Frau mit blauen Augen und Mundschutz um sich vor Corona zu schützen
Frau mit Mundschutz

Corona-Test – Dieses Wort hört man zurzeit überall und ständig. Denn momentan befindet sich der größte Teil der Erde in verschiedenen Phasen der Reaktion auf die COVID-19 Pandemie, umgangssprachlich auch Corona genannt. Dabei haben die einzelnen Länder unterschiedliche Ansätze zur Bewältigung des Ausbruchs. Ein wichtiger Teil, der zum Verständnis von COVID-19 beiträgt, sind verschiedene Tests und Untersuchungen. Da stellt sich uns natürlich die Frage, welcher COVID-19 (oder Corona) Test was analysiert. Zur Vereinfachung werden wir im weiterführenden Text statt COVID-19, Corona sagen. 

 

Dieser Artikel wurde am 20. April 2020 geschrieben. Einige der Informationen können sich seit der Veröffentlichung geändert haben. 

Welche Corona-Tests gibt es?

Die Ansätze für diese Tests sind von Land zu Land unterschiedlich. Einige Länder haben umfassende Untersuchungen eingeführt, darunter auch “Drive-Through-Teststationen”, an denen sich jeder, der glaubt, sich mit dem Virus angesteckt zu haben, kostenlos testen lassen kann, ohne sein Auto verlassen zu müssen [1,2]. Andere Länder haben strengere Testprotokolle eingeführt, die nur dann Tests vorsehen, wenn Symptome auftreten oder wenn enger Kontakt mit einem bestätigten Fall bestand.

Jedoch verläuft eine große Zahl von Infektionen asymptomatisch, was die Testmaßnahmen zusätzlich erschwert. Das bedeutet, dass einige Menschen keine Anzeichen oder Symptome wie Husten oder Fieber haben und das Virus möglicherweise weiter verbreiten, ohne sich dessen bewusst zu sein. Obwohl die Zahl der geschätzten Infizierten im Verhältnis zur Gesamtbevölkerung relativ gering ist, ist das Verständnis des Ausmaßes der Infektion wichtig für den laufenden Umgang mit der Krankheit und insbesondere für die künftige Entwicklung von Impfstoffen. 

In den letzten Monaten haben sich im Verlauf der Pandemie mehrere Arten von Tests für Corona hervorgetan, wobei nicht alle demselben Zweck dienen. Diese Tests lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: diagnostische Tests, die zur Bestätigung einer aktuell vorliegenden Infektion eingesetzt werden, und serologische Tests, die das Vorhandensein von Antikörpern im Blut nachweisen, die vom Immunsystem gebildet werden. In diesem Artikel werden diese Tests und ihre Rolle bei der Bekämpfung von Corona erläutert.

COVID TEASER

Wichtige Definitionen:

SARS-CoV-2: Name des Coronavirus, das die Krankheit verursacht.

COVID-19 (von uns Corona genannt): Name der Krankheit, die durch SARS-CoV-2 verursacht wird.

Bestätigter Fall: “Eine Person mit labordiagnostisch nachgewiesener COVID-19-Infektion, unabhängig von klinischen Anzeichen und Symptomen“ [3] 

Diagnostische PCR-Tests

Der zur Diagnose von akuten COVID-19-Infektionen verwendete Corona-Test ist ein PCR-Test (engl. Polymerase chain reaction, Polymerase-Kettenreaktion). Dabei weisen PCR-Tests das genetische Material des SARS-CoV-2-Virus nach. Das sind spezifische Regionen des genetischen Codes, die für dieses Virus einzigartig sind und in anderen Coronaviren nicht vorkommen. 

Zur Durchführung eines PCR-Tests wird eine Probe mit einem Tupfer aus den oberen Atemwegen (Nasopharyngealabstrich) entnommen. Dies ist der Bereich, in dem das Virus bei einer Infektion am wahrscheinlichsten vorhanden ist. Das genetische Material wird aus der Probe extrahiert und in einem PCR-Gerät analysiert. Dieser Vorgang dauert mindestens mehrere Stunden. 

Die PCR ist die Methode der Wahl, um akute Corona-Infektionen nachzuweisen. Wobei diese Methode den Nachweis sehr früh nach der Infektion, sowie bei asymptomatischen Infektionen ermöglicht. Der PCR-Test wird auch zur Unterstützung der Kontaktverfolgung eingesetzt. Die Ermittlung von Kontaktpersonen ist eine Strategie, um die Ausbreitung der Infektion zu verfolgen, indem alle Personen getestet werden, die in engem Kontakt mit einem bestätigten Fall standen. PCR-Tests können jedoch falsche Ergebnisse liefern, wenn nicht genügend Virus auf dem Probenabstrich aufgenommen wird oder wenn jemand zuvor infiziert war und sich inzwischen erholt hat. 

