Corona-Tests im postpandemischen Zeitraum

Corona-Tests sind weiterhin von Bedeutung. Sowohl PCR-Tests als auch Rapid-Antigen-Tests (RAT) sind für die Diagnose von Personen mit COVID-19-Verdacht verfügbar. Beide Tests unterscheiden sich in ihrer diagnostischen Leistung und Effektivität. // von Lukas Urner und Laok Mahmood

„Die Schnelltests ähneln einem Schwangerschaftstest“, sagt Tara Osman, „außer natürlich, dass ganz andere Körperflüssigkeiten entnommen werden“. Tara Osman ist eine Hausärztin, mit einer eigenen Arztpraxis. In ihrer Gemeinde in Much war sie zu Beginn der Pandemie einer der ersten, die sowohl PCR-Tests als auch Antigen-Schnelltests angeboten hat. Mithilfe eines kleinen Chemie-Sets wird der Nasenabstrich auf ein bestimmtes Protein untersucht. Falls dieses vorhanden ist, wird es nach rund 15 Minuten sichtbar. Einige Tests verwenden Mundspeichel anstelle eines Nasenabstrichs.

Geringe diagnotische Leistung von RAT

Zur Beurteilung der klinischen Leistung von „Standard COVID-19 Antigen-Tests“ wurden diagnostische Messungen bezüglich der Wirksamkeit durchgeführt. Die Genauigkeit von RAT betrug laut Osman in der Regel 75 Prozent. "Gesammelte Proben innerhalb einer Woche nach den Symptomen sowie solche mit hoher Viruslast zeigten die höchste Wirksamkeit". Dementsprechend sollten laut Tara Osman standardisierte Antigen-Schnelltests aufgrund ihrer geringen diagnostischen Leistung im Vergleich zur PCR-Schnelltests nicht allein für die COVID-19-Diagnose verwendet werden. Bei beiden Tests wird eine Probe von der Stelle entnommen, an der Viruspartikel abgegeben werden, Nase und Mund. Aber wie Tara Osman erklärt, müssen die Schnelltests nicht ganz so weit in die Nase gehen wie der berühmte PCR-Tupfer.

Chemischer Prozess (Antigen-Schnelltest)

Nach Entnahme wird die Probe mit drei Wirkstoffen bearbeitet, um die Partikel des Virus zu zerstören und die Kernproteine (die Antigene) freizulegen. Die Probe wird nach kurzer Zeit mit dem Reagenz auf den Teststreifen aufgetragen. Die Partikel in der Probe werden durch die Kapillarwirkung über den Teststreifen transportiert.

Die Teilchen erreichen erst einen Abschnitt des Streifens, der das Nucleocapsid-Protein mit fluoreszenzmarkierten Antikörpern enthält. Nucleocapsid ist ein Protein welches das positive RNA-Genom von Coronaviren verpackt. Die Antikörper binden an das Nucleocapsid-Protein. Der Antikörper-Antigenkomplex bewegt sich weiter auf dem Streifen, bis er die Testlinie erreicht. Die Testlinie ist mit inaktiven Anti-Sars-Cov2 Antikörpern präpariert, die die seitliche Bewegung stoppen. Wenn das Nucleocapsid Protein vorhanden ist, wird eine zweite Testlinie sichtbar und der Test ist damit positiv. Ist kein Nucleocapsid-Protein vorhanden, fällt der Test dementsprechend negativ aus.

AntiGen-Test, Coronatest, Antikörper, Testverfahren, Antigen, Schnelltest

Positiver AntiGen-Schnelltest // Quelle: LADR - Der Laborverbund Dr. Kramer & Kollegen // Animation: Lukas Urner

AntiGen-Test, Coronatest, Antikörper, Testverfahren, Antigen, Schnelltest

Positiver AntiGen-Schnelltest // Quelle: LADR - Der Laborverbund Dr. Kramer & Kollegen // Animation: Lukas Urner

Die Labortechnik des molekularen Fotokopierens

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine gängige Labortechnik, die in der Forschung und klinischen Praxis verwendet wird, um kleine Segmente genetischen Materials zu amplifizieren, sprich zu vermehren oder zu kopieren. PCR wird manchmal als „molekulares Fotokopieren“ bezeichnet. Die Genauigkeit liegt bei nahezu 100 Prozent. Kurze Sequenzen, sogenannte Primer, werden verwendet, um eine bestimmte DNA-Sequenz selektiv zu amplifizieren.

Um die Menge an genetischem Material in einer Probe zu messen, werden während der Polymerase-Kettenreaktion fluoreszierende Farbstoffe hinzugefügt.

Chemischer Prozess (PCR-Test)

Der Prozess beginnt mit der Denaturierung. Hier wird das Reaktionsgefäß auf circa 90° Celsius erhitzt. Die hohen Temperaturen sorgen dafür, dass sich die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen der DNA trennen. Dadurch erhält man aus einem Doppelstrang zwei Einzelstränge. Diese dienen als Vorlage für ihre Vervielfältigung. Im Folgenden wird das Reaktionsgemisch auf 60° Celsius abgekühlt. Jetzt können sich die Primer als Startmoleküle an die Vorlagestränge binden. Hier gilt das Prinzip der komplementären Basenpaarung. Die Primer passen genau an bestimmten Stellen der Einzelstrangvorlagen.

