CoronaGesellschaft

Corona-Tests als Basis für eine Exit-Strategie

Ganz grundsätzlich gesagt haben in der Corona-Krise alle Länder dasselbe Ziel. Die Infizierungskurve soll möglichst flach gehalten werden, um eine Überforderung des Gesundheitssystems zu verhindern. Dieses Ziel versuchen alle Länder zunächst einmal dadurch zu erreichen, dass zwischenmenschliche Kontakte soweit wie möglich reduziert werden.

Diese Maßnahmen zur Reduzierung von Kontakten müssten allerdings (das sagen viele Studien) über mehrere Monate hinweg durchgehalten werden, was aus heutiger Sicht nur schwer erreichbar scheint. Deswegen tasten sich viele Länder gerade langsam vor um festzustellen, welche Lockerungen vertretbar sind, um die Fallzahlen auf einem stabilen Level zu halten und das Gesundheitssystem nicht zu überfordern.

Aber es gibt auch noch einen anderen Weg, nämlich eine möglichst umfassende und fortlaufende Testung der Bevölkerung. Wenn es eine Möglichkeit gäbe, die komplette Bevölkerung ständig auf eine Infektion zu testen, könnten die Beschränkungen gelockert werden. Weil man in diesem Fall eine Infektion sehr schnell erfassen und entsprechende Maßnahmen ergreifen könnte.

Aus diesem Grund soll in Luxemburg in der nächsten Woche ein großes Forschungsprojekt starten, dass ein Abbild der Verbreitung des Virus in der Bevölkerung ermöglichen soll. Dazu sollen bis zu 20.000 Tests täglich durchgeführt werden.

Das ist ganz grundsätzlich eine exzellente Neuigkeit, weil eine genügend große Testkapazität Luxemburg vielleicht schon in sehr naher Zukunft als erstem Land der Welt einen fast vollständigen Verzicht auf die aktuell geltenden Eindämmungs-Maßnahmen erlauben könnte.

Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Frage, ob das Testprogramm der Regierung eine Basis für eine nachhaltige Exit-Strategie liefert und was für eine solche Strategie überhaupt notwendig ist.

Wie wird überhaupt getestet?

Um überhaupt über Corona-Tests diskutieren zu können, möchte ich zunächst einmal erklären, mit welcher Art von Tests sich SARS-CoV-2 überhaupt nachweisen lässt und welcher Zeitpunkt im Krankheitsverlauf für den jeweiligen Test in Frage kommt.

Welcher Test zu welchem Zeitpunkt?

Um eine sinnvolle Test-Strategie zu entwickeln ist es zunächst einmal sinnvoll zu wissen, zu welchen Zeitpunkt der Krankheit welcher Test überhaupt Resultate liefern kann.

  • Ungefähr in den ersten 3 bis 10 Tagen nach der Infektion ist Virusmaterial im Rachenraum vorhanden und kann mit Material aus einem Rachenabstrich mittels eines PCR-Tests nachgewiesen werden.
  • Nach diesem Zeitraum repliziert das Virus im Lungentrakt und ist in den meisten Fällen nicht mehr mit einem Rachenabstrich nachzuweisen. Der Nachweis erfolgt dann entweder durch einen Abstrich aus den tiefen Atemwegen (PCR), aus dem Stuhlgang oder mithilfe einer Lungen-CT.
  • Ab ungefähr dem 10 Tag nach der Infektion sind Antikörper im Blut des Patienten nachweisbar. Diese Antikörper bleiben für einige Monate im Blut, ein Antikörper-Test kann daher auch als Nachweis über eine bereits überstandene Infektion mit SARS-CoV-2 dienen.

Die klassischen PCR-Tests mittels Rachenabstrich liefern also nur in einem relativ kleinen Zeitfenster ein zuverlässiges Ergebnis. Antikörper-Tests liefern hingegen über einen längeren Zeitraum hinweg Ergebnisse, eignen sich aber nicht zum Nachweis einer aktiven Infektion. Mehr Information über die einzelnen Testverfahren finden Sie in den folgenden Absätzen.

PCR-Tests

Ein PCR-Test (Polymerase-Kettenreaktion) beruht auf der Vervielfältigung eines Virus und der Erzeugung einer Farbreaktion. Beim normalen Testverfahren wird hierfür ein Abstrich tief im Rachenraum vorgenommen. Das entnommene Sekret wird dann auf das Vorhandensein des Virus getestet.

