Testes para COVID-19: PCR, sorologia, e o que isso pode impactar nossas vidas, por Bernardo Carvalho e Maurício Luz

Há dois tipos de testes em uso, os que detectam o material genético do vírus e os que detectam os anticorpos

Testes para COVID-19: PCR, sorologia, e o que isso pode impactar nossas vidas

por Bernardo Carvalho (UFRJ) e Maurício Luz (FIOCRUZ)

Imagine que um casal entra em um laboratório para realizar testes para o vírus da COVID-19, causador da grave pandemia que estamos atravessando. O laboratório realiza os dois testes disponíveis para o vírus: o PCR e o teste ELISA para anticorpos. Curiosamente, o marido testa positivo no PCR e negativo no ELISA, enquanto sua companheira recebe os resultados exatamente opostos. Embora pareçam contraditórios, esses resultados fazem sentido se compreendermos o que cada um desses testes detecta. E, além de fazerem sentido, tais resultados nos dão informações preciosas sobre o curso da infecção de cada uma dessas pessoas.  Mais importante ainda, quando aplicados na população de uma cidade ou país estes testes embasam racionalmente decisões sobre “lock-downs”,  distanciamento social e outras formas de manejo da pandemia. A ideia deste artigo é explicar como estes testes funcionam, as suas diferenças práticas, porque se complementam, e como eles podem ser cruciais para a redução de mortes e perdas econômicas.

Há dois tipos de testes em uso, os que detectam o material genético do vírus (testes por PCR) e os que detectam os anticorpos que o corpo humano produz para combater o vírus (testes sorológicos, como o ELISA).  No caso do Coronavírus, os testes que detectam o material genético do vírus foram desenvolvidos primeiro, e são os mais largamente utilizados, inclusive no Brasil. Eles se baseiam numa técnica chamada “PCR”, que foi inventada na década de 80 (para mais detalhes veja o link https://tinyurl.com/rtxekr9). A PCR tem alta sensibilidade (teoricamente seria capaz de detectar uma única molécula de DNA) e por isso é um personagem frequente nas séries de C.S.I. e similares, nas quais o criminoso pode ser identificado a partir de uma guimba de cigarro (que sempre contém algumas células da pele), de um fio de cabelo, etc. Tem também uma alta especificidade, isto é, se o paciente estiver infectado somente por um coronavírus “primo” do vírus da COVID-19 (há vários, que causam apenas resfriados benignos), o resultado será negativo, como desejado. Estas características da PCR são evidentemente muito vantajosas, e permitem detectar com segurança o início da infecção. A principal limitação da PCR é que quando o paciente fica curado o material genético do vírus desaparece e não pode mais ser detectado. Quando a pessoa morre, aparentemente também é  mais difícil detectar o vírus, talvez porque seu material genético seja muito instável. O resultado prático destas limitações é que o número de infectados pelo vírus da COVID-19 medido por testes de PCR é quase sempre uma subestimativa, porque há pacientes sem sintomas (que quase nunca são testados), e pacientes que morreram ou foram curados antes de ter o material coletado para o teste. Outra consequência importante das limitações dos testes de PCR é que eles não estimam qual a proporção real da população já foi infectada, curou-se e (presumivelmente) tornou-se imune ao vírus. Como veremos a seguir este dado será muito importante no futuro para o manejo de medidas como os “lock-down” e distanciamento social e também para indicar quem pode voltar ao trabalho sem se expor a riscos.

