Test veloci per i coronavirus: cosa possono e non possono fare
I test rapidi dell’antigene sono progettati per dire in pochi minuti se qualcuno è contagioso. Saranno dei veri e propri sostituti?
Gli Stati Uniti sono al primo posto nel mondo per quanto riguarda i decessi di COVID-19, ma sono in ritardo rispetto a molti paesi, grandi e piccoli, per quanto riguarda la capacità di test. Questo potrebbe presto cambiare.
Alla fine di agosto, la Food and Drug Administration (FDA) statunitense ha concesso l’approvazione per l’uso d’emergenza a un nuovo dispositivo di test per il coronavirus delle dimensioni di una carta di credito che costa 5 dollari, fornisce risultati in 15 minuti e non richiede un laboratorio o una macchina per l’elaborazione. Gli Stati Uniti stanno spendendo 760 milioni di dollari per 150 milioni di questi test della società sanitaria Abbott Laboratories, con sede ad Abbott Park, Illinois, che prevede di aumentare la produzione fino a 50 milioni al mese in ottobre.
I test rilevano proteine specifiche, note come antigeni, sulla superficie del virus, e possono identificare le persone che sono al picco dell’infezione, quando i livelli di virus nel corpo sono probabilmente elevati. I sostenitori sostengono che questo potrebbe cambiare le carte in tavola. I test antigenici potrebbero aiutare a tenere a bada la pandemia, perché possono essere effettuati in gran numero e possono individuare coloro che sono a maggior rischio di diffusione della malattia. Questi test sono anche un elemento chiave nelle strategie di sperimentazione di altri Paesi, come l’India e l’Italia.
Le analisi degli antigeni sono molto più veloci e meno costose rispetto ai test gold standard che rilevano l’RNA virale utilizzando una tecnica chiamata reazione a catena della polimerasi (PCR). Ma i test degli antigeni non sono così sensibili come le versioni PCR, che possono rilevare quantità minuscole del virus SARS-CoV-2 che causa COVID-19.
Questa differenza solleva alcune preoccupazioni tra gli specialisti, che temono che i test dell’antigene sfuggano alle persone infettive e provochino epidemie in paesi che hanno ampiamente controllato la trasmissione del coronavirus. Altri considerano la minore sensibilità come un attributo, perché alcune persone che ricevono risultati positivi al test PCR sono infette, ma non sono più in grado di diffondere il virus ad altri. Quindi i test antigenici potrebbero spostare l’attenzione sull’identificazione delle persone più contagiose.
Attualmente, i test antigenici sono somministrati da professionisti formati, ma alcune aziende stanno sviluppando versioni abbastanza semplici da poter essere usate a casa, simili ai test di gravidanza.
“Rendere i test più veloci, meno costosi, più facili è sicuramente l’obiettivo, e penso che il test dell’antigene sia il modo per arrivarci”, dice Martin Burke, un chimico dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign, che sta co-sviluppando test rapidi, compresi i test basati sull’antigene. “Questa non è affatto la soluzione perfetta, è solo la cosa più veloce che possiamo fare adesso”.
Quali sono i test e come funzionano?
I test per COVID-19 si dividono in due categorie: i test diagnostici come la PCR e i test dell’antigene, che rilevano parti del virus SARS-CoV-2, e i test degli anticorpi che rilevano le molecole che le persone producono quando sono state infettate dal virus. Gli anticorpi possono richiedere diversi giorni per svilupparsi dopo un’infezione e spesso rimangono nel sangue per settimane dopo il recupero, quindi i test anticorpali hanno un uso limitato nella diagnosi (vedi ‘COVID-19’).
I test PCR ad alta sensibilità sono quasi al 100% precisi nell’individuare le persone infette, quando sono somministrati correttamente. Ma tali test richiedono generalmente personale addestrato, reagenti specifici e macchinari costosi che richiedono ore per fornire risultati.
Paesi come la Corea del Sud e la Nuova Zelanda sono riusciti a potenziare i test basati sulla PCR, ma l’aumento di scala di questi test si è rivelato difficile altrove. Gli Stati Uniti, ad esempio, hanno visto una risposta lenta e poco coordinata alle epidemie, ai test difettosi dei Centers for Disease Control and Prevention (CDC) e ai problemi della catena di fornitura. Tutto questo ha ostacolato gli sforzi per raccogliere ed elaborare i campioni per la PCR, spingendo i tempi di attesa a giorni o addirittura a settimane. Questi ritardi, insieme alla mancanza di test, hanno contribuito alla dilagante diffusione del COVID-19 in tutto il paese, che al 16 settembre aveva visto quasi 200.000 morti per la malattia.
