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Corona-Nachweis: Die Testverfahren im Überblick

PCR, PCR-Schnelltest, Antigen- oder Antikörpertests: Es gibt viele Möglichkeiten, um eine Infektion mit SARS-CoV-2 festzustellen

von Dr. Christian Heinrich, Carolin Collin, aktualisiert am 15.09.2020
Covid-19 Schnelltest mit Speichelprobe im Labor bei Coronavirus Epidemie

Probengewinnung: Für die meisten Tests nimmt der Arzt mit sterilen Wattestäbchen einen Abstrich der Rachenschleimhaut vor


Mit Beginn der Pandemie tauchte bald das Bedürfnis in der Bevölkerung auf, möglichst schnell testen zu können, ob man sich mit SARS-CoV-2 angesteckt hat. Inzwischen gibt es viele Ansätze für Testmöglichkeiten, die verfolgt und teilweise auch etabliert wurden. Auch für Epidemiologen wäre das Wissen, wie viele Menschen infiziert sind, ein entscheidender Vorteil. Das Virus könnte sich nicht unbemerkt ausbreiten. Denn auch in der Coronakrise trifft die Redensart zu: Wissen ist Macht. 

Die Kapazitäten für SARS-CoV-2-Tests

Ende März führten die Labore in Deutschland etwa 350.000 Tests pro Woche durch. Inzwischen wurden die Kapazitäten stark erweitert. Das Robert Koch-Insitut gibt an, dass nun jede Woche über eine Million Tests ausgewertet werden können.

Die Testverfahren im Überblick:

Aktuell gibt es folgende etablierte Testverfahren:

  • die sogenannten PCR-Tests dienen dem direkten Erregernachweis, die Proben werden in Laboren analysiert
  • PCR-Schnelltests nutzen die gleiche Methode, allerdings vereinfacht und sind etwas ungenauer
  • Antigentests können den Erreger ebenfalls direkt nachweisen, befinden sich aber noch in der Erbrobungsphase
  • Antikörpertests dienen vorwiegend dem Nachweis einer abgelaufenen Infektion, da der Körper bereits Antikörper gegen den Erreger gebildet hat.

Antikörpertests sagen allerdings nichts darüber aus, ob der Betroffene noch infektiös ist, wie lange die Infektion zurück liegt oder ob ein ausreichender Immunschutz gegen eine erneute Infektion vorliegt. Diese Tests eignen sich eher dazu herauszufinden, wie viele Menschen in der Bevölkerung die Infektion schon durchgemacht haben (Durchseuchung). 

  • PCR-Schnelltest

Die Schnelltests basieren, ebenso wie die klassischen Labor-Tests, auf der sogenannten Polymerasekettenreaktion, kurz PCR, mit der Erbgut des Virus nachgewiesen werden kann. Normalerweise läuft dieser Prozess in mehreren Schritten ab, deshalb wird er auch im Labor durchgeführt. "Die Schnelltests, auch Kartuschentests genannt, haben vereinfacht gesagt das Labor in einem kleinen Kasten schon integriert", sagt Matthias Orth, Chefarzt des Instituts für Laboratoriumsmedizin im Marienhospital Stuttgart. Deshalb kann der Test mit einem Abstrich aus dem Mund-Rachen-Raum direkt vor Ort durchgeführt werden, die Transportzeit zum Labor entfällt und die Ergebnisse sind rasch, beispielsweise innerhalb von etwa zweieinhalb Stunden da.

Aber die Schnelltests haben auch Nachteile. Sie sind nicht nur deutlich teurer, sie sind auch weniger zuverlässig. Denn eine Kartusche spuckt nur eines von drei Ergebnissen aus: positiv, negativ oder unklar: "Wenn es bei der PCR unklare Ergebnisse gibt, kann dies noch geprüft und genauer untersucht werden", sagt Orth.

Wegen dieser Nachteile, ist ihr Einsatz auf spezielle Situationen begrenzt, zum Beispiel Testungen in Notaufnahmen, Ambulanzen oder Pflegeeinrichtungen. "Sie sind keine Game Changer", fasst Orth zusammen, also keine Errungenschaft, die die aktuelle Situation grundlegend ändern könnten. Auch ist eine gewisse medizinische Vorkenntnis erforderlich, zuhause kann man sie daher nicht durchführen. Denn es ist sehr wichtig, dass die Probenentnahme fachgerecht durchgeführt wird. Ansonsten riskiert man, falsche Ergebnisse zu bekommen.

Zu nennen ist hier auch, das ein PCR-Test immer nur eine Momentaufnahme darstellt. Dieses Testergebnis spiegelt die Infektionslage zum Zeitpunkt der Entnahme dar.

Wie funktionert der PCR-Test?