Um dos motivos do grande interesse no segundo tipo de teste (aqueles baseados em anticorpos, como o ELISA) é que eles permitem detectar infecções já curadas, resolvendo assim a principal limitação dos testes de PCR (https://tinyurl.com/rtxekr9). Quando somos invadidos por algum microrganismo (como o vírus da COVID-19) nosso organismo identifica as proteínas estranhas do invasor e reage fabricando anticorpos, que ligam-se especificamente nessas proteínas, geralmente neutralizando o invasor. Esses anticorpos permanecem em circulação no sangue por um longo período, e sua presença indica uma infecção presente ou passada. Os testes baseados em anticorpos estão começando a ser utilizados agora em países como Alemanha e Cingapura. No Brasil, estão sendo desenvolvidos na UFRJ (https://ufrj.br/noticia/2020/03/23/coronavirus-ufrj-desenvolve-novo-teste-para-detectar-covid-19) e provavelmente em outros centros de pesquisa. As suas principais desvantagens (quando comparados aos testes de PCR) são: (i) Os anticorpos demoram alguns dias para aparecer no sangue, e por isso no início da infecção o teste dará negativo. (ii) Estes testes tendem a ter uma menor sensibilidade (isto é, os anticorpos estão lá, mas não são detectados) e menor especificidade (o teste pode dar positivo devido a uma infecção anterior por um vírus similar). A razão para a menor especificidade é que é muito mais difícil detectar confiavelmente pequenas diferenças numa proteína do que no DNA – alguns anticorpos para um tipo coronavírus podem reconhecer outro. A menor sensibilidade é explicada em parte pelo fato destes testes dependerem da reação imunológica, cuja intensidade e rapidez variam de pessoa para pessoa.

Agora vamos ver as implicações destes fatos para o nosso casal hipotético e para a vida cotidiana de um planeta imerso numa pandemia.

