Nyhet -
Virustester och antikroppstester – vad säger de egentligen?
Under en pågående pandemi är det mycket information för gemene man att hålla reda på, vilket inte är så lätt. Vad är egentligen skillnaden mellan att testa personer för att se om de har sjukdomen CoVid-19 eller testa för att de haft sjukdomen? Varför kan man bara testa för antikroppar efter att sjukdomen klingat av och vad säger egentligen ett antikroppstest? Kan man vara immun fast man inte har mätbara nivåer av antikroppar? Här reder Ann-Sofi Rehnstam-Holm, professor i mikrobiologi, ut begreppen.
För att förstå detta behöver vi reda ut några saker. Först och främst är ett test för att påvisa virus hos en person och ett antikroppstest två helt olika saker. För att påvisa ett luftvägsvirus tar man ett spottprov eller ett så kallat ”svabb-prov” från halsen eller näsan. Här är det med andra ord viktigt hur man tar provet för att få med så mycket virus som möjligt. För att påvisa antikroppar tas helt enkelt ett blodprov.
Identifiering av pågående virusinfektion
Metoden för att identifiera virus i provet bygger på en s.k. PCR-teknik. PCR är en förkortning för polymerase chain reaction. Enkelt beskrivet är det en metod där man skalar upp mängden av det DNA man letar efter i ett prov, så att man kan påvisa det. Metoden är förhållandevis enkel och på de kliniska laboratorierna genomförs mycket av analysen med hjälp av olika robotar och analysmaskiner, vilket innebär att många prover kan analyseras på kort tid. Det är den absolut vanligaste metoden för att påvisa virus av olika slag, då odling av virus både är resurskrävande, många gånger knepigt eftersom man måste odla virus i levande celler, och dessutom en långsam metod. Svar på om ett specifikt virus finns i ett prov kan man däremot med hjälp av PCR-metoden få fram på några timmar. Men – analys av DNA tänker en del av er. Är inte vissa virus RNA-virus, som det aktuella coronaviruset? Jo, men även dessa virusgenom (den molekyl där alla virusets gener finns kodade) kan man med ett enkelt steg i provröret översätta från RNA till DNA för att sedan fortsätta med PCR-analysen av DNA-kopian. Vad gäller SARS-CoV2 är testet så designat att man bara får fram mätbara DNA-nivåer om det finns just detta virus i provet, dvs bara genfragment helt unika för viruset mäts i metoden.
Vad finns det då för problem med metoden? Framför allt är problemet hur mycket virus som man får med vid provtagningen. Även om PCR-metoden är känslig och exakt, kan mängden virus vara för låg för att ge utslag i testen. Det betyder att man kan få felaktigt negativa resultat om provet tagits på felaktigt sätt, om provmängden är för liten, eller om provet förvarats fel så att virusets RNA brutits ner. För liten provmängd kan i sin tur bero på att själva provtagningen gav för liten mängd virus, men också att den som provtagits först nyligen blivit smittad (få viruspartiklar i kroppen eftersom viruset inte hunnit föröka sig i så hög grad) eller att virusinfektionen är på väg att läka ut (få viruspartiklar i provet eftersom immunsystemet har eliminerat dem). Ett annat problem med PCR-analysmetoden är att den bara påvisar virusets gener, det säger inget om hur infektionsbenäget viruset är. Vad gäller SARS-CoV2 vet man till exempel att det bara kan infektera celler om det har kvar sitt membran med de speciella proteinspikarna, eftersom det är dessa som ”dockar in” mot proteiner på ytan av luftvägarnas celler. Det här är också problemet när man letar efter coronavirus på andra typer av ytor som bänkar, ledstänger, dörrhandtag, med mera. Virusets gener kan påvisas, men det säger inget om virusets har kvar sitt membran med spikar, dvs har förmåga att infektera celler.
Vad är då antikroppstester och vad säger de?