Eine Einschränkung bei PCR-Tests aus dem Rachenraum besteht allerdings darin, dass die PCR im Rachenabstrich nur in den ersten ungefähr 3 bis 10 Tagen nach der Infektion zuverlässig positiv ist. Danach verschwindet das Virus bei einem Großteil der Patienten aus dem Hals und repliziert in der Lunge. Dann lässt sich das Virus mit einem Abstrich nur noch aus hochgehusteten Schleim (Sputum) oder mit Material aus den tiefen Atemwegen (mithilfe eines Absaugkatheters) nachweisen.

Anmerkung: Dieses Verhalten des Virus erklärt sich daraus, dass Viren immer möglichst effiziente Wege zur Übertragung auf andere Träger suchen. Diese Übertragung geschieht am einfachsten durch eine Tröpfchen-Übertragung aus dem Rachenraum. Erst nach einer genügend langen Übertragungs-Periode replizieren Viren dann in anderen Teilen des Körpers, dadurch entstehen dann zu einem späteren Zeitpunkt die eigentlichen Krankheits-Symptome.

Der PCR-Test aus dem Rachenabstrich kann also auch bei symptomatischen Patienten trotz vorhandener Infektion durchaus negativ ausfallen. Dann nämlich, wenn der Patient erst in einem relativ späten Stadium (ab der zweiten Krankheitswoche) getestet wird und das Virus bereits in der Lunge repliziert.

PCR-Tests im Labor

PCR-Tests finden derzeit in entsprechend ausgestatteten Laboren statt. Je nach verwendeter Testmaschine dauern solche Tests zwischen zwei und sechs Stunden. Dazu kommt die für den Transport des Abstrichs zum Labor benötigte Zeit. Normalerweise liegen daher die Ergebnisse eines laborbasierten PCR-Tests erst nach 24 bis 48 Stunden vor.

Allerdings muss natürlich auch eine ausreichende Testkapazität zur Verfügung stehen, um die gerade benötigten Tests auch tatsächlich zeitgerecht durchführen zu können. Und diese Testkapazität wird nicht nur von der Anzahl der Testmaschinen und dem verfügbaren Personal bestimmt.

Selbst wenn genügend Testmaschinen und Laborpersonal vorhanden ist, werden für einen PCR-Test bestimmte Grund-Reagenzien für den eigentlichen Test und für die Gewinnung der Virus-Nukleinsäure aus den Proben (das ist ein separater Laborprozess) benötigt. Außerdem werden auch Abstrichkits zur Entnahme der Proben benötigt. Aufgrund der weltweit extrem hohen Nachfrage sind diese Materialien auf dem Weltmarkt nur noch schwer zu beschaffen.

Mehr über PCR-Tests im Labor finden Sie bei Interesse auch hier im Gesundheitsportal von Österreich.

PCR-Schnelltests

Eine Lösung zur schnellen Testung auf eine aktive Infektion könnten PCR-Tests in Form von sogenannten Lateral-Flow-Tests, also als Teststreifen, sein. Mit solchen Teststreifen lässt sich in wenigen Minuten aus einem Abstrich feststellen, ob eine aktive Infektion mit SARS-CoV-2 vorliegt.

Solche Lateral-Flow-Tests gibt es bereits jetzt auf dem Markt, sie sind allerdings nicht geprüft und liefern in Studien zu viele fehlerhafte Ergebnisse. Und Tests, die eine Infektion nicht zuverlässig erkennen können, taugen kaum für den massenhaften Gebrauch zum Schutz der Bevölkerung.

Das könnte sich allerdings sehr schnell ändern. Denn bei der Covid-19-Erkrankung befindet sich bereits in einem frühen Stadium der Infektion sehr viel Virusmaterial im Rachenraum. Weltweit bemühen sich sehr viele Forschungsgruppen um die Entwicklung solcher Schnelltests, daher dürfte es hier bis zu einem Durchbruch nicht allzu lange dauern. Und da die Herstellung dieser Tests relativ einfach möglich ist, dürfte ein einmal funktionierender Schnelltest dann auch recht schnell in großen Stückzahlen verfügbar sein.

