artikel
Hoe houden we zicht op de verschillende varianten van SARS-CoV-2 in ons land? Tot een maand geleden volstond de vaststelling van aan- of afwezigheid van het virus, maar inmiddels willen we bij een positieve test ook weten of het om een variant gaat. Dat antwoord krijg je alleen met een aparte PCR-test of door een virus te sequencen. Dat kost tijd, en vergt aanpassingen aan de testprocedures.
3 spannendste varianten
De drie spannendste varianten zijn momenteel de Britse (B.1.1.7), de Zuid-Afrikaanse (B.1.351) en de Braziliaanse (P1&P2). Op basis van het volledige RNA zijn ze duidelijk verschillend, vandaar de andere afkortingen, maar ze delen wel een aantal belangrijke mutaties. Alle drie varianten hebben de N501Y-mutatie, waardoor het virus – naar men veronderstelt – beter aan een menselijke cel kan hechten. Daarnaast hebben ze alle drie de E484K-mutatie, en die zou ervoor zorgen dat antistoffen die door eerdere infectie of vaccinatie gevormd zijn, minder goed werken. E484K was aanvankelijk kenmerkend voor B.1.135, maar is inmiddels ook aangetoond in de andere twee varianten. Het heeft er alle schijn van dat die mutaties in elke variant apart ontstaan zijn. Dat is een sterke aanwijzing dat deze varianten een evolutionair voordeel hebben.
Verspreiding nieuwe varianten
Met de vaccins in aantocht is het belangrijk om verspreiding van deze varianten goed in kaart te brengen. Op basis van de veronderstelde hogere besmettelijkheid van B.1.1.7 is immers de avondklok ingesteld. Als een mutatie daadwerkelijk leidt tot lagere effectiviteit van bepaalde vaccins, kunnen aanpassingen in de vaccinatiestrategie nodig zijn.
Om de verspreiding van nieuwe varianten betrouwbaar te volgen, is een goed surveillancesysteem nodig. In Nederland hebben we daarvoor de kiemsurveillance: van een aantal laboratoria worden steekproefsgewijs virusisolaten verzameld en gesequencet.
Dat was een handvol, inmiddels uitgebreid naar 400 per week en wordt verder uitgebreid naar 1200-1500 per week. In die huidige uitbreiding schuilt een gevaar voor de huidige schatting van de opmars van varianten. De verspreiding van een nieuwe variant begint immers met sporadische introducties op verschillende plekken in het land, die dan – al dan niet ongezien – tot verdere verspreiding leiden. Zelfs met een R-waarde van 2 zullen de meeste introducties niet tot grootschalige verspreiding leiden; gemíddeld zal elke geïnfecteerde 2 nieuwe personen infecteren, maar de meesten zullen niemand infecteren en een paar infecteren veel meer dan 2 personen. Een paar superspreading events kunnen de variant vleugels geven. De beginfase is dus heel grillig, met op regionaal niveau opkomst van een variant die vaak ook weer verdwijnt. Met een beperkte surveillance is het dan erg moeilijk om betrouwbaar vast te stellen hoe snel de variant zich uitbreidt. Vandaar de uitbreiding van het surveillancesysteem, maar ook dat kan weer tot vertekening leiden. Meer isolaten uit een regio waar varianten op dat moment nog maar weinig circuleren, drukken het gemiddelde.
Testsysteem moet veranderen
Het virologische testsysteem moet dus veranderen: van een simpele PCR (ja/nee) naar een multiplex PCR waarin genen die karakteristiek zijn voor meerdere varianten kunnen worden aangetoond. Dat is geen rocketscience. Als je weet welke stukjes van het RNA gedetecteerd moeten worden, kan zo’n test binnen enkele weken operationeel zijn. Voor alle duidelijkheid: antigeentesten of ademtesten zullen dit nooit kunnen. Gezien de snelheid waarmee nieuwe varianten zich aandienen, zal zo’n multiplex voortdurend aangepast moeten worden. Daarnaast moeten veel meer isolaten gesequencet worden om nieuwe relevante varianten en mutaties snel te detecteren.
