Nachweis von aktiven Infektionen

P. Scheid, L. Zöller

Nachweis von aktiven Infektionen © Pexels Martin Lopez

Eine Infektion ist aktiv, so lange noch vermehrungsfähiges Virus im Körper vorhanden ist. Verfahren zum Nachweis einer aktiven SARS-CoV-2-Infektion zielen daher auf den direkten Virusnachweis im Probenmaterial ab (siehe auch: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Vorl_Testung_nCoV.html). Die Aussagekraft solcher Tests hängt von ihrer Empfindlichkeit (Sensitivität) ab, aber auch davon, inwieweit die Präsenz des Virus im Körper sich im Untersuchungsmaterial widerspiegelt. Der Art des gewonnenen Untersuchungsmaterials, der korrekten Probennahme und dem sachgerechten Transport der Probe kommt daher eine wichtige Bedeutung zu.

Eine Testung ist grundsätzlich dann indiziert, wenn aufgrund von Anamnese, Symptomen oder Befunden der klinische Verdacht auf eine SARS-CoV-2 Infektion besteht. Im Falle von SARS-CoV-2 kann sich die Fragestellung hinter einem Test auch darauf beziehen, ob die betreffende infizierte Person noch ansteckend ist oder nicht. Ist die eingesetzte Untersuchungsmethode sehr empfindlich, geht man bei einem negativen Virusnachweis-Test in der untersuchten Probe sicher davon aus, dass keine Ansteckungsgefahr mehr besteht. Nimmt man allerdings an, dass nur Personen ansteckend sind, die eine höhere Viruslast von SARS-CoV-2 ausscheiden, wofür neuere Daten einige Anhaltspunkte liefern, kann man bei einer hochempfindlichen Methode (z. B. PCR) einen quantitativen Grenzwert festlegen, ab dem man von einer bestehenden Infektiosität ausgeht, oder aber eine weniger empfindliche Methode einsetzen (z. B. einen Antigentest), die nur bei höhere Virusmengen ein positives Ergebnis zeigt.

Probennahme und Probenmaterial

Als Probenmaterial für den direkten Erregernachweis mittels PCR oder  Antigentests eignet sich Material aus den oberen Atemwegen, vorzugsweise ein Nasopharynx-Abstrich, bei dem ein dünner Tupfer durch die Nase bis an die Rachenhinterwand eingeführt wird. Ein Abstrich direkt von der Rachenhinterwand durch die Mundhöhle wird von den Patienten meist besser toleriert, führt aber zu etwas geringerer Empfindlichkeit der Untersuchung. Wichtig ist, dass durch entsprechend kräftige Bewegungen des Tupfers aus der oberen Schleimhautschicht genügend Material mit Zellen entnommen wird. Gegebenenfalls können auch alternativ zum Nasopharynxabstrich ein nacheinander mit dem gleichen Tupfer entnommener Rachen- und Nasenabstrich kombiniert werden. Je nach klinischer Situation, Fragestellung und gewähltem Testsystem kommt für die PCR-Testung insbesondere im späteren Verlauf der Erkrankung auch Untersuchungsmaterial aus den unteren Atemwegen (Sputum, bronchoalveoläre Lavage, Trachealsekret) in Frage bzw. ist dann zu bevorzugen, um in allen Phasen des Erkrankungsgeschehens eine höchstmögliche Chance zum Nachweis des Erregers zu gewährleisten. Auch Rachenspülwasser/Gurgelwasser und Speichel werden immer wieder als Probenmaterial diskutiert. Hierzu liegen derzeit jedoch noch wenige Erfahrungswerte bzw. Studienergebnisse vor. Zudem ist zu beachten, dass für das jeweilige Testsystem geeignete Tupfer verwendet werden („Virustupfer“ mit oder ohne entsprechendes Transport-Medium oder „trockene Tupfer“). Die Nutzung ungeeigneter Tupfer o.ä. kann unter Umständen zu einem falschen Ergebnis führen. Daher sind zwingend die jeweiligen Herstellervorgaben zu beachten. Durch eine Selbstbeprobung durch die zu testende Person können die Belastung sowie die Exposition für Gesundheitspersonal verringert werden. Die Qualität sollte jedoch der bei der Entnahme durch erfahrenes Gesundheitspersonal entsprechen.

