Testy PCR to ściema? Nie wykrywają żadnego wirusa? Sprawdzamy

Jerzy Zięba bardzo dowcipnie to ujął. Tak, ten niebezpieczny hochsztapler i milioner, przeciwko któremu prowadzone jest śledztwo o nielegalne sprzedawanie produktów leczniczych. Orędownik prostych jak cep terapii.

No więc Jerzy Zięba ujął to tak:

„Szukam samochodu: Toyota, rocznik 2015, kolor czerwony, silnik ma być diesel, nie benzyna, tapicerka ma być brązowa nie czarna. Bardzo precyzyjnie określam budowę samochodu, którego szukam. Metoda PCR polega na tym, że znajduje się fragment opony i ci, co robią testy, mówią – znaleźliśmy ci toyotę rocznik 2015, silnik diesel".

W tym momencie Zięba wybucha śmiechem. I oferuje milion złotych nagrody każdemu, kto w udowodni, że w próbce poddanej testowi PCR znajduje się rzeczywiście wirus SARS-CoV-2.

Owoc długiej podróży samochodem

Ta informacja przeszła po drodze przez wiele wież przesyłowych radia Erewań, ale rzeczywiście coś na rzeczy jest. Nie to, że testy PCR są kompletnie niewiarygodne. Coraz głośniej słychać jednak również w społeczności naukowej, że na obecnym etapie pandemii mogą nie być najlepszym narzędziem diagnostycznym. Wspomniał o tym nawet ostatnio nowy minister zdrowia Adam Niedzielski.

RT-PCR, Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction, czyli reakcję łańcuchową polimerazy z odwrotną transkrypcją zawdzięczamy Kary'emu Mullisowi z kalifornijskiej firmy Cetus. Na pomysł, że można powielić DNA, wykorzystując do tego enzym katalizujący jego syntezę, czyli właśnie polimerazę DNA, wpadł pewnego dnia 1985 roku podczas podróży samochodem. W 1993 dostał za to nagrodę Nobla.

Metoda PCR jest używana wszędzie tam, gdzie materiału genetycznego jest bardzo mało i stąd potrzeba jego powielenia. W przypadku wirusów takich jak SARS-CoV-2, czyli posiadających tylko RNA, konieczna jest również odwrotna transkrypcja, czyli stworzenie na bazie RNA tzw. cDNA. Także za pomocą enzymu, tym razem odwrotnej transkryptazy.

To skomplikowana procedura, ale skutek jej jest taki: test RT-PCR jest niesłychanie czuły analitycznie, bo może wykryć absolutnie minimalne ilości RNA i je zreplikować (to nie to samo, co czułość diagnostyczna, czyli stosunek wyników prawdziwie dodatnich do sumy prawdziwie dodatnich i fałszywie ujemnych w przypadku rzeczywistych testów).

Pandemii nie ma

I tu na scenę wkracza teoria spiskowa, która mówi, że RT-PCR jest zupełnie niewiarygodny. I jest nam narzucany po to, żeby wykreować fałszywą pandemię. Po co ktoś miałby to robić – to już temat na inny tekst.

Zwolennicy tej teorii powtarzają, że twórca metody PCR Kary Mullis utrzymywał, iż „nie jest ona w stanie wykryć poszczególnych wirusów". Postanowiła to sprawdzić agencja Reuters – okazało się, że to klasyczne radio Erewań. Cytat nie jest Mullisa, ale pochodzi ze starego artykułu o HIV Johna Lauritsena (metoda RT-PCR jest stosowana przy diagnostyce HIV). I jest wyrwany z kontekstu: „PCR nie jest w stanie wykryć wirusów, tylko identyfikuje białka, które są uważane, niekiedy błędnie, za swoiste dla HIV. Wykrywa sekwencję genetyczną wirusa, a nie same wirusy" – pisał Lauritsen.

Jak mówiła obrazowo OKO.press dr hab. Katarzyna Pancer, mikrobiolożka i wirusolożka, szefowa laboratorium w Państwowym Zakładzie Higieny:

Chcemy mieć pewność, dlatego stawiamy testy na kilka genów, na różne geny, tak jakby różne kawałki tego supermana wykazać i powiedzieć, że nie tylko mamy literkę »s«, ale mamy jeszcze głowę, rękę".

Jerzy Zięba w swojej malowniczej metaforze pyta: a skąd wiadomo, że to są geny akurat tego wirusa? A może jakiegoś innego koronawirusa? Albo jeszcze czegoś innego, co się tam przykleiło? Stąd metafora o samochodzie. Ale dalej wszystko mu się myli – mówi np. o DNA koronawirusa.

