Impacto de los falsos positivos y falsos negativos en el programa de pruebas RT-PCR de COVID-19 del Reino Unido, 3 de junio de 2020

Fondo

El programa de pruebas de COVID-19 del Reino Unido utiliza una red de laboratorios para detectar el SARS-CoV-2 en hisopos nasofaríngeos. Pilar 1 (aquellos con una necesidad clínica, trabajadores esenciales críticos en el NHS), pilar 2 (trabajadores esenciales, público en general a través del portal del NHS, personal de residencias de ancianos y residentes independientemente de los síntomas) y pilar 4 (vigilancia nacional, como encuestas del ONS ) de El programa de pruebas del Reino Unido utiliza pruebas de reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa ( RT-PCR ) para detectar el ARN viral . Estas pruebas de RT-PCR se llevan a cabo en una red de laboratorios gubernamentales, comerciales y académicos en todo el Reino Unido para satisfacer la gran demanda y la rápida respuesta requerida.

Las pruebas RT-PCR son muy sensibles, pero pueden mostrar falsos negativos (que dan un resultado negativo para una persona infectada con COVID-19 ) y falsos positivos (que dan un resultado positivo para una persona no infectada con COVID-19 ). PHE ha verificado los ensayos de RT-PCR utilizados para el programa de pruebas de COVID-19 del Reino Unido y muestran una sensibilidad y especificidad de más del 95 %. Esto significa que, en condiciones de laboratorio, estas pruebas RT-PCR nunca deben mostrar más de un 5% de falsos positivos o un 5% de falsos negativos.

Es importante recordar que las pruebas de laboratorio verifican la sensibilidad analítica y la especificidad analítica de las pruebas RT-PCR . Representan pruebas idealizadas. En un entorno clínico o comunitario puede haber muestreo ineficiente, contaminación del laboratorio, degradación de la muestra u otras fuentes de error que conducirán a un mayor número de falsos positivos o falsos negativos. La sensibilidad diagnóstica y la especificidad diagnóstica de una prueba sólo pueden medirse en condiciones operativas.

Los falsos positivos y falsos negativos operativos tendrán un impacto significativo en la forma en que respondamos a la pandemia de COVID-19 . Afectarán la vigilancia nacional y el funcionamiento del programa de seguimiento y localización del Reino Unido. No hemos podido encontrar ningún dato sobre las tasas operativas de falsos positivos y falsos negativos en el programa de pruebas RT-PCR COVID-19 del Reino Unido . Este breve artículo sugiere que esto debe medirse como una prioridad y hace recomendaciones sobre cómo gestionar las tasas operativas de falsos positivos y falsos negativos.

¿Qué causa los falsos positivos?

• Reacciones cruzadas con otro material genético. Otras fuentes de ADN o ARN pueden tener material genético de reacción cruzada que puede amplificarse mediante la prueba RT-PCR . Se observaron inesperadamente falsos positivos en ensayos de norovirus en pacientes con enterocolitis, debido a niveles inusualmente altos de ADN humano en las muestras. ^{[nota al pie 1]}
• Contaminación durante el muestreo. Esto puede suceder si el cabezal del hisopo entra en contacto accidentalmente o se coloca sobre una superficie contaminada (por ejemplo, guantes de látex, superficie de un hospital).
• Contaminación durante la extracción del hisopo. El ARN viral se extrae de hisopos en solución; La aerosolización accidental de líquido puede causar contaminación cruzada entre muestras.
• Contaminación con amplicón de PCR . El proceso de amplificación por PCR genera millones de copias del ADN diana (amplicón) que pueden provocar falsos positivos en reacciones de PCR posteriores. Si un laboratorio de pruebas se contamina accidentalmente con amplicón, puede producirse falsos positivos esporádicos.
• Contaminación de consumibles de laboratorio de PCR . La contaminación puede propagarse desde un laboratorio post- PCR a un laboratorio pre- PCR mediante la transferencia de equipos, productos químicos, personas o aerosoles. Incluso los laboratorios nacionales experimentados pueden verse afectados. A principios de marzo de 2020, los ensayos de RT-PCR de COVID-19 producidos por los CDC fueron retirados después de que muchos mostraran falsos positivos debido a reactivos contaminados. ^{[nota al pie 2]}

¿Cuál es la tasa de falsos positivos operativos del Reino Unido?

Se desconoce la tasa de falsos positivos operativos del Reino Unido. No hay estudios publicados sobre la tasa operativa de falsos positivos de ningún programa nacional de pruebas de COVID-19 .

