Kategorier
COVID-19

Immunforsvar i koronaens tid – VI

Sjette tekst i serien om immunforsvar i koronaens tid handler testing for koronavirus.

SARS-CoV-2-tester

I påsken sa regjeringen at samfunnet forsiktig vil starte opp igjen etter påske. Nå blir det enda viktigere å finne ut hvem som er smittet og hvem som er immune. Her forklarer jeg hvordan testing virker.

Smittet-syk-frisk?

Siden covid-19 kom til Norge i uke 9 har det store spørsmålet vært: Er jeg smittet? Er jeg syk? Og nå mer nylig, har jeg hatt covid-19? Svaret på spørsmålene har stor betydning, særlig nå som vi ikke skal være like strengt innelukket i våre egne hjem.

Istedet for at vi alle skal holdes vekk fra samfunnet, vil det være tilstrekkelig at bare de som er smittet holdes isolert. I tillegg skal de som har vært i kontakt med en smittet sitte i karantene.

Og det er også nyttig å vite om man allerede har gjennomgått infeksjonen, uten å merke det. Normalt vil man etter å ha vært smittet av et virus, bli immun mot ny smitte av samme virus. Det er blant annet fordi kroppen lager antistoffer mot viruset i forbindelse med infeksjonen.

Testing for covid-19
Forholdet mellom virustest og antistofftest: Når man først smittes av SARS-CoV-2 viruset er viruset i luftveiene i opptil 7 dager, før man får symptomer. Deretter har man varierende symptomer (typisk feber, hoste, muskelsmerter, tungpust ….) i 1 eller flere uker før man blir frisk igjen. Underveis vil det fortsatt være virus i kroppen, mens det blir mer og mer antistoffer mot viruset. Antistoffer bidrar til å fjerne viruset helt. En virustest kan være positiv fra man er smittet og til man er symptomfri. En antistofftest kan bli positiv mens man er syk og vil være positiv lenge etter at man er blitt frisk.

Testene vi trenger nå er basert på noen helt grunnleggende teknikker. Tilnærmet alle som jobber med biologisk og medisinsk laboratorie-forskning kjenner godt til disse, inkludert meg selv. Mange av oss har et nært forhold til disse metodene, siden vi ofte lager og utfører liknende tester selv, til ulike formål.

Kick av positivt svar

Det finnes nesten ikke noe mer tilfredsstillende enn å sette opp en test og få et positivt svar. Jeg begynte som forskerstipendiat i 1989, seks år etter at den såkalte PCR-reaksjonen var gjenoppfunnet av amerikaneren Kary Mullis i 1983.

PCR-reaksjonen er så genial fordi man med enkle midler kan mangfoldiggjøre gener og genbiter i et reagensrør. Det har hatt enorm betydning for moderne genteknologi.

Prinsippene for metoden ble først beskrevet i 1971 av nordmannen Kjell Kleppe. Det var lenge før det var praktisk mulig å ta den i bruk. Kjemikaliene som trengtes manglet.

Nå trenger man bare kunnskap om rekkefølgen av basene som inngår i arvestoffet man ønsker å påvise, så er resten nærmest like enkelt som å slå sammen et sukkerbrød på kjøkkenet hjemme.

Som fersk stipendiat i 1989 tok det tre-fire timer fra jeg satte igang forsøket til jeg kunne kikke på den ferdige gelen for å se om testen var positiv. Det gir et vanvittig kick å kikke ned på en rosafarget gel, oppdage et lysende rosa bånd og skjønne at «yes», PCR-reaksjonen er vellykket!

I de siste ukene og månedene er det nettopp PCR-reaksjonen vi alle har satt vår lit til. Er jeg smittet? Hvor mange er smittet? Igjen er manglende reagenser for å gjennomføre testen et problem. Men denne gangen er det fordi «alle» vil ha disse reagensene nå!!

