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Schnelltests auf SARS-CoV-2

Schlüssel zur Eindämmung?

Bin ich infiziert? Oder habe ich Covid-19 vielleicht unwissentlich schon durchgestanden? Schnelltests könnten rasch Klarheit verschaffen. Hersteller entwickeln entsprechende Produkten, doch ist ein genaues Hinsehen angesagt.
Nicole Schuster
31.03.2020  17:08 Uhr

Umfangreiche Tests sind in der derzeitigen Pandemie nötig, um an Covid-19 Erkrankte rechtzeitig zu isolieren, bevor sie andere anstecken können. Das bisherige Testverfahren in Deutschland ist allerdings aufwendig und dauert lange. Ärzte wenden dazu die als Goldstandard geltenden Nukleinsäure-Amplifikations-Technik-Tests, kurz NAT-Tests, an. Sie basieren auf der PCR-Methode, also der Vervielfältigung von Viruserbgut in einer Abstrichprobe aus dem Mund-, Nasen- oder Rachenraum.

Fluoreszierende Stoffe zeigen dabei an, ob die gesuchten Gensequenzen von SARS-CoV-2 in der Probe enthalten sind. Die Tests sind hochspezifisch und hochsensitiv, sie können also mit hoher Genauigkeit selbst kleine Virusmengen erkennen und von ähnlichen Pathogenen unterscheiden. Allerdings können nur professionelle Labors die Tests auswerten. Bis das Ergebnis vorliegt, können daher mehrere Tage vergehen, die die Menschen im Ungewissen verbringen.

Schneller zum Ergebnis

Eine ganze Reihe von Herstellern hat Wege gefunden, die Auswertung zu beschleunigen. Der CE-gekennzeichnete Cobas SARS-CoV-2-Test von Roche erhielt eine Notfallzulassung durch die US-amerikanische Zulassungsbehörde FDA und lässt sich mit den Cobas 6800/8800 Systemen auswerten. Dabei handelt es sich um automatisierte Großgeräte für die Real-Time-PCR-Technologie. Das Verfahren ist für große Probenmengen in kurzer Zeit geeignet.

Zur Zuverlässigkeit heißt es von Roche: »In Experimenten zur Inklusivität, Kreuzreaktivität und Spezifität des Tests ergaben alle positiven Ansätze ein positives Ergebnis und alle negativen Ansätze ein negatives Ergebnis. Es gab weder falsch-positive, noch falsch-negative Ergebnisse.« Um Fehler zu vermeiden, werde in jeder Probe eine interne Kontrolle und bei jedem Lauf eine Positiv- und eine Negativkontrolle mitgeführt.

Mit dem Schnelltest, den das Bosch-Tochterunternehmen Bosch Healthcare Solutions zusammen mit der nordirischen Medizintechnik-Firma Randox Laboratories entwickelt hat, sollen Analyseergebnisse innerhalb von zweieinhalb Stunden vorliegen. Zur Auswertung des molekulardiagnostischen Tests wird das Analysegerät Vivalytic benötigt. Der Nachweis von SARS-CoV-2 erfolgt anhand des Viruserbguts; gleichzeitig soll der Test auf die Erreger von neun weiteren Atemwegserkrankungen prüfen können. Zur Zuverlässigkeit sagt Bosch Healthcare Solutions gegenüber der PZ, dass der Schnelltest die Qualitätsstandards der Weltgesundheitsorganisation (WHO) erfülle und Testergebnisse mit einer Genauigkeit von mehr als 95 Prozent liefere.

Die Firma Abbott wirbt mit einer Art mobilem Labor, das in etwa so groß ist wie ein Toaster. Die tragbare Auswertestation sei besonders für Tests in der Notaufnahme oder Arztpraxis geeignet. Sie erlaube es, innerhalb von fünf Minuten festzustellen, ob eine Person infiziert sei, ein negatives Ergebnis dauere 13 Minuten. Die FDA hat den Test namens Abbott-Tests ID NOW COVID-19 im Zuge eines Dringlichkeitsverfahrens bis auf Widerruf zugelassen.

Im gleichen Verfahren genehmigte die FDA einen Test des Herstellers Cepheid, der weniger für den mobilen Einsatz als vor allem in Krankenhäusern zum Einsatz kommen soll. Auch hier wird der Umweg vermieden, eine Probe zur Auswertung erst über den Postweg in ein Labor schicken zu müssen.

