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Nuevo coronavirus SARS-CoV-2: Los test diagnósticos y para qué sirve cada uno

Hace unos días escribí un hilo en Twitter comentando lo básico acerca de los métodos diagnósticos de COVID-19. El hilo ha tenido una gran repercusión, por lo que creo que puede ser útil reproducirlo en este blog.

 

Parece que hay cierta confusión con las técnicas de diagnóstico y vigilancia de #COVID19. Voy a intentar explicarlo un poco. Abro hilo

Conviene empezar explicando algunas cosas: por lo general hay dos tipos de tests, o pruebas de laboratorio:

  1. Las que detectan el patógeno, en este caso el virus, o elementos propios de éste, como su genoma.
  2. Las que detectan anticuerpos que reaccionan frente al virus.

Las primeras pueden ser virológicas (aislamiento en cultivo), antigénicas (detección de antígenos del virus) o moleculares (detección del genoma del virus). Las segundas se conocen como “pruebas serológicas” porque se basan en la detección de anticuerpos en suero.

Entre las primeras, las más empleadas son las moleculares, por lo que en adelante nos centremos en éstas. Las famosas “PCR” (reacción en cadena de la polimerasa) pertenecen a esta categoría. Hay muchas otras, pero las PCR presentan tantas ventajas que dominan en el diagnóstico.

Las segundas (serológicas) son muy variadas en forma, pero para lo que nos interesa aqui podemos distinguir dos: el ELISA y la IC (inmunocromatografía), ésta última es uno de los “tests rápidos” de los que tanto se habla.

Por cierto, “Test rápido” es una denominación poco afortunada: hay muchos tests “rápidos”, que emplean muchos formatos, y que sirven para detectar anticuerpos (son “serológicos”) o virus (concretamente antígeno vírico). Por ahora no nos metemos en este tema.

De momento quedémonos con esto:

  1. La PCR (y tests análogos) detectan genoma del virus, y por lo tanto INFECCIÓN ACTIVA.
  2. Las pruebas serológicas detectan ANTICUERPOS, y por lo tanto reacción inmune frente al virus. Detecta que el virus ha infectado al individuo muestreado.

Además, hay otra cosa importante que hay que saber: una PCR positiva no implica necesariamente que el indivíduo contagie. Para eso se necesita un virus INFECCIOSO. Una PCR positiva puede provenir de restos del virus, o de virus neutralizados por anticuerpos, que no infectan.

Y si no infectan, no contagian. En conclusión NO TODAS LAS PCR POSITIVAS CORRESPONDEN A UNA FASE CONTAGIOSA DE LA INFECCIÓN.

Esto puede verse en el esquema que he preparado al efecto para el COVID19, basado en datos de estudios reales (ver referencias al final):

Curso infección COVID19

Esta figura representa el curso de una infección leve por SARS-CoV-2. Por un lado, la línea azul representa la carga de ARN viral presente en muestra nasofaríngea. La parte de la curva que queda por encima del “umbral de infección” (carga viral “infecciosa”= carga necesaria para que se produzca un contagio) señala el período en que el indivíduo puede transmitir el virus a otras personas. Por otro lado, la línea roja representa la evolución de los anticuerpos totales en suero. Se distinguen 4 fases (números en círculo amarillo) en función del riesgo de transmisión. Combinando PCR y tests de anticuerpos es posible distinguir estas 4 fases (Fuente: elaboración propia sobre datos publicados: ver referencias al final del post)

En este esquema puede verse que empleando PCR y una técnica serológica podemos clasificar a los indivíduos en 4 categorías con diferentes niveles de riesgo de contagio: 1) naïve; 2) Infectados tempranos; 3) infectados tardíos y 4) recuperados. (ACLARACIÓN: este esquema representa a los casos leves o asintomáticos, los casos clínicamente más graves tienen otras consideraciones que no vamos a abordar en este hilo).

Los casos asintomáticos y leves tienen gran importancia epidemiológica, pues son los que más contribuyen a la transmisión del virus. La atención sanitaria se ha centrado mucho en los casos graves, pero el control de la pandemia pasa por controlar los asintomáticos y leves.

Por ello ahora cobra una importancia inusitada el empleo de los dos tipos de técnicas, serológicas y moleculares. Hay aún lagunas y cuestiones técnicas que resolver, pero está claro que tenemos que emplear ambas estrategias para controlar esta enfermedad.

Se me olvidó decir que el contagio se produce en una ventana concreta de la infección. varios estudios señalan que es desde 2 dias antes a aproximadamente una semana después del incio de los síntomas (en los casos leves).

 

Por último, algunas referencias de la bibliografía empleadas en este hilo:

Mizumoto, K. et al, (2020). Estimating the asymptomatic proportion of coronavirus disease 2019 (COVID-19) cases on board the Diamond Princess cruise ship, Yokohama, Japan, 2020. Euro Surveill. 2020;25(10):pii=2000180.