Serologische Tests

Ein serologischer Test ist ein Bluttest, der die Immunantwort einer Person auf eine Infektion misst, indem spezifische Antikörper nachgewiesen werden. Im Fall von Corona werden somit Antikörper gegen SARS-CoV-2 mit einem Corona-Test nachgewiesen. Diese Art von Corona-Test ist bei Lykon erhältlich und kann dabei helfen, das Ausmaß der Infektionen in einer Bevölkerung abzuschätzen, sowie die persönliche Exposition mit dem Virus zu überprüfen.

Was ist ein Antikörper?

Ein Antikörper ist ein großes Protein, das vom Körper produziert wird. Antikörper erkennen spezifische Fremdmoleküle, wie Bakterien oder Viren, aber auch Moleküle, die Allergien auslösen. Diese fremden Moleküle werden Antigene genannt.

Unser Körper bildet Antikörper, die für jedes Antigen, das unser Körper erkennt, einzigartig sind. Dabei passen Antikörper und Antigen nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip zusammen. Die Produktion von Antikörpern ist eine Schlüsselkomponente unseres Immunsystems. Die gebildeten Antikörper können von der weiteren Infektionen mit dem Fremdkörper abhalten oder Immunzellen rekrutieren, um diese Bedrohungen zu bekämpfen und zu neutralisieren.

Es gibt verschiedene Klassen von Antikörpern. In Bezug auf SARS-CoV-2-Infektionstests, die sich momentan in der Entwicklungsphase befinden, werden vor allem Immunglobulin (Ig) M- und IgG-Klassen von Antikörpern getestet [4]. Typischerweise beginnen die Konzentrationen von IgM-Antikörpern in früheren Stadien einer Infektion zu steigen, während IgG-Antikörper in späteren Stadien vorhanden sind. Sowohl IgM- als auch IgG-Antikörper sind spezifisch für das Virus. IgM-Antikörper sind Teil der früheren Reaktion auf eine Virusinfektion, während IgG-Antikörper dazu neigen, länger im Blutkreislauf zu verbleiben, um vor zukünftigen Infektionen mit diesem Virus zu schützen. Aus diesem Grund testet der bei Lykon erhältliche COVID-19-Antikörpertest (oder auch Corona-Test) auf IgG-Antikörper.

 

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Was sind IgG-Antikörper?

Ein IgG-Antikörper ist eine Art einzigartiger Antikörper, der länger im Körper verbleibt. Dabei sind IgG-Antikörper der Haupttyp von Antikörpern, der Immunität gegen Infektionskrankheiten verleiht. Viele (nicht alle) Impfstoffe veranlassen unser Immunsystem, spezifische IgG-Antikörper zu produzieren, die Antigene auf krankheitsauslösende Bakterien oder Viren erkennen. [5]

Es dauert eine gewisse Zeit, bis neue Antigen-spezifische IgG-Antikörper gebildet werden (mindestens Tage oder manchmal auch Wochen), sodass sie zu Beginn einer Infektion nicht sofort im Serum oder Mukus vorhanden sind. Das Vorhandensein spezifischer IgG-Antikörper ist ein guter Hinweis darauf, dass jemand zuvor infiziert war oder dass er geimpft wurde.

Was wissen wir über SARS-CoV-2-Antikörper?

Während IgM-Antikörper typischerweise früher auftreten als IgG-Antikörper, zeigen frühe Untersuchungen von SARS-CoV-2, dass der genaue zeitliche Verlauf der Produktion dieser Antikörper nicht klar ist und sich mit dem Schweregrad der Erkrankung oder den Symptomen ändern kann [6,7]. Nach dem Ausbruch von SARS (engl. severe acute respiratory syndrome; Schweres akutes Atemwegssyndrom) 2002-2004 konnten Wissenschaftler IgG-Antikörper gegen SARS-CoV-1 viele Jahre später nach der Infektion nachweisen [8]. Es ist jedoch noch zu früh, um zu sagen, wie lange SARS-CoV-2 IgG-Antikörper im Blut verbleiben könnten.

Warum sollten Antikörpertests für SARS-CoV-2 durchgeführt werden?