Dieses Testverfahren weist Erbgut des neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) nach. Ist der Test positiv, liegt eine Infektion mit dem Virus vor.

Für den Abstrich wird Material aus dem Mund-, Nasen- oder Rachenraum benötigt. Es ist wichtig, Matierial aus dem tiefen Rachenraum zu erhalten, daher verursacht ein Abstrich bei den meisten Menschen einen kurzen Würgereiz. Wird das Material nicht am korrekten Ort entnommen riskiert man ein negatives Ergebnis, obwohl eine Infektion vorliegt.

Die Test-Kits bestehen aus einem Plastikröhrchen, welches am Deckel geöffnet wird. Hieran befindet sich bereits ein Wattestäbchen, welches lang genug ist, um in den Rachen- oder tiefen Nasenraum zu gelangen. Nach der Probeentnahme wird das Test-Kit wieder verschlossen und durch die Praxis an entsprechende Labore geschickt, welche mithilfe empfindlichen molekularen Tests, der "Real-time Reverse Transkriptase Polymerase-Kettenreaktion" (englisch abgekürzt RT-PCR), das Virusmaterial nachweisen können. Die PCR vervielfältigt das wenige Virusmaterial. Über spezielle Anfärbungen (fluoreszierende Stoffe) kann es sichtbar gemacht, gemessen und die Viruskonzentration bestimmt werden.

Was bedeutet der ct-Wert?

Vereinfacht gesagt gibt der ct-Wert (englisch: cycle threshold) an, wie lange eine Probe im Labor untersucht werden muss, also wie viele Zyklen notwendig sind, bis es zu einem positiven Befund kommt, sprich wie viele "Runden" das Probenmaterial durchlaufen muss, bis das Ergbut von SARS-CoV-2 nachgewiesen werden kann. Ist Virusmaterial bereits nach einer kurzen Laufzeit nachweisbar spricht dies wahrscheinlich für eine hohe Viruslast und der ct-Wert ist gering. Ist der ct-Wert höher, beispielsweise 30, heißt dies vereinfacht gesagt, dass die Probe viele Runden durchlaufen musste, bis Virusmaterial gefunden wurde. 

Bei ct-Werten über 30 lässt sich das Virus nach bisherigen Erkenntnissen schwieriger anzüchten, was für eine geringere Infektiosität dieser Patienten spricht. Der ct-Wert wird allerdings beispielsweise vom Ort der Probenentnahme, der Trasportzeit und dem verwendeten Testsystem beeinflusst, so dass er nur ein Hinweis sein kann und für sich alleine gesehen nicht aussagefähig ist.

  • Antigen-Test

Eine weitere Art von Test, die sich noch in der Erprobung befindet, sind die sogenannten Antigentests. Hier wird nicht das Erbmaterial des Virus nachgewiesen, sondern Eiweißfragmente (Proteine) des Virus.

Der Test ist ähnlich simpel wie ein Schwangerschaftstest: Man bringt die Patientenprobe auf und er reagiert. Entsprechend lässt er sich recht einfach in großer Stückzahl produzieren. Ein weiterer Vorteil: Er liefert noch schneller Ergebnisse als die PCR-Schnelltests, beispielsweise innerhalb einer Stunde. Aktuell wird dieses Verfahren vor allem im Rahmen von Studien und der Forschung eingesetzt.

Doch auch der Antigen-Test hat zwei Haken. "Ähnlich wie die Schnelltests werden auch die Antigentests höchstwahrscheinlich nicht so zuverlässig sein wie die Labortests", sagt Labormediziner Matthias Orth. Das liegt unter anderem daran, dass die Coronaviren sich untereinander sehr ähnlich sind – entsprechend kann es gelegentlich vorkommen, dass ein Test nicht wegen SARS-CoV-2 positiv ist, sondern wegen eines anderen Coroanvirus. Das macht zusätzliche Testungen notwendig. Und man braucht auch bei den Antigentests – wie beim PCR-Test – üblicherweise einen Abstrich tief aus dem Rachen. Den an der richtigen Stelle zu entnehmen ist nicht leicht. Trotz alldem, so glaubt Orth, werden die Antigentests das Testen in Deutschland weiter vereinfachen.

Sowohl die Schnelltests als auch die klassischen Labortests haben das gleiche Ziel: Eine Infektion diagnostizieren, um anschließend den Erkrankten zu isolieren und ihm zu helfen. Einen anderen Ansatz verfolgen die sogenannten Antikörper-Tests.

