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Corona-Virus richtig nachweisen

Corona: Warum Test nicht gleich Test ist

Im Zusammenhang mit einer möglichen Corona-Virus Infektion sind viele Tests möglich. Der oft verwendete Name COVID-19 Tests 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, 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 (Abb. die verschiedenen Tests auf einen Blick).

Corona-Schnelltests (Antigen-Tests) vs. PCR-Tests

Die gebräuchlichsten Tests sind die Antigen-Tests, die Protein-Strukturen auf der Virushülle erkennen. Für die Durchführung der Antigen-Test ist kein Labor erforderlich. Sie sind hauptsächlich in Form der sog. lateral flow-Tests als Corona-Schnelltests und sogar für die eigene Anwendung verfügbar.

Im Gegensatz zu den Antigen-Tests bedarf es zur Durchführung von PCR-Tests immer eines einschlägig ausgerüsteten Labors. Nachgewiesen werden Bestandteile des „Innenlebens“ der Viren, nämlich ihres Genoms. Corona-Viren gehören wie z.B. 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 sog. Antikörper-Tests schließlich weisen nicht unmittelbar Viren bzw. Virusbestandteile nach, sondern die dagegen im Körper der infizierten Person gebildeten Antikörper. 

Die 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, Limit of detection und Ct (threshold cycle)-Wert.

Was bedeutet Sensitivität und Spezifität

Als Sensitivität bezeichnet man die Wahrscheinlichkeit, mit der der jeweilige Test eine infizierte Person erkennt (angegeben in Prozent), eine Sensitivität von z.B. 95% bedeutet demnach, dass von 100 Infizierten 95 korrekt identifiziert werden, 5% 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, d.h. bei z.B. 90%iger Spezifität wären von 100 nicht infizierten Personen 90 korrekt identifiziert, 10 wären falsch-positiv.

Der 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, wieviele Zyklen der Nukleinsäure-Vermehrung (vergl. Abbildung) erforderlich sind, damit ein festgelegter Grenzwert überschritten wird. Grob kann man daher sagen, je niedriger der Ct-Wert, um so höher die Viruslast und umgekehrt.

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

Die verschiedenen Tests auf einen Blick

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Eigene Abb. 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 Virusbestandteil, sondern gegen die Viren gerichtete Antikörper als indirekten Hinweis auf eine Infektion.

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? [1].

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