Rozjezd masového testování není hladký. Přesto, pokud se na test dostanete, co přesně výsledek znamená? V masovém testování používané antigenní testy měří něco jiného než standardní PCR testy a výsledek nelze stoprocentně srovnávat. Například „přesnost“ je sice na straně PCR testů, někdy je jí ale až moc.
To bylo na nobelovku
V Česku dlouho výhradně používané PCR testy jsou doslova geniální. „Využití metody PCR je nespočet“ a „metoda přinese revoluční změnu v biologii“, psalo se například v tiskovém prohlášení komise pro udílení Nobelových cen v roce 1993.
Tehdy si hlavní autor myšlenky PCR testů Kary B. Mullis odnesl polovinu ceny za chemii. Na poměry Nobelových cen bylo ocenění rychlé. Mullis ho získal ani ne deset let poté, co byla metoda PCR oficiálně představena (PCR zkratka anglického názvu „Polymerase Chain Reaction“ - polymerázová řetězová reakce).
PCR je úžasný v tom, jak spolehlivě dokáže najít „genetickou jehlu v kupce sena“. Jinak řečeno, PCR může najít stopy přítomnosti nějakého genetického materiálu, třeba vir či bakterii, prakticky všude a s neuvěřitelnou citlivostí.
Jak? Můžete si ho představit jako „kouzlo“, které jehlu namnoží tolikrát, že ji v kupce už nelze přehlédnout. Zkoumaný vzorek se nejprve upraví a vyčistí. Pak se vloží do prostředí, ve kterém jsou předem připravené malé „dílky“ navržené tak, aby si sedly na „jehlu“, tedy kousek genetického materiálu, který hledáte. V případě testu na SARS-CoV-2 se hledají například malé, charakteristické kousky genetického „návodu“ na vytvoření hrotu, který virus používá ke vstupu do buňky.
Výsledky dobře prováděných PCR testů mají velmi blízko ke stoprocentní spolehlivosti. Málokdy přehlédnou přítomnost viru v těle a jen málokdy vyhlásí falešný poplach. Dobré PCR testy mají vysokou specificitu a sensitivitu. Antigenní testy, které se budou používat v masovém testování, jsou v obou těchto ukazatelích výrazně horší. To ovšem nemusí být vždy špatně.
Senzitivita a specificita
|
Bez namnožení
Z hlediska praktického využití je hlavním rozdílem antigenních testů proti PCR to, že při antigenním testu se hledaná látka ve vzorku nenamnoží. Test měří jen to, co v daném výtěru je, nic víc. Na rozdíl od PCR tak odpadá práce v laboratoři (ať už ji dělá člověk, či z velké části robot), a tak může být test podstatně levnější a rychlejší. Jeden antigenní test stojí české zdravotnictví 350 Kč, samotný PCR test (bez odběru vzorku ) se podle číselníků skládá ze dvou výkonů, které dohromady vyjdou asi na 2 000 Kč (výkony 82040 a 82041).
Další důsledek si dokážete snadno představit sami: antigenní test je mnohem méně citlivý. PCR testy se rozdělují na cykly, přičemž v každém cyklu se má množství původně hledané látky v ideálním případě zdvojnásobit (v praxi samozřejmě průběh nebývá ideální).
Laboratoř na papírkuAntigen je označení pro jakoukoliv látku, která vzbudí reakci našeho imunitního systému. V případě viru či bakterie je to nějaká část patogenu, třeba kousek jeho bílkoviny, která probudí naší obranu. Výraz antigen vznikl z anglického „antibody generator“, tedy „to, co vede ke vzniku protilátek“. U antigeních testů na SARS-CoV-2 je to obvykle tak, že zjišťují dvě vybrané bílkoviny (každé trochu jiné) pro tento virus charakteristické. Osvědčují se hlavně látky z charakteristického „hrotu“, který virus využívá při průniku do buněk. Když se je podaří najít ve vzorku, v testu dojde k chemické reakci, jejíž důsledky lze nějak měřit či vidět (někdy vznikne světlo, v některých se vytváří i elektrický proud). Najít vhodné znaky pro identifikaci viru není jednoduché. Snadno se může stát, že podobné rysy bude mít nějaký jiný virus (třeba jiný koronavirus, který způsobuje běžnou rýmu) a test bude dávat zcela špatné výsledky. Spolu s dalším důvody to vede k tomu, že vývoj dostatečně přesných antigenních testů trval poměrně dlouhou dobu a skutečně spolehlivé začaly být ve větším množství dostupné až na podzim roku 2020. Zobrazit více Sbalit |
Pokud cyklů uděláme například 30, původní množství hledané látky by se v ideálním případě mělo zvýšit více než miliardakrát. A pokud byste udělali třeba 39 cyklů (proč zrovna 39, o tom za chvíli), z jediné virové částice byste jich ve vzorku mohli mít 550 miliard. PCR je co do citlivosti nepřekonatelný.
