De standaardprocedure wordt uitgevoerd in drie fasen:

1. Isolatie van het viraal RNA uit swabs genomen uit de neus of keel.
2. Omzetting van de RNA-sequentie in een overeenkomstige DNA-sequentie (omgekeerde transcriptie).
3. Vermenigvuldiging van het aantal kopieën van het DNA vele miljarden malen tot een hoeveelheid die kan worden gedetecteerd – deze laatste stap is een qPCR (kwantitatieve polymerasekettingreactie).

De eerste stap is een chemische extractie die vaak wordt geautomatiseerd. De volgende twee stappen worden uitgevoerd in een ander instrument, een PCR-machine. De specificiteit van de qPCR (d.w.z. het vermogen om alleen het genetisch materiaal van het virus te amplificeren) hangt af van de primers die worden gebruikt. Deze primers worden zorgvuldig geselecteerd om een segment van het specifieke virale genoom te amplificeren en niet het DNA van de gastheer of andere pathogenen die zich mogelijk op het uitstrijkje bevinden. Deze procedure neemt verscheidene uren in beslag en dit kan op geen enkele manier worden verkort zonder de gevoeligheid van de test aan te tasten.

Er zijn nu een aantal nieuwe tests ontwikkeld om de tijd die nodig is om op virus te testen te verkorten en/of het aantal tests dat met de beschikbare instrumenten kan worden gedaan te verhogen. Een van de manieren om de tijd te bekorten bestaat erin de stappen van de test te combineren of de afzonderlijke isolatie van het viraal RNA overbodig te maken. Een andere manier om de tijd te bekorten is het aantal amplificatiestappen te verminderen, maar dit maakt de assay minder gevoelig.

Een andere interessante ontwikkeling is het gebruik van “Isothermal loop-mediated amplification (LAMP)”. In een normale PCR-reactie moeten de monsters worden verhit, op een hoge temperatuur worden gehouden, worden afgekoeld en vervolgens op een tussentemperatuur worden gebracht. Deze cyclus moet 30-40 keer worden herhaald en dat kost veel tijd. Bij de LAMP-techniek wordt gebruik gemaakt van zeer slimme moleculaire biologie, zodat de reactie bij één temperatuur kan verlopen (isothermische amplificatie). Hierdoor zijn niet alleen de langdurige temperatuurcyclische stappen overbodig, maar kan ook met eenvoudiger instrumenten worden gewerkt. Het nadeel is dat de benodigde reagentia complexer zijn en dat de techniek momenteel minder nauwkeurig/gevoelig is dan de standaard qPCR. Niettemin heeft het in sommige settings grote voordelen de testtijd tot minder dan 1 uur te kunnen terugbrengen.

Tot slot kan worden gekeken naar de sociale aspecten van het testen. Het is veel gemakkelijker voor mensen om hun eigen neusswabs of een speekselmonster ter beschikking te stellen om te testen, maar dergelijke monsters zijn meer onderhevig aan variabiliteit en speekselmonsters bevatten over het algemeen minder virus om te testen. Dit betekent dat een hogere gevoeligheid nodig is. U ziet dat er een afweging is tussen snelheid, nauwkeurigheid en gemak bij de verschillende tests. Voor elke groep mensen zijn andere parameters belangrijker. Zo kan een snelle test van het grootste belang zijn op een luchthaven, terwijl de hoogste nauwkeurigheid belangrijker is in een ziekenhuis.

Detectie van antilichamen

Het is belangrijk te bedenken dat er bij elk individu een tijdstip is waarop het virus kan worden opgespoord maar nog geen antilichamen zijn aangemaakt, en een later tijdstip waarop het virus is geëlimineerd maar de antivirale antilichamen zijn achtergebleven.Hoewel de immuunrespons uit vele elementen bestaat, is detectie van virus-specifieke antilichamen de enige redelijke manier om vast te stellen of er een reactie heeft plaatsgevonden. Antilichaamtesten kunnen betrekkelijk gemakkelijk op grote aantallen patiënten worden toegepast. Antilichamen verschijnen in het bloed wanneer een persoon herstelt van een infectie. Zij kunnen ook voorkomen in afscheidingsproducten zoals speeksel en tranen, maar detectie in afscheidingsproducten is moeilijker en kan minder betrouwbaar zijn. Daarom detecteren de tests antilichamen in bloed (serum; het vloeibare bestanddeel van bloed). De meest gebruikte diagnostische test voor antilichamen is een ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay). Zoals hierboven vermeld, zijn antilichamen tegen het spike-eiwit het meest relevant voor de bescherming tegen besmetting met het coronavirus, maar antilichamen die andere virale eiwitten herkennen (zie figuur 2) kunnen worden gebruikt om vast te stellen of iemand eerder met het virus besmet is geweest. Elke ELISA kan het niveau van antilichamen tegen één viraal eiwit kwantificeren. Om bijvoorbeeld antilichamen tegen het spike-eiwit op te sporen, moet het spike-eiwit zelf als detectie-element in de ELISA worden gebruikt. De uitvoering van een ELISA neemt gewoonlijk ongeveer 2 uur in beslag, maar dit kan worden verkort zonder de gevoeligheid van de test aanmerkelijk aan te tasten.

Er zijn nu veel bedrijven die proberen een lateral flow-apparaat te ontwikkelen (vergelijkbaar met een zwangerschapstest thuis). Dergelijke tests kunnen een positief of negatief resultaat geven wat betreft de aanwezigheid van een antilichaam dat SARS-CoV-2 herkent in de testvloeistof (bv. bloed verkregen door een vingerprik) en zij kunnen in minder dan 30 minuten worden uitgevoerd. In dit geval zou de test antilichamen tegen een SARS-CoV-2-antigeen opsporen, maar in tegenstelling tot de ELISA is de test niet kwantitatief. Dergelijke tests zijn gevalideerd voor andere virussen, maar zij worden normaal alleen in laboratoria gebruikt. Of het mogelijk is een test voor SARS-CoV-2 met voldoende nauwkeurigheid te ontwikkelen, is nog niet bekend (september 2020). Om hier meer over te lezen, en om een korte animatie te zien die illustreert hoe een lateral flow device werkt, lees dit artikel uit The Conversation .

Het is belangrijk om te onthouden dat er bij elk individu een tijdspanne is waarin het virus kan worden opgespoord maar er nog geen antilichamen zijn aangemaakt, en een latere tijdspanne waarin het virus is geëlimineerd maar de antilichamen tegen het virus zijn achtergebleven (figuur 4). Daartussen ligt een beperkt tijdsinterval waarin zowel virus als antilichamen kunnen worden opgespoord. Het is van essentieel belang dat de nauwkeurigheid van elke test zeer hoog is, aangezien vals-positieve resultaten ernstige gevolgen kunnen hebben voor het individu; zij zouden denken dat zij immuun waren voor SARS-CoV-2 terwijl dat niet zo was.

Dit artikel is op 25/09/20 bijgewerkt om nieuwe ontwikkelingen weer te geven.