I tamponi molecolari per Sars-Cov-2 e i falsi positivi: che cosa c’è di vero - Facta
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I tamponi molecolari per Sars-Cov-2 e i falsi positivi: che cosa c’è di vero

Tra le argomentazioni più in voga dei negazionisti della pandemia da Covid-19, in Italia (si veda ad esempio questo articolo che è stato segnalato a Facta il 17 novembre 2020) come all’estero, c’è l’idea che i numeri dei contagi forniti dalle autorità siano in realtà gonfiati da un eccesso di falsi positivi, ovvero di persone positive al virus Sars-Cov-2 ma non infette dal virus. 

Ma c’è qualcosa di vero? Esistono in questa pandemia dei falsi positivi e, se sì, quanto sono importanti? Abbiamo deciso di approfondire la questione e di spiegare come funzionano i tamponi molecolari.

Il tampone molecolare è specifico per il Sars-Cov-2

Il tampone molecolare si basa su una tecnologia nota come Pcr (polymerase chain reaction, ovvero reazione a catena della polimerasi), inventata nel 1983 dal biochimico statunitense Kary Mullis, che grazie a questa scoperta vinse il premio Nobel nel 1993. 

Come abbiamo già approfondito, la Pcr è fondamentalmente una “fotocopiatrice” di Dna, capace di moltiplicare milioni di volte una singola e specifica sequenza genetica, rendendo quindi facile identificare e studiare un singolo frammento genetico anche se disperso insieme a moltissimi altri in un campione biologico. La Pcr è quindi ormai da oltre trent’anni una tecnica standard di biologia molecolare, ben conosciuta e utilizzata, tra le altre cose, anche per diagnosticare malattie infettive (e no, l’inventore della Pcr non ha mai detto che sia inutile a questo scopo). 

L’estrema specificità di questa tecnica per il genoma del virus viene spesso messa in dubbio dai negazionisti, ma finora tutte le teorie per dimostrarlo si sono rivelate false. Per conoscere quelle che abbiamo affrontato e perché sono da ritenersi prive di fondamento scientifico, qui, qui, qui ci sono alcuni articoli di fact-checking che abbiamo pubblicato. 

Ricordiamo, ad esempio, che quando un kit di tamponi molecolari viene messo in commercio deve essere controllato perché non dia risultati positivi con altri virus respiratori, sia coronavirus che di altro genere: per alcuni esempi pubblicati di questi controlli si vedano per esempio questi quattro studi. L’unico virus umano noto con cui il tampone da Sars-Cov-2 potrebbe dare un falso responso è il coronavirus della Sars, responsabile di un’epidemia tra il 2002 e il 2004: tale virus però è scomparso dal maggio 2004.

The Walking Dead: ci sono dei positivi quando il virus è morto?

Una seconda ipotesi, esposta ad esempio dal virologo Giorgio Palù in un’intervista che abbiamo analizzato precedentemente, è quella per cui il tampone rileverebbe sì il materiale genetico del virus Sars-Cov-2, ma che spesso si tratterebbe non di virus vitale e infettivo bensì di frammenti di virus “morto”. In questo caso c’è un fondo di verità, ma bisogna inserire la questione nel giusto contesto.

È vero che il tampone molecolare identifica la presenza di alcuni tratti del materiale genetico del virus, e non necessariamente di un virus infettivo e capace di replicarsi. L’unico test capace di verificare quest’ultimo aspetto è l’isolamento e la coltivazione del virus dal materiale biologico del paziente: una procedura comune nella ricerca scientifica ma che richiederebbe risorse e tempi del tutto incompatibili con la gestione della pandemia (ogni campione deve essere isolato, posto in una coltura cellulare in un laboratorio di terzo livello di biosicurezza e osservato per alcuni giorni per verificare la riproduzione del virus nelle cellule). 

Questo significa che in teoria sarebbe possibile avere un tampone positivo anche in assenza di particelle virali infettive ma solo di frammenti del loro genoma. Ed è vero: a volte succede, come mostrano alcuni studi (ad esempio qui, qui, qui) e come abbiamo spiegato in un nostro approfondimento. Gli stessi studi mostrano però che questo fenomeno si presenta quasi esclusivamente nei pazienti che hanno già avuto un’infezione sintomatica da Sars-Cov-2 e che mantengono frammenti virali nei loro tessuti dopo l’infezione. Non è quindi un problema che rischia di alterare significativamente il conteggio dei positivi. Invece è rilevante tenerne conto se vogliamo usare il tampone come criterio per ritenere un paziente Covid-19 convalescente ancora infettivo o meno. 

A questo si collega la questione, spesso citata tra gli “scettici” del tampone, dei cicli di amplificazione. Detta in modo molto semplificato, quante volte dobbiamo “fotocopiare” il genoma virale prima di rilevarlo come positivo. Più cicli servono, meno virus è presente nel materiale di partenza. Se un tampone è positivo solo dopo un numero di cicli molto alto, rischia in effetti di essere un falso positivo, o di indicare come positiva una persona che ha solo un ridotto numero di frammenti inattivi di virus. Un articolo del New York Times pubblicato ad agosto 2020 ha messo in discussione la validità dei tamponi a causa di questo aspetto in quanto molti test statunitensi possono indicare un risultato positivo anche dopo 40 cicli, una soglia molto alta. In Europa, secondo le linee guida Ecdc, la soglia dovrebbe essere sui 35 cicli.

Uno studio pubblicato il 28 settembre 2020 su Clinical Infectious Diseases mostra effettivamente una relazione tra il numero di cicli e la contagiosità: sopra i 30 cicli diventa difficile isolare il virus infettivo dal tampone. Come però spiega un articolo pubblicato il 12 agosto 2020 sul Journal of Clinical Microbiology dal virologo Matthew J. Binnicker della Mayo Clinic di Rochester (Minnesota), è difficile confrontare tamponi diversi con questo parametro, e un campione può dare una bassa quantità di virus apparente solo perché è stato fatto in modo poco accurato e non perché la persona possieda effettivamente una carica virale insignificante.

I veri falsi positivi

Abbiamo quindi visto sopra che i tamponi utilizzati oggi per i testi sono del tutto specifici per il virus Sars-Cov-2. Abbiamo però anche notato che possono a volte indicare come positiva una persona non più contagiosa, ma solo a malattia già terminata e quindi, con ogni probabilità, dopo essere stati già calcolati come positivi. Quindi non c’è in assoluto la possibilità che si parli di falsi positivi? In realtà non è così. 

Non è facile capire quale sia, in situazioni reali, la specificità dei tamponi, ovvero la probabilità che un test su un soggetto non infetto dal virus dia effettivamente un risultato negativo. Abbiamo visto che il test Pcr di per sé è molto specifico, identificando con certezza solo le sequenze del genoma del virus Sars-Cov-2 e non altre. Ma l’altissima sensibilità della Pcr, che è capace di identificare anche pochissime molecole di genoma virale, la rende anche suscettibile alla contaminazione. I reagenti e i materiali possono venire accidentalmente a contatto con una superficie o aerosol contenenti materiale genetico del virus, per esempio, magari risultante da Pcr precedenti. 

Le stime fatte negli anni precedenti sui tamponi per altri virus con genoma a Rna, quindi la cui procedura di test è paragonabile a quella dei tamponi per Sars-Cov-2, hanno dato risultati di specificità variabili da 100 per cento a 84 per cento, con un valore mediano intorno al 97,7 per cento. Un’analisi in laboratorio condotta dall’Università di Cambridge (Regno Unito) sui test per Sars-Cov-2 ha misurato un valore di specificità in una forbice tra 99,91 per cento e 97,4 per cento. 

I dati di alcuni Paesi in cui la percentuale di positivi al Covid-19 è molto bassa possono dare un’idea di quale sia, nel peggiore dei casi, la specificità del tampone per Sars-CoV-2. Ipotizziamo, per assurdo, che i risultati dei seguenti Paesi siano tutti falsi positivi. In Vietnam per esempio, al 18 novembre 2020, sono stati registrati 1.288 casi ufficiali ed effettuati 1,26 milioni di test: corrisponderebbe a una specificità del 99,9 per cento. In Australia spesso (ad esempio tra aprile e giugno 2020, o dopo settembre 2o2o) i test hanno dato una percentuale di positivi sotto lo 0,1 per cento; in totale con 27.756 casi su 9 milioni e 440.000 test, se si considerassero per assurdo tutti falsi positivi, corrisponderebbero a una specificità dello 99,7 per cento. In Italia a luglio la percentuale di test positivi sui totali era intorno a 0,4-0,5 per cento: una specificità, nel peggiore dei casi, del 99,5 per cento. 

Un problema statistico

Potrebbe sembrare un dato rassicurante, ma c’è una complicazione, e per capirla ci tocca entrare un po’ nella sottile arte della statistica. 

Partiamo da una domanda apparentemente ovvia. Se un test ha una specificità del 90 per cento, vuol dire che il 90 per cento dei positivi sono veri positivi? Sembra scontato, ma la risposta è no. La percentuale di falsi positivi sul totale può essere molto più alta.

Confusi? È normale: è un problema statistico sottile, noto come fallacia del tasso di base (base rate fallacy, in inglese). Ma diventa subito chiaro con un diagramma e un esempio. Immaginiamo di avere un test con una specificità del 99 per cento, ovvero in cui una volta su cento un test su un negativo risulterà, per errore, positivo. Sottoponiamo quindi mille persone al test. E — questo è il dato importante, come vedremo fra poco — poniamo che tra queste vi siano solo 10 veri positivi. 

Diagramma che spiega come la fallacia del tasso di base possa farci sottovalutare il numero di falsi positivi. Un test con una specificità del 99 per cento fa pensare che i falsi positivi siano sempre e solo l’un per cento. Ma questo test può portare a un numero di falsi positivi pari a metà del totale, se i veri positivi sono pochissimi rispetto a tutti gli individui sottoposti al test – Realizzato da Facta

 

A test finito, troveremo i nostri 10 veri positivi. Ma i 990 negativi non risulteranno tutti negativi. Abbiamo detto che uno su cento risulterà falso positivo: su 990 negativi, quindi, ci aspettiamo 9,9 falsi positivi, che arrotondiamo a 10. Quindi a fine giornata abbiamo 10 veri positivi e 10 falsi positivi: i falsi positivi sono la metà dei positivi totali. In altre parole, in questo esempio se il vostro test è positivo avete solo il 50 per cento di probabilità di essere davvero infetti dal virus. 

Il problema è che, in questo caso, i veri infetti sono pochi, e i non infetti sono moltissimi: la percentuale di falsi positivi dipende da questi ultimi. Tanto meno veri infetti ci sono, tanto più i falsi positivi inquinano il totale, anche se il test di per sé ha una specificità altissima. Questo calcolatore del British Medical Journal vi permette di giocare coi numeri e vedere qual è la probabilità di essere veri o falsi positivi a seconda di vari parametri.

Ma allora i complottisti hanno ragione?

Non proprio. È  impossibile che questo effetto possa davvero gonfiare i numeri della pandemia in corso, come suggerirebbe ad esempio questo video che è stato segnalato alla redazione di Facta via Whatsapp il 10 novembre 2020. 

Innanzitutto i test non sono fatti casualmente sulla popolazione, ma su persone che già a priori hanno una probabilità elevata di essere infetti, perché sintomatici o perché venuti a contatto con altri positivi. In secondo luogo, se fossero quasi sempre falsi positivi, vedremmo sempre la stessa (bassissima) percentuale di positivi, sul totale. La percentuale di positivi sui tamponi totali invece sale molto man mano che si diffonde il contagio e il tracciamento diventa sempre più difficile, come hanno scritto i nostri colleghi di Pagella Politica

Come ci ha comunicato via email il 13 novembre 2020 il matematico e virologo Jordan Skittrall, ricercatore del gruppo di Dinamica delle malattie dell’Università di Cambridge e principale autore di uno degli studi che ha misurato i falsi positivi nei tamponi per Sars-Cov-2, «è improbabile che un cambiamento epidemiologico significativo nel tasso di positività, come vediamo adesso in Europa, dipenda da un aumento di falsi positivi.»

Questo fenomeno statistico è rilevante solo quando gli infetti sono pochissimi sul totale del campione, ovvero quando il tracciamento è eccellente e la diffusione del contagio è molto bassa. In questi casi, come ha precisato sempre Skittrall, «il nostro lavoro mostra che è importante considerare che molti dei (molto pochi) positivi possano essere falsi positivi». Per rimediare a questo, lo studio di Skittrall e colleghi consiglia di ripetere i test ai positivi, qualora da altri fattori si deduca che le chances di un vero contagio siano scarse. La probabilità che due test diano di fila un risultato falso positivo è, infatti, assolutamente minuscola (per un test con una specificità del 99 per cento, si tratterebbe di un caso su diecimila).

In conclusione

I tamponi molecolari sono al momento il test più efficace, specifico e accurato per rilevare l’infezione da Sars-Cov-2 e monitorare quindi la pandemia di Covid-19. Il test rileva il virus Sars-Cov-2 ed è quindi altamente specifico. Come tutti i test non è perfetto, specie in condizioni di lavoro reali e non ideali, e può quindi dare un piccolo numero di falsi positivi. Questo numero però diventa importante solo quando i contagiati totali sono pochissimi e la percentuale di positivi sul totale dei test è bassissima, e quindi non può essere responsabile del numero di positivi attuale. Si tratta semmai di un motivo per chiedere, quando è possibile, una infrastruttura di test più capillare che possa confermare i positivi nel momento in cui la probabilità di un falso positivo non è più trascurabile.

Al momento i falsi positivi non rappresentano un problema. Al contrario, il vero problema è che non stiamo riuscendo a tracciare tutti i positivi. I nostri colleghi di Pagella Politica hanno spiegato che durante la prima ondata abbiamo sottostimato non solo i positivi ma perfino i decessi e che il tracciamento dei nuovi casi è in crisi.

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Comments (19)

  • Davide

    Come al solito molto chiarezza, professionalità e voglia di trasmettere una informazione coerente, verificabile e logica.
    Toglietemi una curiosità comunque, vi affidate a degli esperti del settore a seconda della notizia o il tutto è verificato internamente? Nell’eventualità del secondo caso, complimenti per l’eccletticità.

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    • Facta

      Buongiorno Davide,
      ovviamente a seconda degli argomenti, lavoriamo internamente o facciamo affidamento ad esperti settore.
      🙂

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  • Salvatore Caputo

    Tutto quello che ho letto mi lascia un grande dubbio, i tamponi sono veramente precisi ho sussiste una gran parte imprecisi, ovvero, sono già contaminati?
    Il mio caso, ricoverato covid 19 in una prima struttura ospedaliera per giorni 30, poi in un’altra struttura
    sempre ospedaliera i vari risultati di tamponi risultavano positivi o leggermente positivi.
    Sorprendeva la lettura dei risultati, tutti venivano analizzati nel notissimo istituto Milanese, alcuni direttamente, altri pur indicando il medesimo istituto ospedaliero che analizzava i tamponi i risultati venivano poi trascritto si intestazione dell’ospedale in cui ero ricoverato, questo mi la reso dubbioso sulla serietà dei tamponi.
    Altra osservazione, nel terzo ricovero ospedaliero il penultimo tampone di una serie di 15 il risultato negativo, per scaramanzia chiesi ad un medito del reparto dicendogli, forse il prossimo darà positivo,
    mi confortava con questa risposta, vedrai il prossimo tampone sarà negativo, risultati programmati?
    Ringrazio chi ha il coraggio di rispondere.
    Saluti, S. Caputo
    22.11.2020 ore 16:55

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    • Cincinnatus

      Buongiorno Salvatore?? Lei è stato ricoverato 3 volte???

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  • Francesca

    Molto interessante. Se il tampone è specifico per il SARS-COV2, com’è possibile che in alcuni casi venga rilevato solo un gene su tre o due geni su tre? Tra l’altro i geni generalmente analizzati sono uno specifico per la famiglia dei coronavirus e due specifici per il sars-cov2; di questi ultimi, almeno uno ha una sola mutazione rispetto ad altri virus per cui la possibilità di falso positivo è abbastanza alta.
    Saluti

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    • Facta

      Come abbiamo discusso qui, quel gene ha solo una mutazione rispetto al virus SARS-Cov-1, che non è più presente dal 2004. Quindi a tutti i fini pratici è perfettamente specifico per SARS-CoV-2.

      La domanda sugli altri geni è legittima e ci riserviamo di informarci; nel frattempo quello che sappiamo è che il numero di falsi positivi è molto piccolo, come abbiamo discusso qui.

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  • Marco

    Invito a riflettere sulla SENTENZA della Corte D’APPELLO del Portogallo e sulla veridicità degli esiti dei tamponi
    https://www.google.com/amp/s/www.oltre.tv/tamponi-corte-appello-portoghese-inaffidabili-quarantena/amp/

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  • Daniele

    “… capace di moltiplicare milioni di volte una singola e specifica sequenza genetica, rendendo quindi facile identificare e studiare un singolo frammento genetico anche se disperso insieme a moltissimi altri in un campione biologico…”

    quindi fatemi capire bene: la categoria “Booleana” di identificazione “positivo” o “negativo” dipende essenzialmente dal fattore moltiplicativo (chiamiamolo “guadagno di amplificazione”) che la tecnologia del tampone riesce a raggiungere?
    Dove si trovano informazioni riguardanti i valori di questi “guadagni” che immagino siano diversi per i vari produttori di tamponi?
    Converrete con me che la parola “milioni” buttata là poi va quantificata… tra 1 e 999 milioni ci sono 3 ordini di grandezza…
    La soglia di delimitazione del fattore moltiplicativo che attesta la positività è standardizzata e scelta in base a dei parametri?
    Cioè con quali criteri viene deciso che, (e butto dei numeri a caso giusto per esprimere il concetto): >1/10^6 è considerato positivo mentre <1/10^7 è considerato negativo? La domanda mi sembra lecita visto che non vi è tecnologia scevra da errori di misura.
    Per quanto ne so dei virus mi verrebbe da dire che con una tecnica di amplificazione sufficientemente potente potrei scoprire di essere positivo nei riguardi di moltissimi virus: e corretta la mia deduzione?

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    • Facta

      Buonasera Daniele,
      1) Cosa intendi per “dipendere dal fattore moltiplicativo”.
      In generale: se c’è il RNA che cerchiamo allora si vede un risultato positivo, se no, no. La moltiplicazione serve soltanto a rendere visibile il campione. C’è una soglia sul numero di cicli di amplificazione da usare, che è 35, oltre la quale si rischia effettivamente che ci siano risultati spuri, ma non è una soglia sulla quantità finale di DNA. PER MAGGIORI INFO

      2) “Milioni” non è quantificato perché dipende, appunto, da quanto materiale di partenza c’è e dal numero di cicli.

      3) La domanda è lecita ma purtroppo non ha senso, in quanto non è un continuum.

      4) Non è corretta: se non c’è niente da amplificare, se non c’è contaminazione e se i primers sono correttamente specifici, il test risulterà negativo a meno di artefatti sperimentali. I test PCR vengono testati per i falsi positivi e la reattività con altri virus, come abbiamo descritto qui.

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  • mario

    ad oggi non esiste um( marker )
    per sars cov 2

    o sbaglio

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    • Facta

      Buonasera Mario,
      Sars-cov-2 è stato isolato, ne abbiamo la sequenza genomica e come abbiamo descritto qui abbiamo dei primer PCR specifici, che vengono usati per i tamponi molecolari, ne abbiamo parlato in QUESTO ARTICOLO

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  • Cittadino

    Se a un ministro hanno fatto un tampone con falso positivo immaginiamoci tutti gli altri che mi hanno fatto soltanto uno anziché tre.
    https://www.ansa.it/sito/notizie/politica/2020/12/11/covid-tampone-errato-lamorgese-non-era-positiva_eb181a06-81d8-4333-8119-892baf8600c4.html

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    • Facta

      Buongiorno Cittadino,
      può succedere anche ad un ministro di avere un risultato non corretto.

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  • CARLITOS47

    Quello che lascia più perplessi è l’enorme numero dei positivi asintomatici. Poi ci sono esempi eclatanti come i calciatori della Lazio positivi per un laboratorio e negativi per un’altro

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  • Antonio

    Una cosa è la sensibilità di un test …altra cosa è la specificità…

    Su questi due punti bisogna fare chiarezza..

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    • Facta

      Buongiorno Antonio, perchè ritiene che nel nostro articolo non si sia fatta chiarezza tra i due termini?

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  • Vincenzo

    Vi chiedo io cosa sono?’dopo 40 giorni di quarantena senza alcun sintomo e 6 tamponi positivi.non rientro forse tra i vari falsi positivi.
    Premetto che in casa dopo il 23 giorno ho ripreso i contatti non stretti e non ho infettato nessuno

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    • Facta

      Buongiorno Vincenzo, è possibile ma se ha fatto così tanti tamponi altamente improbabile che non fosse effettivamente positivo.
      L’eventuale errore nel risultato del test può essere sia positivo che negativo.

      reply

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