Corona Covid-19 Schnelltests
Die Vereinigten Staaten sind bei den COVID-19-Todesfällen weltweit führend, liegen aber bei der Testkapazität hinter vielen Ländern - sowohl großen als auch kleinen - zurück. Das könnte sich bald ändern.
Ende August erteilte die US Food and Drug Administration (FDA) die Notfallzulassung für ein neues Testgerät im Kreditkartenformat für das Coronavirus, das 5 US-Dollar kostet, Ergebnisse in 15 Minuten liefert und für die Verarbeitung weder ein Labor noch eine Maschine benötigt. Die Vereinigten Staaten geben 760 Millionen US-Dollar für 150 Millionen dieser Tests vom Gesundheitsunternehmen Abbott Laboratories mit Sitz in Abbott Park, Illinois, aus, das plant, die Produktion im Oktober auf 50 Millionen pro Monat hochzufahren.
Die Tests weisen spezifische Proteine - so genannte Antigene - auf der Oberfläche des Virus nach und können Menschen identifizieren, die sich auf dem Höhepunkt der Infektion befinden, wenn die Viruskonzentration im Körper wahrscheinlich hoch ist. Die Befürworter argumentieren, dass dies das Spiel verändern könnte. Antigentests könnten dazu beitragen, die Pandemie in Schach zu halten, da sie in großer Zahl durchgeführt werden können und diejenigen ausfindig machen können, bei denen das Risiko einer Verbreitung der Krankheit am größten ist. Diese Tests sind auch ein Schlüsselelement in den Teststrategien anderer Länder, wie z.B. Indien und Italien.
Antigen-Tests sind viel schneller und billiger als die Goldstandard-Tests, die virale RNA mit einer Technik namens Polymerase-Kettenreaktion (PCR) nachweisen. Antigentests sind jedoch nicht so empfindlich wie die PCR-Versionen, die winzige Mengen des SARS-CoV-2-Virus aufnehmen können, das COVID-19 verursacht.
Dieser Unterschied wirft einige Bedenken unter Fachleuten auf, die befürchten, dass Antigentests infektiöse Personen übersehen und zu Ausbrüchen in Ländern führen, die die Übertragung des Coronavirus weitgehend kontrolliert haben. Andere betrachten die geringere Sensitivität als ein Attribut, weil einige Menschen, die positive PCR-Testergebnisse erhalten, zwar infiziert sind, aber nicht mehr in der Lage sind, das Virus auf andere zu übertragen. Antigentests könnten also den Schwerpunkt auf die Identifizierung der am stärksten infektiösen Personen verlagern.
Gegenwärtig werden Antig werden Antigen-Tests von geschultem Fachpersonal durchgeführt, aber einige Unternehmen entwickeln Versionen, die einfach genug sind, um zu Hause angewendet zu werden - ähnlich wie Schwangerschaftstests.
"Die Tests schneller, billiger und einfacher zu machen, ist definitiv das Ziel - und ich denke, der Antigen-Test ist der Weg dorthin", sagt Martin Burke, ein Chemiker an der Universität von Illinois in Urbana-Champaign, der Schnelltests mitentwickelt, darunter auch Antigen-basierte Tests. "Das ist keineswegs die perfekte Lösung, es ist nur das Schnellste, was wir jetzt auf den Weg bringen können", sagt er.
Ein Team von Mitarbeitern des Gesundheitswesens führt Antigen-Schnelltests an Patienten für Covid-19
Beschäftigte des Gesundheitswesens testen einen Einwohner von Mumbai, Indien, mit einem schnellen Antigen-Test auf eine Coronavirus-Infektion.Credit: Anshuman Poyrekar/Hindustan Times via Getty
Die Vereinigten Staaten sind bei den COVID-19-Todesfällen weltweit führend, liegen aber bei der Testkapazität hinter vielen Ländern - sowohl großen als auch kleinen - zurück. Das könnte sich bald ändern.
