Corona-Testarten im Überblick

Bei Verdachtsfällen oder bestätigten Infektionen müssen Unternehmen schnell reagieren, um Ihre Angestellten zu schützen. Unser Fachartikel erläutert die Unterschiede zwischen PCR-, Antigen- und Antikörpertests. Wir erklären außerdem, wann im Rahmene eines professionellen Testmanagements welche Testvarianten greifen.

Foto: Gerd Altmann, Pixabay.

Derzeit gibt es drei gängige unterschiedliche Testarten zur Diagnose einer akuten oder bereits überstandenen Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus: PCR-Tests, Antigen-Tests und Antikörper-Tests. Im Folgenden stellen wir diese Testarten im Detail vor und erklären, wann welcher Test sich sinnvoll im Unternehmen einsetzen lässt. Die verschiedenen Testvarianten haben jeweils eine unterschiedlich hohe Genauigkeit – dies hängt etwa vom Zeitpunkt der Probenentnahme und von der Einschätzung des Infektionsrisikos im Einzelfall, von eventuell vorhandenen Symptomen und der Viruslast im Einzelfall ab. Je nach Situation kann auch eine Kombination verschiedener Testmöglichkeiten angezeigt sein. Zu 100 Prozent sicher lässt sich eine COVID-19-Erkrankung mit keiner der vorhandenen Testvarianten ausschließen – die Aussagekraft ist abhängig vom Zeitpunkt einer möglichen Infektion unterschiedlich hoch. Oberste Priorität hat in jedem Fall, dass Mitarbeiter/-innen die Abstands- und Schutzregeln auch bei negativen Testergebnissen weiterhin verantwortungsvoll einhalten. Nur so lassen sich Corona-Fälle im Unternehmen verhindern!

Labortests und Schnelltestvarianten

Der PCR-Test ist die präziseste und verlässlichste Testart gemäß RKI und World Health Organisation (WHO). Diese Testmethode weist das Erbgut von SARS-CoV-2-Viren direkt nach. Das Ergebnis zeigt, ob die Testperson das neuartige Coronavirus – auch in geringer Konzentration – akut in sich trägt, selbst wenn sie (noch) keine Symptome einer COVID-19-Erkrankung hat. Vor allem zu Beginn, also etwa in den ersten zwei Wochen nach einer Ansteckung, erzielen derzeit PCR-Tests als direkter Erregernachweis die genauesten Ergebnisse. Auch Antigen-Tests weisen auf direktem Weg nach, ob die Testperson derzeit das Virus in sich trägt. Diese Schnelltestmethode untersucht, ob sich Eiweißfragmente (Proteine) des Virus im Körper der Testperson nachweisen lassen. Der Antikörper-Test untersucht lediglich, ob das Immunsystem in der Vergangenheit Antikörper als Reaktion auf das Virus gebildet hat. Eine akute Infektion lässt sich damit also nicht feststellen, da Antikörper in vielen Fällen erst ab etwa 7 bis 14 Tagen nach Symptombeginn auffindbar sind, wenn die Infektion schon fortgeschritten oder gar überstanden ist. Antikörper-Tests gibt es jeweils als Laborvariante und als Schnelltest zum direkten Einsatz am sogenannten Point of Care, also vor Ort. Auch PCR-Schnelltests werden derzeit medizinisch erprobt. Sie stehen aber in der Breite für die Bevölkerung und für Unternehmen noch nicht zur Verfügung.

Nur medizinisches Fachpersonal kann korrekte Testergebnisse sicherstellen

Diese fünf Testarten unterscheiden sich in ihrer Genauigkeit, der Dauer der Auswertung und hinsichtlich ihrer Kosten. Zentral ist, dass alle Tests von geschultem medizinischem Fachpersonal durchgeführt werden müssen, um eine korrekte Probenentnahme, einen sicheren Transport und somit ein korrektes Testergebnis sicherzustellen. Alle positiven PCR- und Antigentests müssen dem zuständgen Gesundheitsamt namentlich gemeldet werden und fließen auch in die offiziellen Corona-Statistiken ein. Außerdem müssen die Ergebnisse aller Labor- und Schnelltests grundsätzlich auch anonym an das RKI übermittelt werden, sobald dies über das das Deutsche Elektronische Melde- und Informationssystem für den Infektionsschutz (DEMIS) möglich ist. Seit 1. Januar 2021 müssen nun auch alle Labore DEMIS als Schnittstelle nutzen, um SARS-CoV-2-Erregernachweise an die Gesundheitsämter zu übermitteln. Keiner der hier beschriebenen Tests steht daher für die eigenhändige Durchführung von Laien zur Verfügung!

Wichtige Fachbegriffe zur Genauigkeit von Corona-Tests

In der öffentlichen Diskussion zu COVID-19-Tests tauchen immer wieder zahlreiche Fachbegriffe rund um die Genauigkeit und Aussagekraft der verschiedenen Testmethoden auf. Folgende Termini sind besonders wichtig:

Sensitivität

Die Sensitivität zeigt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit der Test Infizierte korrekt erkennt. Liegt diese zum Beispiel bei 98%, lassen sich von 100 Infizierten mithilfe dieses Testverfahrens 98 erkennen. Zwei Fälle bleiben dagegen unerkannt und erhalten ein sogenannt falsch-negatives Ergebnis.

