Por qué varía tanto la precisión de las pruebas de anticuerpos contra el SARS-CoV-2
ARRIBA: ISTOCK.COM, HUMONIA
Debido a la creciente demanda de investigadores y legisladores, la cantidad de anticuerpos Las pruebas para el SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19, se ha disparado en las últimas semanas. Según una lista mantenida por la Fundación sin fines de lucro para Nuevos Diagnósticos Innovadores (FIND), más de 200 de estos productos, que también se conocen como pruebas serológicas, ya están disponibles o en desarrollo. Muchos de los fabricantes de pruebas tienen su sede en China, pero también hay empresas en varios otros países, incluidos Corea del Sur, Alemania, EE. UU. y el Reino Unido.
Solo 12 han recibido autorización de uso de emergencia ( EUA) de la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA), que otorga a las empresas permiso para implementar un producto sin proporcionar la misma cantidad de evidencia de respaldo que se requiere en el proceso de aprobación típico. En marzo, la FDA anunció que, para acelerar la disponibilidad, las empresas podrían comercializar estas pruebas en los EE. UU. sin EUA, siempre que realicen su propia evaluación. Ayer (4 de mayo), la agencia anunció que intensificaría el escrutinio de estas pruebas luego de ser criticada por la avalancha de pruebas defectuosas que están disponibles en los EE. UU.
La tendencia que estaba comenzando a ver [con pruebas rápidas] es que hay inconsistencias en muchas de las afirmaciones [de los fabricantes].
Rangarajan Sampath, Foundation for Innovative New Diagnostics
En este momento tenemos más pruebas serológicas disponibles comercialmente para SARS-CoV-2 que cualquier otra enfermedad infecciosa, dice Elitza Theel, directora del Laboratorio de Serología de Enfermedades Infecciosas de Mayo Clinic. Es una locura.
A medida que los investigadores y los legisladores de todo el mundo se apresuran a poner en práctica estas pruebas, se han planteado preocupaciones sobre su precisión. Por ejemplo, cuando un estudio ampliamente publicitado sobre la tasa de infección en el condado de Santa Clara, en California, hizo sonar las alarmas, una crítica clave fue la inexactitud de la prueba de anticuerpos utilizada por el grupo. En otros casos, las pruebas resultaron ser demasiado imprecisas para su uso; por ejemplo, el mes pasado, el gobierno británico archivó una prueba rápida de anticuerpos por la que había pagado $ 20 millones porque resultó ser inadecuada.
Varios grupos ahora están realizando evaluaciones independientes de estas pruebas de anticuerpos. Su trabajo sugiere que existe una amplia variabilidad en el rendimiento y que la precisión de una prueba puede depender no solo de la prueba en sí, sino de factores como cuándo se realiza y cómo interpreta el resultado el usuario.
Vea cómo (no) hacer una encuesta de anticuerpos para el SARS-CoV-2
Cómo funcionan las pruebas de anticuerpos
Hay dos categorías amplias de análisis de anticuerpos: pruebas de laboratorio y pruebas rápidas . Una de las técnicas más comunes que se utilizan en las pruebas de laboratorio es el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA), en el que se coloca una muestra de sangre, suero o plasma en una placa cubierta con una proteína viral. Si una persona tiene anticuerpos contra el virus, se unirá a la proteína. Para identificar estos complejos virales de proteínas y anticuerpos, los científicos introducen una molécula que emitirá fluorescencia en presencia de las moléculas unidas. Estas pruebas pueden proporcionar una medida cuantitativa de los anticuerpos presentes en una muestra.
En cambio, las pruebas rápidas utilizan un formato de ensayo de flujo lateral (LFA). El principio subyacente de un LFA es similar a un ELISA, pero estos se llevan a cabo en un dispositivo que se asemeja a una prueba de embarazo. Por lo general, requieren una pequeña cantidad de sangre extraída de un pinchazo en el dedo. La sangre fluye a través de una tira que tiene proteínas virales en su superficie y, si hay anticuerpos presentes en la sangre, se adhieren a esas proteínas. Los complejos resultantes se unirán a las moléculas inmovilizadas en la tira, y si se alcanza un umbral que varía según el fabricante, la prueba mostrará una o dos líneas de colores que indican un resultado positivo. A diferencia de los ELISA, estas pruebas solo generan un resultado binario de sí o no.
