Ineens was daar het SARS-CoV-2 virus, veroorzaker van COVID-19 dat vanaf februari 2020 ook in Nederland werd gevonden. Het werd een pandemie zoals we die niet veel meemaken, met een ongekende impact op de zorg, ons ziekenhuis en de gehele maatschappij. Er werden door de GGD teststraten opgericht en er werden dagelijks duizenden SARS-CoV-2 PCR-testen uitgevoerd in Nederland. Ineens wist iedereen wat een PCR is.
Met een PCR kun je vaststellen of DNA/RNA van een bepaalde ziekteverwekker aanwezig is in het afgenomen materiaal. Voor ons op de afdeling Moleculaire Diagnostiek van het Laboratorium voor medische microbiologie en immunologie is PCR onze corebusiness. Deze techniek wordt al sinds jaar en dag uitgevoerd om bij te dragen aan het stellen van een diagnose. De intense COVID-jaren waren voor de afdeling heftig: we verwerkten aantallen PCR-testen zoals nooit tevoren en dat met tekorten aan reagentia, maar ook een grote kans op uitval door ziekte. In mijn functie als medisch moleculair microbioloog was deze periode zeer interessant, omdat er steeds weer nieuwe uitdagingen kwamen. Denk aan het valideren van nieuwe volautomatische systemen, continue beleidswijzigingen (zowel landelijk als lokaal) of de opkomst van allerlei SARS-CoV-2 varianten. Never a dull moment.
Aan de andere kant was er ook veel te ontdekken en te bestuderen in deze tijd, wat leidde tot de nodige onderzoeken waar ik uiteindelijk de Johan Herman Francken van Brunswijk prijs (de prijs van de medische staf voor de beste of meest in het oog springende publicatie(s)) mee won. Alhoewel deze onderzoeken allemaal SARS-CoV-2 gerelateerd zijn, is er niet één groot onderzoek waar ik over kan schrijven. Daarom zal ik een paar onderzoeken kort uitlichten.
SARS-CoV-2 in bloed
Het eerste onderzoek dat we hebben uitgevoerd op het moleculaire lab was het vaststellen of SARS-CoV-2 ook aangetoond kon worden in plasma. Op het moment dat we deze studie uitvoerden was er al veel bekend over detectie van het virus in keel,
nasopharynx en diepere luchtwegen, maar minimaal over het voorkomen in bloed. We werden gevraagd om mee te werken aan een onderzoek van collega’s uit Meander waarbij DNA ge-ïsoleerd werd uit plasma en gekeken werd naar de associatie
tussen mutaties in bepaalde genen en morbiditeit in een cohort van patiënten dat zich presenteerde met COVID op de SEH. Het bloed van deze patiënten is bij ons ook getest in de SARS-CoV-2 PCR waarmee we heel snel en makkelijk konden bepalen of en
hoe vaak SARS-CoV-2 was aan te tonen in plasma. De conclusie was dat het testen van plasma niet bijdraagt aan de (primaire) diagnostiek, aangezien bij slechts 5.9% van de geteste patiënten SARS-CoV-2 kon worden aangetoond in het bloed.
SARS-CoV-2 varianten
Tijdens de hele COVID-pandemie zijn er enkele momenten geweest waarbij er nieuwe SARS-CoV-2 varianten zijn ontstaan; de meest bekende varianten waren de Alphavariant (ook wel bekend als de Britse variant), Bètavariant (ook bekend als de ZuidAfrikaanse variant), de Deltavariant en de Omikronvariant. Op het moleculaire lab hebben we PCR-testen in gebruik genomen die onderscheid konden maken tussen verschillende varianten. De testen konden aantonen welke variant er circuleerde. Dit was vooral van belang op de momenten dat er een oude én een nieuwe variant rondging. Deze vaststelling was van belang om de juiste behandeling te kunnen starten, omdat de behandeling kon verschillen per variant. Daarnaast kon met de variant PCR verspreiding binnen het ziekenhuis worden uitgesloten. Als er
verschillende varianten in Meander gevonden werden, was er geen sprake van verspreiding.
Met deze variant PCR konden we ook bijdragen aan inzichten in
de verspreiding van SARS-CoV-2 varianten. Vanuit het RIVM werd een zogenaamde ‘kiemsurveillance’ gedaan, waarbij ieder lab een aantal positieve materialen instuurt en in kaart laat brengen om welke variant het gaat. Omdat het grote aantallen betrof, gaf dit een goed beeld van de verspreiding, maar omdat dit gedaan werd met de arbeidsintensieve en tijdrovende sequencing methode liep dit inzicht achter op de actuele situatie. Door met een aantal laboratoria in Nederland standaard de variant
PCR te testen op SARS-CoV-2 positieve materialen, kregen we bijna realtime een goed beeld van de varianten die op dat moment voor ziekte zorgden. De bevindingen waren identiek aan de landelijke kiemsurveillance, met het verschil dat er twee
weken eerder duidelijkheid was over prevalentie en/of toename
van bepaalde varianten.
