Erklärung

PCR-Test ist nach wie vor der Standard

In Bethanien stehen die Menschen für Corona-Tests an. Was dieser PCR-Test kann und leistet, erklären Kai te Kaat vom Hersteller Qiagen (links) und Prof. Thomas Hartung aus Solingen, der an der Johns Hopkins Universität lehrt. Fotos: Michael Schütz/ Olaf Staschik (te Kaat)/ Francesca Palazzi (Hartung)
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In Bethanien stehen die Menschen für Corona-Tests an.

Solinger Forscher und Hildener Hersteller erklären, was das Testverfahren leisten kann und was nicht.

Von Philipp Müller

In Solingen nimmt die Zahl der Menschen zu, die nach einem positiven Corona-Test in Quarantäne sind – am Freitag waren es 1802. Wird ein Solinger, etwa im Testzentrum Bethanien, auf das Virus Sars-CoV-2 getestet, dann mit einem PCR-Test. Doch was ist das?

Was dieser PCR-Test kann und leistet, erklären Kai te Kaat vom Hersteller Qiagen...

Das Solinger Tageblatt befragte dazu den Molekularbiologen Kai te Kaat – er ist Vizepräsident für Programm-Management von Qiagen. Auf der Solinger Stadtgrenze in Hilden produziert das Unternehmen unter anderem die PCR-Tests.

Von den wissenschaftlichen Erfahrungen der Anwendung berichtet Professor Thomas Hartung. Der Solinger Biochemiker und Mediziner von der Public School of Health (Öffentliche Schule für Gesundheit) der Johns Hopkins Universität in Baltimore, USA, hatte zuletzt für Aufsehen gesorgt, weil er in Zellkulturen (Mini-Gehirnen) nachwies, dass das Coronavirus Nervenzellen infizieren kann.

Was passiert bei dem Test?

Beim Abstrich im Rachenraum für den PCR-Test wird Probenmaterial entnommen, das anschließend in einem Labor untersucht wird. Der Test sucht nach einer kleinen Menge Virus-Erbgut in der großen Menge menschlichen Erbguts in der Probe. Im Labor führt man dazu eine Art künstliche Zellteilung durch, so dass sich in jedem Zyklus die Virus-Erbgutmenge verdoppelt.

... und Prof. Thomas Hartung aus Solingen, der an der Johns Hopkins Universität lehrt.

Das macht man so lange, bis ein vorher definierter Schwellenwert erreicht wird, der aussagt: Es ist Erbgut des Coronavirus vorhanden (positiver Test) oder es ist trotz vieler Durchläufe der Verdopplung des Erbguts kein Corona-Erbgut nachweisbar (negativer Test).

Die Anzahl der Test-Zyklen, bis der PCR-Test positiv ausschlägt, lässt Rückschlüsse darauf zu, wie viele Viren der untersuchte Mensch hat. „Grundsätzlich ist immer zwischen analytischem Ergebnis und klinischer Relevanz zu unterscheiden. Eine sogenannte Echtzeit-Reaktion (RT-PCR) ist eine hochspezifische und sensitive Reaktion zur Quantifizierung von Nukleinsäuren wie RNA“, erklärt Kai te Kaat.

Warum wird bei einem positiven Test Quarantäne angeordnet?

In der Praxis spielt die Virenmenge aktuell keine Rolle. Denn noch ist wissenschaftlich nicht sicher, ab welcher Virusmenge eine Erkrankung eintritt oder zumindest die Gefahr dafür besteht. Daher wird aktuell selbst bei kleiner Viruslast in der Probe bereits vorsichtshalber Quarantäne angeordnet, um die Gesamtbevölkerung zu schützen.

Was passiert in der Quarantäne?

Erste Möglichkeit: Man erkrankt an Covid-19 und muss behandelt werden. Oder: Man zeigt leichte Erkältungssymptome und erholt sich schnell ohne ärztliche Hilfe. Oder: Es passiert nichts. Das ist für diejenigen in Quarantäne ärgerlich. Aber das ist der Tatsache geschuldet, dass Betroffene schon bei einem positiven Test mit geringer Erbgutmenge isoliert werden, weil unklar ist, ab welcher Viruslast im Testergebnis die Quarantäne unterbleiben kann. Die Quarantäne wird angeordnet, weil der Grenzwert nicht bekannt ist, ab welcher Menge Viren der Betroffene sie so stark verbreitet, dass er andere ebenfalls infiziert.