Antikörpertests können verwendet werden, um die Anzahl der zuvor mit SARS-CoV-2 infizierten Personen in einer Bevölkerung abzuschätzen. Da viele Menschen keine Symptome haben, sollte der Nachweis von Antikörpern zeigen, ob sie infiziert waren, auch wenn sie außerhalb des Zeitraums liegen, in dem ein PCR-Test die Krankheit hätte diagnostizieren können. Zu wissen, wie viele Menschen in einer Bevölkerung eine Immunreaktion auf SARS-CoV-2 hatten, wird bei der laufenden Behandlung der Krankheit helfen und den Einsatz von Impfungen leiten, sobald diese verfügbar sind. 

Auf individueller Ebene können Antikörpertests wichtig sein, um das persönliche Risiko oder das Risiko der Exposition gegenüber anderen zu verringern. Nach Ansicht von Experten haben Patienten, die sich von Corona erholt haben, möglicherweise ein geringes Risiko einer Reinfektion [9,10,11]. Antikörpertests können besonders wertvoll für Beschäftigte im Gesundheitswesen und andere Arbeitskräfte sein, bei denen ein hohes Risiko besteht, sich zu infizieren und andere anzustecken [12]. Weitere Untersuchungen stehen unmittelbar bevor, denn es bleibt abzuwarten, ob jeder, der sich von Corona erholt, Antikörper entwickelt, oder ob Antikörpertests in ihrem gegenwärtigen Zustand geeignet sind, die schützende Immunität zu beurteilen. Darüber hinaus muss noch gezeigt werden, welche Menge an Antikörpern benötigt wird, um eine Reinfektion zu verhindern, und wie lange die Immunität andauern könnte [13].

Wie werden Antikörper nachgewiesen?

Zur Zeit sind zwei Arten von Tests zum Nachweis von SARS-CoV-2-Antikörpern am gebräuchlichsten: ein Test auf Enzymbasis, der als ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) bezeichnet wird, und ein Schnelltest auf einer Kassette, der als Lateral-Flow-Assay oder Immunochromatographie-Assay bezeichnet wird. Beide Tests sind Immunoassays, was bedeutet, dass sie Antikörper oder Antigene (wie das Virus) verwenden, um etwas nachzuweisen oder zu messen. 

Für beide Assays ist eine Blutprobe erforderlich. Diese kann bei einem Besuch in der Arztpraxis entnommen werden, wobei ein Arzt eine venöse Blutprobe entnimmt. Eine weitere Möglichkeit ist die Entnahme von Blut aus der Fingerspitze (Kapillarblut), dass auch von zuhause aus selbst entnommen werden kann und ein geringeres Volumen erfordert.

ELISA-Methode

ELISA-Tests bestimmen die relative Menge eines spezifischen Antikörpers mit Hilfe einer Enzymreaktion. Eine höhere Konzentration von Antikörpern erzeugt ein stärkeres Signal, das gemessen werden kann. Diese Tests werden in klinischen Laboren durchgeführt, da sie bestimmte Instrumente zur Übertragung von Flüssigkeiten in einer sauberen Umgebung und zur Messung des Signals von Proben erfordern. Dabei können diese Tests effizient viele Proben parallel laufen lassen, wodurch es einfacher wird, eine Probenmessung zu wiederholen und die Ergebnisse zu bestätigen. Diese Art von Test ist über den COVID-19 Test (Corona-Test) von Lykon verfügbar, der von führenden klinischen Laboren in Deutschland angeboten wird. 

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Antikörper-Schnelltests

Achtung: Diese Tests werden nicht bei Lykon verkauft.

Schnelltests oder Point-of-Care-Tests sind ähnlich wie Schwangerschaftstests für zuhause. Der gesamte Test wird dabei auf einer Art “Kassette” durchgeführt und erfordert eine kleine Menge Blut, um durchgeführt werden zu können. Befinden sich Antikörper in der Probe, lagern sich diese an andere Proteine auf der Kassette an und bewirken eine Farbveränderung des Papiers. Wenn keine spezifischen Antikörper vorhanden sind, bleiben die Streifen leer. Im Gegensatz zu ELISA-Tests liefert dieser Test nur aufgrund der Farbveränderung ein positives oder negatives Ergebnis. Schnelltests dauern nicht sehr lange und können außerhalb eines klinischen Labors durchgeführt werden, allerdings kann nur eine Probe pro Kassette getestet werden. 

Limitierung von Antikörpertests

Im Gegensatz zum PCR-Test kann mit dem Antikörpertest kein Corona diagnostiziert werden. Ein negatives Ergebnis schließt eine Erkrankung bei einer Person, die gegenwärtig infiziert ist, nicht aus. In diesem Szenario kann der Patient andere Menschen infizieren, da Corona zwar möglich ist, aber im Frühstadium der Krankheit keine nachweisbaren Antikörper vorhanden sind. 