Påvise virus

Arvestoffet til koronaviruset SARS-CoV-2, som gir covid-19, består av ett enkelt RNA-molekyl, på omtrent 34 000 baser (A, C, U og G). Denne informasjonen om viruset ble først offentliggjort 10. januar 2020. Få dager etter var den første testen for viruset utviklet.

Det er rekkefølgen på basene som bestemmer virusets egenskaper og som gjør det unikt i forhold til alle andre virus. Det er også rekkefølgen på basene som gjør det mulig å lage en PCR-test for å påvise at det finnes et bestemt gen fra et bestemt virus i en prøve.

Hvis viruset finnes i munn, svelg eller nese, kan det altså påvises ved hjelp av en PCR-test. Man må få tak i en prøve ved hjelp av en pinne som stikkes langt bak i svelget eller nesen, før pinnen stikkes ned i et rør med transportvæske.

Når prøven kommer til laboratoriet, blir alt virus-RNA hentet ut fra prøven. Det kan gjøres blant annet ved hjelp av magnetiske partikler som binder seg spesielt til virus-RNA.

PCR-testen for covid-19-virus baserer seg på mangfoldigggjøring av DNA, så virus-RNA må først omgjøres til virus-DNA ved hjelp av et enzym. Deretter bruker man par av korte syntetiske virusgenbiter, som vil feste seg med litt avstand fra hverandre på arvestoffet, for å mangfoldiggjøre to ulike genområder fra viruset ved hjelp av et annet enzym. Hvis PCR-testen gir positivt signal fra begge genområdene, regnes den som positiv.

Flaskehals

PCR-testing for SARS-CoV-2 er avhengig av tilstrekkelig kapasitet i flere ledd. Det trengs prøvetakingsutstyr og folk til å ta prøvene, det trengs reagenser og plastutstyr til selve kjøringen av prøvene, og det trengs maskiner som kan kjøre PCR-syklusene og måle mengden PCR-produkt underveis.

Mesteparten av disse forbruksvarene må kjøpes, i konkurranse med mange andre over hele verden. I tillegg er det begrenset tilgang til de maskinene som trengs. Det gjør at PCR-basert virustesting er blitt en flaskehals.

Løkkebasert hurtigtest

En metode som minner om PCR, men som bruker andre enzymer og som ikke krever syklisk endring i temperatur slik som PCR gjør, kan kanskje vise seg å være et bedre alternativ for rask og storskalert virustesting.

Metoden kalles løkkebasert mangfoldiggjøring (LAMP). Også her blir deler av virusets arvestoff mangfoldiggjort, ved hjelp av velgvalgte kunstige genbiter som forlenges av enzymer, hvis virus finnes i prøven.

Fordelen med denne metoden er at den kan utføres med et enkelt, håndholdt apparat der pasienten befinner seg, og svaret kommer innen én time. Tilsvarende tester finnes for å påvise blant annet tuberkulose og influensa hos mennesker og virusinfeksjon hos dyr.

Det gjenstår å se når hurtigtest for covid-19-viruset blir tilgjengelig på legekontorer og andre steder der det er ønskelig med raskt svar. Lovende rapporter om bruk av LAMP for å påvise SARS-CoV-2 har allerede kommmet både fra England og Kina.

I USA har firmaet Abbot, som lenge har tilbudt LAMP-basert hurtigtesting av influensavirus, nettopp fått FDAs hastegodkjenning for sin ferske hurtigtest av SARS-CoV-2 viruset.

Falske negative virus-svar

Virustesting vil uansett metode innebære en viss mulighet for negativt svar selv om man er smittet. Det kan skyldes at prøvepinnen som ble stukket inn i nesa og svelget tilfeldigvis ikke fikk med seg viruset. Eller at det var for få viruspartikler i prøven til at testmetoden klarte å fange dem opp. Eller det kan skyldes at viruset hos noen bare finnes dypt i lungene og ikke i øvre luftveier.