Ende August erteilte die US Food and Drug Administration (FDA) die Notfallzulassung für ein neues Testgerät im Kreditkartenformat für das Coronavirus, das 5 US-Dollar kostet, Ergebnisse in 15 Minuten liefert und für die Verarbeitung weder ein Labor noch eine Maschine benötigt. Die Vereinigten Staaten geben 760 Millionen US-Dollar für 150 Millionen dieser Tests vom Gesundheitsunternehmen Abbott Laboratories mit Sitz in Abbott Park, Illinois, aus, das plant, die Produktion im Oktober auf 50 Millionen pro Monat hochzufahren.
Die Tests weisen spezifische Proteine - so genannte Antigene - auf der Oberfläche des Virus nach und können Menschen identifizieren, die sich auf dem Höhepunkt der Infektion befinden, wenn die Viruskonzentration im Körper wahrscheinlich hoch ist. Die Befürworter argumentieren, dass dies das Spiel verändern könnte. Antigentests könnten dazu beitragen, die Pandemie in Schach zu halten, da sie in großer Zahl durchgeführt werden können und diejenigen ausfindig machen können, bei denen das Risiko einer Verbreitung der Krankheit am größten ist. Diese Tests sind auch ein Schlüsselelement in den Teststrategien anderer Länder, wie z.B. Indien und Italien.
Antigen-Tests sind viel schneller und billiger als die Goldstandard-Tests, die virale RNA mit einer Technik namens Polymerase-Kettenreaktion (PCR) nachweisen. Antigentests sind jedoch nicht so empfindlich wie die PCR-Versionen, die winzige Mengen des SARS-CoV-2-Virus aufnehmen können, das COVID-19 verursacht.
Die Explosion neuer Coronavirus-Tests, die dazu beitragen könnten, die Pandemie zu beenden
Dieser Unterschied wirft einige Bedenken unter Fachleuten auf, die befürchten, dass Antigentests infektiöse Personen übersehen und zu Ausbrüchen in Ländern führen, die die Übertragung des Coronavirus weitgehend kontrolliert haben. Andere betrachten die geringere Sensitivität als ein Attribut, weil einige Menschen, die positive PCR-Testergebnisse erhalten, zwar infiziert sind, aber nicht mehr in der Lage sind, das Virus auf andere zu übertragen. Antigentests könnten also den Schwerpunkt auf die Identifizierung der am stärksten infektiösen Personen verlagern.
Gegenwärtig werden Antig werden Antigen-Tests von geschultem Fachpersonal durchgeführt, aber einige Unternehmen entwickeln Versionen, die einfach genug sind, um zu Hause angewendet zu werden - ähnlich wie Schwangerschaftstests.
"Die Tests schneller, billiger und einfacher zu machen, ist definitiv das Ziel - und ich denke, der Antigen-Test ist der Weg dorthin", sagt Martin Burke, ein Chemiker an der Universität von Illinois in Urbana-Champaign, der Schnelltests mitentwickelt, darunter auch Antigen-basierte Tests. "Das ist keineswegs die perfekte Lösung, es ist nur das Schnellste, was wir jetzt auf den Weg bringen können", sagt er.
Welche Tests gibt es und wie funktionieren sie?
Die Tests für COVID-19 lassen sich in zwei Kategorien einteilen: diagnostische Tests wie PCR- und Antigen-Assays, die Teile des SARS-CoV-2-Virus nachweisen, und Antikörpertests, die Moleküle aufspüren, die Menschen produzieren, wenn sie mit dem Virus infiziert wurden. Die Entwicklung von Antikörpern kann nach einer Infektion mehrere Tage dauern und bleibt nach der Genesung oft wochenlang im Blut, so dass Antikörpertests in der Diagnostik nur einen begrenzten Nutzen haben (siehe 'COVID-19 fangen').
Ein Diagramm, das die Wahrscheinlichkeit des Nachweises über die Zeit für drei verschiedene Arten von COVID-19-Tests zeigt.
Die hochempfindlichen PCR-Tests sind bei richtiger Anwendung fast 100% genau in der Erkennung infizierter Personen. Aber solche Tests erfordern in der Regel geschultes Personal, spezielle Reagenzien und teure Maschinen, die Stunden brauchen, um Ergebnisse zu liefern.