Sobald einmal ein geprüfter, zuverlässiger und in großer Stückzahl verfügbarer Lateral-Flow-Test vorliegt, könnte das zu einer merklichen Entspannung der Situation führen. Denn dann könnten beliebige Personen sehr schnell auf eine aktive Infektion getestet und die entsprechenden Maßnahmen (beispielsweise Quarantäne) veranlasst werden. Und damit stände einer Lockerung der Ausgangssperren nichts mehr im Wege, da dann tägliche Tests möglich wären.

Problematisch wäre bei dieser Lösung allenfalls der Abstrich selbst, denn er muss im tiefen Rachenraum erfolgen. Nicht geschulte Personen machen hierbei fast zwangsläufig Fehler, der Abstrich sollte von geschultem Personal durchgeführt werden. Für den Hausgebrauch werden sich Lateral-Flow-Tests daher eher nicht einsetzen lassen.

Antigen-Tests

Recht vielversprechend sieht auch die Entwicklung sogenannter Antigen-Schnelltests aus. Diese Tests arbeiten wie die oben genannten PCR-Streifentests mit einem Teststreifen, reagieren allerdings auf Proteine, also Eiweißbausteine, des Erregers in Abstrichen aus der Nase.

Diese Schnelltests sind ebenfalls in der Lage, eine aktive Infektion mit SARS-CoV-2 innerhalb einiger Minuten nachzuweisen, allerdings momentan noch mit einer geringeren Trefferquote als laborbasierte PCR-Tests.

Solche Tests lassen sich sehr schnell und kostengünstig auf vielen Produktionsanlagen weltweit herstellen und könnten eine echte Alternative zu Lateral-Flow-PCR-Tests sein. Und da der eigentliche Abstrich hier weitaus weniger fehleranfällig ist, würden sich solche Tests auch für den Hausgebrauch eignen.

Die US-Arzneimittelbehörde FDA hat vor ein paar Tagen einem ersten solchen Antigentest auf das neue Corona-Virus eine Notfallgenehmigung erteilt. Die Forschung geht also auch hier weiter.

Computer-Tomographie

Ein Lungenbild aus einem Computer-Tomographen (CT) kann den Nachweis einer Covid-19-Erkrankung auch dann liefern, wenn im Rachenraum nicht mehr genügend Virenmaterial für eine PCR vorhanden ist.

Die CT liefert damit eine sichere Möglichkeit der Diagnostik, nachdem das SARS-CoV-2-Virus nur noch in der Lunge repliziert und im Rachenraum schon nicht mehr nachweisbar ist. Deshalb wurden beispielsweise in Luxemburg mehrere Computer-Tomographen exklusiv zur Erkennung von Covid-Patienten beschafft.

Antikörper-Tests

Bei Antikörpertests wird eine Blutprobe des Patienten darauf getestet, ob sich die vom Immunsystem gebildeten Antikörper auf das SARS-CoV-2-Virus im Blut befinden. Ist das der Fall, dann war der Patient bereits einmal mit dem Virus in Kontakt und könnte gegen eine erneute Infektion immun sein. Antikörpertests sind sehr wichtig, um die Höhe der Dunkelziffer der Infizierten in der Bevölkerung festzustellen. Mehr über diese Tests finden Sie auch im Artikel Die Bedeutung der Corona-Immunität in diesem Blog.

Allerdings eignen sich Antikörpertests in keinem Fall zum Nachweis einer aktiven SARS-CoV-2-Infektion, da die Antikörper erst nach ungefähr zehn Tagen nach einer Infektion im Blut nachweisbar sind. Also zu einem Zeitpunkt, zu dem die getestete Person schon recht lange ansteckend war. Aber immerhin lassen sich mit ihrer Hilfe Menschen identifizieren, die bereits eine SARS-CoV-2-Infektion durchgemacht haben.

Antikörpertests lassen sich auf verschiedene Arten durchführen, auf die ich in den folgenden Absätzen eingehe.

Antikörpertests im Labor

In Laboruntersuchungen werden im Allgemeinen entweder automatisierte ELISA-Tests oder manuelle Immunfluoreszenz-Tests zum Nachweis der Antikörper im Blut verwendet. Mit diesen Tests erhält man bereits recht sichere Ergebnisse. Eine zusätzliche Absicherung dieser Ergebnisse ist sogenannte Neutralisations-Tests im Labor möglich, durch diese können Fehler im Nachweis nahezu ausgeschlossen werden.

