Covid-19: Warum Test nicht gleich Test ist

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istock/VioletaStoimenova

Antigen-Tests eignen sich dann, wenn das Ergebnis innerhalb von 15 bis 30 Minuten vorliegen soll. Worauf es bei den Schnelltests ankommt, beschreibt Jörn Bullerdiek, Direktor des Instituts für Medizinische Genetik der Universitätsmedizin Rostock.

Im Zusammenhang mit einer möglichen Corona-Virus-Infektion sind viele Tests möglich. Der oft verwendete Name „COVID-19-Test“ ist dabei eigentlich irreführend, denn COVID-19 (Coronavirus disease 2019) bezeichnet die Erkrankung. Getestet wird aber auf das Vorkommen des Virus, das die Erkrankung hervorruft, eben das SARS-CoV-2 (Abkürzung für severe acute respiratory syndrome coronavirus 2). Auch ein korrektes Ergebnis sagt daher zunächst nichts darüber aus, ob jemand erkrankt ist, sondern ob das Corona-Virus nachgewiesen wurde oder nicht. Wichtigstes Unterscheidungsmerkmal bei den verschiedenen Tests ist dabei zunächst einmal die Art der „entdeckten“ Zielstruktur (siehe Abb. unten).

Antigen-Tests

Die gebräuchlichsten Tests sind die Antigen-Tests, die Protein-Strukturen auf der Virushülle erkennen. Für die Durchführung der Antigen-Tests ist kein Labor erforderlich. Sie sind hauptsächlich in Form der sogenannten Lateral-Flow-Tests als Corona-Schnelltests und sogar für die eigene Anwendung verfügbar. Antigen-Schnelltests werden verwendet, wenn schnell geprüft werden soll, ob möglicherweise eine Infektion mit SARS-CoV-2 vorliegt.

Im Gegensatz zu den Antigen-Tests bedarf es zur Durchführung von PCR-Tests immer eines einschlägig ausgerüsteten Labors inklusive geschultes Personal. Nachgewiesen werden Bestandteile des „Innenlebens“ der Viren, nämlich ihres Genoms. Corona-Viren gehören wie zum Beispiel auch die Influenza-Viren zu den RNA-Viren. Das heißt, ihr Genom ist in Form der RNA gespeichert. Vor dem eigentlichen Test muss diese isoliert werden. Die sogenannten Antikörper-Tests schließlich weisen nicht unmittelbar Viren bzw. Virusbestandteile nach, sondern die dagegen im Körper der infizierten Person gebildeten Antikörper. 

Auf die Genauigkeit kommt es an

Die Antigen-Tests unterscheiden sich aber nicht nur in der Art, was nachgewiesen wird, sondern auch bezüglich der Genauigkeit, mit der sie eine Infektion „entdecken“ können. Wichtige Begriffe in diesem Zusammenhang sind Sensitivität, Spezifität und Messwert an der Nachweisgrenze (Limit of detection, kurz LoD). Der Ct (threshold cycle)-Wert ist dagegen nur relevant für die PCR-Tests.

Als Sensitivität bezeichnet man die Wahrscheinlichkeit, mit der der jeweilige Test eine infizierte Person erkennt (angegeben in Prozent). Zum Beispiel: Eine Sensitivität von 95 Prozent. bedeutet, dass von 100 Infizierten 95 korrekt identifiziert werden, 5 Prozent wären falsch-negativ. Spezifität bedeutet, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine durch Test identifizierte Person auch wirklich infiziert ist bzw. mit welcher Wahrscheinlichkeit nicht-Infizierte erkannt werden. Das heißt: Bei zum Beispiel einer 90-prozentigen Spezifität wären von 100 nicht infizierten Personen 90 korrekt identifiziert und 10 wären falsch-positiv.

Der sogenannte LoD (limit of detection)-Wert gibt an, ab welcher Viruskonzentration ein Test positiv wird und ist damit ein wichtiges Maß besonders für die Schnelltests. Daraus kann sich eine gewisse Verwirrung ergeben: Ein Test mit höherem LoD-Wert wird erst bei höherer Viruslast positiv als ein solcher mit kleinerem LoD.

Ein bisschen ähnlich verhält es sich mit dem Ct-Wert, der allerdings nur bei PCR-Tests Anwendung findet. Er gibt Auskunft darüber, wie viele Zyklen der Nukleinsäure-Vermehrung (siehe  Abb. unten) erforderlich sind, damit ein festgelegter Grenzwert überschritten wird. Grob kann man daher sagen, je niedriger der Ct-Wert, umso höher ist die Viruslast und umgekehrt.     

Selbstverständlich können sich auch innerhalb eines Testtyps diese Tests bei Vergleich verschiedener Hersteller unterscheiden.

Fazit

Es gibt nicht den einen optimalen Test für alle Situationen. Vielmehr ist je nach Anforderung, Vor- und Nachteilen der einzelnen Tests der geeignete auszuwählen. Das kann, muss aber nicht immer ein Schnelltest sein. Zudem bestehen Qualitätsunterschiede bei den verfügbaren Tests. 

Eigene Abb. Prof. Dr. J. Bullerdiek

Die verschiedenen Tests auf einen Blick

Nach Infektion mit dem SARS-CoV-2 kommt es bei der infizierten Person zunächst zur Vermehrung der Viren in den Zellen. Neu „hergestellte“ Viruspartikel können in der Folge weitere Zellen infizieren. Im Verlauf der Infektion werden von infizierten Personen dann Antikörper gebildet. Das sind gegen die Viren gerichtete Proteine, die eine weitere Vermehrung der Viren begrenzen können und so Genesenen vollständige oder teilweise Immunität vermitteln.

Die verschiedenen Testtypen (rechter Bildteil) unterscheiden sich hinsichtlich der Strukturen, die identifiziert werden: Antigen-Tests erkennen Strukturen, die außen auf der Virushülle vorhanden sind. Damit unterscheiden sie sich von den PCR-Tests, die auf das Vorkommen viraler RNA untersuchen. PCR-Tests sind technisch sehr aufwändig, aber auch besonders empfindlich. Selbst bei geringer Viruslast ist noch ein Nachweis möglich, weil im Labor die zu suchende Struktur im Verlauf vieler Zyklen jeweils verdoppelt und damit auch bei niedriger Viruslast identifizierbar wird. Antikörper-Tests „suchen“ im Gegensatz zu den beiden vorgenannten Testsystemen keine Virusbestandteile, sondern gegen die Viren gerichtete Antikörper als indirekten Hinweis auf eine Infektion.      

Fotoquelle: Brockshaus, Bremen

Zur Person: Prof. Dr. Jörn Bullerdiek, Humangenetiker mit dem Schwerpunkt Molekulargenetik/Tumorgenetik. Direktor des Instituts für Medizinische Genetik, Universitätsmedizin Rostock. Hat während der Pandemie u.a. publiziert zum COVID-19 Risiko bei unterschiedlichen Blutgruppen und zu Fragen um die sog. Preprints: Bullerdiek J. COVID-19 and blood groups – there is an elephant in the room, but who cares? Do we need additional rules for preprints?. F1000Research 2020, 9:1139 (https://doi.org/10.12688/f1000research.26333.1)

 

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