Un tipico test antigenico inizia con un professionista sanitario che preleva un tampone sul retro del naso o della gola di una persona, anche se le aziende stanno sviluppando dei kit che utilizzano campioni di saliva, più facili e sicuri da raccogliere rispetto a un tampone. Il campione viene poi mescolato con una soluzione che spezza il virus e libera specifiche proteine virali. La miscela viene aggiunta a una striscia di carta che contiene un anticorpo su misura per legarsi a queste proteine, se sono presenti nella soluzione. Un risultato positivo del test può essere rilevato come un bagliore fluorescente o come una banda scura sulla striscia di carta.
I test antigenici danno risultati in meno di 30 minuti, non devono essere elaborati in laboratorio e sono economici da produrre. Eppure questa velocità ha un costo in termini di sensibilità. Mentre un tipico test PCR può rilevare una singola molecola di RNA in un microlitro di soluzione, i test dell’antigene hanno bisogno di un campione per contenere migliaia, probabilmente decine di migliaia, di particelle di virus per microlitro per produrre un risultato positivo. Quindi, se una persona ha basse quantità di virus nel proprio corpo, il test potrebbe dare un risultato falso-negativo.
Se usato su persone che sono risultate positive per la SARS-CoV-2 in un test PCR standard, il test dell’antigene di Abbott ha individuato correttamente il virus nel 95-100% dei casi se i campioni sono stati raccolti entro una settimana dall’insorgenza dei sintomi. Ma questa percentuale è scesa al 75% se i campioni sono stati prelevati più di una settimana dopo che le persone hanno mostrato i primi sintomi. La sensibilità, o il tasso di individuazione corretta delle infezioni – degli altri test antigenici utilizzati negli Stati Uniti è compresa tra l’84% e il 98% se una persona è stata sottoposta al test nella settimana successiva alla comparsa dei sintomi.
Le aziende e i laboratori di ricerca accademici stanno anche lanciando altri test che sono più veloci, più economici e più facili da usare rispetto ai test PCR standard, anche se non vengono prodotti sulla stessa scala dei test sugli antigeni. Alcuni di questi altri test utilizzano lo strumento di modificazione genetica CRISPR per azzerare i frammenti genetici del coronavirus. Altri sono varianti più veloci del test PCR che utilizzano reagenti diversi, il che significa che non sono limitati dagli stessi problemi della catena di fornitura. I test PCR basati sulla saliva, ad esempio, sono utilizzati come strumenti di screening nelle università e per le squadre di basket professionistiche.
Quali test indicano se qualcuno è contagioso?
Anche se il metodo PCR può verificare se qualcuno è contagioso, rileva anche le persone che hanno il virus ma non è probabile che lo diffondano.
I test basati sull’antigene, invece, potrebbero aiutare a identificare rapidamente le persone che hanno alti livelli di virus, quelli che hanno più probabilità di essere infettivi per gli altri, e a isolarle dalla comunità, dice Marion Koopmans, virologa dell’Erasmus University Medical Centre di Rotterdam, Paesi Bassi. “La domanda è: qual è il limite di sicurezza? Perché nel momento in cui si sbaglia, l’intera idea implode”, dice. Non è ancora chiaro quale carico virale sia la soglia al di sotto della quale una persona non è più contagiosa, dice Koopmans, che sta lavorando con l’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) per determinare uno standard per convalidare i test rapidi. “Sarebbe molto preoccupante se ognuno lo facesse da solo, usando criteri diversi”, dice.
Il carico virale raggiunge picchi precoci nelle infezioni da SARS-CoV-2 e poi diminuisce gradualmente, con piccole quantità di RNA virale che rimangono nel naso o nella gola di qualcuno per settimane o forse mesi. E anche se non ci sono dati sufficienti per equiparare i diversi livelli virali a quanto sono contagiose le persone, ci sono prove che è improbabile che gli individui diffondano il virus circa otto-dieci giorni dopo aver mostrato i sintomi.