Spezifität

Die Spezifität zeigt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit der Test Gesunde korrekt erkennt. Liegt sie zum Beispiel bei 96%, heißt das, dass statistisch gesehen von 100 Getesteten 4 Gesunde fälschlicherweise ein positives Testergebnis haben. Dies nennt sich falsch-positives Ergebnis.

Positiver und negativer prädiktiver Wert

Der positive prädiktive Wert oder positive Vorhersagewert sagt aus, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass Personen mit positiven Testergebnissen auch tatsächlich infiziert sind. Dies hängt nicht nur von der Testgenauigkeit ab, also der Sensitivität und Spezifität, sondern auch vom Durchseuchungsgrad der Bevölkerung zum Zeitpunkt des Tests. Bezieht man diesen Wert in die Berechnungen mit ein, sinkt die Genauigkeit der Tests statistisch gesehen, da die Durchseuchung in der Bevölkerung derzeit als sehr niedrig einzuschätzen ist und wenig gezielt getestet wird. Geht man derzeit etwa davon aus, dass 2% der Bevölkerung bereits Antikörper gegen das Coronavirus in sich trägt, lässt sich der positive prädiktive Wert bei einer analytischen Testspezifität von 99,6% mit 83,3% berechnen. Das bedeutet: Von zehn positiv getesteten Patienten sind statistisch gesehen nur 8,3 tatsächlich positiv. Analog dazu gibt der negative prädiktive Wert an, wieviel negativ getestete Personen statistisch gesehen auch wirklich keinen Infekt haben.

Vortestwahrscheinlichkeit

Die Vortestwahrscheinlichkeit bewertet die Wahrscheinlichkeit einer Corona-Erkrankung im Einzelfall aus medizinischer Sicht. Hier geht es vor allem um eine klinische Einschätzung der betroffenen Person und ihres Umfeldes:

  • Bestand Kontakt zu Infizierten?
  • Hat die Person sich (kürzlich) in einem Risikogebiet aufgehalten?
  • Passen Alter, Symptome und Befunde zu COVID-19?
  • Bestehen Vorerkrankungen und damit ein erhöhtes Risiko?

Durchseuchung in der Bevölkerung

Der Grad der Durchseuchung gibt an, wie häufig eine Erkrankung statistisch betrachtet innerhalb der Bevölkerung zu einem bestimmten Zeitpunkt vorkommt. Experten schätzen die Durchseuchung in Deutschland derzeit als sehr gering ein. Liegt sie zwischen 2-3%, haben nur etwa 1.660.000 Menschen in Deutschland bereits eine COVID-19-Infektion durchgemacht. Lediglich ein Bruchteil von ihnen scheint unter Umständen eine Zeit lang Antikörper gegen SARS-CoV-2-Viren in sich zu tragen. Auf Basis dieser Schätzung lässt sich sagen, dass negative COVID-19-Testergebnisse derzeit aussagekräftiger – weil sehr viel wahrscheinlicher – sind als positive Ergebnisse.

SARS-CoV-2-Viren verbreiten sich durch Tröpfcheninfektion von Mensch zu Mensch. Bild: mohammed Hassan, Pixabay.

Informationen zu den einzelnen COVID-19-Testverfahren

PCR-Labortest als Goldstandard

Beim PCR-Test (PCR steht für „Polymerase Chain Reaction“) entnimmt Fachpersonal der Testperson einen Nasen- und/oder Rachenabstrich. Die fachgerechte Entnahme aus den oberen Atemwegen ist schwierig und eignet sich daher nicht für Laien. Es ist äußerst wichtig, das Sekret an den richtigen Stellen aus dem tiefen Nasen- und/oder Rachenraum aufzunehmen, um sicherzustellen, dass das Testmaterial aussagekräftig ist. Die Probe wird dann in einem Plastikröhrchen gesichert und vom Fachpersonal auf direktem Weg ins Labor transportiert. Hier wird untersucht, ob sich Erbmaterial (RNA) des neuartigen Coronavirus nachweisen lässt. Ist dies der Fall, liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Infektion mit SARS-CoV-2-Viren vor. Diese Testmethode kann außerdem zeigen, wie hoch die sogenannte Viruslast im Körper ist, also wie infektiös eine Person zum getesteten Zeitpunkt ist. Darüber gibt der sogenannte ct-Wert (Cycle Threshold) Aufschluss. Beim PCR-Test wird das Genmaterial aus den Proben im Labor mithilfe von Spezialgeräten und dem Enzym Polymerase in mehreren Runden vervielfältigt. Braucht es nur wenige Runden, bis sich das Virus in den kopierten DNA-Schnipseln nachweisen lässt, ist die Viruslast und damit auch die Ansteckungsgefahr hoch. Der ct-Wert ist in diesem Fall niedrig, da nur wenige Wiederholungen notwendig waren. Je mehr Runden nötig sind, um das Erbgut des Virus zu vervielfältigen, desto geringer ist die Viruslast und somit die Gefahr, dass die getestete Person eine aktive Infektion hat und andere mit COVID-19 ansteckt. In diesem Fall liegt ein höherer ct-Wert vor.

