Hoe bestrijdt het menselijk lichaam een virale infectie?

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.

Probeer een verwante GRATIS cursus

Infectie en immuniteit

In deze gratis cursus, Infectie en immuniteit, maakt u kennis met infectieziekten en met de biologische agentia die ons lichaam binnendringen en deze veroorzaken: ziekteverwekkers. U leert ook over het immuunsysteem, de vitale verdediging van het menselijk lichaam tegen ziekteverwekkers. Gaandeweg leer je over de wetenschappelijke methode en hoe die wetenschappers heeft geholpen ziekteverwekkers te begrijpen en infectieziekten te voorkomen. Maar de uitdaging blijft bestaan. Ziekteverwekkers zijn overal en komen in alle vormen en maten voor. Zoals u zult zien, is de strijd tegen infectieziekten ook vandaag nog van cruciaal belang voor de wereldgezondheid.

Meer informatie ❯Infectie en immuniteit

smartboy10/Getty Images Inzicht in antibioticaresistentie

Antibioticaresistentie is een ernstige bedreiging, die ons vermogen om infecties te behandelen in gevaar brengt en het risico van routineoperaties vergroot. Resistente infecties nemen toe door overmatig gebruik van antibiotica en dit heeft geleid tot het ontstaan van ‘superbugs’ (bacteriën die resistent zijn tegen meerdere antibiotica). Deze gratis cursus “Inzicht in antibioticaresistentie” biedt de wetenschappelijke achtergrond die ten grondslag ligt aan antibioticaresistentie. De volgende vragen komen aan bod. Wat zijn antibiotica? Waarom hebben we ze nodig? Hoe werken ze? Wat is antibioticaresistentie? Waarom is het een probleem? Wat kunnen we eraan doen?

Meer informatie ❯ Inzicht in antibioticaresistentie

Gebruikt met toestemming Vaccinatie

Vaccinaties worden nu beschouwd als een deel van het dagelijks leven, maar hoe werken ze? Vaccinatie is een gratis cursus die mensen met een achtergrond in de biologie zal helpen de historische ontwikkeling van vaccinatie te begrijpen, de verschillende soorten vaccins die vandaag de dag worden gebruikt te beoordelen, hun productie te onderzoeken en de beperkingen te verkennen die aan vaccinatieprogramma’s worden gesteld.

Meer informatie ❯Vaccinatie

Meer over coronavirus

Coronavirus: The Lowdown

Coronavirus (2019-nCoV) is door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) uitgeroepen tot pandemie. We hebben wat informatie verzameld over het virus en hoe u ermee om kunt gaan in deze ongekende tijden.

Lees nu ❯Coronavirus: The Lowdown

Copyright: Foto 38319189 © Marcel De Grijs | Dreamstime.com Verdriet en COVID-19: Rouwen om wat we weten, wie we missen en de manier waarop we afscheid nemen

Dit artikel verkent ervaringen van doodsangst bij kinderen en jongeren als gevolg van COVID-19, en de impact van de pandemie en de dood op personeel dat in zorginstellingen werkt, en hoe rouw werd gerapporteerd in Britse kranten.

Lees nu ❯Rouw en COVID-19: Rouwen om wat we weten, wie we missen en de manier waarop we afscheid nemen

De acties van achterwaartse besmetting in het licht van COVID-19

Als een bacterie uit de ruimte zou worden teruggebracht naar de aarde, welke regelgeving en ruimtebestuur bestaat er dan om ervoor te zorgen dat dit geen schade veroorzaakt? Dit artikel onderzoekt…

Lees nu ❯De acties van achterwaartse besmetting in het licht van COVID-19

Copyright: ID 175635363 © Igor Mojzes | Dreamstime.com Vaccins voor Virussen

Het immuunsysteem is geëvolueerd om ons te beschermen tegen infectieuze agentia, waaronder virussen. Momenteel, met de aan de gang zijnde Covid-19 pandemie, is er grote belangstelling voor hoe het immuunsysteem precies beschermt tegen virussen en de ontwikkeling van antivirale vaccins. Dit artikel is een algemene inleiding op deze gebieden.

Lees nu ❯Vaccins tegen virussen

Copyright: Dreamstime.com Rouwen tijdens COVID-19: onze collega’s steunen om terug aan het werk te gaan en te gedijen na verlies

Zelfs als we het geluk hebben gehad om zelf geen verlies te ervaren tijdens deze pandemie, zijn er misschien collega’s die dat wel hebben. Dus, hoe kunnen we rouwende collega’s steunen in deze uitdagende tijden?