Ale to ważne – test PCR nie jest w stanie stwierdzić, czy wirus obecny w organizmie jest w stanie się rozmnażać, a co za tym idzie, zakażać dalej, czy też jest już nieaktywny. Po prostu stwierdza jego obecność.

Czyżby Zięba miał rację?

„The New York Times" pisał w 2007 roku o „epidemii, której nie było" – w Dartmouth-Hitchcock Medical Center wiele osób zaczęła męczyć dolegliwość charakteryzująca się uciążliwym kaszlem. Powstało podejrzenie, że szpital nawiedziła epidemia krztuśca – pacjenci i pracownicy zostali więc zbadani. Na tysiąc osób ponad 130 miało pozytywne wyniki. Potem się okazało, że fałszywie pozytywne. Problemem był, zdaniem ekspertów, brak złotego standardu testów PCR dla pałeczki krztuśca – bakterii, która wywołuje tę chorobę.

Nauka zdaje sobie sprawę z ograniczeń testów PCR. Jak piszą autorzy pracy z 2004 roku „W odróżnieniu od DNA, które jest mocne jak stare buciory, RNA jest wyjątkowo delikatne, kiedy wyizoluje się je z jego komórkowego środowiska". Żeby było to jeszcze bardziej skomplikowane, testy PCR mogą dawać także wyniki fałszywie negatywne, m.in. z powodu tych zanieczyszczeń, czy niewłaściwego transportu wymazu, ale one akurat nie są u jądra teorii spiskowej.

Mimo tych wszystkich wątpliwości konsensus medyczny jest jednak taki, że testy molekularne są właściwym sposobem diagnostyki. I wykrywają SARS-CoV-2, a nie co innego. Swoistość diagnostyczna testów RT-PCR dla naszego koronawirusa jest oceniana na 98-99 proc. Jednym słowem, z tego bieżnika da się zrekonstruować samochód. A standardy dotyczące testów powstają i są ciągle ulepszane.

Na wszelki wypadek zapytałam jednak naszą ekspertkę o to, skąd wiadomo, że test PCR wykrywa akurat tego koronawirusa. To w laboratorium kierowanym przez dr Pancer wykryto w marcu pierwsze zakażenie w Polsce.

„Na samym początku, gdy pojawia się nowy wirus, jest on sekwencjonowany – czyli odczytuje się kolejność par nukleotydowych w jego genomie, w przypadku koronawirusów RNA. Tak było również na początku tej pandemii: gdy znano już sekwencję nowego wirusa, wówczas szukano w niej sekwencji charakterystycznych dla SARS-CoV-2 i tylko dla tego wirusa.

Na tej podstawie projektuje się startery, czyli krótkie oligonukleotydy, które przyłączą się do tych wysoce swoistych sekwencji. Sekwencja musi się nam zamknąć jak zamek błyskawiczny. Najpierw rozdzielamy cDNA na pojedyncze nici. Żeby startery się przyczepiły, muszą mieć komplementarną sekwencję. A łączy się z T, G łączy się z C. Przyłączone startery zapoczątkowują reakcję PCR i powstaje produkt, czyli fragment DNA o określonej sekwencji.

Opracowując nowy test należy się zawsze upewnić, że nasz dodatni wynik oznacza faktycznie wykrycie tego konkretnego wirusa, w tym wypadku SARS-CoV-2. Potwierdza się to wykonując sekwencjonowanie wirusa wyizolowanego z próbki.

Trochę to skomplikowane, ale metafora o zamku błyskawicznym jest chyba jasna – laboratoryjne startery muszą pasować jak ulał do tego, co wyizolowano z próbki. No dobrze, ale skąd było wiadomo w przypadku pierwszego wyniku dodatniego, że to SARS-CoV-2? Laboratorium nie miało przecież możliwości sekwencjonowania wirusa, bo go jeszcze nie wykryło.

„Na początku używaliśmy syntetyczne RNA otrzymane z Berlina, w ramach współpracy z Europejskim Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób." – tłumaczy dr Pancer.

Dzisiaj w europejskiej bazie jest już 97 sekwencji szczepów SARS-CoV-2 zgłoszonych przez Polskę. Próbki sekwencjonuje kilka krajowych ośrodków.

Zdaniem dr Pancer część wątpliwości wobec koronawirusa wynika z tego, że tak dużo jest zakażeń bezobjawowych: „Zakażenie jest wtedy, kiedy wirus wnika do organizmu. Nie musi dawać żadnych objawów, choć się namnaża w naszym organizmie i wtedy mamy zakażenie bezobjawowe. Objawowe, gdy wywołuje chorobę. Wiele wirusów wywołuje zakażenia bezobjawowe, np. denga czy różyczka. Często jest też tak, że te objawy są tak słabe, że ludzie nie zwracają na nie uwagi".