SARS-CoV-2 bij een immuun gecompromitteerde patiënt
Personen met een immuundeficiëntie kunnen lang geïnfecteerd blijven met virussen, zo ook met SARS-CoV-2. In Meander zagen we dit af en toe ook voorbijkomen, waarbij één patiënt met chronische lymfatische leukemie zelfs 42 weken positief bleef
testen op SARS-CoV-2. Omdat alle SARS-CoV-2 positieve materialen werden opgeslagen in ons laboratorium, kon het verloop van deze SARS-CoV-2 infectie in beeld gebracht worden met behulp van sequencing (uitgevoerd in het ErasmusMC). De betreffende patiënt was al die tijd geïnfecteerd met een Alphavariant, terwijl in de rest van Nederland inmiddels de Omicronvariant rondging. Binnen de patiënt is het virus gemuteerd op 24 plekken, waaronder op plekken die geassocieerd waren met ‘immune escape’, wat betekent dat het virus niet meer herkend wordt door het immuunsysteem.
Ook werden er mutaties gevonden die overeenkwamen met belangrijke mutaties aanwezig in bijvoorbeeld de Omicronvariant. Het is niet altijd duidelijk waar nieuwe SARS-CoV-2 varianten ontstaan. Dit soort casussen laat zien dat virussen zich ook ontwikkelen binnen de patiënt, waarbij niet kan worden uitgesloten dat dit ook een potentieel reservoir kan zijn voor (verspreiding van) nieuwe varianten.
Onderscheid tussen infectieuze SARS-CoV-2 en niet-infectieuze SARS-CoV-2
Voor SARS-CoV-2 werd gedurende de pandemie op een gegeven moment gekeken naar de Ct-waarde om de mate van besmettelijkheid vast te stellen, waarbij de Ct-waarde geassocieerd werd met de virale load in een materiaal. Het was bekend dat
met een PCR-test nog heel lang na infectie RNA van SARS-CoV- 2 kan worden aangetoond, maar het was niet duidelijk of dit afkomstig was van nog infectieuze viruspartikelen of dat de restanten RNA werden aangetoond van ’dode’, uiteengevallen
en dus niet-infectieuze viruspartikelen. In het verleden is aangetoond dat je voor een ander virus (parvovirus B19) onderscheid kunt maken tussen DNA/RNA van een infectieus of niet-infectieus (al uiteengevallen) virus. Deze werkwijze is ook
uitgeprobeerd op SARS-CoV-2 positieve materialen. Tijdens een periode van vier maanden zijn materialen van 111 patiënten geïncludeerd en getest. We vonden dat een positieve PCR met Ct- waarde >35 (lage virale load) in ~75% negatief werd. Met andere woorden, hier werden met de reguliere PCR niet-infectieuze restanten van het SARS-CoV-2 virus aangetoond. Alhoewel deze methode tijdrovend is, kan de test wel bijdragen aan inzichten over besmettelijkheid van een bepaalde patiënt.
Omdat SARS-CoV-2 nog een totaal nieuw virus was, werd er veel onderzoek naar het virus en de ziekte COVID-19 gedaan. Alle onderzoeken waren op dat moment van belang om inzicht te krijgen in het virus en ik ben blij dat we daar vanuit Meander aan bij hebben kunnen dragen. De onderzoeken zoals die zijn uitgevoerd op het moleculair diagnostisch laboratorium en waar mijn naam bij staat, konden absoluut niet worden uitgevoerd zonder de enorme inzet van de analisten van de moleculaire diagnostiek. Zonder deze analisten geen resultaten en ook geen onderzoek.
Ik had het totaal niet verwacht, maar ik ben ontzettend trots dat ik deze prijs heb gewonnen voor deze vooral toch lab-technische onderzoeken. De jury vond het onderzoek creatief en vernieuwend, met oog voor directe relevantie voor de zorg. Het winnen van deze prijs zie ik ook als een beloning voor het vele werk dat er mee gemoeid was.
Gelukkig hebben we nog veel ideeën om onderzoek te blijven doen, waarbij de focus nu (gelukkig) niet meer alleen op SARSCoV-2 ligt.
Roel Nijhuis
Medisch moleculair microbioloog in Meander Medisch Centrum
