Gastbijdrage door Florian Licht, postdoctoraal student biologie. Een langere versie van dit artikel werd voor het eerst gepubliceerd op 24 maart op sozialismus.info in het Duits.
Landen als Zuid-Korea [1] en Singapore [2] hebben een voorbeeld gesteld in de succesvolle bestrijding van Covid-19 met behulp van een strategie van massa-testen. Virologen en epidemiologen pleiten al geruime tijd voor een enorme uitrol van de testcapaciteiten en de Wereldgezondheidsorganisatie heeft deze boodschap herhaald door een strategiedocument [3] te publiceren waarin alle landen duidelijk worden aanbevolen om hun testcapaciteiten te vergroten.
Met een totaal van 100.000 tests uitgevoerd in 47 laboratoria in het hele land (16 – 20 maart) [4], doet Duitsland meer tests dan veel andere landen. Toch kan dit niet genoeg zijn, aangezien Zuid-Korea in vergelijking met Duitsland drie keer zoveel tests per miljoen mensen kan uitvoeren (zie onderstaande grafiek).
Voor de bescherming van gezondheidswerkers en andere werknemers die in hoge mate aan het virus zijn blootgesteld, en van kwetsbare mensen met onderliggende ziekten, is het noodzakelijk om elke dag miljoenen mensen te testen.
Hieronder zal ik de mogelijkheden op korte termijn nagaan om de testcapaciteit in Duitsland te vergroten.
Hoe werkt de coronavirustest?
Er zijn verschillende testmethoden beschikbaar voor het opsporen van SARS-CoV-2, en wetenschappers werken hard aan de ontwikkeling van nieuwe methoden die nog sneller en praktischer zijn. De meest voorkomende en nauwkeurige methode op dit moment is de zogenaamde kwantitatieve Polymerase Kettingreactie (qPCR) test. Eenvoudig gezegd: het probeert het genetisch materiaal van het virus in het monster op te sporen. Hiervoor wordt het monster gemengd met bepaalde reagentia en in een zogenaamde qPCR-machine geplaatst. In principe is de qPCR-machine gewoon een apparaat dat de monsters in meerdere cycli verwarmt en afkoelt tot specifieke temperaturen. In dit proces wordt het genetisch materiaal van SARS-CoV-2 vermenigvuldigd (mits het monster afkomstig is van een geïnfecteerde persoon). Bovendien kan de machine meten hoe snel deze versterking plaatsvindt, waardoor de initiële hoeveelheid virus in het monster kan worden gekwantificeerd. Deze methode levert op enkele uren tijd resultaten op.
Miljoenen testen mogelijk
De belangrijkste zaken voor het uitvoeren van een qPCR-test zijn: de teststaafjes voor de bemonstering, de reageerbuizen voor de opslag van de staafjes, de reagentia en de qPCR-machines. Daarnaast zijn geschoold personeel en laboratoria die geschikt zijn voor het werken met het gevaarlijke SARS-CoV-2-virus nodig.
Zowel de qPCR-machines, de benodigde reagentia, als de opgeleide wetenschappers zijn niet alleen beschikbaar in de 47 instituten die momenteel de tests uitvoeren, maar in vrijwel elke universiteit waar onderzoek op het gebied van de biologie plaatsvindt. Waarschijnlijk is er niet alleen minstens één qPCR-machine in de afdeling microbiologie, maar ook in de instituten voor plantkunde, genetica, biotechnologie of ecologie. De qPCR-methode wordt dagelijks gebruikt. Iedere biologiestudent met een bachelordiploma is ermee bekend, om nog maar te zwijgen van de vele promovendi en onderzoeksassistenten.
Ook zijn er in Duitsland veel bedrijven op het gebied van biotechnologie en life sciences, die qPCR-machines in gebruik hebben. In het biologische onderzoek behoort de qPCR-machine tot de standaardinventarisatie van bijna elk laboratorium. Er zijn honderden qPCR-machines in Duitsland die momenteel niet worden gebruikt voor het testen op SARS-CoV-2.
Het volgende voorbeeld illustreert de uitbreiding van de testcapaciteiten die gemobiliseerd zouden kunnen worden: De Universiteit van Nottingham kon op verzoek van de regering in het Verenigd Koninkrijk (die niet bekend staat om snel te reageren op de huidige crisis) binnen 24 uur meer dan 16 qPCR-machines uit haar inventaris halen. Daarnaast werden kits en reagentia ter waarde van £1 miljoen overhandigd. Tegelijkertijd hebben meer dan 600 studenten zich vrijwillig aangemeld om te helpen in het lokale ziekenhuis en de onderzoeksfaciliteiten.
Als deze 16 machines continu worden gebruikt, kunnen er 30-40 runs van elk 35 monsters per dag worden uitgevoerd. Dat betekent samen 20.000 tests per dag [5]. Met alleen de machines van de Universiteit van Nottingham is het dus mogelijk om evenveel tests per week uit te voeren als in de week van 16 tot 20 maart in heel Duitsland zijn uitgevoerd, namelijk 100.000. Zoals reeds vermeld, zijn er honderden qPCR-machines beschikbaar in Duitsland.