För att förklara detta behöver vi förklara huvuddragen i vårt immunsystem och hur det fungerar. Immunsystemet består egentligen av tre funktioner: fysiska, kemiska och cellulära. Vår hud och våra slemhinnor är exempel på rent fysiska hinder för infektion. De kemiska funktionerna är allt från magsaft i magsäcken, enzymer i tårvätska till en mängd olika proteiner i slemhinnor och blod. Immuncellerna består främst av de vita blodkropparna. Dessa är olika typer av celler som vandrar runt i kroppen på jakt efter ”främmande” partiklar, celler eller molekyler. Hos människa kan vi grovt dela in våra immunceller som en del av det medfödda (innata) systemet och celler i det förvärvade (adaptiva) immunsystemet. Immuncellerna i det medfödda systemet känner igen ett hundratal för kroppen främmande molekyler som är unika för virus, bakterier eller svampar, men deras förmåga till igenkännande ändras inte över tid. Det innebär att dessa celler har svårt för att skilja mellan olika virus, bakterier eller svampar. De celler som ingår i det adaptiva immunsystemet har däremot en obegränsad förmåga att känna igen främmande molekyler och de har minne. Om dessa celler träffar på en specifik främmande molekyl kommer de ihåg denna molekyl och kan reagera mycket snabbare nästa gång den molekylen dyker upp i kroppen. Det är därför vissa sjukdomar, som flera av de klassiska virusorsakade barnsjukdomarna, ger livslång immunitet. Men minnet kan vara mer eller mindre långt, ofta beroende på hur starkt immuncellerna reagerat vid det första infektionstillfället och hur många exponerade främmande molekyler som visas upp för immunsystemets celler. De immunceller som har denna adaptiva förmåga delas upp i två typer: B-celler och T-celler.
Antikroppsproducerande B-celler
B-cellerna är de som gör antikroppar. Faktum är att en enda aktiverad B-cell kan producera upp till 2 000 antikroppar per sekund! Antikropparna är stora proteiner som var och en är designad för att binda till och neutralisera sin specifika motmolekyl, alltså den främmande molekyl just den B-cellen kan känna igen. Antikroppen passar till den främmande molekylen ungefär som en nyckel i ett lås. Antikroppar kan exempelvis känna igen och binda in till spikproteinerna i membranet hos SARS-CoV2. På så sätt förhindras viruset att binda in till cellerna i luftvägarna. Antikropparna sitter helt enkelt i vägen. Det är också så att andra immunceller i kroppen känner igen partiklar som är täckta med antikroppar och tar upp och bryter ner dem.
T-cellernas funktion
Vad gör då T-cellerna? Här finns det lite olika undergrupper av T-celler, men lite förenklat och viktigast vid en virusinfektion, är de T-celler som känner igen en virusinfekterad cell och talar om för den cellen att den ska begå självmord, det vill säga slå på sitt eget självdestruktionsprogram. Hur känner de då igen att celler i lungorna är virusinfekterade? Jo, här har alla celler i kroppen (nästan, inte röda blodkroppar) en förmåga att på sina ytor visa upp de proteinmolekyler som finns inne i cellen, både de naturligt förekommande proteinerna i celler och de eventuella defekta eller främmande varianter som kan finnas där. Lungceller infekterade av virus kan alltså visa upp för T-cellerna att de har virusproteiner i sig, eftersom de infekterade cellerna har ställt om till att göra nya virus. Precis som med B-cellerna, kan T-celler känna igen i stort sett vilken proteinmolekyl som helst.
Varför tar det tid innan man kan upptäcka antikroppar?
I början av en infektion är det adaptiva immunsystemets celler få, då det är mycket få celler som känner igen de molekyler som är unika för, just i detta fall, virus som infekterat cellerna i kroppen. De få celler som känner igen detta måste med andra ord aktiveras och föröka sig så att de blir många celler som alla kan bekämpa den unika orsaken bakom infektionen. Det här tar cirka fem till sju dagar från det att man infekterats. Det är helt enkelt så att denna del av vårt immunsystem är mycket specifikt, men har inte full funktion och effekt förrän efter en vecka.