PCR-Tests

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Der „Goldstandard“ der Labortests zum Nachweis von SARS-CoV-2 ist der Nachweis von Virus-RNA mithilfe der Polymerasekettenreaktion (PCR). Dabei werden bestimmte Zielgen-Abschnitte, die für das Virus spezifisch sind, detektiert und so stark vervielfältigt, dass sie mit einer Sekundärreaktion durch Bindung spezifischer Sonden an die vervielfältigten Zielsequenzen nachgewiesen werden können. Man verwendet dazu in vitro synthetisierte, kurze Startermoleküle (Primer), die sich ganz spezifisch an die komplementären Zielsequenzen auf dem Virusgenom, und zwar am Anfang und am Ende der nachzuweisenden Zielsequenz, anlagern. Ausgehend von den Startermolekülen wird dann die gesamte Nukleinsäuresequenz zwischen ihnen mit Hilfe der Polymerase vervielfältigt. Da es sich beim SARS-CoV-2 um ein RNA-Virus handelt, müssen die RNA-Zielsequenzen zunächst in eine komplementäre DNA umgeschrieben werden, was durch ein Enzym namens Reverse Transkriptase erfolgt. Die PCR wird überdies durch Mitführen eines internen Referenzstandards quantitativ durchgeführt und der Nachweis des Amplifikationsprodukts erfolgt während der laufenden Vervielfältigung des Zielgens in Echtzeit, so dass man von einer RT-qPCR (quantitative Reverse-Transkriptase-Echtzeit-PCR) spricht. Eine RT-qPCR-Analyse dauert im Labor etwa 3-5 Stunden. Basierend auf vergleichenden Analysen der Nukleinsäuresequenzen der schon bekannten Beta-Coronaviren sowie des neuen SARS-CoV-2 konnten schon Anfang Januar 2020 erste PCR-Nachweisverfahren für das neuartige Coronavirus etabliert werden. Die PCR-Tests zeichnen sich durch eine hohe Empfindlichkeit (Sensitivität) und gleichzeitig eine hohe Spezifität, d.h. nur wenige falsch-positive Testergebnisse, aus. Sie haben daher den Stellenwert von Referenztests bzw. Goldstandards unter den Verfahren zum direkten Virusnachweis.

Die mittlerweile auch CE-zertifizierten käuflichen PCR-Testkits enthalten die benötigten spezifischen Primer und Sonden. Die PCR-Diagnostik verläuft gemäß den gängigen Empfehlungen der WHO in einem Stufenschema, bei dem im optimalen Fall mehrere Zielsequenzen amplifiziert werden. Dies kann im gleichen Testansatz erfolgen (Dual Target PCR oder Multi Target PCR). Die Targets umfassen in der Regel Regionen des E, RdRP, N und S-Gens. Eine auf das E-Gen (Envelope-Gen, das für das Hüllprotein kodiert) gerichtete PCR ist sehr sensitiv, erfasst aber auch andere SARS-CoV-verwandte Betacoronaviren des Subgenus Sarbecovirus und ist daher nicht vollständig spezifisch für SARS-CoV-2. Ein positiver PCR-Nachweis des E-Gens (auch als „Screening-Gen“ bezeichnet) bedarf daher zur Sicherheit noch der Bestätigung mittels einer zweiten PCR-Reaktion, bei der gewöhnlich das RdRP Gen (Abschnitt des Gens für die RNA-abhängige RNA-Polymerase) Zielgen ist. Diese Zielsequenz ist in der Entwicklungsgeschichte der Beta-Coronaviren wenig konserviert und daher speziesspezifisch. Die darauf basierende PCR ist folglich spezifisch für SARS-CoV-2. Zu dem beschriebenen zweistufigen Ansatz wurden mittlerweile alternative PCR-Nachweise mit anderen Zielgenen entwickelt, beispielsweise die ebenfalls für SARS-CoV-2 spezifischen N- und S-Gene, das Orf1ab-Gen und das M-Gen.