Las pruebas de laboratorio suelen tardar algunas horas en generar un resultado, mientras que las pruebas rápidas se pueden completar en 30 minutos o menos.
El rendimiento de una prueba depende de dos medidas: sensibilidad y especificidad. Las pruebas sensibles generan pocos falsos negativos y las pruebas específicas conducen a pocos falsos positivos. La precisión que debe tener una prueba depende de para qué se utilice, dice Rangarajan Sampath, director científico de FIND. Para los estudios de seroprevalencia, que buscan identificar la proporción de una población que ha sido infectada con el virus, por ejemplo, dice que se desea más del 98 por ciento de especificidad y más del 90 por ciento de sensibilidad.
Uno de las pruebas de anticuerpos aprobadas más recientemente para EUA por la FDA, un ensayo de laboratorio de Roche, cuenta con una sensibilidad del 100 % y una especificidad del 99,8 %.
Evaluaciones de precisión
Varios grupos ahora están evaluar las pruebas de anticuerpos para estas medidas. Un estudio, denominado Proyecto de prueba de COVID-19 y dirigido por médicos e investigadores de instituciones como la Universidad de California, San Francisco (UCSF), la Universidad de California, Berkeley (UCB), el Hospital General de Massachusetts (MGH) y el Chan Zuckerberg Biohub, evaluó 10 LFA y dos ELISA. Para evaluar su capacidad para identificar anticuerpos contra el SARS-CoV-2, el equipo utilizó muestras de plasma o suero de tres grupos: 80 personas que habían mostrado síntomas de COVID-19 y habían dado positivo mediante una prueba basada en PCR, 52 que tenían un infección respiratoria pero se encontró que estaban infectados con otro virus o habían dado negativo en una prueba de PCR para SARS-CoV-2, y 108 donantes de sangre cuyas muestras se extrajeron en 2018 o antes, antes de que comenzara la pandemia.
Su evaluación encontró que la capacidad de detectar anticuerpos en personas que dieron positivo en la prueba del virus aumentó con el tiempo, llegando al 81100 por ciento cuando habían transcurrido más de 20 días desde que comenzaron los síntomas, según el producto. Uno de los miembros del equipo, Patrick Hsu, bioingeniero de UCB, señala que este hallazgo destaca por qué es importante la prueba longitudinal de anticuerpos, dado que un resultado negativo puede significar que una persona estuvo expuesta al virus pero aún no había desarrollado un nivel detectable. de anticuerpos En cuanto a la especificidad, la proporción de falsos positivos encontrados en las muestras previas a la COVID-19 osciló entre el 0 y el 16 por ciento. La concordancia entre los hallazgos de LFA y ELISA osciló entre 75 y 94 por ciento. El equipo publicó sus resultados como preimpresión en el sitio web del proyecto el 24 de abril. Alex Marson, inmunólogo de UCSF y coautor del informe, advierte que algunos números, especialmente para la capacidad de las pruebas para detectar anticuerpos en casos positivos, pueden revisarse como su equipo continúa analizando los datos.
Es muy importante que no saquemos estas pruebas del estante y comencemos a usarlas.
Elitza Theel, Mayo Clinic
Algunas pruebas no las consideraría adecuadas para pruebas serológicas, mientras que otras fueron bastante buenas, Hsu dice. Una única prueba rápida, realizada por la empresa china Bioperfectus, detectó anticuerpos en el 100 por ciento de las muestras PCR positivas, pero solo después de más de 20 días desde el inicio de los síntomas. Sin embargo, no demostró una especificidad del 100 por ciento. Para esa medida, solo un test rápido desarrollado por la empresa Sure Biotech, con sede en EE. UU. y Hong Kong, no arrojó ningún falso positivo.