  • Antikörper-Test

Antikörpertests erfassen nicht das Virus selbst, sondern die Reaktion des Immunsystems auf den Erreger. Dieses beginnt zu arbeiten, wenn das Virus in den Körper eindringt und bildet nach ein paar Tagen Antikörper. Diese sind Teil der Abwehr und im Blut gut nachweisbar. Aufgrund dieser zeitlichen Verzögerung ist der Test auch ungeeignet, um eine akute Infektion nachzuweisen und bietet keine Alternative zum PCR-Test. Es gibt Antikörpertests in Form von Labor- oder Schnelltests.

Schnelltest

Die Schnelltests werden kommerziell angeboten. Das Robert Koch-Institut rät aber aktuell noch von solchen Schnelltests als Kriterium für eine Diagnosestellung ab. Sie sollten nur im Rahmen von Forschungsprojekten eingesetzt werden. Auch Dr. Marc Becker, Facharzt für Laboratoriumsmedizin und Leiter des Labor Becker & Kollegen in Süddeutschland warnt: "Wir sehen im Moment, dass diese Teste nicht über die ausreichende Qualität verfügen, dass sie mit einem Test, der im Labor durchgeführt wird, mithalten könnten."

Labortest

Ein anderes Verfahren sind Labortests (ELISA; CLIA). Diese können Antikörper circa zwei Wochen nach Symptombeginn nachweisen.

Interessant sind solche Antikörpertests für bestimmte Berufsgruppen wie Pflege- und weiteres medizinisches Personal sowie bestimmte Risikogruppen, wie Labormitarbeiter. Und auch zur Klärung der Frage, wie viele Personen in Deutschland bereits unbemerkt eine Corona-Infektion hatten, sind Antikörpertests sinnvoll. Derzeit laufen am Robert Koch-Institut mehere bundesweite Studien dazu.

Die Kosten für einen Labortest (nicht aber für einen Schnelltest) können von den Vertragsärzten mit der gesetzlichen Krankenversicherung abgerechnet werden.

Wichtige Testkriterien: Hohe Sensitivität und Spezifität

Besonders aussagekräftig sind Tests, welche eine hohe Spezifität und eine hohe Sensitivität haben. Die Spezifität beschreibt die Genauigkeit des Tests, ob alle gesunden getesteten Personen auch als Gesunde erkannt werden. Die Sensitivität gibt Auskunft darüber, ob alle Kranken auch als Kranke erkannt werden.

Eine Reihe neuer Testsysteme für Antikörper wurden in letzter Zeit entwickelt und zugelassen. Sowohl für die Spezifität und Sensitivität erreichen viele dieser Teste sehr hohe Werte. Für die Spezifität bis zu 99,8 Prozent. Damit werden 99,8 Prozent der Gesunden auch als solche erkannt. Bei der Sensitivität ist es allerdings komplizierter. Hier gilt: je früher man testet, desto niedriger ist sie und desto weniger aussagekräftig ist der Test.

In der ersten Woche nach Syptombeginn werden bei Antikörper-Tests je nach Produkt beispielsweise im Schnitt aktuell 30 Prozent aller Erkankten als solche erkannt. In der dritten Woche werden dann bereits über 94 Prozent einer bestimmten Antikörperklasse und damit 94 Prozent der Erkrankten richtig erkannt. Dies liegt vor allem daran, dass der menschliche Körper zunächst Zeit braucht, um auf die Infektion zu "antworten" und die Antikörper erst im Laufe dieser Antwort produziert werden. Je länger der Beginn der Infektion zurückliegt, desto mehr Antikörper sind produziert. Bei der Mehrzahl der Infizierten findet sich zwei Wochen nach Symptombeginn ein positiver Antikörpertest.

Antikörper-Test positiv: Bin ich geschützt?

Wie so oft in der Medizin gibt es leider auch bei dieser Frage keine hundertprozentige Sicherheit: Bis jetzt lässt sich nur sagen, dass bei einem positiven Antikörpertest ein Schutz vor einer erneuten Infektion wahrscheinlich für eine Weile besteht. Eine Restunsicherheit bleibt auch, weil die Antikörper-Tests mit anderen, sehr ähnlichen Viren reagieren können – eine sogenannte Kreuzreaktion, die dann ebenfalls zu einem positiven Ergebnis führt. "Man kann auch mit einem positiven Testergebnis nicht immun gegen das Virus sein", ist die Einschätzung von Becker.

 

Hören statt Lesen: Abonnieren Sie unseren Podcast Klartext Corona

Dr. Marc Becker leitet eines der größten Labore in Süddeutschland. Der Facharzt für Labormedizin berichtet im Podcast, wie ein PCR-Test funktioniert und wie lange die Auswertung eines Tests braucht. (ab Minute 9:45)

https://klartext-corona.podigee.io/38-antikorpertest-wie-aussagekraftig-er-ist/embed?context=external

Corona-Tests: Für wen werden sie verwendet?

