In Nederland dienden politici en leden van de Tweede Kamer Thierry Baudet (Forum voor Democratie) en Wybren van Haga (Van Haga) in september een motie in voor een onafhankelijk onderzoek naar de betrouwbaarheid van de PCR-test. Daarnaast circuleert er op Twitter een video van de Franse arts en homeopaat Edouard Broussalian, die beweert dat ook niet-gebruikte PCR-tests een positief resultaat geven voor de aanwezigheid van het coronavirus. Broussalian beweert in die video dat hij een tijdje terug de proef op de som nam door enkele ongebruikte PCR-tests ter analyse op te sturen naar het labo. Kort nadien zou hij vernomen hebben dat de stalen in kwestie positief testten op het coronavirus. Wat zijn PCR-tests precies, en hoe betrouwbaar zijn ze? Factcheck.Vlaanderen zocht het uit.

Wat is een PCR-test?

De PCR-test of polymerase chain reaction test is momenteel de meest gebruikte test om een actuele besmetting met het coronavirus op te sporen. Het gebruik van de polymerasekettingreactietest is niet nieuw: ze wordt al tientallen jaren ingezet bij het opsporen van tal van infectieziektes. PCR-testen sporen de bouwstenen – het genetische materiaal – van virussen op in afgenomen stalen en daarom worden ze gebruikt om besmettingen in kaart te brengen. De test die momenteel gebruikt wordt om een besmetting met het nieuwe coronavirus op te sporen is specifiek ontwikkeld voor het virus SARS-CoV-2, dat de ziekte COVID-19 veroorzaakt. Het spoort dus geen andere virussen op.

Wat doet een PCR-test?

De PCR-test meet de hoeveelheid virusdeeltjes die iemand draagt. Virussen hebben steeds DNA of RNA als genetische bouwstenen. Bij de PCR-test wordt het afgenomen staal telkens vermeerderd, om het genetisch materiaal van het virus zichtbaar te maken. Op die manier worden ook kleinere hoeveelheden aanwezig virusmateriaal zichtbaar.

Bij de analyse van de PCR-test is de Ct-waarde, wat staat voor cycle treshold, van groot belang. Die waarde geeft het aantal amplificatiecycli aan – met andere woorden: het aantal keer dat het afgenomen staal vermenigvuld werd – die nodig zijn om het resultaat te bepalen. “Als er na 45 cycli nog steeds niks geamplificeerd is, is de testuitslag negatief”, schrijft de Nederlandse microbioloog Marc Bonten, verbonden aan het Universitair Medisch Centrum van Utrecht, in een artikel dat verscheen in het Nederlands Tijdschrift voor Geneeskunde.

“De Ct-waarde zegt iets over de hoeveelheid RNA in het onderzochte materiaal: een lage Ct-waarde betekent veel viraal RNA, een hoge waarde duidt op weinig viraal RNA. Om die reden hangt de Ct-waarde af van hoeveel virus er in de keel zit en hoeveel daarvan op de wattenstaaf terechtkomt”, aldus Bonten. Hoeveel virus er in de keel van een patiënt zit, is afhankelijk van het ziektestadium. Na een besmetting gaat het coronavirus zich vermenigvuldigen in het lichaam van de patiënt en neemt de virusconcentratie toe. Eenmaal het afweersysteem de infectie onder controle krijgt, neemt de virusconcentratie opnieuw af. Bonten benadrukt dat het rest-RNA van het virus nog lang detecteerbaar kan blijven.

Wat vertelt de Ct-waarde?

Een lage Ct-waarde komt overeen met een positieve uitslag voor de PCR-test: het staal moest niet vaak vermeerderd worden om viraal RNA te vinden. De geteste persoon is drager van het coronavirus. Een hoge Ct-waarde betekent een negatieve uitslag.

Bij een Ct-waarde lager dan 35, is er volgens microbioloog Bonten geen discussie: dan is de testuitslag positief. Is de Ct-waarde hoger dan 45, dan is de test negatief. Dat maakt dat er een grijze zone bestaat, namelijk wanneer het labo te maken heeft met Ct-waarden tussen 35 en 45. Hoe daarmee wordt omgegaan, verschilt van labo tot labo.