“Se si è a rischio di trasmettere il virus a qualcun altro, si avranno un sacco di particelle virali, queste si presenterebbero certamente nei test dell’antigene”, dice Michael Mina, un immunologo di malattie infettive presso la Harvard T. H. Chan School of Public Health di Boston, Massachusetts, che è stato un sostenitore vocale dei test dell’antigene.
Ci sono delle sfide all’inizio dell’infezione, quando le persone hanno bassi livelli di virus. La risposta, dice Mina, è un test frequente, fatto più volte a settimana. Questo potrebbe identificare rapidamente le persone infette, anche se i test sono meno sensibili di un test basato sulla PCR, perché la quantità di virus nei loro nasi e nelle loro gole aumenta nel giro di poche ore, dice Mina.
Mina e i suoi colleghi hanno utilizzato modelli statistici per valutare questa strategia. In una prestampa aggiornata l’8 settembre, essi suggeriscono che testare le persone due volte a settimana con un test relativamente insensibile potrebbe essere più efficace nel frenare la diffusione della SARS-CoV-2 di quanto non lo siano i test più accurati effettuati una volta ogni due settimane. Un altro studio che ha modellato diversi scenari per la riapertura sicura dei campus universitari ha riportato risultati simili.
Per rallentare le epidemie, l’attenzione dovrebbe concentrarsi sull’identificazione di coloro che sono a rischio di diffusione della SARS-CoV-2 ad altre persone, piuttosto che sull’individuazione di chiunque ne sia infetto, dicono alcuni esperti.
Se usato come strumento di screening per valutare frequentemente il maggior numero possibile di persone, i test rapidi dell’antigene potrebbero essere “una svolta”, dice Rebecca Lee Smith, un’epidemiologa dell’Università dell’Illinois.
Come prevedono i Paesi di utilizzare i test antigenici?
All’inizio di aprile, quando le epidemie di coronavirus hanno imperversato in tutto il mondo, l’India ha testato solo circa 150.000 persone, uno dei tassi di test pro capite più bassi al mondo. Il 21 agosto, il Paese ha condotto più di un milione di test per il coronavirus in un solo giorno. Ha raggiunto questa pietra miliare dopo che le autorità indiane hanno iniziato a utilizzare i test dell’antigene per aumentare la capacità di test.
Delhi è stato il primo stato indiano a iniziare a utilizzare i test rapidi dell’antigene, a giugno. A metà luglio, il numero di casi era diminuito e il numero di morti giornaliere era aumentato, suggerendo che i test avrebbero potuto avere un qualche ruolo nel controllo della diffusione del virus. L’epidemiologo K. Srinath Reddy, presidente della Public Health Foundation of India, un’organizzazione no profit di Nuova Delhi, afferma che l’esempio di Delhi è interessante, ma non è chiaro: osserva che il governo ha iniziato ad abolire le restrizioni di blocco in agosto, il che ha portato a un aumento delle infezioni. “I test antigenici rapidi hanno rilevato un aumento del numero di casi, ma se sono riusciti a limitare la diffusione di COVID, lo sapremo solo nei prossimi due mesi”, dice Reddy.
Finora, l’India ha approvato l’uso di tre test antigenici per lo screening di un gran numero di persone, che abbiano o meno i sintomi. Uno dei kit è stato valutato dall’Indian Council of Medical Research (ICMR) e dall’All India Institute of Medical Sciences, che ha rilevato che il test ha rilevato infezioni tra il 51% e l’84% del tempo. La guida dell’ICMR dice che le persone che hanno un risultato negativo da un test antigenico dovrebbero anche ottenere un test PCR se mostrano sintomi, per escludere la possibilità che il test rapido abbia mancato un’infezione.
L’OMS e il CDC degli Stati Uniti hanno anche consigliato di ottenere un test PCR se le persone che mostrano i sintomi risultano negative con un test rapido dell’antigene. La FDA statunitense ha finora concesso l’autorizzazione all’uso d’emergenza per quattro test antigenici, ognuno dei quali ha una sensibilità più elevata rispetto a quelli utilizzati in India. I 150 milioni di test acquistati da Abbott saranno utilizzati nelle scuole e in “altre popolazioni con bisogni speciali”, secondo il Department of Health and Human Services. La FDA, tuttavia, ha autorizzato i test basati sull’antigene solo per le persone che hanno avuto sintomi per 12 giorni o meno. I test devono essere prescritti da un medico e somministrati da un operatore sanitario.