Das Biotech-Unternehmen Qiagen mit Sitz in den Niederlanden bringt einen Schnelltest ebenfalls zum Nachweis von Nukleinsäuren bestehend aus einem Analysegerät und zugehörigen Testkartuschen auf den Markt. Die Handhabung beschreibt der Hersteller als sehr einfach: Die Kartusche werde mit einem Abstrich tief aus der Nasenhöhle bestückt und dann in das Analysegerät gesteckt, ähnlich wie eine Videokassette in einen Videorekorder. Innerhalb einer Stunde liege dann das Ergebnis vor. Qiagen kann eine Zulassung durch das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte sowie eine Notfallzulassung der FDA aufweisen. Seit Mitte März ist der Test in Europa auf dem Markt.

Test auf Antikörper

Der PCR-Test weist eine akute Infektion nach, mit ihm lässt sich keine Aussage darüber treffen, wie viele Menschen in der Bevölkerung bereits einen Immunschutz aufgebaut haben. Um das herauszufinden, plant der Epidemiologe Professor Dr. Gérard Krause vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig derzeit eine Studie. Beteiligt sein sollen neben seinem Institut die Blutspendedienste, die NAKO-Gesundheitsstudie, das Robert-Koch-Institut und das Institut für Virologie der Berliner Charité.

Für diese Untersuchungen ist ein valider Antikörpertest Voraussetzung. Diese Tests zeigen je nach vorgefundenen Antikörpern an, ob eine Person die Infektion gerade durchlebt oder bereits durchgemacht hat. So bildet der Körper Immunglobulin M (IgM) in der Akutphase der Infektion, Immunglobulin G (IgG) findet sich hingegen auch noch in der Spät- oder Nacherkrankungsphase im Blut. Menschen, die Antikörper gegen SARS-CoV-2 im Blut haben, sind vermutlich für eine Zeit immun und könnten zum Beispiel in der Pflege von Covid-19-Patienten bevorzugt eingesetzt werden.

Vorne dabei in der Entwicklung von Antikörpertests ist das Berliner Unternehmen PharmACT. Sein CE-gekennzeichneter Corona-Schnelltest ist bereits seit Anfang März auf dem Markt und hat eine Notfallzulassung der FDA. Als Probe wird eine kleine Menge Blut benötigt, die auf ihren Gehalt an den Antikörpern IgM und IgG untersucht wird.

PharmACT konnte in einer noch unveröffentlichten multizentrischen, prospektiven Studie mit einer Spezifität von fast 100 Prozent eine sehr gute Erkennung Gesunder zeigen. Bei der Detektion Erkrankter lag die Sensitivität anhand von IgM zwischen den Tagen 4 und 10 der Infektion bei 70 Prozent sowie zwischen den Tagen 11 und 24 anhand von IgM bei 92,3 Prozent und anhand von IgG bei 98,1 Prozent.

Interessierte werden sich diesen Test aber nicht selbst in der Apotheke oder im Onlineshop des Unternehmens kaufen können. Dr. Gunther Burgard, medizinischer Direktor von PharmACT, erklärt gegenüber der PZ: »Der PharmACT SARS-CoV-2-Schnelltest ist nicht für den Endverbraucher gedacht, sondern nur für Ärzte, Apotheker und medizinisches Personal in Krankenhäusern oder in den Notfallambulanzen. Patienten mit einem begründeten Verdacht wenden sich weiterhin an ihren Arzt.« Bei der Anwendung durch Laien bestehe die Gefahr einer unsachgemäßen Anwendung. »Dies kann im schlimmsten Fall zum falschen Testergebnis führen. Das gilt es in jedem Fall zu vermeiden.«

Auch US-amerikanische Forscher entwickeln derzeit Antikörpertests. Ein Team um Fatima Amanat von der Icahn School of Medicine in New York stellte im März einen anscheinend zuverlässigen Antikörpertest für SARS-CoV-2 vor und berichtete darüber online vorab auf »medRxiv« (DOI: 10.1101/2020.03.17.20037713). Es handelt sich dabei um einen ELISA-Test (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay), der Antikörper gegen die Rezeptor-Bindungsstelle auf dem Spike-Protein (S-Protein) von SARS-CoV-2 erkennt. Das Ergebnis lässt sich anhand einer Farbreaktion ablesen.