Det er usikkert hvor mange som er smittet og som likevel tester negativt. Kanskje så mange som 30% av testene er negative for covid-19-viruset, selv om personen er smittet.

Hvis man har symptomer på sykdom, må man likevel forholde seg som om man er smittet, selv om testen er negativ.

For helsemyndighetene er likevel denne testen nyttig. Selv om den ikke fanger opp alle tilfeller, vil testen kunne gi informasjon om hvordan pandemien utvikler seg.

Immun eller ikke?

Det store spørsmålet er om vi er blitt immune etter å ha hatt covid-19- infeksjonen. Det kan vi måle ved hjelp av antistofftester.

Prinsipp for antistofftest mot covid-19 ved hjelp «smørbrød-teknikk»: 1) Protein fra viruset (her S-proteinet) produseres ved hjelp av genteknologiske metoder og festes til bunnen av en plastbrønn. 2) En blodprøve plasseres i brønnen, og antistoff mot S-protein vil binde seg til proteinet i brønnen. Resten av blodprøven skylles vekk. 3) Et enzym-merket antistoff mot den konstante delen av antistoffer (f.eks. IgG) binder seg til antistoff fra blodprøven. 4) Etter ny skylling tilsettes en løsning som inneholder et fargeløst stoff som skifter farge på grunn av enzymet. Mer antistoff, mer enzym, mer farge.

Hvis PCR er den moderne genteknologiens far, er antistofftester moderne immunologis oldemor. Testing av antistoff mot mikrober har vært immunologers paradegren siden metoden ble oppdaget på slutten av 1800-tallet.

Den klassiske metoden brukte røde blodlegemer og døde mikrober, mens vi i dag bruker syntetiske mikrobefragmenter, plastoverflater og ulike fargereaksjoner. Men ideen bak er den samme:

Testen inneholder en bit av mikroben som kan binde seg til antistoff i blodprøven. Ved hjelp av ulike andre kjemikalier (inkludert også antistoffer mot de konstante delene av antistoffer) kan man vise at en blodprøve inneholder antistoffer mot mikroben. Det er også mulig å gi et kvantitativt mål på hvor mye antistoff det er i blodprøven.

Et kappløp om ressursene

På papiret ser antistofftester enkle ut. Det er likevel endel som må gjøres for å avklare om testen måler det man vil måle. Det er viktig at testen både er følsom og presis. Testen for covid-19-antistoffer skal ideelt sett bare påvise antistoffer mot SARS-CoV-2, og den skal også kunne plukke opp alle som har dannet antistoffer mot SARS-CoV-2.

For å sikre jevn og god kvalitet på antistofftester som blir brukt i helsevesenet, pleier man derfor å overlate produksjon og kontroll av testene til kommersielle aktører. «Hjemmelagete» tester er ikke så vanlig lenger.

Nå er imidlertid etterspørselen etter antistofftester mot covid-19 så enorm at leverandørene av ferdige tester og også leverandørene av kjemikalier som inngår i testene har ventelister med levering på ubestemt tid. I forrige uke chartret Karolinska institutet og Wallenbergstiftelsen i Sverige et SAS-fly i for å hente tester direkte fra Kina.

Folkehelseinstituttet, forskere og industri i Norge har derfor gått sammen om å utvikle SARS-CoV-2-testene selv så test-kapasiteten ikke blir begrenset av tilgangen til kommersielle tester. Vi har ekspertisen og erfaringen som trengs for å utvikle antistofftester selv.

Ikke bare antistoff

Det er ikke bare IgG antistoff som er avgjørende for om man er blitt immun. Selv om et positivt antistoff-test er en klar indikasjon på gjennomgått infeksjon, er det ikke nødvendigvis en direkte korelasjon melllom mengde antistoff og grad av immunitet.