Artikelinformatie
Citeer dit artikel als
Pas PCR gebaseerde SARS-CoV-2 variant analyse breed toe
Net als Marc Bonten zijn wij beducht voor de gevolgen van de verspreiding van SARS-CoV-2 varianten. De Zuid-Afrikaanse variant vormt een risico vanwege een afgenomen effectiviteit van vaccins. De Braziliaanse variant lijkt her infecties te kunnen veroorzaken na reeds doorgemaakte COVID-19. Mogelijk zullen in de nabije toekomst nog andere relevante varianten ontdekt worden.
Bonten stelt de vraag hoe we zicht houden op varianten. Sinds halverwege januari is in ons medisch microbiologisch laboratorium gestart met het routinematig screenen van SARS-CoV-2 positieve monsters middels een multiplex varianten PCR met smeltcurve-analyse. De gebruikte methode is inmiddels gevalideerd voor de Britse en Zuid-Afrikaanse variant in een vergelijkend onderzoek met whole genome sequencing (WGS) resultaten uit het EMC. Met deze techniek kan binnen één dag de Britse, Zuid-Afrikaanse en twee Braziliaanse varianten van elkaar worden onderscheiden. Vanwege de dynamiek in SARS-CoV-2 mutaties en de virus eigenschappen die gerelateerd zijn aan deze varianten, is naast de naamgeving het ook belangrijk om inzicht te hebben in het vóórkomen van specifieke mutaties. De E484K mutatie is geassocieerd met het ontwijken van het immuunsysteem en de N501Y mutatie is geassocieerd is met een hogere besmettelijkheid.
Door toepassing van deze varianten PCR hebben wij zicht gekregen op het voorkomen van de SARS-CoV-2 varianten in het adherentiegebied van het ziekenhuis. Hierdoor kwamen wij een cluster van SARS-CoV-2 besmettingen met de Zuid-Afrikaanse variant op het spoor bij gevaccineerde personen in een verpleeghuis. Acht oudere patiënten die een maand voor de infectie een eerste vaccin gekregen hadden, werden niet erg ziek door de infectie. Twee volledig gevaccineerde medewerkers hadden geen symptomen, maar in hun nasopharynx monsters was veel virus aanwezig en waren daardoor dus potentieel besmettelijk voor de omgeving. Daarentegen vertoonden twee niet gevaccineerde medewerkers wel ziekteverschijnselen. Tevens kon bij een andere uitbraak op een boot in korte tijd worden aangetoond dat de Zuid-Afrikaanse variant hiervoor verantwoordelijk was. Tot 23 maart zijn er 5 Braziliaanse, 27 Zuid-Afrikaanse en 276 Britse variant besmettingen gediagnosticeerd, waarvan het percentage oorspronkelijke variant in de laatste week terugliep naar 4%.
In tegenstelling tot de tragere WGS techniek met beperkte capaciteit is het dus mogelijk om met gangbare PCR apparatuur en smeltcurve analyse snel en volledig zicht te hebben op de varianten. In lijn met het betoog van Bonten stellen wij voor om deze varianten PCR op alle SARS-CoV-2 positieve monsters toe te passen. Hierdoor wordt het mogelijk om in een vroeg stadium geïntensiveerd bron- en contactonderzoek uit te voeren teneinde verspreiding van specifieke varianten te beperken. Aangezien de huidige nationale surveillance van varianten met WGS op slechts een klein deel van de PCR positieve monsters wordt uitgevoerd, ontstaat hierdoor een aanzienlijke vertraging en bemoeilijkt dit een snelle en gerichte interventie. Echter het periodiek analyseren van monsters middels de WGS-techniek blijft belangrijk om nieuwere varianten te ontdekken en de PCR-screeningsmethoden voortdurend up-to-date te houden. Wij pleiten daarom voor het breed toepassen van PCR gebaseerde SARS-CoV-2 variant analyse als een complementaire methode om “onopgemerkte” verspreiding van gevaarlijke varianten zo vroeg mogelijk te detecteren.
P. de Man, J.G.M. Koeleman, N. Vaessen, S. Paltansing, D.S.Y. Ong (artsen-microbioloog, Franciscus Gasthuis en Vlietland)