Bai, Y., et al. Presumed Asymptomatic Carrier Transmission of COVID-19. JAMA (2020). https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2020.25.10.2000180.

Aguilar, J. et al. Investigating the Impact of Asymptomatic Carriers on COVID-19 Transmission medRxiv 2020.03.18.20037994; doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.18.20037994

He, X. et al. Temporal dynamics in viral shedding and transmissibility of COVID-19. medRxiv 2020.03.15.20036707; doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.15.20036707.

Wölfel, R., Corman, V.M., Guggemos, W. et al. Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2196-x

Zhao, J.  Jr et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019. medRxiv 2020 doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.02.200301895

Zhang, W. et al. Molecular and serological investigation of 2019-nCoV infected patients: implication of multiple shedding routes, Emerging Microbes & Infections (2020) 9:1, 386-389, DOI: 10.1080/22221751.2020.1729071.

Wu LP, et al. Duration of antibody responses after severe acute respiratory syndrome. Emerg Infect Dis. 2007;13(10):1562–1564. doi:10.3201/eid1310.070576.

Bao, L. et al Reinfection could not occur in SARS-CoV-2 infected rhesus macaques. BioRxiv March, 2020. doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.13.99022.Okba, N.M.A. et al. SARS-CoV-2 specific antibody responses in COVID-19 patients. MedRxiv, March 2020. doi: https://doi.org/10.1101/2020.03.18.20038059.

Corman, V et al. Detection of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) by real-time RT-PCR. Euro Surveill. 2020;25(3):pii=2000045. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2020.25.3.2000045

 

 

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Categorias: Nuevos virus

Lo que había en una momia enterrada en Siberia hace 300 años ¿era viruela?

Hace unos días pudo leerse en medios de información general una noticia acerca del virus de la viruela. La noticia reflejaba un hallazgo científico publicado en la prestigiosa revista New England Journal of Medicine el pasado 22 de noviembre, en una carta al editor titulada: “Variola virus in a 300-year old Siberian mummy” [1]. El titular predominante en la prensa y medios de divulgación científica (incluido el sitio madri+d que aloja este blog) rezaba así: “La viruela reaparece en unas momias congeladas en Siberia“. La nota publicada en la prensa subraya el hecho de que “la viruela reaparece” en unas momias enterradas en Siberia hace 300 años. Si esto es cierto, es verdaderamente inquietante.

La viruela ha sido una de las plagas más devastadoras que ha sufrido la Humanidad. Fue erradicada a finales de los años ’70 del siglo pasado (el ultimo caso humano ocurrió en 1977; la erradicación mundial fue anunciada oficialmente por la Organización Mundial de la Salud en 1980). Esta erradicación constituye  uno de los mayores logros de toda la historia la medicina.  La gran protagonista de  ese logro fue  la vacuna, cuyo descubrimiento se debe al médico inglés Edward Jenner a finales del siglo XVIII, y que empleada de forma continuada y masiva durante casi dos siglos liberó a la humanidad de una de sus peores lacras. Subsiste el virus solamente en dos laboratorios  custodiados bajo normas de seguridad extremas, uno en la Federación Rusa y el otro en los EE.UU. En su día se consideró la posibilidad de destruir estas ultimas cepas, pero tras un arduo debate se decidió mantenerlas. En esta decisión pesaron argumentos de biodefensa. Una vez erradicada, y cesada la vacunación, la humanidad se encuentra esencialmente desprotegida, por lo que una cepa de viruela es potencialmente una poderosa arma biológica. También puede constituir una base para elaborar estrategias de biodefensa.

Por la misma razón, si algún virus de la viruela hubiera permanecido con su capacidad infectiva intacta, preservado en algún lugar del mundo, por ejemplo en un cadáver de una víctima de la enfermedad, ello constituiría un riesgo de emergencia de esta terrible enfermedad. Sin embargo, afortunadamente, los virus son generalmente muy lábiles y se inactivan rápidamente bajo la acción de distintos agentes ambientales (temperatura, radiación, etc). En este aspecto, el virus de la viruela (que posee una envoltura lipídica que debe mantenerse intacta para que el virus sea viable) es incluso más sensible a la inactivación ambiental, por lo que este riesgo es mínimo. En los laboratorios, los virus se conservan permaneciendo viables durante largo tiempo. Para ello se emplean fundamentalmente dos métodos: la liofilización y la congelación a muy baja temperatura (por debajo de -70ºC) en presencia de agentes conservantes. Estas condiciones difícilmente se pueden alcanzar de forma natural.