PCR als Standardverfahren gemäß Nationaler Teststrategie und WHO

Das laborgestützte PCR-Verfahren gilt bisher als verlässlichste und präziseste Testmethode und ist daher im Rahmen der Nationalen Teststrategie das Standardverfahren im medizinischen Bereich und an den öffentlichen Corona-Teststationen. Vor allem 5–8 Tage nach einer möglichen Ansteckung beziehungsweise zwei Tage vor und nach Beginn der Symptome schlagen PCR-Tests aufgrund der erhöhten Viruslast äußerst sicher an. Genau zu diesem Zeitpunkt, also kurz vor dem Ausbruch von Symptomen, sind Menschen nach derzeitigen Kenntnissen auch am ansteckendsten. Allerdings lassen sich bis zu einen Tag nach einer möglichen Infektion noch keine Viren in den oberen Atemwegen nachweisen, auch nicht mithilfe von PCR-Tests. Ab fünf Tagen nach einer möglichen Ansteckung sinkt laut Einschätzung des RKI das Restrisiko signifikant, trotz negativem PCR-Testergebnis eine COVID-19-Erkrankung in sich zu tragen. Trotzdem empfiehltt das RKI zur Senkung des Restrisikos je nach Umständen und Voraussetzungen eine zweimalige Testung, etwa an Tag Fünf und Sieben nach einer möglichen Ansteckung. Ein negatives PCR-Testergebnis gilt derzeit jedoch als noch sicherer, da COVID-19 in der deutschen Bevölkerung noch selten vorkommt, also die Durchseuchung mit etwa 2,3 Prozent der Deutschen noch sehr niedrig ist. Viele deutsche Labors nutzen das sogenannte „Dual-Target“-System, um die Sicherheit zusätzlich zu erhöhen: Sie testen das Probenmaterial in Deutschland nicht nur auf einen, sondern auf mindestens zwei Genabschnitte, sodass falsch-positive Ergebnisse noch seltener auftreten. Positive PCR-Tests werden in einigen Labors auch standardmäßig wiederholt, um falsch-positive Ergebnisse fast hundertprozentig auszuschließen. Dabei wird das Probenmaterial mit einer zweiten Gensequenz der SARS-Cov-2-Viren zusammengebracht, um zu sehen, ob es auch mit dieser positiv reagiert. Das Ergebnis ist labordiagnostisch somit sehr sicher. Das bestätigt auch ein Ringversuch von Instand e.V., einer medizinischen Fachgesellschaft, bei dem Tests mit SARS-CoV-2-Viren an verschiedene Labore geschickt wurden. Der Verbund medizinischer Labore Bioscientia geht auf Basis seiner Tests davon aus, dass von 10.000 positiven Corona-Tests nur ein Befund fälschlich als positiv eingestuft wird, etwa aufgrund einer Verunreinigung der Probe im Labor.

Aufwendiges Verfahren mit hoher Laborauslastung

Die PCR-Methode ist in der Medizin wohlbekannt und wird zum Beispiel bei Vaterschaftstests und zur Diagnose von Erbkrankheiten eingesetzt. PCR-Tests sind allerdings aufwändig. Je nach Auslastung der Labore und unterschiedlichen Transportzeiten dauert es oft 48 Stunden oder länger von der Probenentnahme bis zum Ergebnis. Grundsätzlich ist zu beachten: PCR-Tests sind immer nur eine Momentaufnahme und müssen je nach Umständen gegebenenfalls einige Tage später wiederholt werden, um eine Infektion sicher auszuschließen. Es gibt beispielsweise Erkrankte, bei denen sich nach etwa einer Woche das Virus im Hals nur nicht mehr nachweisen lässt, weil es in die unteren Atemwege gewandert ist. Daher ist eine genaue Beurteilung der Gesamtsymptomatik, der Umstände und des Risikos durch medizinisches Fachpersonal so wichtig.

Antigen-Schnelltest

Vergleichsweise neu auf dem Markt sind Antigen-Schnelltests, die binnen Minuten ein vergleichsweise sicheres Ergebnis liefern sollen. Die Zeitspanne zwischen der Probenentnahme und dem Testergebnis zu verkürzen, spielt sicherlich auch eine wichtige Rolle dabei, die Ausbreitung von COVID-19 einzudämmen – insbesondere in den Wintermonaten. Antigen-Schnelltests können auch gemäß der Einschätzung des RKI künftig dabei helfen, diese Lücke zu schließen, da sie auch in einem relativ frühen Stadium der Infektion sinnvoll eingesetzt werden können. Derzeit befinden sich Antigen-Schnelltests noch in der Erprobungsphase, sind jedoch inzwischen fester Bestandteil der Nationalen Teststrategie. Beispielsweise kommen sie in Krankenhäusern zum Einsatz, etwa bei Patienten, die keine Corona-Symptome haben, nicht zur Risikogruppe gehören und ein rasches Ergebnis vor einem Eingriff benötigen. Ebenso bei Krankenhauspersonal und Besuchern in stationären Einrichtungen ohne COVID-19 Fall. Schnelltests können in der kalten Jahreszeit auch Unternehmen helfen, Ihre Angestellten effizient zu schützen, da sie großflächigere, schnelle Testungen ermöglichen.

