Hoe werkt de coronatest?

Testen, testen, testen. Dat raadde de Wereldgezondheidsorganisatie in het begin van de corona-pandemie al aan. En testen doen we. Wekelijks worden er in Nederland meer dan 100 duizend coronatesten afgenomen.^* Inmiddels zijn er lange wachtlijsten voor de test: de gemiddelde wachttijd is opgelopen tot 36 uur.

Die testen zijn de meetlat waarmee we onze vooruitgang in de strijd tegen het virus meten. Is het aantal besmettingen gestegen of gedaald? Krijgen we de curve plat? Op basis van de resultaten van die testen wordt bepaald naar welke landen we mogen reizen, wie er in quarantaine moet en welke evenementen mogen doorgaan.

Maar hoe werkt die test? En hoe betrouwbaar is hij? Een explainer. 

Hoe werkt de coronatest?

Het stukje moleculaire biologie waar de coronatest op is gebaseerd, is de zogeheten polymerase chain reaction, PCR in het kort. Dat is een methode om de hoeveelheid van een specifiek stukje genetisch materiaal te vermeerderen, zodat je de aanwezigheid ervan kan detecteren.

De techniek werd in de jaren tachtig ontdekt en wordt sindsdien in bijna elk moleculair laboratorium gebruikt. Om de daders van een misdrijf op te sporen, om de evolutionaire relatie tussen diersoorten bloot te leggen, maar ook om te bepalen of je al dan niet besmet bent met het nieuwe coronavirus. 

Als je zo’n test wil gebruiken om de aanwezigheid van een virus op te sporen, heb je eerst de genetische sequentie van dat virus nodig, de opeenvolging van genetische ‘letters’ die het virus kenmerken. In die sequentie ga je vervolgens op zoek naar een of meerdere targets: een stukje van die sequentie dat alleen voorkomt bij het virus dat je zoekt. 

Daarna kan je zogeheten primers ontwerpen: kleine stukjes DNA die precies ‘passen’ op een stukje van je target, en die zich eraan zullen vasthechten. Die primers – ze zien eruit als een flesje water – kan je online bestellen bij biofarmaceutische bedrijven. Je laat weten welke opeenvolging van genetische letters je nodig hebt, en enkele dagen later heb je ze in huis.

Vervolgens kan je testen of iemand het virus dat je zoekt al dan niet onder de leden heeft. Je neemt met een lang wattenstaafje een staaltje van een patiënt en dat doe je samen met de primers – en nog enkele reagentia – in een PCR-machine.

Is de target niet aanwezig in het staaltje, dan vinden de primers geen genetisch materiaal om zich aan te hechten en gebeurt er niets. Maar als de target wel aanwezig is, zullen de primers zich binden aan de target, waardoor de hoeveelheid genetisch materiaal van je target verdubbelt. In plaats van één stuk target-DNA heb je er dan dus twee. Dit proces wordt tientallen keren herhaald. Bij elk van deze cycli verdubbelt de hoeveelheid DNA van je target.

Nu heb je genoeg DNA van je target om de aanwezigheid ervan te detecteren. Dat kan door een fluorescerende stof toe te voegen. Hoe meer DNA aanwezig is, hoe harder die stof fluoresceert. 

(Bij Sars-Cov-2 is het nog een beetje ingewikkelder. Het viraal materiaal van dat virus bestaat namelijk uit RNA en niet uit DNA. En dus moet je voor de PCR reactie dat RNA nog omzetten naar DNA.)

Als de PCR-test na een aantal cycli duidelijk fluoresceert, dan is het een positieve test. De persoon bij wie het staal genomen is heeft genetisch materiaal van het virus in zijn lijf en is dus waarschijnlijk besmet. Zie je geen fluorescent signaal, dan was er waarschijnlijk geen viraal materiaal van het virus aanwezig in het staaltje.

Is deze test betrouwbaar?

De betrouwbaarheid van zo’n PCR-test bestaat uit twee delen.

Enerzijds de specificiteit: de kans dat je een negatief resultaat krijgt bij een persoon die niet besmet is met het virus. Als die specificiteit laag is, zijn er veel vals-positieven: veel mensen die niet besmet zijn krijgen toch een positief testresultaat.

Anderzijds heb je de sensitiviteit. Dat is de kans dat je een positief resultaat krijgt bij een persoon die ook echt besmet is met het virus. Hoe hoger hoe beter dus, want als de sensitiviteit laag is heb je veel vals-negatieven: mensen die wel besmet zijn maar toch een negatief testresultaat krijgen.

Laten we beginnen met de specificiteit.

Mijn test was positief. Betekent dat nu dat ik besmet ben?