Foutmarge van de PCR-test

Naast de grijze zone, moet er ook nog rekening gehouden worden met een foutmarge. Elke test heeft een foutmarge, ook de PCR-test om corona op te sporen. Zo bestaat er in de tests een percentage vals-positieven (de patiënt is niet besmet, maar volgens de test is dat wel het geval) en vals-negatieven (de patiënt is besmet, maar de test geeft dat niet aan). Om de betrouwbaarheid van de testuitslag vast te stellen, zijn de sensitiviteit en de specificiteit van de test belangrijk.

De sensitiviteit van een test informeert over het percentage terecht positieve uitslagen onder zieke personen. De specificiteit van een test informeert over het percentage terecht negatieve testuitslagen onder de niet-zieke personen. Hoe hoger de specificiteit van een test, hoe groter de kans dat iemand die de ziekte niet heeft, ook een negatief testresultaat krijgt. Een hoge specificiteit gaat dus gepaard met weinig vals-positieve uitslagen.

In een fact sheet van Sciensano is te lezen dat de specificiteit van de gebruikte PCR-tests hoog is, namelijk groter dan 99,5 procent. Hoewel vals-positieve testresultaten dus bestaan, zijn ze toch uitzonderlijk. Microbioloog Marc Bonten benadrukt echter dat de kans op een vals-positieve uitslag niet onmogelijk is, omdat de interpretatie van de tests mensenwerk blijft.

Toch meer vals-positieven dan echt-positieven?

Een specificiteit van 99.5% is erg hoog, maar in bepaalde omstandigheden blijft het nog steeds mogelijk dat er meer vals-positieven gemeten worden dan echt-positieven. Dit hangt af van de prevalentie van het virus: de besmettingsgraad onder de mensen die getest worden. Onderstaande tabel, afkomstig uit een rapport van het European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC), toont een wiskundige simulatie waarin een klein deel van de bevolking besmet is (prevalentie = 0.1%). Een test met 99.9% specificiteit en 98% sensitiviteit zou in die situatie ‘netto’ meer vals-positieven dan echt-positieven opleveren.

Maar als de prevalentie – het aantal effectieve besmettingen in de populatie – stijgt, dan zullen er ook meer echt-positieven geïdentificeerd worden en dan zal het aantal echt-positieven snel groter worden dan het aantal vals-positieven. Dat wordt bijvoorbeeld duidelijk als je de cijfers van de tabel hierboven opnieuw berekent, ditmaal met een prevalentie van 1%.

Verwacht aantal echt-positieven en vals-positieven, en verwacht aantal echt-negatieven en vals-negatieven, voor een miljoen uitgevoerde tests met een sensitiviteit van 98%, een specificiteit van 99.9% en een prevalentie van 1% besmette personen.
Has COVID-19 Test positive Total
Yes No
Yes True positives: 9 800 False negatives: 200 10 000
No False positives: 990 True negatives: 989 010 990 000
Total 10 790 989 210 1 000 000

 Met een testspecificiteit van 99.5% (zoals Sciensano die rapporteert) en een prevalentie van 1% is te verwachten dat 35% van de positieve testen vals-positief zijn.

Verwacht aantal echt-positieven en vals-positieven, en verwacht aantal echt-negatieven en vals-negatieven, voor een miljoen uitgevoerde tests met een sensitiviteit van 98%, een specificiteit van 99.5% en een prevalentie van 1% besmette personen.
Has COVID-19 Test positive Total
Yes No
Yes True positives: 9 800 False negatives: 200 10 000
No False positives: 4 950 True negatives: 989 050 990 000
Total 10 790 989 210 1 000 000

Veel hangt dus af van wie er precies getest wordt: de prevalentie van mensen met COVID-19-symptomen ligt uiteraard hoger dan bij mensen in een willekeurige steekproef van de bevolking. Het blijft echter moeilijk om op voorhand de prevalentie te bepalen, waardoor bovenstaande berekeningen eerder abstract blijven.