De benodigde reagentia zijn op dit moment zeer gewild en de productie ervan moet worden verhoogd [6]. Het merendeel van de reagentia wordt geproduceerd door enkele bedrijven, bijvoorbeeld Roche, Qiagen of ThermoFisher Scientific. Waarschijnlijk zijn deze ondernemingen reeds begonnen met het opvoeren van hun productie – maar dat is niet voldoende. Deze reagentia en aanverwante materialen worden tegen hoge prijzen verkocht. De meeste laboratoria hebben een krap budget en proberen daarom zelfgemaakte reagentia te produceren. Het is noodzakelijk om alle formuleringen, protocollen en patenten die relevant zijn voor de strijd tegen SARS-CoV-2 onmiddellijk openbaar te maken, zodat alles wat nodig is wereldwijd kan worden gedupliceerd.
Voor het verzamelen van monsters zijn alleen relatief eenvoudige items nodig; deze mogen niet de beperkende factor zijn. Ter vergelijking: In Duitsland worden wekelijks meer dan 300 miljoen plastic wegwerpflessen gebruikt. Het is moeilijk voor te stellen dat er in een zwaar geïndustrialiseerde samenleving geen capaciteit zou zijn voor de kortetermijnproductie van enkele miljoenen wattenstaafjes en plastic buisjes.
Er zijn geen exacte cijfers over de hoeveelheid reagentia en het aantal qPCR-machines. Maar zelfs een voorzichtige schatting toont aan dat het in Duitsland technisch mogelijk moet zijn om enkele miljoenen tests per week uit te voeren.
Gebruik alle mogelijkheden
Veel wetenschappers en onderzoeksinstellingen begrijpen dat elke dag telt en bieden hun vaardigheden en apparatuur voor de strijd tegen SARS-CoV-2 aan. Deskundigen uit alle landen doen vrijwilligerswerk en netwerken met elkaar [7] [8]. Over de hele wereld publiceren wetenschappers nieuwe methoden om het virus te bestrijden, zoals een specifieke ‘antilichaamtest’. Op de vraag hoe snel deze test op grote schaal kan worden toegepast, antwoordt de auteur van een nieuwe studie op Twitter: “Hangt af van hoe snel mensen lokaal handelen. Wacht niet op overheden. Zet het op in uw ziekenhuis!” [9] [10].
Hoewel de regering beweert dat alles in het werk wordt gesteld om het virus te bestrijden, is zij er niet in geslaagd om de potentieel beschikbare capaciteiten voor massale coronatests in dienst te stellen van de virusbestrijding. Dit had enkele weken geleden kunnen gebeuren. Het uitbreiden van de testcapaciteiten omvat echter ook het organiseren van de logistiek voor de bemonstering en de distributie. De evaluatie van de resultaten moet centraal worden gecoördineerd. Tegelijkertijd moet ervoor worden gezorgd dat de tests kunnen worden uitgevoerd met een hoge kwaliteit en met inachtneming van de biologische veiligheidsnormen.
Als men weet in welke mate er in principe capaciteit beschikbaar is, zal de druk om miljoenen tests te gebruiken hopelijk toenemen.
Aanvullende opmerking:
Dit artikel is op 24 maart 2020 gepubliceerd. Op 27 maart kondigde de Duitse regering een plan aan om de testcapaciteiten op te voeren, waardoor het mogelijk wordt om eind april 200.000 tests per dag uit te voeren. In het midden van een epidemie is dit niet ambitieus genoeg, zowel qua aantallen als qua tijdsduur. Zoals in dit artikel beschreven, is het mogelijk om door het mobiliseren van alle capaciteiten enkele miljoenen tests per week uit te voeren. Dit geldt niet alleen voor Duitsland, maar ook voor andere landen in de wereld.
Voetnoten
[1]: https://www.sciencemag.org/news/2020/03/coronavirus-cases-have-dropped-sharply-south-korea-whats-secret-its-success[2]: https://academic.oup.com/jtm/advance-article/doi/10.1093/jtm/taaa039/5804843
[3]: https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/331509/WHO-COVID-19-lab_testing-2020.1-eng.pdf
[4]: https://www.spiegel.de/wissenschaft/medizin/coronavirus-testet-deutschland-zu-wenig-im-vergleich-zu-suedkorea-a-4fb86f9e-1a5f-4434-b05f-7fad3dda34f4
[5]: https://www.nottingham.ac.uk/news/test-kits-for-c-19
[6]: https://can-acn.org/public-health-agency-of-canada-call-for-reagents-for-covid19-testing/
[7]: https://twitter.com/AUSSOCMIC/status/1240501187817832449
[8]: https://crowdfightcovid19.org/volunteers
[9]: https://labs.icahn.mssm.edu/krammerlab/covid-19/
[10]: https://twitter.com/florian_krammer/status/1241753398321561600
[11]: https://www.thelocal.de/20200327/germany-pushes-to-expand-coronavirus-testing-capacity
