR a temps real permet fins i tot quantificar la mostra. És a dir, saber quantes còpies del virus tenim per mil·lilitre.
Si la reacció és positiva, demostra que hi havia ARN del virus i que la persona estava infectada.
Com que el primer que vam obtenir del virus era el seu genoma, aquest tipus de proves són les primeres que es van desenvolupar. El 13 de gener d'enguany, l'OMS ja va publicar el primer protocol. Normalment es fan dos assajos: un de garbellament i un segon confirmatori. Fins i tot es pot fer un tercer de confirmació. Aquests tres assajos de RT-PCR es dissenyen per detectar tres gens diferents del virus.
Aquests test de PCR són molt específics i sensibles. Triguen unes quantes hores. Demanen equipament i personal tècnic especialitzat. Poden donar resultat positiu en persones abans que manifestin símptomes, però que ja tinguin el virus. En el decurs de la malaltia permeten fer un seguiment de la infecció, perquè quan la persona ja s'ha curat i no té el virus actiu, en principi ha de donar negatiu. Tot i així, no es pot descartar que pacients convalescents sense símptomes donin positiu i continuïn sent portadors del virus.
Detectar les proteïnes: test antigènics
Una altra manera de confirmar la presència del virus és detectar les seves proteïnes (antígens). Per a això, sobre un suport es fixen anticossos específics que reaccionaran contra alguna proteïna del virus. En aquest cas és contra les proteïnes de la superfície de l'embolcall (proteïna S), les que es projecten cap a l'exterior i formen aquestes espícules que donen el nom a aquest tipus de virus, corona-virus.
Si a la mostra hi ha partícules virals, es fixaran a l'anticòs. És com si el virus hagués estat capturat per l'anticòs. A continuació, s'afegeix un segon anticòs contra el virus, com un sandvitx: anticòs-virus-anticòs. Aquest segon anticòs estarà marcat o assenyalat d'alguna manera per palesar la reacció.
Un reacció positiva demostra que hi havia proteïnes del virus i que la persona estava infectada.
Aquest tipus de test basat en la detecció de molècules és molt habitual en diagnòstic clínic. El seu fonament és el mateix que les tradicionals proves de detecció de drogues i els tests d'embaràs.
En el cas que ens ocupa va trigar a aparèixer en escena perquè es requereix l'ús d'anticossos de captura específics per aquest virus concret. L'avantatge és que són molt més ràpids i, segons el tipus de suport, es poden fer en uns quants minuts. No necessiten equipament específic ni personal tècnic altament qualificat i són més barats. El desavantatge és que són molt menys específics i sensibles que la RT-PCR.
Un comentari addicional a ambdós test de detecció directa del genoma o de les proteïnes del virus: que la reacció sigui positiva no implica que el virus estigui actiu i sigui infectiu. Podem detectar el seu genoma o les seves proteïnes però que el virus no estigui complet sinó que siguin les seves restes.
Detectar anticossos: tests serològics
La tercera aproximació consisteix a detectar la resposta immune davant el virus: els anticossos. És una detecció indirecta en la qual no detectem el microorganisme sinó que posem de manifest la resposta immune davant ell. En aquest cas la mostra que farem servir és una gota de sang, perquè detectarem els anticossos generats.
Sobre el suport es fixen proteïnes del virus, normalment les proteïnes més exposades cap a l'exterior, com la proteïna S de l'embolcall. Això és així perquè el nostre sistema immune el primer que reconeix és el que està més cap a l'exterior del virus. Com amb aquest test volem detectar els anticossos que produïm, la mostra serà una simple gota de sang. Si a la mostra hi ha anticossos contra el virus, es pegaran i quedaran fixats a les proteïnes del virus.
A continuació, s'afegeix un segon anticòs contra l'anticòs humà: aquests solen ser anticossos d'un altre animal que reaccionen contra els nostres propis anticossos, perquè els anticossos humans en realitat actuen com a antígens en altres animals. Es forma així un trio: proteïnes del virus / anticòs humà / anticòs d'un altre animal. Aquest segon anticòs estarà marcat o assenyalat d'alguna manera per posar de manifest la reacció.
Si la reacció és positiva, demostra que hi havia anticossos contra el virus i que la persona, en algun moment, ha estat en contacte amb el virus i el seu sistema immune ha reaccionat produint anticossos. Això no implica necessàriament que estigui infectat. Potser s'ha curat o, simplement, ha estat en contacte amb el virus i no n'ha patit els símptomes.