Se ha intentado estimar la probable tasa de falsos positivos de los programas nacionales de pruebas de COVID-19 examinando datos de evaluaciones de calidad externas ( EQA ) publicadas para ensayos de RT-PCR para otros virus de ARN realizados entre 2004 y 2019 ^{[nota al pie 7]} . Se examinaron los resultados de 43 EQA , lo que arrojó una tasa media de falsos positivos del 2,3 % (rango intercuartil del 0,8 % al 4,0 %).

¿Por qué son un problema los falsos positivos?

Las cifras del DHSC ^{[nota al pie 3]} muestran que se realizaron 100.664 pruebas el 31 de mayo de 2020 ( pruebas RT-PCR de los Pilares 1 y 2 ). 1.570 de esas pruebas fueron positivas para SARS-CoV-2 (1,6%). La mayoría de las personas examinadas ese día no tenían SARS-CoV-2 (el 98,4% de las pruebas son negativas). Cuando sólo una pequeña proporción de las personas sometidas a la prueba tienen el virus, la tasa operativa de falsos positivos se vuelve muy importante. Es evidente que la tasa de falsos positivos no puede exceder el 1,6% ese día y es probable que sea mucho menor. Si la tasa operativa de falsos positivos fuera del 0,4%, 400 de las 1.570 pruebas positivas serían falsos positivos. Eso representaría 400 personas aisladas cuando están bien y un gran esfuerzo desperdiciado en el rastreo de contactos. Es posible que una proporción de las infecciones que actualmente consideramos asintomáticas se deban en realidad a estos falsos positivos.

A menos que comprendamos la tasa operativa de falsos positivos del sistema de pruebas RT-PCR del Reino Unido , corremos el riesgo de sobreestimar la incidencia de COVID-19 , la demanda de seguimiento y localización y el alcance de la infección asintomática.

¿Qué causa los falsos negativos?

• Mala técnica de muestreo. El muestreo nasofaríngeo es invasivo y puede resultar desagradable. Puede ser menos eficaz cuando se realiza sin supervisión, por lo que la tasa de falsos negativos puede aumentar a medida que el muestreo en casa se vuelve más común.
• Degradación de la muestra. Las muestras pueden degradarse durante el almacenamiento o el transporte.
• Muestreo demasiado pronto. La eliminación viral de los individuos alcanza su punto máximo justo antes o al inicio de los síntomas ^{[nota al pie 4] [nota al pie 5]} . Si las muestras se toman temprano en la infección (de 1 a 4 días después de la infección), tienen una mayor tasa de falsos negativos.
• Muestreo demasiado tarde. La diseminación viral disminuye después de que los síntomas alcanzan su punto máximo ^{[nota al pie 6]} . Las muestras tomadas en esta etapa de la infección mostrarán una mayor tasa de falsos negativos.

¿Cuál es la tasa operativa de falsos negativos del Reino Unido?

Se desconoce la tasa de falsos negativos operativos del Reino Unido.

Un estudio reciente ^{[nota al pie 6]} combinó los resultados de 7 estudios (más de 1300 resultados de pruebas con hisopos asociados con el momento de aparición de la enfermedad) para crear un modelo de la tasa de falsos negativos para los ensayos de RT-PCR del SARS-CoV-2 frente al tiempo transcurrido desde la infección. Su modelo sugirió que en los primeros cuatro días de la infección (fase presintomática) la probabilidad de un falso negativo en una persona infectada disminuyó del 100% en el día 1 (un falso negativo era seguro) al 67% en el día 4. Luego disminuyó al 38% el día 5 (día de aparición de los síntomas) a un mínimo del 20% el día 8 de la infección (es decir, una de cada 5 personas todavía da un resultado falso negativo a pesar de haber experimentado 3 días de síntomas de COVID-19 ). Luego, la tasa de falsos negativos aumentó del día 9 (21%) al día 21 (66%). Las estimaciones puntuales y los intervalos de confianza se muestran en la Figura 1 (tomada de ^{[nota al pie 6]} ).