Según el The New York Times, una de las pruebas examinadas en el estudio, de la empresa china Innovita, ha sido ordenada por la empresa emergente Scanwell Health, con sede en Los Ángeles, que espera comercializar el producto para uso doméstico, en espera de la autorización de la FDA. Esa prueba identificó anticuerpos en hasta el 83 por ciento de las personas con infecciones confirmadas y tiene una especificidad del 96 por ciento.
Otra de las pruebas incluidas en el estudio, que vende la estadounidense Premier Biotech y fabricado por la empresa china Hangzhou Biotest Biotech, se utilizó en la controvertida encuesta de seroprevalencia de Santa Clara. En la preimpresión de medRxiv sobre ese estudio, los autores citaron una especificidad del 99,5 por ciento y una sensibilidad del 82 por ciento. Hsu y sus colegas encontraron que la especificidad de las pruebas fue del 97 por ciento e identificó anticuerpos en el 37 por ciento de las muestras de uno a cinco días después del inicio de los síntomas y en el 90 por ciento 20 días después (el estudio de Santa Clara no se centró únicamente en las personas sintomáticas, y Hsus El estudio no examinó muestras de personas con infecciones asintomáticas).
En las últimas semanas se han publicado algunas evaluaciones similares. Uno de los estudios más recientes, realizado por un grupo de la Universidad de Washington, encontró que una prueba de anticuerpos de laboratorio desarrollada por la compañía estadounidense Abbott tenía una sensibilidad que alcanzaba el 100 por ciento 17 días después del inicio de los síntomas y solo registró un falso positivo en 1,020 muestras recolectadas antes de la pandemia. Estos datos demuestran un rendimiento analítico excelente, escriben los autores en una preimpresión publicada en medRxiv el 2 de mayo.
Otros estudios han informado cifras menos prometedoras . Uno realizado por el Panel Asesor Científico Nacional de Pruebas de COVID en el Reino Unido examinó nueve dispositivos LFA y encontró que a los 10 días después del inicio de los síntomas o más tarde, la sensibilidad varió de 6188 por ciento en muestras que dieron positivo para SARS-CoV-2 usando una prueba de PCR . La especificidad, determinada por si la prueba detectaría falsos positivos en muestras previas a la pandemia, osciló entre el 95 y el 100 por ciento. Nuestros hallazgos sugieren que, si bien los dispositivos [LFA] actuales pueden proporcionar cierta información para encuestas a nivel de población, su rendimiento es inadecuado para la mayoría de las aplicaciones de pacientes individuales, escriben los autores en su preimpresión, que se publicó en medRxiv en Abril.
En general, la tendencia que comenzamos a ver [con las pruebas rápidas] es que hay inconsistencias en muchas de las afirmaciones [de los fabricantes] sobre el rendimiento, dice Sampath.
Laboratorio Las pruebas basadas en pruebas también varían. Theel señala que su equipo ha encontrado variabilidad en la precisión de varias pruebas basadas en ELISA para COVID-19. Y un estudio realizado por un grupo en Dinamarca, que se publicó como preimpresión en medRxiv el mes pasado, también informó la variabilidad en los ELISA disponibles comercialmente.
Las evaluaciones hasta la fecha subrayan por qué su tan importante que simplemente no saquemos estas pruebas del estante y comencemos a usarlas, dice Theel. Tenemos que verificar las características de rendimiento, de lo contrario, a muchas personas se las llamará falsamente positivas y otras potencialmente falsamente negativas.
Actualmente se están realizando más evaluaciones. FIND está llevando a cabo sus propios estudios de pruebas serológicas en sitios de todo el mundo, incluidos EE. UU., Europa, América del Sur y África. La FDA está colaborando con otras instituciones gubernamentales para evaluar estas pruebas y puede usar estos datos para informar si emitirá o no EUA en el futuro. Y según Hsu, varios fabricantes de pruebas se han puesto en contacto con él y sus colaboradores desde que se publicó su versión preliminar solicitando que sus productos también se probaran y los miembros del Proyecto de prueba COVID-19 planean realizar más de estas evaluaciones.