Aquest tipus de test també s'ha desenvolupat després que els de RT-PCR, quan s'ha aconseguit sèrum de pacients que han passat la malaltia. També són molt més ràpids que la PCR i, segons el tipus de suport, es poden fer en pocs minuts. No demanen equipament especific ni personal tècnic altament qualificat i són més barats. El desavantatge és que són molt menys específics que la RT-PCR.
Un altre important desavantatge d'aquest tipus de test és que el nostre organisme necessita dies per produir anticossos perceptibles. O sigui, una persona pot estar infectada però no donar positiu en aquest tipus de test els primers dies.
Alguns test d'anticossos poden distingir el tipus d'immunoglobulina: si és IgM, indicatiu d'una infecció recent, o IgG, indicatiu d'una resposta secundària i, per tant, més prolongada.
Sensibilitat i especificitat
Quan volem estudiar com és d'efectiu un test diagnòstic, comparem el seu resultat en un grup control d'individus que sabem que estan sans o infectats. Això es fa comparant el nostre test amb un altre que es considera el patró de referència. Amb aquests resultats es construeix la taula que ens mostra la distribució de sans i malalts i el resultat del test.
Així, podem classificar els pacients com a veritables positius, veritables negatius, falsos positius (no estan infectats però el test és positiu) i falsos negatius (estan infectats però el test és negatiu). Amb aquestes dades podrem calcular la sensibilitat i l'especificitat del nostre test.
La sensibilitat del test representa la probabilitat de classificar correctament als infectats o, el que és el mateix, la proporció de veritables positius. És una proporció en la que en el denominador se situa el total d'infectats i en el numerador els positius veritables:
Sensibilitat = veritables positius / total d'infectats
L'especificitat d'un test representa la probabilitat de classificar correctament als sans o, el que és el mateix, la proporció de veritables negatius. És una proporció en la qual en el denominador figuren el total de sans i en el numerador els negatius veritables:
Especificitat = veritables negatius / total de sans
Un dels problemes d'aquests paràmetres és que la sensibilitat ens diu la probabilitat de classificar correctament el malalt una vegada que sabem que està malalt. Per la seva banda, l'especificitat ens diu la probabilitat de classificar correctament el que està bo un cop que sabem que ho està. Ara bé, això, a la pràctica, moltes vegades ho desconeixem.
Quan la sensibilitat i l'especificitat d'un test diagnòstic són properes al 100% es comporta com un test de referència i els seus resultats seran gairebé sempre vàlids. Tanmateix, aquesta circumstància és excepcional. Molt poques vegades un test és 100% sensible i específic. Per això, se solen fer servir alguns test diagnòstics alhora, perquè ens donaran més informació de la situació real.
Un pregunta que ens podem fer és per què de vegades els test donen resultats falsos. Les causes són múltiples. Els falsos negatius poden ser deguts que l'alliberament del virus sigui intermitent, que no s'hagi extret correctament el genoma del virus, que la mostra s'hagi obtingut durant el període finestra en què encara no s'hagin produït els anticossos o errors dels reactius del test. Els falsos positius poden ser deguts a contaminació en el processament de les mostres o reacció creuada amb altres virus.
Quina informació dona la combinació?
El test de RT-PCR ens indica la presència del virus: qui està infectat en aquell moment. Els test de detecció d'anticossos ens indiquen qui va estar infectat i potser està immunitzat, almenys durant un temps, contra el coronavirus. Segons això, i amb totes les reserves segons la sensibilitat i especificitat de cada test, si combinem resultats de RT-PCR, amb detecció d'anticossos (IgM i IgG) es podria plantejar el següent:
Tanmateix, aquest plantejament és una simplificació i té les seves limitacions. Que no es detectin anticossos pot significar que no estiguis immunitzat. En el cas d'infeccions per virus, que són intracel·lulars, la immunitat cel·lular no intervinguda per anticossos és tan important o més que la intervinguda per anticossos. És a dir, de vegades no hi ha anticossos però l'individu pot estar immunitzat.
Tot això ens pot ajudar a controlar i monitorar l'epidèmia en les properes setmanes, conèixer quantes persones han estat en contacte amb el virus i estan immunitzades, a definir amb més exactitud les taxes de letalitat del virus, predir que podrà passar si hi ha una segona onada i decidir les mesures i la velocitat del desconfinament que tots desitgem.
Ignacio López-Goñi, Catedràtic de Microbiologia, Universitat de Navarra. Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation. Una versió va ser publicada en el blog de l'autor, MicroBIO.
Foto: Microfotografia electrònica acolorida d'una cèl·lula apoptòtica (verda) molt infectada del virus del SARS-COV-2 (groc)
Segueix aquí l'última hora sobre el coronavirus covid-19 a Catalunya i Espanya
Informació ciutadana de la Generalitat de Catalunya i del Ministeri de Sanitat