Falsch-positive Ergebnisse könnten ebenfalls aufgrund einer Kreuzreaktivität von bereits vorhandenen Antikörpern auftreten. Es ist möglich, dass jemand, der zuvor mit SARS-CoV-1 oder anderen Coronaviren mit ähnlicher Struktur infiziert war, ein positives Ergebnis erzielt, aber nicht mit SARS-CoV-2 in Kontakt gekommen ist. Die Prävalenz von SARS-CoV-1 ist jedoch sehr, sehr gering, da das Virus seit 2003 nicht mehr in der breiten Öffentlichkeit zirkuliert und nicht mehr in signifikanter Menge in der Bevölkerung vorhanden ist. 

Abschließend ist auch nicht bekannt, wie lange die für SARS-CoV-2 spezifischen Antikörper nach der Infektion im Körper verbleiben können. Dies muss in den kommenden Jahren gründlich evaluiert werden, um genaue Aussagen treffen zu können.

Expertentalk mit Dr. med Lutz Graumann

In diesem Expertentalk sprechen Tobias Teuber, Gründer von Lykon und Mediziner Dr. Lutz Graumann über das viel diskutierte Thema Antikörpertests und möchten so offene Fragen klären, um Licht in den Corona-Dschungel zu bringen, damit Du den Überblick behalten kannst.

Quellen

  1. Arin, K. (2020, Feb 27) Drive-thru clinics, drones: Korea’s new weapons in virus fight. Retrieved from: http://www.koreaherald.com/view.php?ud=20200227000901
  2. Bicker, L. (2020, March 12) Coronavirus in South Korea: How ‚trace, test and treat‘ may be saving lives. Retrieved from: https://www.bbc.com/news/world-asia-51836898
  3. WHO. (2020, Feb 27) Global Surveillance for human infection with coronavirus disease (COVID-19). Retrieved from: https://www.who.int/publications-detail/global-surveillance-for-human-infection-with-novel-coronavirus-(2019-ncov)
  4. SARS-CoV-2 diagnostics pipeline. Retrieved from: https://www.finddx.org/covid-19/pipeline/?section=immunoassays#diag_tab
  5. Plotkin, S.A., Orenstein, W.A., and Offit, P.A. (2013) Vaccines. 6th edition. Elsevier. Retrieved from: https://www.who.int/immunization/documents/Elsevier_Vaccine_immunology.pdf
  6. Chronological evolution of IgM, IgA, IgG and neutralisation antibodies after infection with SARS‐associated coronavirus. Clin Microbiol Infect. 2004 Dec; 10(12): 1062–1066. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7129952/
  7. Okba NMA, Müller MA, Li W, Wang C, GeurtsvanKessel CH, Corman VM, et al. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2−specific antibody responses in coronavirus disease 2019 patients. Emerg Infect Dis. 2020 Jul [2020, Apr 22]. https://doi.org/10.3201/eid2607.200841
  8.  Xiaoqin Guo, Zhongmin Guo, Chaohui Duan, Zeliang chen, Guoling Wang, Yi Lu, Mengfeng Li, Jiahai Lu. Long-Term Persistence of IgG Antibodies in SARS-CoV Infected Healthcare Workers. medRxiv 2020.02.12.20021386; https://doi.org/10.1101/2020.02.12.20021386
  9. Bao L, Deng W, Gao H, Xiao C, Liu J, Xue J, et al. Reinfection could not occur in SARS-CoV-2 infected rhesus macaques. bioRxiv. 2020: 2020.03.13.990226.
  10. 82nd European Center for Disease Prevention and Control ( ECDC ). Coronavirus disease 2019 ( COVID-19 ) pandemic: increased transmission in the EU / EEA and the UK – seventh update. European Center for Disease Prevention and Control ( ECDC ); 2020 25.03.2020. Report No.: 7.
  11. Developing antibody tests for SARS-CoV-2. Lancet. 2020 Apr 4;395(10230):1101-1102. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30788-1
  12. Mallapaty, S. (2020, Apr 18) Will antibody tests for the coronavirus really change everything? Retrieved from: https://www.nature.com/articles/d41586-020-01115-z
  13. Vogel, G. (2020, Apr 21) Antibody surveys suggesting vast undercount of coronavirus infections may be unreliable. Retrieved from: https://www.sciencemag.org/news/2020/04/antibody-surveys-suggesting-vast-undercount-coronavirus-infections-may-be-unreliable

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