Niet besmet, wel positieve test

Wanneer iemand niet besmet is met het coronavirus, maar toch positief test, dan is er sprake van een verkeerd afgenomen staal of een fout bij het meten van de uitslag. Dit gebeurt zelden, maar wanneer er twijfel is over de uitslag van een test, dan wordt die herhaald met een nieuwe staal van de patiënt. Volgens de fact sheet van Sciensano zou een vals-positief testresultaat enkel optreden in het geval dat een niet-positieve staal na afname besmet geraakt is met viraal materiaal tijdens de verwerking van de test. Met andere woorden: wanneer het staal besmet is door een menselijke fout.

Niet besmettelijk, wel positieve test

Wat vaker gebeurt, is dat mensen niet besmettelijk zijn, maar toch positief testen op het coronavirus. Bonten noemt dit zwak-positieve testuitslagen en stelt dat ze kunnen optreden in drie gevallen: bij een heel vroege infectie waarbij de virusconcentratie vermoedelijk nog zal toenemen, bij een net doorgemaakte infectie waarbij de virusconcentratie terug afneemt, of bij een eerder doorgemaakte infectie waarvan de aanwezigheid van rest-RNA aangetoond wordt. Wanneer er sprake is van een vroege infectie, adviseert Bonten om de test te herhalen. In de andere gevallen is de patiënt mogelijk niet besmettelijk. “Technisch gezien gaat het dan niet om vals-positieve uitslagen, maar als patiënten niet meer besmettelijk zijn, verdwijnt de noodzaak voor isolatie van die patiënt van zijn of haar contacten”, aldus Bonten.

De PCR-test differentieert dus niet tussen RNA dat afkomstig is van een oude, al genezen infectie, en RNA dat besmettelijk is en in staat om een nieuwe infectie te veroorzaken. Aanvullende testmogelijkheden lijken dus wel aangewezen om een onderscheid te kunnen maken tussen oude en nieuwe infecties.

Is er sprake van kruisreactiviteit?

Sciensano stelt dat er, met uitzondering van SARS-CoV, geen kruisreactiviteit vastgesteld is tussen het huidige coronavirus en andere virussen. Kruisreactiviteit houdt in dat het afweersysteem na blootstelling aan een bepaalde ziekteverwekker ook verwante ziekteverwekkers sneller kan uitschakelen.

Er zijn zeven soorten coronavirussen die mensen van nature infecteren: SARS-CoV-2 (het coronavirus dat de huidige pandemie veroorzaakte), SARS-CoV, MERS-CoV, 229E, NL63, OC43 en HKU1. De virussen 229E, NL63, OC43 en HKU1 worden geclassificeerd als laagpathogene humane coronavirussen omdat ze meestal slechts milde infecties van de bovenste luchtwegen veroorzaken. Daarentegen kunnen SARS-CoV-2, SARS-CoV en MERS-CoV ernstige acute ademhalingsaandoeningen veroorzaken. In een wetenschappelijk artikel dat verscheen in The Lancet is te lezen dat er in totaal iets meer dan 10.000 gevallen van SARS-CoV en MERS-CoV vastgesteld zijn. Vanwege hun genetische relatie met SARS-CoV-2 is het niet verrassend dat zij kruisreactieve antilichamen zouden kunnen genereren, maar aangezien de populatie die aan deze twee voorgaande coronavirussen blootgesteld werd erg klein is, en de uitbraken al enkele jaren geleden plaatsvonden (respectievelijk in 2003 en 2012), zou hun effect op de huidige COVID-19-pandemie minimaal zijn.

Conclusie

Elke diagnostische test kent een foutmarge, zo ook de PCR-test die gebruikt wordt om een besmetting met het huidige coronavirus SARS-CoV-2 op te sporen. Niettemin is de specificiteit van de PCR-test hoog (> 99,5 procent), wat betekent dat het percentage niet-positieve uitslagen onder niet-zieke mensen groot is. Tegelijkertijd is ook de kans op een vals-positieve uitslag reëel, zoals gebleken is uit de simulatie van het ECDC.