Standardowa procedura przeprowadzana jest w trzech fazach:

1. Isolacja wirusowego RNA z wymazów pobranych z nosa lub gardła.
2. Konwersja sekwencji RNA na odpowiadającą jej sekwencję DNA (odwrotna transkrypcja).
3. Amplifikacja liczby kopii DNA wiele miliardów razy do ilości, która może być wykryta – ten ostatni etap to qPCR (ilościowa reakcja łańcuchowa polimerazy).

Pierwszym etapem jest ekstrakcja chemiczna, która często jest zautomatyzowana. Kolejne dwa etapy przeprowadzane są w innym urządzeniu zwanym maszyną PCR. Specyficzność qPCR (tzn. jego zdolność do amplifikacji tylko wirusowego materiału genetycznego) zależy od użytych primerów. Startery te są starannie dobrane, aby amplifikować segment określonego genomu wirusowego, a nie DNA gospodarza lub innych patogenów, które mogą znajdować się na wymazie. Procedura ta trwa kilka godzin i nie ma możliwości jej skrócenia bez pogorszenia czułości testu.

Opracowano szereg nowych testów, których celem jest skrócenie czasu potrzebnego na wykonanie testu na obecność wirusa i/lub zwiększenie liczby testów, które można wykonać przy użyciu dostępnych instrumentów. Jednym ze sposobów skrócenia czasu jest połączenie etapów badania lub wyeliminowanie potrzeby oddzielnej izolacji wirusowego RNA. Innym sposobem na skrócenie czasu jest zmniejszenie liczby etapów amplifikacji, ale to sprawia, że badanie jest mniej czułe.

Innym interesującym postępem jest zastosowanie „izotermicznej amplifikacji w pętli (LAMP)”. W normalnej reakcji PCR próbki muszą być podgrzewane, utrzymywane w wysokiej temperaturze, schładzane, a następnie podnoszone do temperatury pośredniej. Cykl ten musi być powtórzony 30-40 razy i to zajmuje dużo czasu. W technice LAMP zastosowano bardzo sprytne metody biologii molekularnej, dzięki którym reakcja może przebiegać w jednej temperaturze (izotermiczna amplifikacja). Nie tylko eliminuje to potrzebę długotrwałych cykli temperaturowych, ale również może być wykonywane przy użyciu prostszych instrumentów. Wadą jest to, że wymagane odczynniki są bardziej złożone i technika ta jest obecnie mniej dokładna/czuła niż standardowe qPCR. Niemniej jednak możliwość skrócenia czasu badania do mniej niż 1 godziny ma duże zalety w niektórych ustawieniach.

Wreszcie można rozważyć społeczne aspekty testowania. O wiele łatwiej jest ludziom dostarczyć własne wymazy z nosa lub próbki śliny do testowania, ale takie próbki są bardziej prawdopodobne, że podlegają zmienności, a próbki śliny generalnie mają mniej wirusa do testowania. Oznacza to, że potrzebna jest wyższa czułość. Można zauważyć, że w przypadku różnych testów istnieje kompromis pomiędzy szybkością, dokładnością i wygodą. Różne parametry są ważniejsze dla każdej grupy ludzi. Na przykład, szybki test może być najważniejszy na lotnisku, podczas gdy najwyższa dokładność będzie ważniejsza w szpitalu.

Wykrywanie przeciwciał

Ważne jest, aby pamiętać, że u każdej osoby istnieje punkt czasowy, w którym wirus może być wykryty, ale przeciwciała nie zostały jeszcze wytworzone, oraz późniejszy okres czasu, w którym wirus został wyeliminowany, ale przeciwciała przeciwwirusowe pozostają.Chociaż istnieje wiele elementów odpowiedzi immunologicznej, wykrywanie przeciwciał specyficznych dla wirusa jest jedynym rozsądnym sposobem określenia, czy odpowiedź miała miejsce. Badanie przeciwciał może być stosunkowo łatwo zastosowane u dużej liczby pacjentów. Przeciwciała pojawiają się we krwi, gdy dana osoba wraca do zdrowia po infekcji. Mogą one również pojawiać się w wydzielinach, takich jak ślina i łzy, ale ich wykrycie w wydzielinach jest trudniejsze i może być mniej wiarygodne. Z tego powodu, testy wykrywają przeciwciała we krwi (surowicy; płynny składnik krwi). Najpowszechniej stosowanym testem diagnostycznym na obecność przeciwciał jest test ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay). Jak wspomniano powyżej, przeciwciała przeciwko białku spike są najbardziej istotne dla ochrony przed zakażeniem koronawirusem, ale przeciwciała rozpoznające inne białka wirusowe (patrz rysunek 2) mogą być użyte do ustalenia, czy ktoś był wcześniej zakażony wirusem. Każdy test ELISA może określać ilościowo poziom przeciwciał przeciwko jednemu białku wirusowemu. Na przykład, aby wykryć przeciwciała przeciwko białku spike, samo białko spike będzie używane jako element detekcyjny w teście ELISA. Wykonanie testu ELISA zajmuje zwykle około 2 godzin, ale można to skrócić bez znacznego pogorszenia czułości testu.

Obecnie istnieje wiele firm próbujących opracować urządzenie typu lateral flow (podobne do domowego testu ciążowego). Takie testy mogłyby dać pozytywny lub negatywny wynik, czy przeciwciało, które rozpoznaje SARS-CoV-2 jest obecne w płynie testowym (np. krew uzyskana przez nakłucie palca) i mogą być wykonane w czasie krótszym niż 30 minut. W tym przypadku test wykryłby przeciwciała przeciwko antygenowi SARS-CoV-2, ale w przeciwieństwie do testu ELISA, test nie jest ilościowy. Testy tego typu zostały zatwierdzone dla innych wirusów, ale są one zazwyczaj stosowane tylko w laboratoriach. Nie wiadomo jeszcze, czy możliwe jest opracowanie testu dla SARS-CoV-2 o wystarczającej dokładności (wrzesień 2020 r.). Aby przeczytać więcej na ten temat i obejrzeć krótką animację ilustrującą sposób działania urządzenia lateral flow, przeczytaj ten artykuł z The Conversation .

Ważne jest, aby pamiętać, że u każdej osoby istnieje punkt czasowy, w którym wirus może zostać wykryty, ale przeciwciała nie zostały jeszcze wytworzone, oraz późniejszy okres czasu, w którym wirus został wyeliminowany, ale przeciwciała antywirusowe pozostają (rysunek 4). Pomiędzy nimi istnieje ograniczony przedział czasu, w którym można wykryć zarówno wirusa, jak i przeciwciała. Istotne jest, aby dokładność każdego testu była bardzo wysoka, ponieważ wyniki fałszywie dodatnie mogłyby mieć poważne konsekwencje dla danej osoby; uważałaby ona, że jest odporna na SARS-CoV-2, podczas gdy tak nie jest.

Ten artykuł został zaktualizowany 25/09/20, aby odzwierciedlić nowe osiągnięcia.