Die Empfehlung des Robert Koch-Instituts ist, dann mittels PCR-Test zu testen, wenn jemand Symptome einer Atemwegserkrankung wie Husten, Fieber, Schnupfen oder Halsschmerzen zeigt oder unter einem plötzlichen Verlust des Geruchs- und Geschmackssinns leidet. Ebenso sollen Personen, welche innerhalb der letzten 14 Tage engeren Kontakt zu einem bestätigten Coronavirus-Fall hatten (Risikogruppe 1) getestet werden. Dazu gehören Personen, welche entweder im selben Haushalt leben oder beispielsweise über die Corona-Warn-App über einen positiven Kontakt informiert wurden.

Bewohner von Betreuungseinrichtungen und Patienten sollten regelmäßig getestet werden ebenso wie das Personal von Krankenhäusern oder Pflegeeinrichtungen. Eine großzügige Testung sollte auch bei einem Ausbruchsgeschehen in Gemeinschaftseinrichtungen wie beispielsweise Schulen oder Kindergärten durchgeführt werden.

Corona-Tests für Reiserückkehrer aus Risikogebieten verpflichtend

Seit dem 08. August 2020 müssen alle Reiserückkehrer aus Risikogebieten innerhalb von 14 Tagen einen Corona-Test durchführen lassen. Seit dem 15. September 2020 gilt die Regelung, dass eine kostenlose Testung dann möglich ist, wenn diese innerhalb von 10 Tagen nach Rückkehr erfolgt. Falls vorhanden kann man sich direkt nach Einreise am Flughafen/Bahnhof testen lassen oder alternativ in einer Arztpraxis. Auch ein negatives Testergebnis aus dem Ausland, welches nicht älter als 48 Stunden sein darf, kann vorgelegt werden. Aus welchen Ländern die Testergebnisse anerkannt werden, finden Sie unter: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Tests.html.

Alle Einreisenden aus Risikoländern oder die sich in den 14 Tagen vor Einreise dort aufgehalten haben, müssen sich auch beim zuständigen Gesundheitsamt melden und vorläufig in häusliche Quarantäne gehen. Eine Liste über aktuelle Risikogebiete finden Sie auf der Seite des RKI: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Risikogebiete_neu.html

Reiserückkehrer aus anderen Ländern können sich seit dem Ende der Sommerferienzeit (15. September 2020) nicht mehr kostenlos testen lassen. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite des Bundesministeriums für Gesundheit: https://www.bundesgesundheitsministerium.de/coronavirus-infos-reisende/faq-tests-einreisende.html

Quellen:

  • Robert Koch Institut, Hinweise zur Testung von Patienten auf Infektion mit dem neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2, Stand 11.08.2020. Online: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Vorl_Testung_nCoV.html (abgerufen am 15.09.2020)
  • Robert Koch Institut, Informationen zur Ausweisung internationaler Risikogebiete durch das Auswärtige Amt, BMG und BMI, Stand 09.09.2020. Online: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Risikogebiete_neu.html (abgerufen am 16.09.2020)
  • Robert Koch Institut, SARS-CoV-2: Antikörper-Studien des RKI. Online: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Projekte_RKI/Antikoerper-Studien.html (abgerufen am 16.09.2020)
  • Robert Koch Institut, Nationale Teststrategie – wer wird in Deutschland getestet?, Stand 12.08.2020. Online: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Teststrategie/Nat-Teststrat.html (abgerufen am 16.09.2020)
  • Bundesministerium für Gesundheit, Fragen und Antworten zu Coronatests bei Einreisen nach Deutschland, Stand 21. August 2020. Online: https://www.bundesgesundheitsministerium.de/coronavirus-infos-reisende/faq-tests-einreisende.html (abgerufen am 15.09.2020)
  • Bundesministerium für Gesundheit, Coronavirus SARS-CoV-2: Chronik der bisherigen Maßnahmen, Stand 04.09.2020. Online: https://www.bundesgesundheitsministerium.de/coronavirus/chronik-coronavirus.html (abgerufen am 15.09.2020)
  • Bundesministerium für Gesundheit, "testen, testen, testen" - aber gezielt, Stand 17.04.2020. Online: https://www.bundesgesundheitsministerium.de/fileadmin/Dateien/3_Downloads/C/Coronavirus/Faktenpapier_Testen.PDF (abgerufen am 15.09.2020)
  • Deutsche Apotheker Zeitung, SARS-CoV-2-Antikörpertest jetzt Kassenleistung. Online: https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/news/artikel/2020/05/11/sars-cov-2-antikoerpertest-jetzt-kassenleistung (abgerufen am 15.09.2020)
  • Robert Koch Institut, Entlassungskriterien aus der Isolierung, Stand 17.07.2020. Online: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Entlassmanagement.html (abgerufen am 15.09.2020)