Wie Antigen-Tests funktionieren

Im Gegensatz zum PCR-Test weisen Antigen-Schnelltests nicht das Erbmaterial des Virus im Körper der Testperson nach, sondern sogenannte Antigene, also Eiweißfragmente des Virus. Meist sind dies Proteinhüllen, die Virus-RNA umgeben, sogenannte Nukleinkapsoide. Der Vorteil: Technisch lassen sich diese Eiweißmoleküle leichter und schneller nachweisen als das Erbgut von SARS-CoV-2-Viren. Der Antigen-Test wird über einen Nasalabstrich und/oder tiefen Rachenabstrich mit einem Tupfer durchgeführt. Aktuell existieren im Point-of-Care-Format fluoreszenz- oder chemilumineszenzbasierte Tests, die das fachkundige Personal mit einem kleinen mobilen Analysegerät vor Ort in Betrieben unmittelbar nach Probenentnahme auswerten kann. Der zweite Typ der Lateral-flow-Tests ähnelt von der Machart einem Schwangerschaftstest. Die kleine Testkassette liefert über einen Filterpapierstreifen sogar ganz ohne Zusatzgerät ebenso schnell ein unmittelbares Farbergebnis zur direkten Auswertung.

Die Testkasette eines Antigentestkits ähnelt einem Schwangerschaftstest. Foto: Soula Valid, Unsplash.


Wie sicher erkennen Antigen-Tests Sars-CoV-2-Viren?

Das RKI geht davon aus, dass Antigen-Schnelltests ungenauer sind als PCR-Tests. Der Grund: Erste unabhängige Studien deuten darauf hin, dass sie, selbst wenn sie eine mit der PCR-Diagnostik vergleichbar hohe Sensitivität haben, eine geringere Spezifität haben können, sie also bei Massentestungen zu mehr falsch-positive Ergebnisse führen. Das Nationale Forschungsnetzwerk der Universitätsmedizin zu Covid-19 kommt in einem Positionspapier zu dem Schluss, dass zudem die Sensitivität mancher Tests niedriger liegt als von Herstellern angegeben. Daher sei es umso zentraler, respiratorische Abstriche nur von geschultem mediszinischen Fachpersonal durchführen zu lassen, denn eine unsachgemäße Abnahme erhöhe das Risiko falschnegativer Ergebnisse erheblich. Dennoch könnten Antigen-Schnelltests bei der Bekämpfung der Corona-Pandemie sehr hilfreich sein, erklärt der Virologe und Institutsdirektor an der Charité in Berlin Christian Drosten gegenüber der Zeit: Vieles deutet darauf hin, dass Antigentests genau die Sensitivität erreichen, um Personen erfolgreich zu erkennen, die zum Testzeitpunkt sehr ansteckend sind. Christian Drosten berät die Bundesregierung in der Corona-Pandemie und erhielt für dieses Engagement das Bundesverdienstkreuz. Die WHO schätzt auf Basis erster internationaler klinischer Studien, dass manche Antigen-Tests zu 80–90% sicher COVID-19-Fälle erkennen können. Das bedeutet, von 100 Infizierten könnten etwa 10–20 Fälle unerkannt bleiben. Ihre Spezifität schätzen die Akkreditierten Labore der Medizin (ALM e.V.) als gut ein. Sie erkennen Gesunde also mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit auch als solche. Die WHO geht von einer Spezifität von über 97% aus. Um falsch-positive Ergebnisse auszuschließen empfehlen das RKI und die Europäische Kommission bei positiven Antigentest-Befunden immer eine PCR-Diagnostik zur Absicherung durchzuführen.

Folglich können Antigen-Tests in bestimmten Fällen helfen, besonders ansteckende Personen, die zu sogenannte Superspreadern werden können, auch ohne Symptome schneller zu isolieren. Zudem könnte ein negatives Ergebnis auch bei Personen, die das Virus in geringer Konzentration ausscheiden, darauf hinweisen, dass sie kaum ansteckend sind. Zu einem ähnlichen Schluss kommt die Modellierungsstudie eines Forschungsteam aus Harvard: Sie wollte die Fragestellung klären, wie sicher College-Studenten an ihre Hochschulen zurückkehren können, wenn sie in kurzen Zeiträumen, etwa alle zwei Tage, einen Corona-Schnelltest erhalten. Das Ergebnis: Selbst, wenn diese Tests nur 70% der Infizierten korrekt erkennen, lässt sich ein Ausbruch durch eine hohe Test-Frequenz erfolgreich verhindern. Das sei nicht möglich, wenn nur Menschen mit konkreten Symptomen getestet würden, so die Forscher. Ihr Fazit: Die Tests machen ihre Ungenauigkeiten durch ihre Schnelligkeit wett, wenn sie in der Breite eingesetzt werden. Seit 15. Oktober sollen Antigentests nun auch gemäß der Nationalen Teststrategie der Bundesregierung flächendeckend im Gesundheitswesen eingesetzt werden und hier auch bei symptomlosen Personen angewandt werden.

Antigen-Tests als potenzielle Game-Changer im Winter?