Hur kommer det sig då att man kan vara immun, men ändå ha ett negativt provsvar för antikroppar?
Som beskrivits ovan har det adaptiva immunsystemets två huvudtyper av celler med helt olika uppgifter. B-cellerna gör antikroppar som kan binda till virus, men de kan bara göra det när dessa befinner sig utanför cellerna. För att immunsystemet ska kunna eliminera virus som befinner sig inuti celler, måste dessa celler dödas. Det är det som framför allt T-cellerna gör, dvs signalerar till den virusinfekterade cellen att den måste dö. Det betyder att även om man har låga nivåer av antikroppar, kan T-cellerna vara mycket aktiva och ha sett till att viruset eliminerats. Balansen mellan att ha ett starkt B-cellssvar (att immunsystemet framför allt gör antikroppar) och att ha ett starkt T-cellssvar (ha effektiva celler som kan döda infekterade celler) är genetiskt betingat och varierar mellan olika människor. Det innebär att man mycket väl kan vara immun efter en genomgången virusinfektion utan att ha höga nivåer av antikroppar mot just detta virus. Till detta kommer andra genetiska skillnader, till exempel exakt hur de molekyler som viruset binder till ser ut. Det kan helt enkelt vara så att en del människor har varianter av de molekyler som viruset binder in till för att infektera, varianter som viruset inte kan binda in till lika bra som hos andra personer. Det finns också olika genetiska variationer mellan oss på hur effektivt specifika molekyler visas upp på cellernas yta för T-cellerna. Vidare är infektionsdosen viktig. Har man infekterats av en stor mängd virus från början eller endast ett fåtal viruspartiklar?
Varför mäter man då inte T-cellerna?
Anledningen är helt enkelt att det är svårare och kräver en helt annan nivå av kunskap. Det tar också längre tid.
Vad är ”cytokinstorm” för något?
Cytokiner är kemiska signalmolekyler som celler skickar ut för att signalera att det pågår en inflammation i kroppen. Till exempel kan celler signalera till varandra att de är virusinfekterade. Alla immuncellerna skickar ut olika kemiska signalmolekyler och alla dessa gör att immuncellerna agerar på olika sätt, som att vandra till det område i kroppen som är infekterat, bli mer aggressiva eller börja göra mer antikroppar. Vid en cytokinstorm är helt enkelt immunreaktionen för stark. Jag brukar beskriva det bildligt som att immunsystemet i kriget mot det främmande släpper en atombomb i stället för att använda en handgranat. De som är allvarligast sjuka i SARS-CoV2 infektioner utvecklar symtom som liknar sepsis (blodförgiftning), ett tillstånd där blodet börjar koagulera (levra sig) i blodkärlen. Tillståndet är livshotande eftersom det på så sätt bildas blodproppar i en mängd livsviktiga organ, främst lungorna, vilket gör att organen till slut inte längre fungerar.
Till sist, varför uppnås inte visionen om antal tester?
Här måste man först förklara vilka som gör de olika momenten. På laboratorierna finns i dag en hög kapacitet för att utföra testerna och de som utför dessa är biomedicinska analytiker, en yrkeskår som ofta är mycket osynlig men ack så viktig för alla andra i vården! Sällan får denna yrkeskår beröm eftersom de oftast arbetar ”i det tysta”, men om dessa personer inte gjorde sitt arbete med att analysera och kvalitetssäkra analyserna skulle läkarna ha mycket svårt att ställa sina diagnoser och behandla patienterna på rätt sätt. Nej, problemet är alltså inte analyskapaciteten, problemet är framför allt logistiken kring provtagningen. I Sverige finns helt enkelt inte någon uppbyggd logistik för en sådan extrem situation som vi har just nu.
