Covid-19-Atemtest in Entwicklung

GC-IMS steht für Gaschromatografie gekoppelt mit Ionen-Mobilitäts-Spektrometrie. Bei der IMS kommt es zur Ionisation der Bestandteile einer gasförmigen Probe. Durch ein elektrisches Feld werden die Ionen beschleunigt und durch Stöße mit einem Driftgas abgebremst. Um die Moleküle zeitlich getrennt der Ionisation zuzuführen und um Clusterbildung zu verhindern, wird dies mit einer gaschromatografischen Trennung kombiniert.

In vielen Bereichen kann die Methode eingesetzt werden: den Frischegrad von Lebensmitteln ermitteln, Detektion von Sprengstoffen oder Falschgeld von richtigem Geld unterscheiden. Nun wollen Forscher mit ihrer Hilfe auch SARS-CoV-2-infizierte Menschen identifizieren. Was dazu von ihnen benötigt wird, ist eine Atemprobe, ähnlich wie bei einem Alkoholtest. Mit einer Spritze wird aus dem Probenröhrchen Luft entnommen und diese mittels GC-IMS untersucht. Nicht die Viruslast in der Ausatemluft wird dabei gemessen, sondern spezielle Entzündungs- und Stoffwechselmoleküle, die durch die Infektion mit SARS-CoV-2 im Körper gebildet werden. Zur Freisetzung von Aerosolen kommt es bei dem GC-IMS-Verfahren nicht.

Im Rahmen eines Forschungsprojekts haben Wissenschaftler des Klinikums Dortmund und der Universität Edinburgh, Schottland, bei Erstaufnahme von Coronavirus-Verdachtsfällen neben dem klassischen PCR-Abstrich aus dem Rachen auch eine Luftprobe aus Mund/Nase entnommen. Bei denjenigen, die im PCR-Test positiv waren, schauten die Wissenschaftler – vereinfacht gesagt – nach Gemeinsamkeiten in der Atemluft, heißt es in einer Nachricht des Klinikum Dortmunds.

In »EClinical Medicine« berichten sie über die Resultate. Demnach unterschied sich die Atemluft infizierter Menschen im Vergleich zur Atemluft von Nicht-Infizierten bei bestimmten Aldehyden wie Ethanal, Octanal und Heptanal, bei bestimmten Ketonen wie Aceton und Butanon sowie dem Alkohol Methanol. Aldehyde können zum Beispiel bei entzündlichen Prozessen entstehen. Ketonkörper könnten etwas mit der Blutzuckerentgleisung zu tun haben und das reduzierte Methanol-Signal in der Untersuchung könnte auf Veränderungen der mikrobiellen Darmflora zurückzuführen sein. In Edinburgh entdeckten die Forscher auch eine bisher nicht identifizierbare Substanz, mit der sogar eine Vorhersage des Schweregrads der Covid-19-Erkrankung möglich war.

Noch ist Forschungsarbeit vonnöten, denn die Treffgenauigkeit der Atemanalyse liegt im Vergleich zum PCR-Test niedriger, aber immerhin schon bei circa 80 Prozent. Die Wissenschaftler wollen daran arbeiten, dies weiter zu verbessern. Zudem sei ein Ziel, mit dieser neuen Messmethode eine schnellere Testung zu ermöglichen – idealerweise sogar so schnell, dass ähnlich wie bei einem Alkoholtest das Ergebnis unmittelbar nach dem »ins Röhrchen Pusten« vorliegt.