Der Ct-Wert zeigt, ab welchem Zeitpunkt im Laufe der zyklischen Amplifikation ein verlässliches Messsignal vorliegt. Je niedriger der Ct-Wert ausfällt, desto höher ist die Menge des Zielgens (entsprechende Nukleinsäure) und damit der Viruspartikel. Im Gegensatz dazu zeigt ein hoher Ct-Wert eine niedrige Nukleinsäuremenge und möglicherweise einen geringen Virustiter an. Ct steht für „threshold cycle“ und ist eine theoretische Größe in der PCR-Analytik. Der Ct-Wert sagt wiederum nichts über die Infektiosität aus. Studien korrelierten einen hohen Ct-Wert (>30) mit einer geringen Anzuchtrate des Virus in der Zellkultur. Zudem wird gerade der Ct-Wert maßgeblich von der Präanalytik wie Abstrichort, Qualität des Abstrichs und Transportzeit beeinflusst (siehe Probennahme und Probenmaterial).

Mittels PCR kann mit hoher Sicherheit geklärt werden, ob eine Infektion mit SARS-CoV-2 vorliegt. Dies umfasst auch asymptomatische oder pauci-symptomatische Personen, die sich noch innerhalb der Inkubationszeit befinden (diese beträgt im Mittel 5-6 Tage). Das Virus kann etwa 3 Tage vor Auftreten der ersten Symptomatik (präsymptomatisch) detektiert werden, wobei die höchste Konzentration von SARS-CoV-2 im oberen Respirationstrakt einige Stunden vor Auftreten der ersten Symptome und um den Zeitpunkt der ersten Symptome am höchsten ist. Ein Virusgenomnachweis durch RT-PCR gelingt dementsprechend bereits in der präsymptomatischen Phase in diversen Patientenmaterialien mehrere Tage vor und Wochen nach Symptombeginn. Durch einen positiven Test ist die Infektion bestätigt. Liegt dazu noch eine entsprechende Symptomatik vor, so kann die Diagnose einer COVID-19- Infektion gestellt werden. Zu beachten ist, dass Im Unterschied zu replikationsfähigem Virus SARS-CoV-2 virale RNA selbst bei  konvaleszenten Patienten noch Wochen nach Symptombeginn in der RT-PCR nachweisbar sein kann. Ist die PCR negativ, so schließt dies eine SARS-CoV-2-Infektion nicht absolut aus. Vielmehr könnte das Probenmaterial zum falschen Zeitpunkt entnommen worden, unsachgemäß transportiert worden oder die Gewinnung des Probenmaterials unzulänglich gewesen sein. Gegebenenfalls muss daher die Untersuchung wiederholt werden, insbesondere wenn die betreffende Person COVID-19-verdächtige Symptome zeigt. Die PCR wird überdies bei COVID-19-Patienten zur Verlaufskontrolle eingesetzt, insbesondere auch um festzustellen, ab wann kein Virus mehr ausgeschieden wird und somit keine Infektiosität mehr besteht. Zur Untersuchung größerer Probenmengen werden PCR-Hochdurchsatz-Vollautomaten eingesetzt. Diese ermöglichen die Testung mehrerer Hundert bis Tausend Proben am Tag.

Neben den RT-qPCR-Verfahren, die einen hohen Anspruch an die Ausbildung des Laborpersonals stellen, sind inzwischen kompakte und vor allem einfach anzuwendende Testsysteme für die Nukleinsäureamplifikation erhältlich, zum Beispiel Kartuschen-Systeme. Diese Tests können sowohl im Labor als auch als Point-of-Care-Tests (POCT), also direkt am Ort der medizinischen Patientenversorgung, eingesetzt werden. Sie verwenden in der Regel von der WHO veröffentlichte Zielsequenzen auf dem N-, E-, S- bzw. RdRP-Gen (meist das E-Gen und das N-Gen). Ähnlich wie bei der RT-PCR wird zum Beispiel in einem Schritt die E- (Envelope)-Gensequenz, in einem weiteren als Bestätigungs-PCR die SARS-CoV-2-spezifische N2-(Nukleokapsid)-Gensequenz nachgewiesen. Die Kartuschen-basierten Tests haben eine kurze Laufzeit von unter einer Stunde. Außerdem entfällt (in der Regel) die Nutzung eines separaten Transportmediums. Die Patientenprobe kann direkt in die spezielle, geschlossene Testkartusche eingebracht werden, die bereits alle Komponenten für die Nukleinsäureaufreinigung und die anschließende PCR-Reaktion als geschlossenes System enthält. Die Reaktionsabläufe erfolgen als isothermale Prozesse oder nach dem PCR-Prinzip und kombinieren die Extraktion, die reverse Transkription der viralen RNA und die Amplifikation und Detektion. Kartuschentest-Systeme mehrerer Hersteller besitzen bereits eine IVD-CE-Zertifizierung oder stehen kurz davor diese zu erhalten. Im Vergleich zu den offenen RT-qPCR-Systemen sind die Kartuschentests jedoch sehr teuer. Die Empfindlichkeit erreicht diejenige der konventionellen RT-qPCR-Verfahren nicht ganz, die Sensitivität ist also etwas geringer. Der Probendurchsatz in den Geräteplattformen, die die Kartuschen verarbeiten, ist sehr begrenzt. Die Kartuschentests sind daher nicht für den Massendurchsatz von Proben, sondern eher für individuelle Testanforderungen konzipiert.