Anche altri paesi stanno considerando l’uso di test antigenici rapidi per raggiungere gli obiettivi. A luglio, la Società filippina per la microbiologia e le malattie infettive ha pubblicato delle linee guida temporanee per i medici e gli operatori sanitari, affermando che i test antigenici potrebbero essere utilizzati come alternativa alla PCR per diagnosticare un’infezione da coronavirus durante la prima settimana in persone con sintomi. Ma raccomanda anche di confermare tutti i risultati negativi con un test basato sulla PCR, dice Edsel Salvaña, un esperto di malattie infettive dell’Università delle Filippine di Manila, che sta consigliando i funzionari filippini sui test rapidi.
I test basati sull’antigene sono utilizzati in alcuni dei principali aeroporti italiani per lo screening delle persone che arrivano da quattro paesi del Mediterraneo considerati ad alto rischio di infezione. I risultati negativi non devono essere confermati con un test PCR. Il ministro della Salute italiano, Roberto Speranza, ha annunciato l’intenzione di utilizzare i test antigenici per lo screening dei passeggeri in tutti gli aeroporti del Paese, e un gruppo di esperti ha sollecitato il governo italiano a utilizzare i test rapidi nelle scuole e nelle università.
Ma altri non pensano che i test rapidi dell’antigene siano una buona idea. Quando si cerca di contenere piccole epidemie, come quelle che si verificano in Italia, le autorità sanitarie pubbliche dovrebbero usare test molto accurati, perché la mancanza anche di un solo individuo positivo potrebbe portare a un forte aumento del numero totale di casi, dice Andrea Crisanti, microbiologo dell’Università di Padova.
Alcuni ricercatori temono che non ci siano abbastanza test antigenici disponibili per espandere notevolmente il loro uso. “I test rapidi in questo momento sono per pochi fortunati”, dice Koopmans. “Se vogliamo portare avanti questi test in modo responsabile, dovremmo parlare della possibilità di produrli a livelli tali da renderli disponibili a livello globale”.
I test per gli antigeni possono essere usati a casa come i test di gravidanza?
Diversi esperti hanno promosso l’idea di sviluppare un test dell’antigene che sia abbastanza economico e semplice da usare a casa, senza che un operatore sanitario lo somministri.
Burke dice che ciò che serve è qualcosa di facile come un test di gravidanza. “Basta sputare in una provetta, metterci dentro un pezzo di carta e si ottiene il risultato in pochi minuti”, dice Burke. “Il test dovrebbe diventare parte della vita: al mattino si prendono i cereali, le vitamine e si controlla rapidamente il proprio stato”, dice.
Alcune aziende stanno sviluppando semplici test di antigene su striscia di carta. Ma le autorità di regolamentazione dei farmaci non li hanno ancora approvati per l’uso d’emergenza. “Non abbiamo molta esperienza reale con questi test, e molte delle convalide sono state fatte solo in laboratorio”, dice Salvaña.
Al di là delle preoccupazioni sui costi e sulla disponibilità, i ricercatori temono che, con un test da banco, le persone che ottengono risultati positivi potrebbero non avere un seguito con le autorità sanitarie pubbliche, per cui i loro contatti non saranno rintracciati. Un altro rischio sarebbe che le persone “giochino con il sistema”, dice Smith – per esempio, facendo fare il test a qualcun altro – in modo da essere sicuri di un risultato negativo ed evitare la quarantena. Senza incentivi come i test liberamente disponibili e uno stipendio vivo per chi deve isolare, i test e l’autoisolamento potrebbero diventare un lusso riservato alle persone più ricche, altri hanno sostenuto.
Un’altra preoccupazione è che le persone otterranno un falso senso di sicurezza da test che hanno solo un’accuratezza limitata. “C’è un grosso rischio che nel momento in cui questi test diventeranno ampiamente disponibili, la gente li userà e dirà: ‘È negativo, quindi sono chiaro'”, dice Koopmans.
Anche quando il test è negativo, la gente dovrebbe continuare a lavarsi le mani, indossare le maschere ed evitare di riunirsi in grandi gruppi, dice Koopmans. I test, aggiunge, “non possono sostituire le misure di controllo di base che devono essere messe in atto per tenere sotto controllo questo virus”.