V případě virové nákazy není vždy taková fenomenální přesnost ideální - ba naopak, může být poměrně problematická. Snadno je možné zachytit i lidi, kteří už se de facto viru zbavili a v těle jim ho koluje buď zcela zanedbatelné množství, nebo jde o nějaké zbytky genetického materiálů virů, se kterými si imunitní systém již poradil. (To se stalo například v průběhu jara u stovek jihokorejských pacientů.)
Stát se to může i u nás. V České republice (a i v řadě delších zemí) se na počet cyklů provedených v rámci testu - tzv. hodnotu Ct (z anglického „cycle threshold“) hledí jen do určité míry. Státní zdravotní ústav doporučil po kontrole laboratoří, aby se pozitivní výsledky s Ct 39 a více nepovažovaly za pozitivní, ale neprůkazné (zpráva o kontrole v PDF). Velmi zjednodušeně řečeno je takový test až příliš citlivý a může snadno „šum“ vydávat za pozitivní signál.
Ale i Ct 38 je velmi vysoká hodnota. Například odborníci ze Zdravotního ústavu v Ostravě podle šéfky tamního virologického oddělení Hany Zelené dospěli k závěru, že v jejich testech pacienti s Ct více než 30 v sobě nejspíše nenesou žádný virus, který by se mohl nadále replikovat a někoho nakazit (tj. takový vzorek neobsahuje tzv. viabilní virus).
Pozitivní výsledek testu s vysokým počtu cyklů může znamenat, že jde pouze o zbytky genetického materiálu viru, které v těle zůstaly i poté, co se ho imunitní systém zbavil. I pacienty, kteří měli pozitivní výsledek při vysokém Ct, ovšem musí laboratoře hlásit jako pozitivní, takový je dnes konsensus.
Jedním z důvodů je, že výsledky z jedné laboratoře nelze jednoduše automaticky přenášet na testy prováděné v jiných laboratořích. Nelze jednoduše říci, že Ct kolem 30 znamená vždy, že daný člověk už rozhodně nemůže být infekční. Ostatně je možné, že infekci se podaří zachytit na samém začátku, kdy se virus v těle teprve začíná replikovat.
Idealizovaný průběh infekce virem SARS-CoV-2 podle počtu virových částic ve výtěru pro PCR test (podle Michael Mina a spol.). Hodnoty počtu virových částic i hodnoty časové jsou samozřejmě u různých pacient různé. Důležitý je průběh. Replikace viru probíhá exponenciálně, růst je tedy velmi rychlý - a pokles obecně řečeno pomalejší, ale stále velmi rychlý. Antigenní testy dokážou nákazu zachytit pouze ve chvíli, kdy je viru v těle opravdu hodně, PCR testy jsou citlivější. Při dostatečném množství cyklu dokáží tedy infekci zachytit, i když je množství viru v těle již (nebo ještě) velmi nízké.
Průběh virové infekce dobře vystihuje graf výše. Jde o modelový případ průběhu infekce. A důležitá je na něm především jeho exponenciální povaha, nákaza se v těle stejně jako ve společnosti šíří geometrickou řadou. Skutečné rozdíly v množství viru v těle, a tedy i infekčnost, jsou u testů s různými hodnotami mnohem vyšší, než by pohled na samotnou hodnotu napověděl.
Opačný problém
Dobře provedené PCR testy mají takovou citlivost, že těžko mohou nějaké nakažené přehlédnout. Zároveň však označí za pozitivního i toho, kdo těžko bude infekci přenášet dále. Antigenní testy mají problém spíše opačný, mohou být nedostatečně citlivé. Jednoduše řečeno, dobré antigenní testy na SARS-CoV-2 dnes zachytí ty, kteří mají v těle viru hodně. Podstatně méně často zaznamenají pacienty, kteří mají viru v těle málo, tedy nejsou infekční.
Přesně to dokládá i nedávná studie Zdravotního ústavu v Ostravě, který pro ministerstvo zdravotnictví ověřoval vlastnosti úřadem vybraných pěti antigenních testů. Mezi nimi podle zjištění serveru Seznam Zprávy poněkud překvapivě nebyl test Pandibon firmy Abbot, od kterého stát koupil dva miliony kusů pro potřeby testování v domovech seniorů a dalších sociálních zařízení.