Figura 1. Falsos negativos de RT-PCR por días desde la exposición, de ^{[nota al pie 6]} . El gráfico superior muestra la probabilidad (de 1, eje vertical) frente a los días transcurridos desde la infección o exposición (eje horizontal). La línea vertical discontinua en el día 5 indica el momento típico de aparición de los síntomas. Para cada día, se muestran una estimación (punto sólido) y un intervalo de confianza del 95 % (barras de error). El gráfico superior muestra la probabilidad de que un individuo infectado con COVID19 dé negativo en la prueba RT-PCR cuando se le tome la muestra ese día. El gráfico inferior es un análisis adicional que muestra la probabilidad de que un individuo que tenía una probabilidad absoluta del 11 % de estar infectado (por ejemplo, vive en el hogar de un paciente con COVID-19 ) se infecte, dado que dio negativo en la prueba. RT-PCR . Esto indica que la posibilidad de confirmar la falta de infección se maximiza entre los días 5 y 7 después del contacto, y que tiene menos valor realizar pruebas antes de esa fecha.

¿Por qué son un problema los falsos negativos?

La tasa de falsos negativos cambia a lo largo de la infección y se reducirá aún más debido a una técnica de muestreo deficiente y a la degradación de la muestra. Esto conducirá a una subestimación de la incidencia. Los falsos negativos también permitirán que un paciente asintomático o paucisintomático salga de la cuarentena para contagiar a otras personas y propagar la epidemia. Representan una oportunidad perdida de control en el programa de pruebas y rastreo y seguirían siendo una fuente de infección en una residencia de ancianos o en un hospital. El impacto de los falsos negativos es mayor cuando el riesgo absoluto de infección es alto (como el contacto cercano con un caso conocido) y cuando es fundamental identificar y aislar a las personas infecciosas, especialmente cuando se utilizarán pruebas negativas como mecanismo de “liberación” (como como reincorporación al trabajo, ingreso a la asistencia social desde el hospital, alta de la cuarentena).

Recomendaciones

1. Se debe realizar una Evaluación de Calidad Externa ( EQA ) para el programa nacional de pruebas RT-PCR COVID-19 del Reino Unido . Esto introduciría muestras positivas y negativas conocidas en el programa de pruebas. Las muestras se enviarían a ciegas, para garantizar que sigan un proceso idéntico al de las muestras operativas. Esto proporcionaría una estimación nacional de las tasas operativas de falsos positivos y falsos negativos. Esto podría llevarse a cabo rápidamente y a un costo relativamente bajo.

2. Se debe utilizar una EQA continua (un volumen bajo de muestras ciegas enviadas todos los días) para monitorear el desempeño de los laboratorios en toda la red de pruebas de RT-PCR COVID-19 del Reino Unido . Los laboratorios con tasas más altas de falsos positivos y falsos negativos serían alertados y podrían mejorar su desempeño.

3. Las pruebas negativas como mecanismo de liberación (por ejemplo, al regresar al trabajo, al alta de la atención médica o al aislamiento) deben usarse con extrema precaución. La guía actual del ECDC para contactos de alto riesgo es poner en cuarentena durante 14 días siempre que sea posible, incluso cuando un contacto haya dado negativo. ^{[nota al pie 9]}

4. Cuando se utilice una prueba RT-PCR negativa como mecanismo de liberación, se deben evaluar 2 pruebas negativas, con 24 horas de diferencia, para reducir el riesgo de pruebas falsas negativas. Este enfoque se adopta en China, Italia y Singapur, y lo recomiendan los CDC ^{[nota al pie 10]} y el ECDC ^{[nota al pie 11]} .

5. El COG-UK debe continuar monitoreando el genoma de los linajes del SARS-CoV-2 para monitorear las mutaciones que ocurren alrededor de los sitios de unión de los cebadores de la PCR que podrían conducir a pruebas falsas negativas en el futuro.

6. Los estudios que evalúen los beneficios de las pruebas RT-PCR de los contactos de casos dentro del programa de seguimiento y localización deben considerar las tasas de falsos negativos y falsos positivos. Habrá mucho menos valor en las pruebas antes del día 5 después del contacto, debido a las altas tasas de falsos negativos en las primeras etapas de la infección.

7. Los métodos de muestreo deben comunicarse claramente a los tomadores de muestras en el hogar. Las recomendaciones de muestreo fueron actualizadas recientemente (22 de mayo de 2020) por los CDC ^{[nota al pie 12]} y son revisadas por NERVTAG .

8. Se podrían considerar métodos de diagnóstico adicionales para compensar la ventana limitada de desempeño confiable de la RT-PCR para el SARS-CoV-2 . Las pruebas tempranas de anticuerpos tienen el potencial de agregar beneficios. PHE validó recientemente un ensayo de anticuerpos comercial que parece funcionar en las primeras etapas de la infección. ^{[nota al pie 8]}

Referencias