Aber auch bei Antikörpertests im Labor gibt es, wie schon bei den PCR-Tests zum Nachweis einer aktiven Infektion, gewisse Kapazitätsgrenzen, die durch die Anzahl der Maschinen, das verfügbare Laborpersonal und den zum Testen notwendigen Zeitaufwand bestimmt werden.

Antikörper-Schnelltests

Sogenannte Lateral-Flow-Tests sind bereits auf dem freien Markt erhältlich. Es handelt sich dabei um Teststreifen, auf die ein Tropfen Blut gegeben wird und die durch eine Farbänderung anzeigen sollen, ob sich Antikörper gegen SARS-CoV-2 im Blut befinden.

Leider gibt es allerdings keine unabhängige Verifikationsstelle für solche Tests, jeder Hersteller führt seine eigene Validierung durch. Und da diese Tests häufig kreuzreagieren (d.h. auch auf andere Antikörper anschlagen) ist keine allzu große Sicherheit gegeben. Zum heutigen Zeitpunkt sind sie nicht genau genug, um eine zurückliegende Infektion mit hinlänglicher Sicherheit nachzuweisen. Einen Einblick in die Leistung der verfügbaren Schnelltests finden Sie beispielsweise hier beim Deutschlandfunk.

Ein wirklich zuverlässiger Schnelltest könnte allerdings breite Tests ermöglichen und damit die Höhe der Dunkelziffer sehr schnell abklären. Aber, wie oben schon gesagt, gibt es im Moment keine hinreichend sicheren Schnelltests. Aber auch in diesem Bereich wird natürlich ständig weiter geforscht, zuverlässige Antikörper-Schnelltests könnten also durchaus recht zeitnah verfügbar sein.

Mit einer Kombination aus einem Antikörper-Schnelltest und einer Laboruntersuchung bei positivem Befund ließe sich relativ schnell abklären, welche Personen in der Bevölkerung bereits mit SARS-CoV-2 infiziert waren und daher als immun gelten können. Dazu müssen allerdings die zur Kontrolle notwendigen Laborkapazitäten auch tatsächlich vorhanden sein.

Aber, wie oben schon gesagt, kann ein Antikörpertest nur eine bereits überstandene Infektion nachweisen.

Eine sinnvolle Test-Strategie für die Zukunft

Wenn genügend Material für verschiedene Testverfahren verfügbar ist, steht großflächigen Tests in der Bevölkerung nichts im Wege. Ganz besonders wichtig ist dabei, dass zuverlässige Lateral-Flow-Tests (Teststreifen) sowohl für den PCR- als auch für den Antikörper-Test zur Verfügung stehen.

Nur mit einer genügend großen Verfügbarkeit solcher Schnelltests könnte jede Person zu einem beliebigen Zeitpunkt (Betreten bestimmter Gebäude, fliegende Kontrollen usw.) sowohl auf eine aktive als auch auf eine überstandene Infektion getestet werden. Entsprechende Maßnahmen (Quarantäne, Laboruntersuchung, ärztliche Behandlung) könnten dann sofort veranlasst werden.

Wenn solche Tests in genügend kurzen Intervallen durchgeführt werden können, dann wären Ausgangssperren, Social Distancing und Geschäfts-Schließungen nicht mehr nötig, sogar kleinere Veranstaltungen könnten dann wieder stattfinden. Allenfalls auf große Veranstaltungen, Urlaubsreisen und überfüllte Cafés müsste wohl immer noch verzichtet werden.

Leider ist das, wie oben gesagt, momentan noch Zukunftsmusik. Aber es könnte sehr schnell Realität werden. Denn mit einer genügend großen Laborkapazität ließe sich das Problem unzuverlässiger Lateral-Flow-Tests zumindest zum Teil lösen. In diesem Fall müsste jeder positive Schnelltest, egal ob auf Antikörper oder aktive Viren, durch einen sofortigen Labortest verifiziert werden. Bis zum Vorliegen des endgültigen Resultats müssten die Resultate der Schnelltests als vorläufig betrachtet werden.

Als Resultat hätte man dann drei Gruppen von Personen. Für diejenigen mit aktiver Infektion würde dann Quarantäne mit ständiger Kontrolle des Gesundheitszustandes gelten. Diejenigen, die entweder bereits geheilt sind oder noch gar nicht infiziert waren, hätten vollständige Bewegungsfreiheit. Eventuell könnte man über eine weitere Gruppe für Risikopatienten nachdenken, falls zusätzliche Einschränkungen für diese Gruppe gewünscht werden.