T-celler som kan gjenkjenne virus er også nødvendig for å være immun mot viruset. Slike T-celler er både nødvendig for å lage antistoffer mot viruset, og for å drepe virus-infiserte celler. Virus-spesifikke T-celler er vanskelige og tungvinte å måle, mens antistoff-tester er enkle, billige og kan utføres i stor skala.

Vi må derfor regne med at antistofftestene ikke gir det fulle svaret når det gjelder hvorvidt en person er blitt immun eller ikke. Det gjelder ikke minst i forhold til immunitet etter koronavirusinfeksjon, der virus-spesifikke T-celler spiller en viktig rolle.

Blogginnlegg av Anne Spurkland, publisert 16.04.2020

Tidligere innlegg i serien «Immunforsvar i koronaens tid»:

Immunforsvar i koronaens tid

Immunforsvar i koronaens tid – II: Viruset

Immunforsvar i koronaens tid – III: Den vakre barrieren

Immunforsvar i koronaens tid – IV: Oksygen

Immunforsvar i koronaens tid – V: Overlever serum

ANNONSE:

Pandemi-aktuell bok. Les «Immun» og forstå mer om hva som skjer når immunforsvaret møter et helt nytt virus.

Kjøp boken her

14 svar på “Immunforsvar i koronaens tid – VI”

Hei. Dette opplevdes som et veldig interessant og klart innlegg om immunforsvaret i koronaens tid igjen av deg. Tusen takk så mye.

Hei igjen

Takk for hyggelig melding! Dette er jo et tema det er mange spørsmål rundt fortiden, og samtidig er jo temaet også veldig teknisk. Så jeg har tenkt at å få et lite innblikk i hva disse testene går ut på, kan være av allmen interesse.

AnneS

Svar

Tusen takk for en flott forklaring, den sendte jeg videre til venner! Veldig synd at den er bare på norsk, hadde vært interessant for flere utenfor Norge.

Hei igjen

Takk for hyggelig kommentar.

Jeg skulle gjerne ha hatt engelske versjoner av blogginnleggene mine (og jeg har så smått forsøkt å oversette noen tidligere innlegg og poster dem på den parallelle bloggen https://immuneglimpse.wordpress.com/). Men det tar mye tid å oversette dette, og jeg skriver ikke godt nok engelsk heller (ikke godt nok til å ikke avsløre meg som «non-native speaker»), så der står saken akkurat nå.

AnneS

Svar

Hei! Takk for mye spennende informasjon, skrevet på en måte som gjør det forståelig for oss som ikke er fagfolk. Vil gjerne kjøpe boken din, men rabattkoden virker ikke. Hadde vært kjekt om du kunne ta en kikk på hvorfor, siden du skrev at tilbudet skulle gjelde ut april måned 🙂

Hei igjen

Takk for ros!

Ja, jeg ble gjort oppmerksom på fra annet hold også at rabattkoden ikke virket i går (eller i morges), så sa fra til forlaget, og nå er det i orden igjen. Jeg kom riktignok ikke inn i nettbutikken deres fra PC, bare fra mobilen, men det er vel tilstrekkelig :.)

Anne S

Svar

Beklageligvis fungerer det fortsatt ikke. Har prøvd alle slags varianter, eksempelvis bare store bokstaver, stor forbokstav, jeg har kopiert og limt inn rabattkoden fra innlegget med mer. Håper dette lar seg ordne før tidsfristen nås.

Mvh,
Anita HL

Hei igjen
Da har forlaget sjekket og fikset koden på nytt. Nå skal det være i orden igjen. De beklager at systemet deres er så utstabilt. Det er en feil der, de ennå ikke har funnet.
Anne S