Polymerase Kettenreaktion, PCR, Polymerase-Chain-Reaktion,

Polymerase Kettenreaktion // Quelle: www.genome.gov // Animation: Lukas Urner

 

Daraufhin folgt die Amplifikation, hierbei wird die Temperatur erneut erhöht, um die optimale Temperatur der DNA-Polymerase zu erreichen. Sie kann nun an den zuvor eingesetzten Primern ihre Arbeit beginnen. Sie lagert am Ende der Primer die passenden Nukleotid-Bausteine an und verknüpft sie miteinander, dadurch ergibt sich eine zum Vorlagestrang passende DNA-Sequenz. Innerhalb weniger Minuten erhalten wir zwei gleiche DNA-Abschnitte. Folgend wird mit PCR-Coronaprimern getestet, ob diese an den DNA-Einzelstrang passen und ob sich das genetische Material vervielfältigt. Bei Vervielfältigung mit dem spezifischen "Corona-Primer" lässt sich der Test als positiv werten.

PCR-Test, Polymerase-Chain-Reaktion, Corona-Test, Polymerase

Positiver PCR-Test // Quelle: vientro.com/PCR-test // Animation: Lukas Urner

Testverfahren im Überblick

Schnelltest, PCR-Test, Corona-test, Vergleichsgrafik

Vor- und Nachteile von Coronatests // Grafik: Lukas Urner

Der quantitative Reverse-Transkriptase-PCR-Test ist in der Regel der Standard für die Diagnose von COVID-19 in vielen Gesundheitssektoren und Labors. Er erfordert jedoch eine lange Zeit bis zum Ergebnis, qualifiziertes Personal, spezialisierte Instrumente und ist mit hohen Kosten verbunden. Antigen-Schnelltests (RATs) können die Nachteile etwas ausgleichen. Sie sind schnell und ohne spezielle Geräte einfach durchführbar. Die Bestimmung der diagnostischen Leistung kommerzialisierter RATs ist entscheidend, da diese einen Hinweis auf ihre Zuverlässigkeit und ihren klinischen Nutzen während der Zeit der Pandemie gibt. Das erfolgt unter Berücksichtigung der grundlegenden Unterschiede zwischen Methodik und Anwendung. Es waren viele Antigen-Schnelltests für die Diagnose von COVID-19 verfügbar, ihre klinische Anwendbarkeit ist jedoch fraglich, da sich in ihrer Genauigkeit im Vergleich zur RT-PCR als gering erwiesen hat.

Corona-Tests auch zukünftig von Bedeutung ?

Elke Davids, Partnerärztin des Unternehmens PassionforHealth Gmbh, welches während der Pandemie vor allem bundesweit als Betreiber von Testzentren in Erscheinung getreten ist, erklärt, dass die Bedeutung der Testungen stark von der Inzidenz abhängt: Steigt die Inzidenz, so steigt auch die Nachfrage nach den Tests, genauso umgekehrt.

Ihrer Meinung nach ist das Testen, auch bei einer wachsenden Impfquote von erheblicher Bedeutung. Eine Infizierung sei schließlich auch bei mehrfacher Impfung noch möglich. Da sich die Vorschriften im ganzen Land lockern, „müssen wir einen größeren Schwerpunkt auf Tests legen“, sagt Davids.

„Wenn 2021 das Jahr des Impfstoffs war, sollte 2022 das Jahr der Tests sein", meint sie. Sowohl Osman, als auch Davids sind der Auffassung , dass COVID-19-Impfstoffe für die Bekämpfung der Pandemie unerlässlich sind, aber da es aus verschiedensten Gründen nicht möglich ist, allen eine Impfung zu ermöglichen, wird die Welt mehr Testungen brauchen, um SARS-CoV-2 einen Schritt voraus zu sein. Dabei seien beide Testvarianten von erheblicher Bedeutung, da sie sich gegenseitig ergänzen: PCR-Tests in ihrer klinischen Genauigkeit und Schnelltest mit ihrer einfachen Schnelligkeit als Diagnoseinstrument.

Übertragungslast bremsen

Davids fügt hinzu, dass die Bedeutung von Selbsttests theoretisch an Relevanz zunehmen, da immer mehr Menschen in Flugzeuge, Züge und Busse einstiegen, um sich für die Feiertage zu versammeln. Die Durchführung eines Selbsttests, der in etwa 15 bis 20 Minuten Ergebnisse liefert, ist eine gute Möglichkeit, die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung des Virus auf andere zu verringern. Dennoch greifen in der Praxis immer weniger Menschen zu dieser Möglichkeit. „An unseren Testzentren, hat sich die Bereitschaft zur Testung um ca. 50 Prozent, verringert“, bedauert Davids.

Da wir jedoch auf eine Zeit blicken, in der die Pandemiephase der COVID-19-Krise endet und das Virus zu einem endemischen Problem werden wird, könnte die Zukunft von Coronavirus-Tests durch die sinkende Testnachfrage weiter drastisch sinken. Dadurch schließen immer mehr Testzentren und den Menschen wird eine kostenlose Möglichkeit genommen, sich einer Infizierung zu vergewissern. In einer endemischen Situation könnte die Bedeutung von Testzentren, dennoch eine Rolle spielen, wenn verschiedene Veranstaltungsorte weiterhin verlangen, dass sich Menschen vor dem Eintritt testen lassen. Für einige können regelmäßige Tests obligatorisch sein, um zur Schule oder zur Arbeit zu gehen. Und selbst wenn es nur in bestimmten Situationen empfohlen wird, möchten viele Menschen sich testen lassen, wenn sie ein hohes Risiko haben oder planen, Kontakt mit Personen mit hohem Risiko zu haben. Und natürlich könnte die Nachfrage auch steigen, wenn die Fälle an bestimmten Orten zunehmen.

Teaserbild: Coronatest // Bildquelle: Lukas Urner

Die Autoren

Lukas Urner

Laok Mahmmood

Kommentar hinterlassen

Mit Absenden des Formulars erkären Sie sich mit der Speicherung und Verarbeitung der darin eingegebenen personenbezogenen Daten einverstanden. Weitere Hinweise dazu finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.