¿Qué hace que una prueba sea precisa?
Hay una serie de variables que influyen en la precisión de una prueba. Como han demostrado las evaluaciones hasta la fecha, las pruebas de anticuerpos se vuelven más sensibles en momentos posteriores. La forma en que se interpreta el resultado de una prueba también es importante. Según Alex Marson, miembro del Proyecto de prueba COVID-19 e inmunólogo de la UCSF, hubo un momento durante su estudio reciente en el que su grupo en California y sus colaboradores en MGH estaban interpretando una banda tenue de manera diferente, uno lo consideró un resultado positivo, mientras que el otro no. Muchas de estas pruebas no brindan una guía clara sobre cómo interpretar un resultado como ese, dice Marson. Si se van a implementar estas pruebas, quien quiera que las interprete debe recibir instrucciones realmente estrictas sobre lo que será positivo y negativo.
Características de la prueba en sí, como el anticuerpo que está diseñado para detectar, también puede afectar la precisión. Los dos anticuerpos utilizados en la mayoría de las pruebas de anticuerpos disponibles son IgM e IgG. Cuando ocurre una infección por SARS-CoV-2, la IgM parece ser la primera en responder y llega a la escena aproximadamente una semana después de la infección. Un segundo anticuerpo, IgG, genera una respuesta más específica y más duradera, pero aparece más tarde, cuando la señal del ARN viral puede que ya se haya desvanecido.
Estás buscando IgM para que no te falte un período en entre cuándo el ARN puede ser variable y, en algunos casos, indetectable, explica Sampath. La desventaja es que, según las evaluaciones realizadas hasta ahora, las señales de IgM parecen ser menos sólidas que las de IgG. Muchas pruebas combinan los dos. Todas las pruebas examinadas en el estudio de Tsu y Marsons fueron capaces de identificar ambas, y las evaluaciones de los equipos mostraron que la detección de IgM era más variable que la de IgG, y que las tasas de detección eran más altas cuando ambas se combinaban.
Otra variable es la proteína viral, también conocida como antígeno, que se usa para unir los anticuerpos. Los dos que se han utilizado más ampliamente en las pruebas de anticuerpos hasta la fecha son la proteína de la nucleocápside, que forma el caparazón alrededor del ARN viral, y la proteína de la espiga, que recubre la superficie del virus y se une a las células huésped. Según Sampath, debido a que las proteínas de la nucleocápsida tienden a estar más conservadas en diferentes virus, las pruebas que las usan pueden ser menos específicas que las que usan la proteína de punta. Por esta razón, añade, las proteínas de pico se han convertido en el reactivo preferido en las versiones más recientes de estas pruebas.
Además de esas variables, cómo se producen las proteínas virales, qué tipo de línea celular se utiliza, por ejemplo, también puede afectar el rendimiento de un ensayo. No se trata solo de qué antígeno, sino de cómo se produce ese antígeno, dice Theel.
Al final del día, también hay una gran advertencia a considerar, dice Kamran Kadkhoda, inmunólogo de la Clínica Cleveland. El elefante en la habitación, dice, es la falta de ciencia sólida detrás de la utilidad de esta prueba con fines clínicos o de salud pública, dado que todavía hay grandes preguntas abiertas, como qué significa realmente la presencia de anticuerpos sobre la inmunidad y cómo Los anticuerpos permanecen mucho tiempo después de que ha pasado una infección.
La conclusión es que se necesitan más evaluaciones independientes para determinar qué tan buenas son estas pruebas y se necesita más investigación para comprender qué nos pueden decir sus resultados. Para la serología, realmente creo que lo mejor está por venir, dice Theel. Una vez que identifiquemos si la inmunidad protectora dura o no, o por cuánto tiempo, y cómo se relacionan estas pruebas de anticuerpos con dicha inmunidad, creo que será realmente importante.