Diese kommerziell vertriebenen Testsysteme liefern teils bereits in unter einer Stunde ein Testergebnis. Sie setzen – mit Ausnahme der Beachtung des Mitarbeiterschutzes bei der Aufbereitung – nur eine begrenzte technische Expertise voraus. Ein Einsatz dieser Systeme bietet sich vor allem in den zentralen Notaufnahmen von Krankenhäusern an, neben der Notfalldiagnostik, um eine schnelle Isolation der Patienten zu ermöglichen.

Molekulare Surveillance und Detektion von Virusvarianten

Um die in Deutschland zirkulierenden SARS-CoV-2-Varianten zu erfassen, werden Proben mittels einer molekularen Surveillance weitergehender untersucht. Hierbei stehen insbesondere die „Variants of Concern (VOC)“ oder die „Variants of Interest (VOI)“ im Mittelpunkt, da sie Erregereigenschaften aufweisen können, die sich auf die Virusverbreitung, die Diagnostik, den klinischen Verlauf oder den Impferfolg auswirken können. In fünf Laborverbünden (Amedes, LADR, Limbachgruppe, Sonic Healthcare, Synlab) werden in Deutschland SARS-CoV-2-positive Proben auf das Vorliegen von VOCs getestet. Dazu kommen noch weitere Labore in Kliniken, Universitäten oder sonstigen Diagnostik- und Forschungseinrichtungen. Das Robert-Koch-Institut in Berlin (RKI) wertet diese Daten aus.

Für den Direktnachweis der drei VOC gibt es mittelweile sogenannte „Target-PCR“ Assays bzw. Genotypisierungsassays. Als Screeningtest kommt ein PCR-basierter Assay zur Detektion der N501Y Mutation zum Einsatz, da alle VOC die N501Y Mutation aufweisen. Die N501Y-Mutation ist kennzeichnend für die derzeit besonders interessanten VOCs (B.1.1.7, B.1.351 und P.1), bei ihrem Nachweis liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit eine dieser Varianten vor. Wird mindestens eine weitere charakteristische Mutation nachgewiesen, so besteht ein labordiagnostischer Verdacht. Dieses Mutationsscreening ist schnell und relativ kostengünstig im Vergleich zur Vollgenomsequenzierung.

Die genaueste (aber im Vergleich aufwändigere und langwierigere) Methode zur Detektion einer Mutante sowie zur phylogenetischen Einordnung ist die Gesamtgenomsequenzierung von SARS-CoV-2 Genomen. Mittels dieser Methode kann der Nachweis erbracht werden, dass es sich bei dem detektierten Genom um eine entsprechende Variante handelt. Dieses „Whole Genom Sequencing“ bzw. „Next Generation Sequencing“ (NGS), das jedoch Speziallaboratorien vorbehalten ist, hat den Vorteil, dass alle Mutationen detektiert werden, die sich von der Ursprungssequenz (Referenz; „Wild-Typ“) unterscheiden. Bislang unbekannte, neu auftretende oder eingebrachte Virusvarianten können erfasst werden. Genomsequenzen erhält das RKI durch eigene Sequenzierungen, vom Labornetzwerk IMS SARS-CoV-2 oder über den Deutschen Elektronischen Sequenzdaten-Hub (DESH). Diese Genomsequenzen werden auf das Vorkommen von Mutationen sowie VOCs überprüft.  Zudem ist es möglich Ausbruchssituationen aufzuklären. Durch diese Genomanalysen konnte in Deutschland der Nachweis für sämtliche international bekannten Virusvarianten von SARS-CoV-2 geführt werden. Die Coronavirus-Surveillanceverordnung dient dazu eine Steigerung der Gesamtgenomsequenzierungen in den Laboren der Spezialdiagnostik zu erreichen.