Hersteller zertifizieren selbst

Nachweise für die Zuverlässigkeit und Qualität solcher Tests müssen die Hersteller nicht erbringen. Gemäß der EU-Richtlinie über In-vitro-Diagnostika (IVD) gelten Covid-19-Tests als IVD niedrigen Risikos. Das für biomedizinische Arzneimittel zuständige Paul-Ehrlich-Institut (PEI) erklärte dazu gegenüber der PZ: »Diese Tests können bis zum Mai 2022 noch durch den Hersteller selbst zertifiziert werden, danach gelten die Regelungen der IVD-Verordnung.«

Allgemein anerkannte, definierte Qualitätsstandards gebe es keine, so das PEI. Die kursierenden Ergebnisse von Validierungsstudien seien teilweise mit Vorsicht zu genießen. Die Validierung der Tests, die im Internet und in Apotheken angeboten würden, sei wegen der nach IVD-Richtlinie noch bestehenden Möglichkeit der Selbstzertifizierung nicht immer gesichert. »Nachweislich gibt es hier auch Fälschungen von Zertifikaten«, so das PEI. Daher ist auch von den vermeintlichen SARS-CoV-2-Tests aus dem Internet abzuraten, die jetzt bereits für den Privatgebrauch bestellt werden können. Sie stammen meistens aus Asien und haben oft weder gesicherte Zertifikate noch eine CE-Kennzeichnung.

Offen ist die Frage, ob die gesetzlichen Krankenkassen für die Kosten der Antikörper-Schnelltests aufkommen: »Dazu muss die Regierung schnellstmöglich eine klare Regelung formulieren«, fordert Burgard von PharmACT.

Kein Test für alle Fälle?

Ein Problem aller Antikörpertests ist, dass Immunglobuline frühestens eine Woche nach Erkrankungsbeginn nachweisbar sind, oft auch erst nach 14 Tagen. In der ersten Erkrankungsphase ist ein Antikörpertest also »blind« für die Infektion, der Patient aber bereits infektiös und kann andere anstecken. Weiterhin ist bei einigen Tests unklar, ob sie nicht auch bei Antikörpern anschlagen, die von einer früheren Infektion mit einem anderen Coronavirus oder Influenza-Viren herrühren. Endgültige Gewissheit verschafft dann nur der PCR-Test.

Unter den Tests, die Hersteller derzeit entwickeln, befinden sich auch Schnelltests, die Virusantigene nachweisen sollen. Sie enthalten Antikörper, die mit Antigenen des Virus reagieren, sofern dieses in einer Probe aus den Atemwegen enthalten ist. Die auf einer Immunchromatografie basierenden Tests sollen einem Schwangerschaftstest ähneln und schnell sein. Nachteilig ist, dass sie sehr kleine Virusmengen nicht nachweisen können. Möglicherweise gelangen diese Tests demnächst als preiswerte und einfach anzuwendende Alternativen auf den Markt. Aber auch hier mahnt das PEI zur Vorsicht. Generell seien »große Zweifel angebracht, inwiefern Antigentests mit der sensitiven NAT mithalten können.«

Fangschicht für Antigene

Mit einem Sensorgerät verfolgt das deutsche Startup-Unternehmen Digital Diagnostics ebenfalls einen spannenden Ansatz. Es setzt mikroelektromechanische Systeme (MEMS) ein, um das Virus direkt zu identifizieren. Bei dem SARS-CoV-2-MEMS-Soforttest ist das entscheidende Bauteil ein Biochip mit nanomechanischen Federbalken aus Silizium. Diese auch als MEMS-Federn oder Cantilever bezeichneten Elemente sind extrem dünn und können schon durch eine winzige Kraftausübung verbogen werden. Auf sie ist eine »Fangschicht« von Antikörpern aufgetragen. Dockt das Virus an, sind minimale Änderungen der Oberflächenspannung messbar, die ein elektrisches Signal am Chip auslösen.

Die Methode gilt als hochempfindlich und kann innerhalb weniger Minute Ergebnisse liefern. Ein Lesegerät mit zwei LED-Lämpchen – eines für ein positives und eines für ein negatives Ergebnis – würde technisch für die Ergebnisanzeige ausreichen. Den Entwicklern schwebt aber vor, die Geräte mit einer SIM-Karte auszustatten und das Testresultat anonymisiert an eine sichere Datenbank zu schicken. Die diagnostische Sensitivität und Spezifität werden als hoch beschrieben. Als Probe dient ein Rachenabstrich, eine aufwendige Aufbereitung ist nicht erforderlich. Das Testkit sollen Ärzte einsetzen; für den Laienanwender ist es vorerst noch nicht gedacht. 

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