Ländern wie Südkorea und Neuseeland ist es gelungen, die PCR-basierten Tests zu fördern, aber die Skalierung dieser Tests hat sich anderswo als schwierig erwiesen. Die Vereinigten Staaten zum Beispiel haben eine langsame und schlecht koordinierte Reaktion auf Ausbrüche, fehlerhafte Tests der Centers for Disease Control and Prevention (CDC) und Probleme in der Versorgungskette erlebt. All dies hat die Bemühungen um die Sammlung und Verarbeitung von Proben für die PCR behindert und die Wartezeiten auf Tage oder sogar Wochen verkürzt. Diese Verzögerungen haben zusammen mit einem Mangel an Tests zur grassierenden Verbreitung von COVID-19 im ganzen Land beigetragen, das bis zum 16. September fast 200.000 Todesfälle durch die Krankheit zu verzeichnen hatte.
Ein typischer Antigentest beginnt damit, dass ein medizinisches Fachpersonal einen Abstrich vom Nasenrücken oder Rachen einer Person macht - obwohl die Unternehmen derzeit Kits entwickeln, die Speichelproben verwenden, die einfacher und sicherer zu entnehmen sind als ein Abstrich. Die Probe wird dann mit einer Lösung gemischt, die das Virus aufbricht und spezifische Virusproteine freisetzt. Die Mischung wird auf einen Papierstreifen gegeben, der einen Antikörper enthält, der auf die Bindung dieser Proteine zugeschnitten ist, falls sie in der Lösung vorhanden sind. Ein positives Testergebnis kann entweder als fluoreszierendes Leuchten oder als dunkle Bande auf dem Papierstreifen erkannt werden.
Corona Antigen- und Antikörper Schnelltests
Welche Tests gibt es und wie funktionieren sie?
Tests für COVID-19 lassen sich in zwei Kategorien einteilen: diagnostische Tests wie PCR- und Antigen-Assays, die Teile des SARS-CoV-2-Virus nachweisen, und Antikörpertests, die Moleküle aufspüren, die Menschen produzieren, wenn sie mit dem Virus infiziert wurden. Die Entwicklung von Antikörpern kann nach einer Infektion mehrere Tage dauern und bleibt nach der Genesung oft wochenlang im Blut, so dass Antikörpertests in der Diagnostik nur einen begrenzten Nutzen haben (siehe 'COVID-19 fangen').
Die hochempfindlichen PCR-Tests sind bei richtiger Anwendung fast 100% genau in der Erkennung infizierter Personen. Aber solche Tests erfordern in der Regel geschultes Personal, spezielle Reagenzien und teure Maschinen, die Stunden brauchen, um Ergebnisse zu liefern.
Ländern wie Südkorea und Neuseeland ist es gelungen, die PCR-basierten Tests zu fördern, aber die Skalierung dieser Tests hat sich anderswo als schwierig erwiesen. Die Vereinigten Staaten zum Beispiel haben eine langsame und schlecht koordinierte Reaktion auf Ausbrüche, fehlerhafte Tests der Centers for Disease Control and Prevention (CDC) und Probleme in der Versorgungskette erlebt. All dies hat die Bemühungen, Proben für die PCR zu sammeln und zu verarbeiten, behindert und die Wartezeiten auf Tage oder sogar Wochen verkürzt. Diese Verzögerungen haben zusammen mit einem Mangel an Tests zur grassierenden Verbreitung von COVID-19 im ganzen Land beigetragen, das bis zum 16. September fast 200.000 Todesfälle durch die Krankheit zu verzeichnen hatte.
Ein typischer Antigentest beginnt damit, dass ein medizinisches Fachpersonal einen Abstrich vom Nasenrücken oder Rachen einer Person macht - obwohl die Unternehmen derzeit Kits entwickeln, die Speichelproben verwenden, die einfacher und sicherer zu entnehmen sind als ein Abstrich. Die Probe wird dann mit einer Lösung gemischt, die das Virus aufbricht und spezifische Virusproteine freisetzt. Die Mischung wird auf einen Papierstreifen gegeben, der einen Antikörper enthält, der auf die Bindung dieser Proteine zugeschnitten ist, falls sie in der Lösung vorhanden sind. Ein positives Testergebnis kann entweder als fluoreszierendes Leuchten oder als dunkle Bande auf dem Papierstreifen erkannt werden.