Point-of-Care-Tests

Als Point-of-Care-Tests (POCT) werden solche Tests bezeichnet, die auch Patienten-nah zur Anwendung kommen können, da sie nicht unbedingt der Handhabung durch Laborfachpersonal bedürfen und daher auch nicht notwendigerweise in einem Fachlabor durchgeführt werden müssen. Sie werden dort durchgeführt, wo auch die Probennahme erfolgt. Die Empfehlungen des Ausschusses für Biologische Arbeitsstoffe zu Arbeitsschutzmaßnahmen bei der Point-of-Care SARS-CoV-2 Diagnostik sind zu beachten. Point-of-Care-Schnelltests  können ein Ergebnis liefern, während die Personen, bei denen die Probennahme erfolgt ist, auf das Ergebnis warten. Dies könnte dann dazu beitragen, Infizierte frühzeitig zu isolieren und die Ausbreitung der Infektion somit einzudämmen. Die bekanntesten und am häufigstem angewandten Point of Care – Tests sind wohl Antigen-Schnelltests (siehe unten), die vor allem in den zahlreichen Testzentren zur Anwendung kommen. Auch molekularbiologische Tests (PCR-Tests oder LAMP- (loop-mediated isothermal amplification) Technologie) stehen im POCT-Format zur Verfügung.

PCR im geschlossenen Kartuschen-System

Die im Kartuschen-Format angebotenen PCR-Systeme (Beschreibung siehe oben) können bei entsprechender Schulung des Personals, insbesondere im Hinblick auf die Vermeidung von Kontaminationen, auch als Point-of-Care-Tests eingesetzt werden. Die geschlossenen Systeme verlangen nur das kontaminationsfreie Einbringen der Probe und das Verbringen der beladenen Kartusche in die Geräteplattform, die vergleichsweise einfach zu bedienen ist. Bei einigen Systemen können mehrere Proben gleichzeitig untersucht werden. Massentestungen sind jedoch mit diesen zudem recht teuren Verfahren nicht möglich.

PCR-basierte POCT Systeme für Einzeltestungen

Neben den Kartuschen-Systemen gibt es auch zunehmend POCT-Plattformen, die eine real-time PCR (RT-PCR) zur Verarbeitung und Analyse Hersteller-spezifischer molekularer Einzeltests verwenden. Diese speziell für die jeweilige Plattform konfigurierten Tests werden zum qualitativen Nachweis von SARS-CoV-2-Virus-RNA in direktem Nasopharyngeal-(NP) oder Oropharyngeal-(OP) Abstrich von Patienten mit Anzeichen und Symptomen einer Atemwegsinfektion verwendet, bei denen der Verdacht auf COVID-19 besteht. In der Regel sind diese Tests für den Gebrauch „direkt am Patienten“ (das bedeutet auch „örtlich“ dort, wo die Probennahme erfolgt!) konzipiert und zugelassen. Solche Tests ermöglichen die Untersuchung auf SARS-CoV-2 in Einzelproben in ca. 20 Minuten. Die „Hands-on“ Zeit beträgt etwa 1-2 Minuten. Der Schulungsbedarf wird mit „minimal“ bezeichnet; dennoch sind sowohl Kenntnisse in der Probennahme (siehe oben) als auch in der Durchführung der Tests auf den jeweiligen Plattformen notwendig, um die Fehlerquote niedrig zu halten. Da auf diesen Plattformen oft nur die Kapazität für einen Test vorhanden ist, eignen sich diese nicht für Untersuchungen größerer Kollektive. Die Sensitivität dieser Verfahren liegt unter der von RT-qPCR-Untersuchungen.