Je leest weleens dat de PCR-coronatest die nu veel gebruikt wordt ook reageert op andere virussen dan alleen Sars-CoV-2. Ook mensen die besmet zijn met een ander coronavirus, een gewoon verkoudheidsvirus bijvoorbeeld, zouden vaak positief testen. Dat klopt niet.  Verschillende onderzoeksgroepen hebben de PCR-test al losgelaten op een heleboel andere virussen en stelden vast dat er geen zogeheten ‘cross-reactiviteit’ was: de test sloeg niet aan op andere virussen. De PCR-test is dus erg specifiek.

Toch is dat niet het hele verhaal. Een PCR-test is óók erg gevoelig. Omdat tijdens elke cyclus de hoeveelheid genetisch materiaal wordt verdubbeld, kan ook de aanwezigheid van een minieme hoeveelheid viraal RNA bij een coronatest tot een positief testresultaat leiden.

Je kan het onderscheid maken tussen stalen met veel en stalen met weinig RNA door het aantal cycli te tellen. Zijn er weinig verdubbelingscycli nodig, dan was er in het begin veel genetisch materiaal aanwezig. Maar als er tijdens de test veel cycli nodig zijn om een fluorescent signaal te krijgen, bevatte het oorspronkelijke staal erg weinig RNA. Je hebt dan geen vals-positief, maar wel een zwak-positief resultaat. 

Zwak-positieve resultaten komen vaak voor

Die zwak-positieve resultaten komen vaak voor. Toen journalisten van The New York Times^* de cycle thresholds – dus de drempelwaarden van positieve besmettingen – opvroegen bij de testcentra, ontdekten ze dat een groot gedeelte van de positief geteste stalen erg weinig RNA bevatten. In New York was dat bij 70 procent van de stalen het geval en in Massachusetts zelfs bij meer dan 80 procent van de stalen. 

Een zwak-positief resultaat kan verschillende dingen betekenen. Het kan zijn dat je nog maar net besmet bent, waardoor er nog maar weinig virus in jou aanwezig is, maar het is ook mogelijk dat het staal niet goed is afgenomen, waardoor er maar weinig RNA op het wattenstaafje is terechtgekomen. In die gevallen test je positief en ben je ook echt besmet. 

Maar de aanwezigheid van een heel kleine hoeveelheid viraal RNA kan ook wijzen op een besmetting die je een hele tijd geleden hebt doorgemaakt. Na een infectie kunnen er restanten van het virus in je lichaam overblijven, al zijn er geen actieve virusdeeltjes meer aanwezig. Je test dan positief, maar je bent niet meer besmettelijk (en ook niet ziek). 

Om ervoor te zorgen dat mensen met een zwak-positief resultaat niet nodeloos in quarantaine geplaatst worden, kijken ze in België en Nederland niet alleen naar de uitslag van de PCR-test om te bepalen of je al dan niet besmet bent. Bij zwak-positieve resultaten houden artsen ook rekening met de aanwezigheid van symptomen (hoesten, keelpijn, vermoeidheid, je kent ze inmiddels wel), met de kans dat de patiënt in contact is geweest met een besmet persoon, en met de vraag of die persoon mogelijk al op een eerder moment besmet werd.

Mijn test was negatief. Betekent dat nu dat ik niet besmet ben?

Dit is het tweede aspect van de betrouwbaarheid: sensitiviteit. De kans dus dat je een negatief testresultaat krijgt, al ben je besmet. Dat komt vrij vaak voor. De sensitiviteit van de PCR-test voor SARS-CoV-2 ligt ergens tussen de 70 en 98 procent.  Dat betekent dat tussen de 2 en de 30 procent van de mensen die besmet zijn, toch te horen krijgen dat alles in orde is.

Een negatief resultaat kan dus vals-negatief zijn en geeft je geen zekerheid dat je virusvrij bent. Artsen kijken daarom, net als bij een zwak-positieve uitslag, niet alleen naar de uitslag van de test, maar ook naar je symptomen en de kans dat je in contact bent geweest met een besmet persoon. Bij grote twijfel wordt een tweede test afgenomen.

Kortom: blijf op je hoede

De RT-PCR test is dus best goed, maar zeker niet perfect. Blind varen op de uitslagen van deze test is geen goed idee. Je moet leren als een Bayesiaan te denken: de uitslag van deze test geeft op zich geen zekerheid, maar verhoogt of verlaagt enkel de waarschijnlijkheid dat je besmet bent.

Bij een sterk-positief resultaat is de kans erg groot dat je, ook als je geen symptomen hebt, toch geïnfecteerd bent. Bij een zwak-positieve uitslag of bij een negatief resultaat heb je minder zekerheid. Dan moet je niet alleen rekening houden met het testresultaat, maar ook met je symptomen en de vraag of je misschien in contact bent geweest met een besmet persoon. 

En ook al is de betrouwbaarheid van de test niet 100 procent, toch blijft het verstandig om het advies van de overheid te volgen: laat je testen bij klachten. Iets weten is nog altijd oneindig veel beter dan niets.

Lees ook: