COVID-19 laboratory diagnosis: the whole truth, so far

Abstract

ABSTRACT - Coronavirus disease 2019 (COVID-19) is the most recent worldwide biological threat to humans worldwide with a severe impact in all areas of human development particularly health, economy, and mobility, caused by a virus belonging to the Coronaviridae family (SARS-CoV-2). Currently, the definite diagnosis of COVID-19 is based on the viral isolation or positive result of polymerase chain reaction (PCR) performed from sputum, nasal swab, or throat swab, although the virus has also been detected in blood and stool. Biological sample collection is performed based on the existing guidelines and PCR protocols had to be adapted. Both sampling and PCR must be performed by specialized professionals in order to avoid false negatives which have been reported in several published papers. Furthermore, considering the limitations of molecular tools such as highly skilled professionals, infrastructure limitations, and supply shortages, rapid diagnostic tests have also been developed based on the detection of viral components (Direct; antigen detection) and in the host immune response (Indirect; antibody detection). Titers of SARS-CoV-2 antibodies may be used as an indicator of COVID-19 prognosis and to discriminate asymptomatic carriers which allows the establishment of the COVID-19 spectrum; however, the persistence, reduction, and duration of SARS-CoV-2 immunity antibodies require further investigation. In a period of a pandemic without a vaccine or specific medications to stop the virus progression, testing is the most important task to perform in order to identify and isolate infected persons, even if they don’t present symptoms.

RESUMO - A COVID-19 é a ameaça biológica mais recente para os seres humanos a nível mundial, com um impacto severo em todos os setores do desenvolvimento, particularmente na saúde, economia e mobilidade, causada por um vírus pertencente à família Coronaviridae (SARS-CoV-2). Atualmente, o diagnóstico definitivo de COVID-19 é baseado no isolamento viral ou resultado positivo da deteção de material genético viral através da reação em cadeia da polimerase (polymerase chain reaction – PCR) realizada a partir de amostras de expetoração, esfregaço nasal ou esfregaço na garganta, embora o vírus também tenha sido detetado no sangue e nas fezes. A colheita de amostras biológicas é realizada com base em diretrizes existentes e os protocolos de PCR tiveram de ser adaptados. Estas metodologias devem ser realizadas por profissionais especializados, a fim de evitar falsos negativos, os quais foram relatados em vários artigos publicados. Além disso, considerando as limitações inerentes às metodologias moleculares, como a necessidade de profissionais altamente qualificados, limitações de infraestruturas e escassez de reagentes, também foram desenvolvidos testes rápidos de diagnóstico com base na deteção de componentes virais (direto; deteção de antigénios) e na resposta imune do hospedeiro (indireto; deteção de anticorpos). Os títulos de anticorpos SARS-CoV-2 podem ser usados como um indicador do prognóstico do COVID-19 e para discriminar portadores assintomáticos, o que permite o estabelecimento do espectro do COVID-19; no entanto, a persistência, redução e duração dos anticorpos da imunidade à SARS-CoV-2 requerem investigação adicional. Atualmente, num período de uma pandemia sem vacina ou medicamentos específicos para interromper a progressão do vírus, testar é a tarefa mais importante a ser realizada para identificar e isolar indivíduos infetados, incluindo assintomáticos.