Antigentests

Im Gegensatz zur PCR zielen diese Tests nicht auf das Genom des Erregers, sondern auf seine Proteinbestandteile. Meist werden dafür spezifische Antikörper eingesetzt, die an einen Träger gebunden sind. Diese binden das Ziel-Antigen (Protein) des Erregers spezifisch, die Bindung wird anschließend mittels einer Detektionsreaktion sichtbar gemacht, so dass nach wenigen Minuten eine Beurteilung mit dem bloßen Auge anhand eines Farbumschlags oder mit einem Ablesegerät erfolgen kann. Da das Ziel-Protein dabei nicht vervielfältigt wird, haben die Tests eine deutlich geringere Empfindlichkeit als die Genom-basierten Nachweise. Bei den Antigentests handelt es sich meist um Schnelltests, die als Detektionsreaktionen enzymvermittelte Farbumschläge oder Chemilumineszenz nutzen. Sie liefern (Test-abhängig) etwa 15 Minuten nach Zugabe von Probenmaterial und Puffer ein (qualitatives) Ergebnis und sind in der Regel leicht und unkompliziert am Ort der Probennahme durchzuführen. Ein positives Antigen-Schnelltest-Ergebnis löst den Verdacht auf eine übertragungsrelevante Infektion mit dem SARS-CoV-2 aus, bedarf jedoch zur Vermeidung falsch-positiver Befunde einer Nachtestung mittels PCR. Im Kassetten- oder Streifentest-Format eignen sich die Antigen-Schnelltests als Point-of-Care-Tests oder Selbsttests für die im Kapitel „Nachweisstrategien“ beschriebenen Anwendungszwecke. Auch für die Antigen-Schnelltests gilt, dass die korrekte Probennahme, die Lagerung und die Durchführung eminent wichtig sind (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/research/coronavirus/publication/33773413).

Am häufigsten werden Membran-gebundene Testformate verwendet, z. B. Streifentests (Lateral-Flow-Tests) oder Kassettentests, in die das Untersuchungsmaterial direkt eingebracht werden kann. Im akuten Stadium von COVID-19, in dem SARS-CoV-2 in großer Menge im Respirationstrakt vorhanden ist, bietet der Antigennachweis eine weitere Möglichkeit den Erreger direkt aus dem Untersuchungsmaterial der oberen Atemwege nachzuweisen. Meist werden Tests verwendet, bei denen monoklonale Antikörper gegen Oberflächenproteine des Viruspartikels, wie das Nukleokapsidprotein und/oder die S1-Domäne des Spikeproteins, als „Antigen-Fänger“ an die Membran gebunden sind. Beim Vorliegen bestätigter Leistungsparameter der Antigen-Tests könnten diese Tests für bestimmte Fragestellungen eingesetzt werden und damit die aufwändige Labor-basierte PCR-Diagnostik zu entlasten. Das Paul-Ehrlich-Institut hat die Ergebnisse einer vergleichenden Evaluierung der Sensitivität von SARS-CoV-2 Antigenschnelltests veröffentlicht. Über 70 SARS-CoV-2 Antigenschnelltests (point of care tests; POCT) verschiedenen Designs und verschiedener Hersteller wurden „als dem derzeitigen Stand der Technik entsprechend“ bewertet (https://www.pei.de/SharedDocs/Downloads/DE/newsroom/dossiers/evaluierung-sensitivitaet-sars-cov-2-antigentests-04-12-2020.html). Das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) hat eine Liste mit Antigentests veröffentlicht (https://www.bfarm.de/DE/Medizinprodukte/Antigentests/_node.html).

Die Sensitivitätswerte für die von zahlreichen Herstellern erhältlichen Antigentests werden in der Literatur recht unterschiedlich angegeben. Sie liegen jedoch unter den Werten, die mittels PCR zu erreichen sind. Die Herstellerangaben (Sensitivitätswerte bis 96%) beziehen sich in der Regel auf einen Vergleich mit Proben, die höhere Virusmengen aufweisen, wie sie bei Patienten in den ersten Krankheitstagen bzw. kurz vor (!) Auftreten der ersten Symptome vorkommen. Insbesondere bei höhere Virusmengen zeigen die Antigentests akzeptable Sensitivitätswerte. Die Tests werden daher vor allem für die Anwendung an (symptomatischen) Patienten in der akuten Krankheitsphase beworben. Die Antigenmenge bei Personen lange bevor dem ersten Auftreten von Symptomen sowie in der letzten Verlaufsphase einer Infektion ist oft für eine Detektion durch einen Antigentest zu niedrig. In solchen Fäll werden Antigentests -im Gegensatz zur RT-PCR –  ein negatives Ergebnis anzeigen. Die Spezifität ist etwa vergleichbar mit der von RT-PCR-Tests. Das bedeutet. dass falsch positive Tests sehr selten auftreten werden, sofern den Herstellervorgaben zu Durchführung, Lagerung etc. gefolgt wird (https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/lab/resources/antigen-tests-guidelines.html#analytical-performance).