Hei! Jeg er fastlege og synes at webinaret du holdt i dag var veldig interessant. Jeg følger som de fleste av oss med på koronaepidemien, og det har etterhvert dukket opp et spørsmål som jeg så langt ikke har sett andre stille. Vil derfor veldig gjerne høre hva du tenker. Symptomatologien til covid-19 synes å være svært bred (mye bredere enn først antatt da luftveissymptomer alene var i fokus). Det beskrives alt fra ØLI, GI-sympt, hudforandringer, artritter, nyresvikt, hjerneslag mm i tillegg til det som synes å ta flest liv; pneumoniene/ARDS. Det rapporteres nå om veldig forhøyet forekomst av tromber, og høy d-dimer er beskrevet å predikere dårlig prognose. Cytokinstorm kan sikkert alene være fellesnevneren, men siden endotelceller også har ACE2 reseptorer, så lurer jeg likevel på om en viral vaskulitt medførende skade på endotelcellene kan forklare både økt trombedannelse og at man kan få så forskjellige symptomer. ANCA-vaskulitt er et godt eksempel på vaskulitt som kan gi alt fra isolerte residiverende sinusitter til nevrologiske utfall, lungepåvirkning, nyresvikt mm. Jeg synes dette ligner, men kan ikke nok immunologi eller virologi til å kunne sannsynliggjøre el. forkaste tanken. Jeg ser for meg at dette tar helt av når immunforsvaret vårt angriper virusinfisert endotel, og derigjennom bl.a. trigger koagulasjonskaskaden. Amerikanerne rapporterer nå om kraftig forhøyede koagulasjonsfaktor-8 verdier og relativt unge pasienter med multiple tromber, men ikke nødvendigvis samtidige luftveissymptomer. Jeg tenker at dersom cytokinstorm skulle vært årsaken til trombene, så burde disse pasientene også hatt mer systemiske symptomer, men her er det som sagt mye jeg ikke kan og forstår. Hva tenker du?

Hei igjen
Takk for interessant innspill. Ja du har rett i at thrombedannelsene hos relativt unge mennesker som man nå etterhvert har fått rapporter om fra USA (har ikke sett tilsvarende rapporter fra Norge ennå, men kan ha oversett noe) er påfallende, og viktig å være oppmerksom på.

Cytokinstorm er selvsagt en mulig årsak til thromber, men dette er ikke så dårlige pasienter. Det har vært observert anti-kardiolipin antistoff hos pasientene, som påvirker thromedannelse, men dette er også noe man ser ved andre infeksjoner som er ikke nødvendigvis unikt for covid-19.

Så det er absolutt mulig at det vi ser her skylds virusets påvirkning på cellene som kler innsiden av blodkarene, endotelet. Disse cellene har reseptorene som viruset trenger for å komme inn, og det er lett å tenke seg at virusmediert skade på disse cellene vil være tilstrekkelig for å utløse thrombedannelse. Siden viruset alene kan skade cellene, trenger det heller ikke å være avhengig av bidrag fra immunceller.

Så jeg er enig, her er det neppe cytokinstorm som er forklaringen, men virusets effekter på andre deler av kroppen og immunforsvaret. Det blir garantert mer informasjon om dette i tiden som kommer.

Hilsen Anne S

Svar

Tusen takk for svar! Det blir virkelig spennende å følge med på hva som blir stående som hovedmekanismer bak virusets sykdomsfremkallende egenskaper. Er det for øvrig angiotensin II som er proinflammatorisk? Eller er ACE2 anti-inflammatorisk via andre mekanismer? Min far (ikke-medisiner med stor interesse for covid-19) søkte for øvrig litt på nett og fant på wikipedia at «angiotensin II has prothrombotic potential through adhesion and aggregation of platelets and stimulation of PAI-1 and PAI-2». Så mulig at min hypotese om viral vaskulitt ikke er så viktig, men at hovedproblemet er for mye angiotensin II når ACE2 blokkeres av store mengder viruspartikler? I så fall burde jo ACE-hemmere eller ARB kunne virke…

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut /  Endre )

Google-bilde

Du kommenterer med bruk av din Google konto. Logg ut /  Endre )

Twitter-bilde

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut /  Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut /  Endre )

Kobler til %s