Lees nu ❯Rouw tijdens COVID-19: onze collega’s steunen om na een verlies weer aan het werk te gaan en te gedijen

Copyright: ID 161529627 © David Wilkinson | Dreamstime.com The Special Adviser’s Tale, or Political Storytelling in the Time of Covid

Toen Dominic Cummings de COVID-19 lockdown regels doorbrak, hoe tartten de pogingen om ‘het verhaal te veranderen’ door Cummings en de regering de logica van het verhalen vertellen?

Lees nu ❯The Special Adviser’s Tale, or Political Storytelling in the Time of Covid

Copyright free: Public health communication during a pandemic

We hebben allemaal de overheidsslogans ‘Blijf thuis’ en ‘Blijf alert’ gezien, maar zijn deze wel effectief? Dr Korina Giaxoglou onderzoekt de drie belangrijkste elementen voor het ontwerpen van ‘goede’ berichten over de volksgezondheid.

Lees nu ❯Public health communication during a pandemic

The impact of COVID-19 on linguists and their mental health

De coronavirus pandemie van 2020 heeft impact gehad op elk gebied van ons leven. Severine Hubscher-Davidson onderzoekt wat de impact van het coronavirus op de geestelijke gezondheid van taalkundigen ons kan vertellen over de impact van het coronavirus op de geestelijke gezondheid in de samenleving.

Lees nu ❯De impact van COVID-19 op taalkundigen en hun geestelijke gezondheid

Auteursrecht vrij: Hoe beïnvloedt COVID-19 de behandeling van kanker?

Kankeronderzoekers van The Open University beantwoorden kankergerelateerde vragen over het nieuwe coronavirus in deze serie artikelen…

Lees nu ❯Hoe beïnvloedt COVID-19 de behandeling van kanker?

Hoe COVID-19 onze notie van een goede dood uitdaagt

Erica Borgstrom, medisch antropoloog en docent aan The Open University, onderzoekt waarom de dood door het coronavirus niet het soort dood is dat we verwachten.

Lees nu ❯Hoe COVID-19 onze notie van een goede dood uitdaagt

Vijf tips om te ontspannen in moeilijke tijden

Het moderne leven kan velen van ons een gestrest gevoel geven. Hier geeft Dr Mathijs Lucassen vijf tips om te ontspannen.

Lees nu ❯Vijf tips om te ontspannen in moeilijke tijden

Wat is COVID-19?

Wat is COVID-19 precies en waar komt het vandaan? Dit korte artikel gaat in op de Coronavirus pandemie van 2020.

Lees nu ❯Wat is COVID-19?

Wat is een virus?

Er is de laatste tijd veel in het nieuws over virussen. Dus wat is een virus en wat weten we over het nieuwe coronavirus dat COVID-19 veroorzaakt?

Lees nu ❯Wat is een virus?

Coronavirus: Hoe komen atleten door deze periode van isolatie?

De pandemie van het coronavirus beïnvloedt ons leven op verschillende manieren – maar heeft u nagedacht over de gevolgen voor sporters en atleten?

Lees nu ❯Coronavirus: Hoe komen sporters door deze periode van isolement?

Copyright: ID 135216980 © Richardjohnsonuk | Dreamstime.com How to age well while self-isolating

Mensen zijn gedwongen zich af te zonderen om de verspreiding van COVID-19 te vertragen, maar er zijn verschillende risico’s van zelf-isolatie voor oudere mensen. Dit artikel en de video bieden enkele tips over hoe deze te bestrijden.

Bekijk nu ❯Hoe goed oud te worden terwijl je jezelf isoleert

NIAID onder CC-BY licentie onder Creative-Commons licentie Simplistische modellen voor het begrijpen van het Coronavirus: Nuttig of schadelijk?

Helpen modellen die de verspreiding van Covid-19 laten zien ons daadwerkelijk om het beter te begrijpen, of zijn ze te simplistisch en potentieel gevaarlijk?

Lees nu ❯Simplistische modellen voor het begrijpen van het Coronavirus: Nuttig of schadelijk?

Image by Wonderlane on Flickr. under Creative-Commons license Paniek kopen en hoe het te stoppen

Dr Volker Patent kijkt naar een verhaal van opkomende normen, signalering en selectieve informatieverwerking.

Lees nu ❯Paniek kopen en hoe het te stoppen