  1. Letalidade do vírus. Como vimos acima os testes de PCR subestimam o número de infectados e por essa razão superestimam a letalidade do vírus (quando calculamos a letalidade estamos dividindo o número de óbitos por um número subestimado de infectados). Um estudo recente e não publicado (https://humanrightsinvestigations.org/2020/04/10/coronavirus-serological-study-for-gangelt/ https://youtu.be/R1wkV2IzR_U) usou o teste sorológico em larga escala em uma cidade da Alemanha (Gangelt). Os resultados mostraram que cerca de 15% da população tem anticorpos e portanto já foram expostos ao vírus. Levando em conta o número de mortos e o tamanho da população, a taxa de letalidade encontrada foi de 0,37% (isto é, cerca de 4 pessoas em cada 1000 que entram em contato com o vírus morrem). Este número é  cerca de 5 vezes menor do que a taxa calculada anteriormente, provavelmente baseada no teste  de PCR.  É importante não nos deixarmos levar aqui (por distração ou má intenção) pela impressão subjetiva de que o vírus seria pouco perigoso: o teste de PCR tende a exagerar a taxa de letalidade, mas não o número de mortos causados pelo vírus. Na verdade este número de mortos está sendo subestimado, porque várias mortes por COVID-19 não são computadas por diversas razões (por exemplo, o paciente não foi testado ou teve o óbito atribuído erroneamente a outras doenças respiratórias). As cenas cruéis de estacionamentos e caminhões militares cheios de caixões são a realidade da pandemia e decorrem do grande número de casos graves que ocorrem, seja qual for a letalidade, já que o vírus é de fácil transmissão. Outro ponto importante é que a letalidade do vírus não é fixa: quando o número de pacientes excede a capacidade de atendimento dos hospitais, a letalidade sobe muito devido à falta de atendimento adequado. Esta é a razão para estarmos em casa, tentando “achatar a curva”.
  2. Imunidade das pessoas curadas. Uma pessoa com teste PCR negativo e com teste de anticorpos positivo conseguiu eliminar a infecção, mesmo que nunca tenha tido sintomas. Em muitas doenças virais uma primeira infecção tem efeito semelhante ao de uma vacina, tornando o paciente curado imune ao mesmo vírus. Essa não é uma verdade absoluta, já que alguns vírus acumulam muitas mutações, e conseguem “driblar” a proteção inicial causada pela primeira infecção ou pela vacina (esse é caso, por exemplo, do vírus da gripe). No caso dos coronavírus conhecidos, no entanto, esta exceção não parece ocorrer. Quanto ao vírus da COVID-19, ainda não há dados claros para seres humanos, mas um estudo recente (disponível em https://doi.org/10.1101/2020.03.13.990226, ainda sem revisão por outros pesquisadores) mostrou que macacos Rhesus previamente infectados com este vírus tornam-se imunes a ele. Assim, pode-se assumir com bastante segurança que pessoas curadas da COVID-19 são imunes a uma nova infecção. A dúvida maior é quanto tempo duraria esta imunidade, se um ano, alguns anos etc.. De qualquer modo, pelo menos a curto prazo estas pessoas poderiam voltar ao trabalho, ou assumir funções de combate a pandemia que requeiram contato direto com o público ou pacientes infectados, pois estão imunes e não transmitirão a doença. Ambas opções (retorno ao trabalho e combate à pandemia) atenuariam as perdas econômicas e de vidas causadas pela COVID-19. Iniciativas deste tipo estão sendo pensadas na Itália e em outros países e são distintas de uma volta ao trabalho de pessoas que não estão comprovadamente imunes, devido a pressões econômicas ou políticas.
  3. O fim da pandemia. Os epidemiologistas estimam que quando 50% a 70% da população estiver imune, o vírus deixará de se propagar e tenderá a desaparecer. A explicação para esta previsão surpreendente é simples: estima-se que em média uma pessoa infectada transmite o vírus da COVID-19 para 2 a 3 pessoas antes de ficar curada ou morrer (vamos assumir que são 2, para simplificar). Quando 50% da população estiver imune, cada infectado transmitirá o vírus em média para apenas uma pessoa (pois a outra fará parte dos 50% que são imunes), isto é, o número de infectados ativos estaciona, e o crescimento exponencial é interrompido. À medida que mais pessoas ficam imunes, a taxa efetiva de transmissão cai para menos de 1, e o vírus tende a desaparecer (https://doi.org/10.1093/cid/cir007). Esta é a “imunidade do rebanho” (“herd immunity”) da qual o Primeiro Ministro inglês Boris Johnson falava no início da pandemia. O problema é que ainda estamos muito longe desse “curso completo da epidemia” (por exemplo a cidade alemã mencionada acima teve um grande surto da doença e apenas 15% da população está imune), e a transmissão descontrolada do vírus (por exemplo, sem medidas de distanciamento social) causaria um número de mortes enorme. Pode parecer estranho que o vírus desapareça, mas isso já foi observado antes várias vezes. Por exemplo, há cerca de 20 anos atrás quando pesquisadores quiseram estudar o vírus que causou a pandemia de gripe de 1918 (a “gripe espanhola”), só conseguiram obter uma amostra exumando cadáveres de habitantes de uma pequena vila do Alaska que foram enterrados naquela época em solo permanentemente congelado (e desta forma o material genético do vírus foi preservado e pôde ser sequenciado; https://www.cdc.gov/flu/pandemic-resources/reconstruction-1918-virus.html).

Podemos voltar agora ao casal que iniciou nossa história. O PCR positivo mostra que o marido está com uma infecção ativa, já que apresenta o vírus em seu organismo, mas ainda não desenvolveu uma resposta imunológica; provavelmente está numa fase inicial da doença. Este paciente poderá demandar cuidados médicos e deverá permanecer em isolamento, mas não precisaria ser isolado de sua esposa. Isso porque ela já tem uma resposta imunológica formada, mas não apresenta o vírus em seu organismo, o que indica que foi infectada mas já está curada e portanto deve estar imune ao vírus (além de não transmiti-lo). No caso mais comum de infecções virais e provavelmente também da COVID-19, ela poderia cuidar de seu marido, uma vez que não correria risco de uma nova infecção, e poderia, se quisesse, também trabalhar como voluntária, auxiliando no combate à pandemia.

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