Zkouška byla přínosná tím, že ověřovala, zda ve vzorku od daného pacienta je replikace schopný virus. Takový test je v principu jednoduchý, virem ze vzorku se pokouší nakazit buňky ve zkumavce. Pro běžnou praxi je takový test příliš pracný a časově náročný (a tedy drahý), ale pro ověření vlastnosti antigenních testů je to velmi dobrá pomůcka.
Výsledky testů pacientů, kteří měli v těle vir schopný nakazit buňky v laboratoři, a tedy pacienty nejspíše infekční, jsou na následujícím grafu vyznačeny plnými kolečky. Prázdná kolečka jsou výsledky na všech vzorcích s pozitivním výsledkem PCR, včetně tedy těch pacientů, u nichž se přítomnost množení schopného viru neprokázala.
Testy tedy nezachytí každého nakaženého, na druhou stranu, méně často pošlou do karantény někoho, kdo už nejspíše nikoho nenakazí. Není to dokonalý prostředek, ale vzhledem k rychlosti a nízké ceně testů (řádově nízké stovky korun) jde o efektivní prostředek, jak rychle najít nakažené, kteří mají největší potenciál nemoc dále šířit.
Z toho, jak antigenní testy fungují, také vyplývá, jak by se měly používat ideálně, tedy co nejčastěji. Tak se nejspíše nestane, že nakažený „proklouzne“ ve chvíli, kdy je množství viru v těle nízké.
Samozřejmě, při častém testování hrozí falešné poplachy, tedy tzv. falešně pozitivní výsledky. Téměř žádný test není stoprocentně spolehlivý a antigenní test může ukázat na někoho, kdo virus ve skutečnosti v těle nemá. Velký problém pro jejich tvůrce je zajistit, aby test nereagoval na přítomnost některého z běžných koronavirů, které způsobují prakticky jen mírné nachlazení.
U dobrý antigenních testů není takový výsledek příliš častý. Znovu si to můžeme ilustrovat na výsledcích ze Zdravotního ústavu v Ostravě. Následující graf ukazuje, jaké bylo procento falešně pozitivních výsledků u pěti ústavem hodnocených testů. Jak vidíte, většina z nich si vedla velmi dobře a vyhlašovala „falešných poplach“ zcela výjimečně. Evidentně jsou na trhu i produkty nepřesné a na konkrétním typu testu záleží.
I tak jsou falešně pozitivní výsledky samozřejmě problém. I velmi přesné testy (tzv. s vysokou specificitou) mohou poslat do karantény jen malý vzorek otestovaných, ale i to může být v konečném důsledku hodně lidí. Pokud by se probíhajícího masového testování měly nakonec zúčastnit stovky tisíc lidí, řádově i tisíce lidí z nich dostanou chybou testu pozitivní výsledek.
Specificita dobrých antigenních testů se pohybuje kolem 98, 99 procent, tedy jedno či dvě procenta výsledků jsou falešně pozitivní. Dá se poměrně spolehlivě očekávat, že počet falešně pozitivních výsledků tak bude řádově stejný jako počet skutečně odhalených lidí, v tuto chvíli jsou nejspíše aktivně infikovány virem nízké jednotky procent české populace. Přesně určit počet nakažených je ovšem prakticky nemožné.
Problém se při plošném testování řeší částečně. Lidé s pozitivním výsledkem, kteří nemají příznaky, jdou ještě na kontrolní PCR test. Ten by většinu falešných poplachů měl odstranit. Lidé s příznaky respiračního onemocnění budou považováni za nakažené a budou muset zamířit do karantény.
Krok má samozřejmě své důvody, PCR testy jsou výrazně dražší, jejich kapacita omezená. Na druhou stranu, ČR prováděla i cca 50 tisíc PCR testů denně, k 15. prosinci to bylo necelých 30 tisíc, takže rezervy tu stále jsou.
Vyzkoušejte si sensitivitu a specifitu různých testů:
Následující interaktivní graf je pouze ilustrační.
- Není to simulace či predikce
- Není to epidemiologický model
- Neobsahuje reálná data
- Nepředpovídá, kolik lidí se nakazí koronavirem
Cílem grafu je ukázat princip spolehlivosti testování a především závislost počtu "falešných nálezů" na spolehlivosti použitého testu.
více nastavení| Nakažení | Zdraví | Celkem | |
|---|---|---|---|
| Skutečný stav | |||
| Pozitivní výsledek | |||
| Negativní výsledek |
Oprava: V článku byla špatně uvedena cena PCR vykazovaná laboratořemi v rámci úhrady ze zdravotního pojištění. Za chybu se omlouváme. Opravili jsme také překlep v interaktivním grafu.