Kann der Test auch falsche Ergebnisse anzeigen?

Dazu erklärt Kai te Kaat: „PCR-Tests sind analytisch sicher. Wenn Virus-Erbgut oberhalb der testspezifischen Nachweisgrenze vorhanden ist, springt der Test an und zeigt ein positives Ergebnis. Jeder Test muss eine Nachweisgrenze bestimmen, und viele Hersteller haben die Nachweisgrenze so weit nach unten gelegt, wie es technisch möglich ist, weil der klinisch relevante Schwellenwert einfach nicht bekannt ist.“ Prof. Hartung weist aus der Praxis auf diese Erfahrungen hin: „Tatsächlich kann man sich auf negative Ergebnisse mit 99 Prozent recht gut verlassen. Positive Ergebnisse bei Menschen mit Symptomen sind ebenfalls sehr sicher.“

Wo liegen die Gründe für Fehler bei positiven Tests?

Hartung erklärt, die Methoden seien so empfindlich, dass Kontaminationen von anderen Proben kommen könnten – besonders in einem Labor voller echter Proben. Fehlerquellen könnten auch bei der Testentnahme entstehen, wenn die Handschuhe nicht zwischen der Probenentnahme verschiedener Patienten gewechselt werden oder ein anderer, positiver Patient im Raum geniest habe. „Das ist selten, aber eben nicht null. Inzwischen ist ein Prozent Fehlerquote wahrscheinlich, da alle Abläufe durch mehr Routine und Wissen optimiert sind“, sagt der Forscher aus Baltimore.

Warum kommt es bei Gesunden zu „falsch positiven“ Ergebnissen?

Hartung sagt dazu: „Wenn man jemand Gesunden testet und trotzdem ein positives Ergebnis erhält, ist ein nicht zu vernachlässigender Teil ,falsch positiv‘. Dann gilt: Nochmals testen und die vorsorgliche Quarantäne sind die besten Maßnahmen. Das zeigt, dass ein Test, der in der Klinik bei einem Patienten mit Symptomen sehr gut ist, problematisch ist, wenn er bei Tausenden Gesunden angewandt wird.“

Er gibt dazu ein Beispiel: Da der Test ein Prozent Ungenauigkeit habe, würde man, teste die Stadt alle 163 000 Einwohner in einer kurzen Phase, auch 1630 „falsch positive“ Ergebnisse erhalten – unabhängig davon, wie viele echte positive Ergebnisse vorliegen. Je größer die Zahl an Tests bei Menschen ohne Symptome ist, je mehr ,falsch positive‘ Ergebnisse sind somit das Risiko. „Der große Unterschied ist, dass das Gesundheitsamt Solingen die Tests in der Praxis aber nicht einfach bei allen Solingern macht, sondern in der Regel bei denen, die krank sind oder exponiert sind. Da ist die Wahrscheinlichkeit, echt positiv zu sein, natürlich größer.“ Sein Fazit: Je besser die Leute ausgewählt werden, desto zuverlässiger ist der Test.

PCR-Test und seine Bedeutung

Geschichte: Das PCR-Verfahren entwickelte der Biochemiker Kary Mullis 1983. PCR (englisch: polymerase chain reaction, Polymerasekettenreaktion) wird eingesetzt, um einen kurzen, genau definierten Teil eines Erbgut-Strangs in der Regel im Labor zu vervielfältigen.

Corona-Einsatz: Mit dem PCR-Test lässt sich Erbgut (RNA) des Corona-Virus direkt nachweisen.

Problem: So gut der Test auch ist, so sehr hinkt die Forschung zurück, was eigentlich genau bei der Corona-Erkrankung im Menschen passiert. Kai te Kaat von Qiagen sagt: „Noch ist das Wissen rund um die neue Viruserkrankung Covid-19 sehr begrenzt.“

Die neuesten Nachrichten rund um das Corona-Virus finden Sie hier: Unser Blog für Solingen wird laufend aktualisiert.

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