Si lo anterior ya hace difícil que pueda tener lugar una recuperación de virus de la viruela de muestras ambientales, digamos que esto se complica mucho más cuanto más tiempo permanece el virus en el medio ambiente. El ADN es una molécula que se degrada con rapidez, una vez la actividad metabólica que mantiene su integridad cesa. En condiciones relativamente favorables se estima en unos 500 años la vida media de los enlaces entre pares de bases nucleotídicas que constituyen las largas moléculas de ADN [2]. Ello significa que en 500 años aproximadamente la mitad de los enlaces se degradan. Esto quiere decir que en un virus como el de la viruela, con una molécula de ADN de alrededor de 186.000 pares de bases, a los 500 años se habrán degradado, de media, 93.000 enlaces entre éstos, es decir, quedará poco ADN reconocible en la muestra. Obviamente esa degradación afecta de forma irreversible a la viabilidad del virus. En condiciones de congelación, posiblemente la tasa de degradación sea menor, pero no despreciable, como veremos.

Entonces ¿es posible que en el estudio mencionado de las momias enterradas en Siberia hace 300 años se haya podido “resucitar” el virus de la viruela? Leyendo el artículo que describe el hallazgo (es siempre recomendable ir a la fuente original), y que es realmente muy corto y asequible, salimos de dudas. Los autores nunca afirman que hayan obtenido un espécimen de las momias del cual hayan podido recuperar el virus viable, infectivo. Es decir: no “aislaron” el virus.  Sin embargo, demostraron que esas personas murieron de una infección por virus de la viruela, que es algo muy distinto. Entre otras pruebas, hicieron análisis por PCR (reacción en cadena de la polimerasa) de 3 regiones cortas de ADN específicas del virus de la viruela, de modo que si estas reacciones salen positivas, se deduce la presencia de ese virus en la muestra. Para confirmar secuenciaron las tres regiones obtenidas (secuenciar es “leer” las secuencias de pares de bases nucleotídicas del ADN), comprobando que en efecto correspondían con las secuencias conocidas del virus de la viruela. En total entre las 3 secuencias obtenidas pudieron leer 718 nucleótidos. Recordemos que el virus posee un genoma de una longitud de 186.000 nucleótidos. Los autores quisieron comprobar el grado de fragmentación del genoma del virus hallado en las muestras, más que nada porque suponía un riesgo para ellos mismos si estaba íntegro. Hicieron una PCR larga (abarcando 2000 pares de bases) con resultado negativo, lo que indicaba que el ADN del virus estaba muy fragmentado, y por tanto los autores “descartan que haya partículas víricas viables” en las muestras.

Considerando todo lo anterior, podemos contestar ya a la pregunta que hemos formulado en el título de este post: lo que había en las momias siberianas no era viruela, sino restos, muy fragmentados, de genoma del virus de la viruela. Esto, unido a otras pruebas encontradas en los cadáveres, en lo que puede considerarse una típica investigación forense, permite a los autores del estudio afirmar que esas personas murieron de viruela. Nada más.

Entonces ¿por qué en los titulares tanto de prensa convencional como de divulgación científica se “sugiere” que se ha resucitado el virus de la viruela de unas momias siberianas? Me temo que, como siempre tratándose de virus, se buscó el “lado oscuro“, ese que evoca en el público el miedo atávico a las pestes, impreso en nuestro acervo colectivo tras milenios de sobrevivir a sus estragos. Ese miedo lógico que hay que evitar que se transforme en pánico inútil cuando llegue una emergencia de verdad. Información veraz sobre los virus, sin sensacionalismo, es lo único que puede evitar ese miedo irracional. Periodistas y divulgadores científicos deben comprometerse en esa tarea y no dejarse llevar por la atención momentánea que se consigue al agitar el tan peligroso como falso  señuelo de la peste mortífera.

 

Al final de este post no quisiera dejar pasar la oportunidad de recordar que nunca se insistirá bastante en los beneficios que ha producido y sigue produciendo a la humanidad el uso de las vacunas. Y ello es más necesario que nunca habida cuenta que en tiempos recientes ha surgido en determinados ámbitos cierta contestación al uso de la vacunación, de forma absolutamente irracional e irreflexiva. La erradicación de la viruela es la historia de un éxito colectivo de la Humanidad, al que deben suceder otros éxitos similares si somos capaces de mantener el rumbo correcto y no apartarnos de la ruta que ha conducido ya a dos erradicaciones mundiales, la viruela y la peste bovina, gracias al uso racional de las vacunas.

Referencias

[1] Biagini, P. et al “Variola virus in a 300-year old Siberian mummy” N. Engl. J. Med 2012; 367:2057-2059. Accesible online: http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMc1208124.

[2] Allentoft, M. E. et al. Proc. R. Soc. B  (2012) 279: 4724-4733. Accesible online: http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2012.1745.

 

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