Za dokładnie?

Jednak teraz na celowniku tym razem ekspertów znalazła się czułość analityczna testów PCR. Im bowiem więcej razy próbka będzie ogrzewana i oziębiana, co wywoła reakcję łańcuchową polimerazy, z tym mniejszej ilości molekuł RNA wirusa uda się uzyskać materiał genetyczny. Jeśli tych cykli jest zbyt wiele, tym większa szansa, że wykryje się śladowe ilości SARS-CoV-2 w organizmie. No i nie wiadomo, czy dana osoba zaraża, czy nie.

Ale im więcej wirusa było w próbce, tym mniej cykli PCR trzeba wykonać. A im więcej wirusa w wymazie, tym większa szansa, że to wirus aktywny. Dlatego tak ważne jest to, ile cykli się wykonuje w standardzie. W Stanach Zjednoczonych jest to np. 37-40, co wielu epidemiologów uważa za zbyt wysoką liczbę.

„The New York Times" podaje przykład testów z Massachusetts, Nowego Jorku i Nevady, gdzie na wynikach podano, ile wykonano cykli PCR. Okazało się, że aż 90 proc. badanych miało w organizmie śladowe ilości wirusa i najprawdopodobniej nie zarażało.

Nie tak czule, ale skutecznie

PCR spełnia dobrze swoją rolę na początku epidemii albo już po jej zduszeniu, kiedy władze sanitarne chcą całkowicie wyeliminować wirusa. Wtedy duża ilość wyników „nadmiernie" pozytywnych nie jest problemem, bo chodzi o to, żeby przez sito nie przecisnął się żaden nosiciel. Ani nosicielka.

Jednak teksty PCR mają jeszcze jedną bardzo poważną wadę – są drogie. W Polsce komercyjnie wykonywane – ponad 500 zł. Wymagają też specjalistycznego laboratorium i jubilerskiej precyzji w przestrzeganiu procedur. To poważna przeszkoda dla mniej zamożnych państw. Nie bez przyczyny liderami w testowaniu tą metodą są na przykład Zjednoczone Emiraty Arabskie, które mogą sobie na takie wydatki pozwolić.

W związku z tym część środowiska naukowego coraz głośniej mówi ostatnio, że trzeba odejść od masowego stosowania RT-PCR na rzecz mniej czułych analitycznie metod. Jednym z orędowników takiej zmiany jest dr Michael Mina, epidemiolog z Harvardu.

Dr Mina sugeruje, że dobrą opcją mogą być testy antygenowe, które wykrywają białko wirusa. Są one coraz dokładniejsze i niewykluczone, że już wkrótce będziemy mieć do dyspozycji test o wysokiej czułości i swoistości, który będzie można aplikować sobie w domu jak test ciążowy. Są też tanie i można szybko wyprodukować ich miliony, a proces analizy próbki nie trwa godzinami, jak w przypadku PCR.

„To inne spojrzenie na czułość testu – wykrywanie tych, którzy najbardziej zarażają" – mówił dziennikowi „The New York Times" dr Mina.

Może to być skuteczne, bo jak wiemy z innych badań, SARS-CoV-2 roznosi się „wyspowo" – 80 proc. zakażonych nie przekazuje dalej wirusa, za to pozostałe 20 proc. jest w stanie zakazić bardzo dużo osób.

Wydaje się, że mniejszą czułość można nadrobić większą częstotliwością testowania. Dr Mina jest współautorem badania, z którego wynika, że niezbyt czuły test stosowany dwa razy w tygodniu jest lepszym narzędziem do ograniczenia transmisji wirusa niż bardzo czuły stosowany raz na dwa tygodnie. Do podobnych wniosków doszli również badacze z Yale i Harvardu.

Testy PCR idą do lamusa?

„NYT" pisze, że testy PCR nadal będą potrzebne tam, gdzie trzeba dmuchać na zimne – na przykład w domach opieki, gdzie zagrożenie dla pensjonariuszy jest tak duże, że trzeba wprowadzać nadzwyczajne środki przy najmniejszym podejrzeniu koronawirusa. Ale i ich wyniki będą szybciej, jeśli zmniejszy się ilość czekających w kolejce do laboratorium. Dr Mina uważa, że ilość cyklów PCR powinna być zmniejszona do 30 – to pozwoli wyeliminować przypadki pozytywnych wyników u osób niezakażających, bo ilość wirusa w próbce będzie musiała być 100 do 1000 razy większa.

A jeśli chodzi o teorie spiskowe związane z testami PCR, to nie podejmuję się weryfikować zarzutu, że w USA przy okazji pobierania wymazu z nosogardzieli rząd pobiera również DNA obywateli do swojej bazy. O to trzeba pytać w FBI.