Profesorské exegeze: spolehlivost PCR testů

/TOMÁŠ FÜRST, ZUZANA KRÁTKÁ/

Profesor Hořejší napsal reakci na pravděpodobný výklad názorů profesora Štyse v jeho článku na dŽurnálu. Jejich výměna míčků nám poskytuje další záminku připomenout, proč vytrvale voláme po tvrdých datech. Pojďme se tedy podívat na jednotlivé sporné body obou názorových oponentů poněkud přesněji, neboť je to důležité. 

První sporný bod se týká parametrů koronavirových testů. Pro důkaz přítomnosti viru na sliznici používáme především dva typy testů: klasický PCR test a takzvaný antigenní test. Klasický PCR test detekuje přítomnost viru na sliznici tak, že ve vzorku vyšťouraném z nosohltanu hledá specifické fragmenty virové RNA. Je-li ve vzorku například 10 kopií hledaného fragmentu RNA, tak specifický enzym namnoží tento počet v jednom cyklu na 20 kopií, v dalším cyklu na 40 kopií a tak dále [1]. Počet těchto kopií bude zdvojován tak dlouho, dokud jich nebude dost na to, aby byly opticky detekovatelné přístrojem. Pokud je virová RNA detekovatelná třeba už po 20 cyklech, znamená to, že vzorek se viry jenom hemžil. Pokud není virová RNA detekovatelná ani po 40 cyklech, znamená to, že ve vzorku nebylo po viru ani památky. Všimněte si, že výsledkem PCR testu není odpověď ano/ne, ale počet cyklů, které byly potřeba k dostatečnému namnožení (amplifikaci) virové RNA na detekovatelnou úroveň. (Případně počet cyklů, po kterých se to vzdalo.) Následná binarizace výsledku (tedy převod na ano/ne, případně ano/ne/nejasné) závisí na tom, na kolika cyklech se nastaví hranice pro pozitivitu. Tato hranice je zřejmě nastavena v každé laboratoři jinak.

Rychlejší antigenní test využívá stejný vzorek – stěr z nosohltanu – ale pomocí protilátek v něm detekuje přítomnost proteinu, který je pro tento koronavirus specifický. Protilátky se mohou navázat na jednu z těch „paciček“, se kterými se koronavirus tak rád „fotí“ do novin. Tento test prosím nezaměňujte s vyšetřením přítomnosti protilátek proti koronaviru v krvi pacienta – to je něco úplně jiného. O imunitě bude řeč v následující exegezi.

To podstatné je, jaké mají tyto testy parametry. Žádný test není dokonalý a jeho kvalita je vždy popsána dvěma čísly – sensitivitou a specificitou. Sensitivita určuje spolehlivost testu na lidech, kteří virus na sliznici skutečně mají, tedy je to pravděpodobnost, s jakou test prokáže virus u člověka, který skutečně infikován je. Nedokonalá sensitivita vede k falešně negativním výsledkům u infikovaných lidí. To je potenciálně nebezpečné, protože člověk uklidněn falešně negativním testem odjede na Vánoce za příbuznými, které pak může nakazit. Specificita testu je úplně jiná informace – je to jeho spolehlivost na lidech, kteří virus na sliznici nemají, tedy pravděpodobnost, s jakou test vyjde negativně u člověka, který je zdráv. Nedokonalá specificita vede k falešně pozitivním výsledkům testů u zdravých lidí. To je potenciálně nebezpečné, protože zbytečně děsíme zdravé lidi, posíláme je do karantény a zahlcujeme systém trasování. Ale hlavně dáváme lidem s falešně pozitivním testem (falešnou) naději, že už mají infekci za sebou, a nemusejí tedy dávat pozor. A také zbytečně šíříme hrůzostrašné historky o opakovaných infekcích, když ve skutečnosti šlo většinou o falešnou pozitivitu jednoho z testů.

A teď to podstatné – jaké jsou skutečné parametry PCR testů v naší zemi? Je jejich sensitivita a specificita nízká, jak (asi) tvrdí Dalibor Štys nebo naopak téměř dokonalá, jak (asi) tvrdí Václav Hořejší? 

Smutná odpověď je, že nevíme, protože to od začátku epidemie nikdo pořádně nezměřil. Kolega Hořejší má samozřejmě pravdu, když tvrdí, že „[p]okud je správně proveden odběr vzorku i technicky správně provedena PCR reakce, je spolehlivost téměř 100%“ [2]. Není sice jasné, jestli „spolehlivostí“ myslí sensitivitu, specificitu, či oba dva tyto parametry, ale všimněte si podmínek v jeho tvrzení. A právě o tom, do jaké míry jsou tyto podmínky v prostředí českých laboratoří splněny, nevíme téměř nic. Existuje anekdotická evidence (například známé falešně pozitivní testy fotbalistů), že to tak slavné není. Státní zdravotní ústav provedl v srpnu jeden průzkumný vrt, ze kterého plyne, že specificita dosahuje v českém prostředí 95%, což Dalibor Štys ve svém textu správně cituje. Test ale nebyl slepý (laboratoře věděly, že přišly kontrolní vzorky a mohly si pečlivě ohlídat celý proces zpracování a hodnocení), takže reálná specificita je možná výrazně nižší. Podle dat z ÚZISu od konce dubna do konce srpna podíl pozitivních testů téměř nikdy nepřesáhl pět procent. To by při 95% specificitě odpovídalo situaci, kdy virus nebyl v populaci téměř vůbec přítomen a téměř všechny pozitivní testy byly falešné pozitivity. Takže jsme celé léto možná „jeli“ jen na falešně pozitivních výsledcích! Jestli to tak bylo, nebo ne, nevíme, protože skutečnou specificitu testování neznáme.

