PCR-testen

Om deze uitleg goed te begrijpen, raden we aan om eerst de Algemene principes van diagnostiek (link) door te lezen.

Wat houdt de test in?

De PCR (polymerase chain reaction) test is de belangrijkste test in de strijd tegen SARS-CoV-2. Met de test wordt het genetisch materiaal van het virus, het RNA, aangetoond. RNA is voor het virus wat DNA is voor mensen. De test wordt meestal uitgevoerd op materiaal dat diep uit de neus en uit de keel is afgenomen, maar kan ook op ander materiaal uitgevoerd worden, zoals sputum of ontlasting. Met de PCR-test is het RNA vanaf ongeveer 2 dagen voor de start van klachten tot soms wel 2 maanden na de start van klachten aan te tonen.

 

Hoe werkt het?

De PCR-test voor SARS-CoV-2 bestaat grofweg uit een aantal stappen. In de eerste stap wordt het RNA uit het afgenomen materiaal gezuiverd, dit noemen we de isolatiestap. In de volgende stap wordt het gezuiverde RNA omgezet in DNA met behulp van een eiwit dat reverse transcriptase (afgekort: RT) heet. Dit omgezette DNA wordt gebruikt in de volgende stap, de zogenaamde amplificatiestap (de eigenlijke PCR). Vanwege de combinatie RT en PCR die nodig is om het RNA via DNA te vermeerderen, wordt dit ook vaak een RT-PCR genoemd. In de PCR stap worden zogenaamde primers toegevoegd aan het DNA. Deze primers zijn specifiek ontworpen om een voor SARS-CoV-2 uniek deel van het DNA (vaak een gen) te markeren en te vermenigvuldigen. Dit vermenigvuldigen gebeurt in cycli. In elke cyclus wordt het aantal kopieën van dat unieke deel verdubbeld. Binnen de medische microbiologie is het gangbaar dat de amplificatiestap bestaat uit 40-45 cycli, wat kan resulteren in miljarden deeltjes van het unieke deel van het DNA. Het apparaat waarin de amplificatiestap plaats vindt, detecteert, wanneer dit aantal unieke deeltjes boven een bepaalde drempel uit komt, de test wordt dan positief. Sommige apparaten zien ook hoeveel cycli er nodig zijn om positief te worden, dit aantal cycli wordt de Ct-waarde genoemd (zgn. real-time RT-PCR). Als de PCR positief is geworden met een lage Ct-waarde, betekent dit dat er heel veel RNA van het virus in het oorspronkelijk afgenomen materiaal zat. Een hoge Ct-waarde betekent dat er weinig RNA in het oorspronkelijke materiaal zat.
Er zijn verschillende manieren om de PCR-test uit te voeren. De beschreven stappen kunnen bijvoorbeeld in verschillende apparaten uitgevoerd worden, dit is de klassieke manier om de PCR-test te doen. Er zijn ook apparaten waarin alle stappen in hetzelfde apparaat kunnen worden uitgevoerd. Sommige apparaten geven wel een Ct-waarde, andere weer niet. Bovendien zijn ook de primers niet altijd op hetzelfde stukje genetische code gericht en kunnen zo dus verschillende genen worden aangetoond door verschillende of dezelfde apparaten. Vaak wordt het aantonen van 2 of meerdere gen-stukjes gecombineerd in 1 test, waardoor de betrouwbaarheid van de PCR-uitslag wordt verhoogd. De duur van de RT-PCR-test varieert ook, dit kan verschillen van 45 minuten tot 4 uur, afhankelijk van gebruikte apparatuur. Er is inmiddels ook een snelle versie van de PCR ontwikkeld, de zogenaamde LAMP-methode (loop mediated isothermal amplification). Deze duurt enkele tientallen minuten, maar wordt nog uitgebreid getest op betrouwbaarheid.

 

Hoe betrouwbaar is de test?