Antigentests liefern Ergebnisse in weniger als 30 Minuten, müssen nicht in einem Labor bearbeitet werden und sind kostengünstig in der Herstellung. Diese Schnelligkeit ist jedoch mit einem Preis in der Empfindlichkeit verbunden. Während ein typischer PCR-Test ein einzelnes RNA-Molekül in einem Mikroliter Lösung nachweisen kann, benötigen Antigen-Tests eine Probe, die Tausende - wahrscheinlich Zehntausende - von Viruspartikeln pro Mikroliter enthält, um ein positives Ergebnis zu erzielen1. Wenn also eine Person geringe Virusmengen in ihrem Körper hat, kann der Test ein falsch-negatives Ergebnis liefern.
Bei der Anwendung bei Personen, die in einem Standard-PCR-Test positiv auf SARS-CoV-2 waren, wurde das Virus mit dem Antigen-Assay von Abbott in 95-100% der Fälle korrekt erkannt, wenn die Proben innerhalb einer Woche nach dem Auftreten der Symptome entnommen wurden. Dieser Anteil sank jedoch auf 75%, wenn die Proben mehr als eine Woche nach dem Auftreten der ersten Symptome entnommen wurden. Die Sensitivität - oder die Rate des korrekten Nachweises von Infektionen - der anderen in den Vereinigten Staaten verwendeten Antigen-Tests liegt zwischen 84% und 98%, wenn eine Person in der Woche nach dem Auftreten der Symptome getestet wird.
Könnten Antigen-Tests zu Hause wie Schwangerschaftstests verwendet werden?
Mehrere Experten haben für die Idee geworben, einen Antigen-Test zu entwickeln, der billig und einfach genug ist, um zu Hause verwendet werden zu können, ohne dass ein medizinisches Personal ihn verabreichen muss.
Burke sagt, was gebraucht wird, ist etwas so Einfaches wie ein Schwangerschaftstest. "Man spuckt einfach in ein Röhrchen, steckt ein Stück Papier hinein und erhält das Ergebnis innerhalb weniger Minuten", sagt Burke. "Testen sollte ein Teil des Lebens werden: Morgens nehmen Sie Ihr Müsli, Ihre Vitamine, und Sie überprüfen schnell Ihren Status", sagt er.
Einige wenige Firmen entwickeln einfache Papierstreifen-Antigentests. Aber die Arzneimittelbehörden haben sie noch nicht für den Notfall zugelassen. "Wir haben nicht viel Erfahrung mit diesen Tests im wirklichen Leben, und viele der Validierungen sind erst im Labor durchgeführt worden", sagt Salvaña.
Abgesehen von den Bedenken hinsichtlich der Kosten und der Verfügbarkeit befürchten die Forscher, dass bei einem rezeptfreien Test Personen, die positive Ergebnisse erhalten, sich nicht an die Gesundheitsbehörden wenden könnten, so dass ihre Kontakte nicht zurückverfolgt werden könnten. Ein weiteres Risiko bestünde darin, dass Menschen "das System ausnutzen", sagt Smith - zum Beispiel, indem sie jemand anderen dazu bringen, ihren Test zu machen - so dass sie sich eines negativen Ergebnisses sicher sein können und eine Quarantäne vermeiden. Ohne Anreize wie frei zugängliche Tests und ein existenzsicherndes Gehalt für diejenigen, die sich isolieren müssen, könnten Tests und Selbstisolation zu einem Luxus werden, der wohlhabenderen Menschen vorbehalten ist, argumentieren andere.
Eine weitere Sorge ist, dass die Menschen durch Tests, die nur eine begrenzte Genauigkeit haben, ein falsches Gefühl der Sicherheit bekommen. "Es besteht die große Gefahr, dass in dem Moment, in dem diese Tests allgemein verfügbar werden, die Menschen sie einfach benutzen und sagen: 'Es ist negativ, also bin ich klar'", sagt Koopmans.
Selbst wenn die Tests negativ sind, sollten die Menschen weiterhin ihre Hände waschen, Masken tragen und sich nicht in großen Gruppen versammeln, sagt sie. Tests, fügt sie hinzu, "können die grundlegenden Kontrollmaßnahmen nicht ersetzen, die erforderlich sind, um dieses Virus unter Kontrolle zu halten".