O sensitivitě pak nevíme vůbec nic, protože ta je dána především technikou odběru vzorku a jeho následnou cestou do laboratoře. Data, která se nám občas zkříží na mailu, naznačují, že to taky není žádná sláva: V jedné nejmenované firmě prováděly odběry tři zdravotnice. Všechny pozitivní vzorky měly jedno společné – materiál byl odebrán nejzkušenější z oněch tří zdravotnic😊 

Takže deset měsíců po začátku epidemie jsme v situaci, že stran parametrů PCR testů by se dva (profesoři) hádali. Nebylo by lepší konečně vědět? Stačilo by velice málo: 

  • Pravidelně (třeba jednou za týden) poslat z nějakého centrálního místa (například SZÚ) pár vzorků se známým obsahem viru do všech laboratoří. Pokud možno tak, aby laboratoře nevěděly, že jde o testovací vzorky. A bude jasno o specificitě.
  • Pravidelně posílat vzorky k přetestování jiným laboratořím. Sice tím úplně nepostihneme variabilitu v odběrech vzorků, ale o sensitivitě a její variabilitě mezi laboratořemi se dozvíme hodně.
  • Dále je třeba, aby všechny laboratoře pravidelně a ve strojově čitelném formátu zveřejňovaly anonymizované výsledky testů, včetně počtu PCR cyklů a metodiky hodnocení. Tohle by dle našeho názoru měl dělat Duškův ÚZIS. A bude jasno o případných nesrovnalostech mezi laboratořemi.

Náhodou se mi totiž do rukou dostala data ze dvou nejmenovaných laboratoří, které PCR testování provádějí. Rozdíly ve výsledcích byly takové, že není možné, aby obě laboratoře používaly stejnou metodiku. Ví vůbec ÚZIS, že skládá dohromady výsledky z laboratoří, které zřejmě mají divoce rozdílné metodiky a divoce rozdílné sensitivity a specificity [3]?

Výše zmíněná kontrola laboratoří, po které voláme už mnoho měsíců, je naprosto běžná v každém systému akreditovaných laboratoří, například pro laboratoře, které hodnotí krevní obraz, nebo pro forenzní laboratoře. V případě PCR testování je úplně jasné, jak tuhle standardizaci udělat, nestálo by to téměř nic a bylo by jednou provždy jasno, jaké parametry PCR testy mají [4]. Proč to nikoho ze slovutných jmen spojených s testováním nenapadalo? Je to neschopnost nebo záměr? Nevíme.


[1] Po této posloupnosti zdvojování je metoda také pojmenována – polymerázová řetězová reakce (polymerase chain reaction, PCR). Řetězová reakce popisuje ono zdvojování a polymeráza je enzym, který to má na starosti.

[2] Pokud si ovšem článek, na který kolega Hořejší odkazuje, skutečně přečtete, zjistíte, že z něj reportuje jen části, které podporují jeho hypotézy.

[3] Zde autoři upozorňují, že pohled vědeckého pracovníka a zaměstnance rutinní zdravotnické laboratoře se dosti liší. Vědci jsou zvyklí na zpracování maximálně desítek vzorků denně. Běžná klinická laboratoř v současné době přijme a zpracuje 300–500 vzorků denně.  Rozdíl je asi takový, jako když spartakiádní skladbu nacvičujete s dětmi v jedné tělocvičně nebo řídíte tisíce cvičenců na strahovském stadionu. Je nutné počítat s tím, že „sensitivitu a specificitu“ na Strahově (tedy kolik cvičenců dělá to, co dělat má, a nedělá to, co dělat nemá) ovlivňuje mnoho jiných faktorů než v tělocvičně.  Kolikrát si myslíte, že se vám v laboratorním systému splete Jan Novák mladší (negativní) a jeho otec Novák Jan starší (pozitivní), kteří se přišli otestovat ve stejný den? Pořád si myslíte, že sensitivitu a specificitu stačí přečíst z příbalového letáku?

[4] Upozorňujeme, že nestačí tyto parametry přejmout ze zahraničí, protože spolehlivost testů je dána především celým „work flow“, který se liší mezi zeměmi i laboratořemi. Pokud ale chcete rozumný odhad přejatý z prestižní zahraniční publikace, doporučujeme tento článek z British Medical Journal, kde se píše „As current studies show marked variation and are likely to overestimate sensitivity, we will use the lower end of current estimates from systematic reviews with the approximate numbers of 70% for sensitivity and 95% for specificity for illustrative purposes.“