De (RT-)PCR-testen zijn zeer betrouwbaar. De sensitiviteit is zeer hoog, de RT-PCR kan al heel weinig RNA in het afgenomen materiaal detecteren, soms is er maar 1 kopie van het genetisch materiaal nodig. Omdat de primers alleen passen op SARS-CoV-2 (en in een enkel geval ook op SARS-CoV-1, maar dat komt nu niet voor), zal de RT-PCR niet met bijvoorbeeld andere virussen reageren. De specificiteit is dus ook zeer hoog. Elk Nederlands laboratorium dat de SARS-CoV-2-PCR wil uitvoeren wordt op betrouwbaarheid gecontroleerd door het RIVM. Op deze manier is verzekerd dat materialen dezelfde uitslag krijgen bij verschillende laboratoria, ook al worden er verschillende apparaten gebruikt. De uitvoering van de RT-PCR vereist namelijk specialistische kennis en training zowel voor de technische uitvoering als voor de technische interpretatie van de resultaten. Daarnaast zijn de medisch microbiologische laboratoria waaraan een arts-microbioloog is verbonden en die diagnostiek voor ziekenhuizen uitvoeren ook geaccrediteerd volgens de ISO 15189-norm. Dit betekent dat de laboratoria aan hele strenge kwaliteitseisen moeten voldoen en de kwaliteit van de diagnostiek dus gewaarborgd is.
Vanwege de hoge sensitiviteit en hoge specificiteit kan de (RT-)PCR in veel verschillende situaties gebruikt worden. Er wordt veel onderzoek gedaan naar de betekenis van de Ct-waarde, deze kan namelijk helpen om de resultaat interpretatie in bepaalde situaties te verduidelijken. De NVMM heeft een document opgesteld waarin de bruikbaarheid van Ct-waardes volgens de huidige stand van kennis wordt beschreven. Dit document is hier te vinden.

 

Waar kunnen SARS-CoV-2 PCR’s voor gebruikt worden?

Kunnen de testen gebruikt worden om een actuele besmetting met SARS-CoV-2 aan te tonen?
Ja, de RT-PCR-test is zeer geschikt om een actuele besmetting mee aan te tonen. Dit kan zowel bij personen met als zonder klachten. In bepaalde gevallen, bijvoorbeeld bij iemand die enige tijd geleden bewezen COVID-19 heeft gehad, kan de RT-PCR nog positief zijn, zonder dat er een actuele besmetting is. In deze specifieke gevallen kan de Ct-waarde helpen bij de juiste interpretatie. Het is overigens niet zo dat een hoge Ct-waarde betekent dat het een oude infectie betreft. Ook bij hele recente infecties kan de Ct-waarde (nog) hoog zijn en dus weinig virus aantoonbaar. Een negatieve test betekent over het algemeen dat er geen actuele besmetting is, alhoewel de test ook te vroeg afgenomen kan zijn (bijvoorbeeld als de persoon nog geen klachten en aantoonbaar virus heeft).

Kunnen de testen gebruikt worden om besmettelijkheid aan te tonen?
Ja en nee. Een positieve test betekent vaak dat de persoon besmettelijk is, maar omdat de test nog heel lang positief kan blijven, is dat niet altijd zo. Dit hangt van verschillende factoren af, zoals of er nog klachten zijn en de duur van de klachten. Daarnaast toont recent onderzoek dat lage Ct-waardes een hogere kans op besmettelijkheid betekent. Bij een negatieve test kan er doorgaans vanuit worden gegaan dat de persoon niet besmettelijk is.

Kunnen de testen gebruikt worden om een besmetting in het verleden aan te tonen?
Nee, de PCR-test is hier niet voor geschikt. De PCR-test kan tot 2 maanden na eerste ziektedag positief zijn, maar dit is lang niet in alle gevallen zo. Daarom dient de test niet voor dit doel gebruikt te worden.   

Kunnen de testen gebruikt worden om COVID-19 aan te tonen?
Ja, als een persoon klachten heeft en de RT-PCR die het SARS-CoV-2 genetisch materiaal aantoont is positief, dan kan er normaal gesproken vanuit worden gegaan dat de persoon COVID-19 heeft. Bij personen die al langer ziek zijn kan de PCR overigens wel negatief zijn. 

Kunnen de testen gebruikt worden om immuniteit mee te bepalen?
Nee, de (RT)-PCR test is niet geschikt voor het bepalen van immuniteit.