Die Antigen-Schnelltests werden zunehmend auch als Plattform-basierte Antigentests angeboten, die einen deutlich größeren Probendurchlauf ermöglichen. Diese auf Massentestung ausgelegte Variante bleibt dann jedoch Laboratorien vorbehalten und dient nicht als Point-of-Care-Test.

Antigen-Selbsttests

Selbsttests (unabhängig davon ob Nasenvorhof-Test, Speichel-Test, Gurgel-Test oder Lollipop-Test) können zusätzliche Sicherheit in konkreten Situationen im Alltag geben – etwa bei einem privaten Treffen oder perspektivisch vor einem Theater- oder Kinobesuch. Darüber hinaus können Antigen-Selbsttests auch im Rahmen von Testkonzepten in Unternehmen, Schulen oder Kindertagesstätten eingesetzt werden. Wenn jedoch beispielsweise wenig Viren im Körper sind, wie dies kurz nach einer Ansteckung oder in der späten Phase einer Infektion der Fall ist, kann ein Selbsttest negativ ausfallen, obwohl die getestete Person infiziert ist. Zudem sind die korrekte Probenentnahme und Testdurchführung wichtig, um ein möglichst zuverlässiges Ergebnis zu erhalten.

Neue Antigen-Testvariante: „Lollipop-Tests“

Beim leicht anzuwendenden “Lollipop Test” wird die Probennahme im vorderen Mundbereich durchgeführt und nicht in der Nase oder im Rachenraum. Der Lolli bzw. der „Schwammteil“ des Tests wird in den Mund gesteckt und im vorderen Mundbereich hin und her bewegt bzw. für 90 Sekunden gelutscht. Das Ergebnis wird nach 10-15 Minuten (siehe Herstellervorgaben) auf einer Testkassette abgelesen. Die Akzeptanz bei Kindern, Eltern und Kindergartenpädagogen ist hoch. Auch die Lollipop-Antigentests sind für den qualitativen Nachweis von Nukleokapsidprotein-Antigenen (S und N – Antigen) gegen SARS-CoV-2 in klinischen Proben bestimmt. Es handelt es sich um einen immunchromatographischen POC-Test, der auch von Laien durchgeführt werden kann (siehe auch: Antigen-Selbsttests). Gemäß Testanleitung einiger Lolli-Tests sollte 2 Stunden vor der Testdurchführung nichts getrunken und gegessen werden. Insbesondere Kinder sollen vor der „Probennahme“ zum einmaligen Husten oder Räuspern aufgefordert werden (um genügend Speichel aus dem Rachenraum in den Mundraum zu befördern). Die Speichelprobe sollte zudem morgens entnommen werden, bevor der Mund gespült wird. Die Spezifität dieser Lollipop-Tests wird (je nach Hersteller) mit über 97% angegeben, die Sensitivität mit über 89%. Hierbei wurden im Rahmen der Testevaluationen SARS-CoV-2 positive Proben eingesetzt, die im Rahmen der molekularbiologischen Untersuchung einen CT-Wert von weniger als 25 aufwiesen. Sowohl die Virusmenge (Antigen) in der Probe als auch die korrekte Probennahme bestimmt jedoch auch hier maßgeblich das Ergebnis.

Virusnachweis durch Anzucht

Das Vorhandensein infektiöser, vermehrungsfähiger Viruspartikel im Probenmaterial (im Rahmen von aktiven Infektionen) kann mittels Virusanzucht in geeigneten Zellkultursystemen bestätigt werden. Die Anzucht gelingt nur bei genügend hoher Viruslast, wenn das Abnahme- und Transportsystem, der Abnahmezeitpunkt und die Transportzeit optimal gewählt sind und zudem die suszeptiblen Zelllinien verwendet werden. Vermehrungsfähige Viren können schon bei präsymptomatischen Patienten nachgewiesen werden, passend zu der Tatsache, dass die Viruslast bereits vor Auftreten der ersten Symptome recht hoch sein kann. Die Virusanzucht ist kein Routineverfahren für den (direkten) Nachweis von SARS-CoV-2, da sie zu aufwändig und zu zeitintensiv ist. Zudem ist die Anzucht von SARS-CoV-2 in Laboren der Schutzstufe L3 durchzuführen.