Fast alle derzeit verfügbaren Angaben zu Sensitivität und Spezifität stammen aus Studien und Leistungsdaten der jeweiligen Hersteller. Die Zuverlässigkeit der Testvariante muss noch von unabhängigen Stellen bestätigt werden und wird sich auch bei den geplanten regelmäßigen Testungen im Gesundheitswesen zeigen. Auch breit angelegte Studien dazu laufen bereits in Forschungseinrichtungen und Laboren. Die WHO empfiehlt Antigen-Schnelltests ebenfalls, um gegebenenfalls in der frühen Phase einer Infektion zu entscheiden, ob eine positiv getestete Person mit Corona-Symptomen sich frühzeitig vorsorglich in Quarantäne begeben muss, bis ihr Befund durch eine PCR-Diagnostik gesichert oder widerlegt werden kann. Um eine Infektion ab dem Zeitpunkt zu erkennen, zu dem eine Person ansteckend ist, müssen die Tests allerdings eine möglichst gute Sensitivität aufweisen. ALM e.V. befürwortet ebenfalls Antigen-Tests als kurzfristige Ergänzung zu PCR-Tests, um die PCR-Kapazitäten der Labore zu entlasten. In diesem Sinn können auch Unternehmen Antigen-Tests nutzen, um COVID-19-Fälle mit besonders hoher Viruslast schneller zu erkennen und zu isolieren. Zu beachten ist ebenso wie bei Antikörper-Tests, dass es große Qualitätsunterschiede bei Antigen-Testvarianten verschiedener Hersteller gibt. Laut WHO produzieren auch Hersteller ohne Vorerfahrung auf diesem Gebiet Antigen-Schnelltests. Es ist also Vorsicht geboten bei der Auswahl des Tests. Das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) veröffentlicht eine laufend erweiterte Liste mit hunderten geeigneter Antigen-Schnelltests, die laut den Herstellerangaben die von Paul-Ehrlich-Institut und RKI festgelegten Mindestkriterien erfüllen.
Generell sollten alle Antigen-Tests nur von medizinisch geschultem Fachpersonal mit umfassender Schutzkleidung und -ausrüstung durchgeführt werden, um das Probenmaterial möglichst korrekt zu entnehmen, verunreinigte Proben zu vermeiden und das Infektionsrisiko beim Testen niedrig zu halten. Wie bei allen Tests handelt es sich auch hier lediglich um eine Momentaufnahme.

Antikörper-Labortest

In einem späteren Stadium der COVID-19-Erkrankung oder nach überstandener Infektion können PCR-Tests bereits wieder negativ ausfallen. Hier setzen Antikörper-Tests an. Laut RKI vergehen zwischen Symptombeginn und der Nachweisbarkeit von Antikörpern etwa ein bis zwei Wochen, in Einzelfällen auch länger. Beim Antikörper-Labortest entnimmt medizinisches Fachpersonal der Testperson eine Blutserum-Probe, um festzustellen, ob das Immunsystem in der Vergangenheit als Reaktion auf das Virus Antikörper gebildet hat. Im Labor stellt sich bei der Auswertung des Serums dann heraus, ob das Blut noch Antikörper, sogenannte Immunglobuline, enthält. Diese bildet das Immunsystem als Antwort auf bestimmte Antigene von Erregern. Antigene sind Eiweiß-, Zucker- oder Fettmoleküle, die außen auf der Hülle von Viren oder Bakterien sitzen. Für dieses Verfahren stehen verschiedene Testformate zur Verfügung, wie etwa ELISA (“Enzyme Linked Immunosorbent Assay”) oder CLIA (“Chemiluminescence Immunoassay”). Bei einem ELISA-Test wird im Labor eine Testplatte, auf der sich Antigene des Virus befinden, mit Blutserum zusammengebracht. Sind Antikörper im Blut vorhanden, docken diese an die Antigene an. Dann wird ein Marker hinzugegeben, der sich wiederum an die Antikörper bindet und zu einer Verfärbung führt. Ähnlich funktioniert der CLIA-Test: Statt durch eine Verfärbung werden die Antikörper über ein Lichtsignal sichtbar.

Akute Infektion nicht nachweisbar

Da die Immunreaktion von Mensch zu Mensch stark variiert, dauert es individuell auch unterschiedlich lange, bis sich Antikörper auf Antigene von SARS-CoV-2-Viren bilden. Hierbei unterscheidet man früher auftretende IgM- und IgA-Antikörper, die bei der Mehrheit der Patienten b der zweiten Woche nach Symptombeginn im Blut erhöht sind, sowie reifere IgG-Antikörper, die ab etwa sechs Wochen nach einer Infektion bei 94 bis 98% der Betroffenen über einen Zeitraum von 3 bis 4 Monaten nachweisbar sind. Gemäß neuerer Studien können sie danach allerdings wieder verschwinden und scheinen nicht, wie bei den meisten anderen Infektionskrankheiten, lebenslang latent im Immungedächtnis des Körpers zu verbleiben. Manche Menschen scheinen trotz einer (latenten) Infektion mit COVID-19 auch überhaupt keine Antikörper zu entwickeln. Zentral ist, dass eine akute Infektion sich nicht mit einem Antikörper-Test feststellen lässt – egal, ob es sich um einen Schnelltest oder einen Labortest handelt. Die laborgestützte Testvariante führt allerdings im Vergleich zu Schnelltests zu genaueren Ergebnissen, da ihre Sensitivität und Spezifität durch die Laborauswertung höher ausfallen. Sprich: Labortests weisen genauer auch geringere Antikörperkonzentrationen (sogenannte Titer) im Blut nach. Außerdem werden nicht nur ein paar Tropfen Blut ausgewertet, sondern medizinische Serumproben, was ebenfalls die Sicherheit erhöht. ALM e.V. betont, ein einmaliger Antikörpertest mit positivem Ergebnis zeige lediglich an, dass die Testperson mit SARS-CoV-2-Viren Kontakt hatte. Erst durch gezieltes mehrfaches Testen zu festgelegten Zeitpunkten nach Symptombeginn erhärtet sich der Verdacht auf eine (überstandene) Infektion. Lässt sich dabei eine sogenannte Serokonversion beobachten, bei der auf Antikörper der frühen Phase diejenigen der späten Phase folgen, kann man davon ausgehen, dass die Testperson eine Infektion durchgemacht hat. Daher lassen sich Antikörper-Tests einsetzen, um einen positiven PCR-Test zu bestätigen oder auch die Diagnose eines negativen beziehungsweise uneindeutigen PCR-Tests zu sichern. Das ist insbesondere bei unklaren Krankheitsverläufen von Vorteil, um einen COVID-19-Infekt zu erhärten oder (im Nachhinein) auszuschließen. So lassen sich gegebenenfalls weitere Ansteckungen verhindern oder bei negativem Ergebnis wertvolle medizinische Ressourcen einsparen und Arbeitnehmer/-innen früher wieder aus der Quarantäne in den Betrieb zurückholen. Sehr wichtig ist, dass qualitativ hochwertige Tests zum Einsatz kommen, die nicht auf Antikörper gegen andere Coronaviren, also normale Erkältungsviren, reagieren. Passiert das, kommt es zu einer sogenannten Kreuzreaktion und der Test zeigt ein positives Ergebnis, weil er Antikörper gegen andere Viren mit Antikörpern gegen SARS-Cov-2-Viren verwechselt. Dies würde viele falsch-positive Tests nach sich ziehen und sollte komplett ausgeschlossen sein!