Auch mit einer solchen Strategie würde es natürlich immer wieder neue Infektionen geben, das Virus würde nicht verschwinden. Aber die Verbreitung des Virus würde sich soweit verlangsamen, dass selbst bei einem Verzicht auf den größten Teil der heutigen Eindämmungs-Maßnahmen die Situation kontrollierbar bleiben würde. So könnte sich auf Dauer langsam eine Herdenimmunität entwickeln.

Eine unabdingbare Voraussetzung für ein solches Szenario ist allerdings, wie oben bereits gesagt, die schnelle Verfügbarkeit einer großen Anzahl zuverlässiger Schnell-Tests. Klassische Labor-Tests alleine sind schon aufgrund des Zeitaufwands und der begrenzten Laborkapazitäten kaum dafür geeignet.

Fazit

Luxemburg könnte tatsächlich das erste Land der Welt werden, dass zum Testen seiner gesamten Bevölkerung in der Lage ist. Allerdings ist es für eine abschließende Bewertung und allzu großen Optimismus im Moment noch zu früh.

Momentan wurden neue PCR-Test-Verfahren mit einer Maximal-Kapazität von 20.000 Tests pro Tag angekündigt (mit Testverfahren der Luxemburger Firma „Fast Track Diagnostics). Damit verbessert sich die Situation zwar erheblich, für eine komplette Exit-Strategie fehlen allerdings sowohl Schnelltests als auch Antikörper-Tests.

Deswegen ist es im Moment sicher auch in Luxemburg noch zu früh, um von einer Entwarnung zu sprechen. Aber die Ankündigung des Testprogramms ist trotzdem mehr als nur ein Silberstreif am Horizont. Weil es erstmals einen Weg zu einer sinnvollen und nachhaltigen Lösung für eine umfassende Lockerung der Maßnahmen ohne unkalkulierbare Risiken weisen könnte.

Aber bis zum Vorliegen einer solchen Lösung werden wir uns trotzdem noch etwas gedulden müssen. Denn die anvisierten Tests werden nicht alle oben genannten Bereiche abdecken, außerdem müssen die notwendigen Testkapazitäten erst einmal geschaffen werden.

Und bis dahin sollte Luxemburg sinnvollerweise auf alle Maßnahmen verzichten, die ein erhöhtes Risiko für ein Wiederaufflammen der explosiven Entwicklung der Infektionen bedeuten könnten.

Die seit letzten Montag geltenden Lockerungen im Bausektor stellen dabei vermutlich kein allzu großes Risiko dar. Die Resultate dieser ersten Lockerungs-Maßnahme dürften sich ab Mitte nächster Woche in den Zahlen bemerkbar machen und damit bewertbar werden.

Über die geplanten Schulöffnungen allerdings sollte noch einmal eingehend nachgedacht werden. Die Risiken einer Schulöffnung lassen sich nur durch regelmäßige (am besten tägliche) Tests mithilfe von zuverlässigen PCR- und Antikörper-Schnelltests unter Kontrolle halten, die bisher vorgesehenen einmaligen Labortests reichen hier sicherlich nicht aus. Mehr darüber finden Sie auch im Artikel Warum die Schulen geschlossen bleiben sollten hier im Blog.

Sicherlich ist die Ankündigung der Teststrategie für Luxemburg alleine noch kein Grund für Freudensprünge. Aber Luxemburg könnte trotzdem kurz davor stehen, als erstes Land der Welt einen gangbaren und relativ risikolosen Weg aus dieser Krise zu finden. Und diese Möglichkeit sollten wir uns nicht dadurch verbauen, dass wir jetzt die Geduld verlieren und übereilt handeln.

Wie denken Sie darüber? Haben Sie Anmerkungen oder andere Ideen zu diesem Thema? Oder sehen Sie es ganz anders? Schreiben Sie es mir in den Kommentaren.

Claus Nehring

Der Autor ist freiberuflicher Autor, Texter und Web-Entwickler mit Sitz in Luxemburg. Er ist diplomierter Informatiker und Statistiker und verfügt über jahrelange Erfahrung in der Visualisierung und Modellierung großer Datenmengen. Er publiziert Artikel zu Themen rund um Gesellschaft, Internet und verschiedene Wissenschaftsgebiete in seinem eigenen Blog und in verschiedenen Foren.

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