Indikator für mögliche Immunität?

Antikörpertests zeigen an, ob sich die Testperson in einem späten Stadium der Infektion befindet oder ob sie diese bereits überstanden hat und derzeit eventuell nicht mehr ansteckend ist. Letzteres muss in Langzeitstudien abgeklärt werden. Nach einer Infektion mit starken Symptomen und erhöhten Antikörperwerten kann nach dem aktuellen Stand der Erkenntnisse angenommen werden, dass sich die betroffene Person mit hoher Wahrscheinlichkeit zumindest mittelfristig nicht erneut mit COVID-19 anstecken kann. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Person dauerhaft immun gegen SARS-CoV-2-Viren ist – vor allem, da Viren oft mutieren und es unklar ist, ob Antikörper auch mutierten SARS-CoV-2-Virusvarianten standhalten. Fragestellungen rund um die Immunität sind derzeit noch völlig offen und müssen im Rahmen von Langzeitstudien beantwortet werden. Das RKI rät davon ab, Antikörpertests als einzige Testmethode zu nutzen, weil es keine akute Infektion mit SARS-CoV-2-Viren nachweisen kann. Das Verfahren kommt aber beispielsweise zum Einsatz, um zu testen, ob medizinisches oder Pflegepersonal sowie andere Risikogruppen bereits eine COVID-19-Infektion durchgemacht haben und (vorübergehend) immun sein könnten. Auch, wenn eine Person zwar deutliche Symptome von COVID-19 hatte, aber keinen PCR-Test in der Akutphase gemacht hat, kann sich ein Antikörper-Test lohnen. Ebenso, wenn ein PCR-Test im Vorfeld ein schwach positives, also uneindeutiges Ergebnis, ergeben hat. In solchen Fällen lassen sich beispielsweise Antikörper-Tests auch in Unternehmen einsetzen, um herauszufinden, ob Mitarbeiter/-innen Antikörper gegen das Virus gebildet haben. Gemäß ALM e.V. eignen sich Antikörper-Labortests auch, um ein positives PCR-Testergebnis zu erhärten.

Antikörper-Schnelltest

Bei Antikörper-Schnelltests entnimmt geschultes Fachpersonal mit einer Lanzette wenige Blutstropfen vom Finger der Testperson und wertet diese mit Hilfe einer Testkassette aus. Das Ergebnis liegt innerhalb von etwa zehn bis 20 Minuten vor. Analog zum Antikörper-Labortest zeigt es an, ob die Testperson bereits Antikörper auf das Corona-Virus gebildet hat. Es gibt Antikörper-Schnelltests von unterschiedlichen Firmen und in unterschiedlicher Qualität. Als alleinige Testmethode eignen sie sich nicht. Eine akute Infektion mit SARS-Cov-2-Viren lässt sich mit Antikörper-Schnelltests ebensowenig nachweisen wie mit Antikörper-Labortests, da sich erst 7 bis 14 Tage nach den ersten Corona-Symptomen normalerweise im Blut erste Antikörper nachweisen lassen. Folglich eignen sich auch diese Testvarianten nur dazu, zu bestätigen, dass Mitarbeiter/-innen nach einem COVID-19-Infekt oder Verdachtsfälle, die Kontakt zu Infizierten hatten, nicht mehr ansteckend sind, wenn sie Antikörper der späten Phase haben. Gegebenenfalls können sie so früher aus der Quarantäne wieder an ihre Arbeitsplätze zurückkehren. Bei einem positiven Ergebnis mit Antikörpern der frühen Phase sollte man einen PCR- oder Antigentest erwägen, um eine akute Infektion im nächsten Schritt auszuschließen oder zu bestätigen. Der Hintergrund: Weist eine Person Antikörper der frühen Phase von COVID-19 auf, könnte sie weiterhin noch ansteckend sein.

Weitere Testmöglichkeiten

Wissenschaft und Labore forschen mit Hochdruck an verschiedenen weiteren Testmöglichkeiten für das neuartige Coronavirus und verbessern vorhandene Verfahren laufend. Daher sind in den nächsten Wochen und Monaten weitere Entwicklungen zu erwarten.

Heimtests

Auf dem Markt sind auch PCR- und Antikörper-Tests für Privatpersonen erhältlich, die sie zu Hause durchführen und dann zur Auswertung an ein Labor schicken können. Hier ist die Gefahr groß ist, das Probenmaterial unsachgemäß zu entnehmen oder falsch auf eine Testkassette aufzubringen und somit die Ergebnisse zu verfälschen. Derzeit sind auch COVID-19-Antigentests im Gespräch, die Privatpersonen selbst durchführen können sollen. Bundesgesundheitsminister Jens Spahn hat für die Zukunft bereits solche Heimtests angekündigt. Allerdings bleibt noch unklar, ob und zu welchem konkreten Zeitpunkt solche Tests für Zuhause verkauft werden. Die Behörden müssen diese Tests vorab außerdem gesondert genehmigen, da COVD-19 zu den meldepflichtigen Erkrankungen gehöre. Bei hochansteckenden Krankheiten sind Heimtest eigentlich nach dem Infektionsschutzgesetz ausgeschlossen und bedürfen folglich einer Sondergenehmigung. In Sachsen-Anhalt läuft derzeit ein Modellversuch mit Selbsttests für alle Lehrer. Seit Ende des Jahres 2021 ist nun geklärt, dass auch Apotheken symptomfreie Personen mit Point-of-Care-Tests auf SARS-CoV-2 testen dürfen.

PCR-Tests im Poolverfahren

Es gibt verschiedenen Ansätze, die PCR-Methode zu beschleunigen und weniger aufwendig zu gestalten. Eine Möglichkeit könnten Pool-Tests sein. Dabei werden einige Testproben zu einem Pool zusammengefasst, der mithilfe einer einzigen PCR ausgewertet werden kann. Dadurch beschleunigt sich das Testverfahren erheblich. Nur, wenn es zu einem positiven Testergebnis kommt, muss jede einzelne Probe für sich nochmals ausgewertet werden. Diese Lösung könnte etwa zur regelmäßige Testung von Pflegeheimen oder Schulen, aber auch bei Veranstaltungen oder zum Schutz von Risikogruppen zum Einsatz kommen. Allerdings lohnt das Verfahren nur, wenn mit wenigen positiven Ergebnissen zu rechnen ist.

Gurgel- und Speicheltests für Zuhause

Eine weitere Möglichkeit zur Entnahme der Proben stammt aus Österreich. PCR-Gurgeltests können angenehmer und einfacher durchzuführen sein als die derzeitige Variante, sodass ihn Testpersonen auch ohne geschultes Fachpersonal Zuhause anwenden können. Statt eines Rachen- und/oder Nasenabstrichs erhält die Testperson ein Fläschchen mit Kochsalzlösung und muss mit dieser Flüssigkeit 60 Sekunden lang gurgeln. Anschließend spuckt sie die Flüssigkeit in einen Testbehälter, den sie dann zur Auswertung ins Labor schickt. Dieser Gurgeltest stammt vom Forschungsverbund Vienna Covid-19 Diagnostics Initiative (VCDI) und soll sich in Schulen und beim Grenzübertritt bewähren. Auch in Köln wird die Methode seit August getestet. Wie sicher das Verfahren ist, steht noch zur Debatte, da es damit erheblich weniger Erfahrungswerte gibt als mit PCR-Tests. Einige wenige bisher dazu veröffentlichte Studien gehen von einer mit PCR vergleichbaren Sensitivität aus, vor einem breiteren Einsatz müssen weitere Studien folgen. Ein möglicher Nachteil wird derzeit bereits diskutiert: Durch zu viel Spüllösung oder eine ungünstige Gurgeltechnik könnten die Proben zu stark verdünnt werden. Das würde die Ergebnisse stark beeinträchtigen. Ebenfalls erprobt werden derzeit verschiedene Speicheltests, für die Testpersonen jedoch noch eine relativ große Menge Speichel in einem Probenbehälter sammeln müssen. Anschließend erfolgt auch hier eine PCR-Diagnostik im Labor. Seit Ende 2021 sind nun auch Kombinations-PCR-Tests auf dem Markt, mit denen sich gleichzeitig auf Influenza- und auf SARS-Cov-2-Viren screenen lässt, sodass eine schnellere Unterscheidung in unklaren Fällen möglich wird.

Lamp-Testverfahren

Eine schnelleres, vielleicht ebenso sicheres Nachweisverfahren sind sogenannte Lamp-Tests, basierend auf dem Verfahren “loop-mediated isothermal amplification”. Analog zur PCR können die dazugehörigen Geräte im Labor das Erbgut des neuartigen Coronavirus nachweisen. Sie reduzieren den Aufwand, weil sie das Viruserbgut nur auf einer Temperaturstufe vervielfältigen. Lamp-Tests können schon nach einer halben Stunde ebenso valide Ergebnisse erbringen wie die PCR, so die Einschätzung des Virologen Alexander Kékule gegenüber der Zeit. Einen Haken hat jedoch auch diese Methode: Die Geräte können nicht mehrere Tausend Ergebnisse in einem Durchgang liefern, haben also einen niedrigeren Probendurchsatz.

Tests auf Basis der CRISPR-Technologie

Tests auf Basis von CRISPR-Technologie könnten zu neuen Leuchtturmprojekten in der Krise werden. Führende CRISPR-Wissenschaftler unter der diesjährigen Chemie-Nobelpreisträgerin Jennifer Doudna in den USA haben den Schnelltest namens DETECTR auf Basis von CRISPR-Technologie entwickelt. Die Genschere in Form des Cas12-Proteins findet beim Genome Editing normalerweise einen bestimmten vorbestimmten Genabschnitt und schneidet diesen aus, um dadurch gewünschte Mutationen im Erbgut zu erzeugen, etwa bei der Pflanzenzüchtung. Der CRISPR-Test funktioniert auf Basis dieses Verfahrens: Das Cas12-Protein führt die Information bestimmter Genabschnitte von SARS-CoV-2-Viren mit sich und detektiert diese in der Virus-RNA einer Sekretprobe. Da es sich um einen genetischen Nachweis in Form von Lateral-flow-Testkassetten handelt und er Ergebnisse in unter 40 Minuten bringen soll, setzt die Forschung auch in diese Technologie große Hoffnungen. Die Testresultate sollen sich einfach per Smartphone-Kamera auslesen lassen. Derzeit arbeiten die Wissenschaftler noch daran, das Verfahren weiter zu optimieren und zur Marktreife zu bringen.

KI-Test per Spracherkennung

Eine Künstliche Intelligenz erkennt über eine Smartphone-App Anzeichen von COVID-19, und zwar über die Stimmfrequenzen der Nutzer. Das ist keine Science-Fiction: Forscher der Universität Augsburg haben eine Applikation entwickelt, die über Spracherkennungssoftware zu über 80 Prozent eine COVID-19-Erkrankung erkennt – ganz ohne Nasen- oder Rachenabstrich. Die Frequenzmuster der Vokale bei der Aussprache unterscheiden sich bei Gesunden und erkrankten Personen. Das machen sich die Forscher zunutze. Die App soll jedoch noch weiter verfeinert werden, bevor sie der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt wird. Sie könnte etwa in Hausarztpraxen und Ambulanzen helfen, darüber zu entscheiden, ob ein weiterer Test notwendig ist. Auch Forscher am Massachussets Institute for Technology (MIT) in Cambridge konnten mithilfe zehntausender Stimm- und Hustenaufnahmen bereits erfolgreich eine KI darauf trainieren, zu 100 Prozent richtig Gesunde von symptomlosen COVID-19-Fällen zu unterscheiden. Lediglich bei der Erkennung von Infizierten mit Symptomen lag die Quote „nur“ bei 98,5 Prozent.

Neuer PCR-Schnelltest in Erprobung

Eine Sonderzulassung vom Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte erhielt ein neuer PCR-Schnelltest eines Bayerischen Start-ups Ende Dezember 2020: Das transportable Testgerät soll in weniger als 45 Minuten bis zu acht Proben gleichzeitig auswerten können und dabei vergleichbar sichere Ergebnisse liefern wie eine herkömmliche PCR-Diagnostik. Erste Tests am Münchner Flughafen verliefen vielversprechend, weitere großangelegte Untersuchungen sollen folgen.

Resümee: Das nutzen die Testverfahren Unternehmen

Die hier beschriebenen Testmethoden auf Basis von PCR-, Antikörper- sowie Antigen-Nachweisen können Unternehmen im Rahmen ihres Corona-Managements in Zusammenarbeit mit einem professionellen Gesundheitsdienstleister durchführen. Mit gezielten präventiven Tests erkennen sie etwa bei Verdachts- und bestätigten Coronafällen, vor Konferenzen oder wichtigen Treffen schnell Infektionsketten und können diese so früh wie möglich unterbrechen. Dadurch lässt sich die Arbeitsfähigkeit von Mitarbeitern/-innen zuverlässiger erhalten. Wichtig ist, die Probenentnahme und die gesamte Testkoordination in Profihand zu legen, da die Tests diffizil durchzuführen sind und falsche Ergebnisse anzeigen, wenn sie nicht medizinischen Richtlinien entsprechend durchgeführt werden. Aufs Gesundheitswesen spezialisierte Dienstleister beraten im Einzelfall umfassend zu den individuell besten Testmethoden und -zyklen. Am Testtag sorgt das Fachpersonal im Unternehmen dafür, dass alle erforderlichen Hygienestandards und Arbeitsschutzmaßnahmen eingehalten werden und die Mitarbeiter/-innen während der Probenentnahmen keinem unnötigen Ansteckungsrisiko ausgesetzt sind. Dank enger Laborkontakte im gesamten Bundesgebiet können Spezialisten auch schnell verfügbare Testkapazitäten vor Ort prüfen, sodass die getesteten Mitarbeiter/-innen so rasch wie möglich ihre Ergebnisse erhalten.

In der COVID-19-Pandemie gibt es laufend neue Entwicklungen und Erkenntnisse. Die Redaktion bemüht sich, die redaktionellen Inhalte zur Corona-Pandemie aktuell zu halten und überarbeitet diesen Fachartikel in regelmäßigen Abständen.

Überarbeiteter Stand: 13.01.2021

Die Autorin

Lucia Walter

MEDISinn Online-Redaktion
Die Autorin

Hildegard Lillin

MEDISinn Online-Redaktion

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