PCR-Tests basieren auf der Polymerase-Kettenreaktion: Dabei wird ein kurzer DNA-Abschnitt mithilfe eines Enzyms vervielfältigt. Die Temperatur der entnommenen Probe wird auf die Aktivitätstemperatur des Enzyms erhöht und anschließend wieder abgekühlt. Durch die erniedrigte Temperatur wird auch die Aktivität des Enzyms wieder gestoppt. Bei einer erneuten Erwärmung beginnt der Vorgang von vorn. Dadurch verdoppelt sich mit jedem Durchgang die Zahl der Genkopien – solange, bis das Genmaterial in ausreichender Menge vorliegt und mit einer Fluoreszensreaktion ein Farbsignal ausgelöst werden kann.

570 Tests pro Stunde möglich

Die Firma Molecular Biology Systems aus den Niederlanden will nun einen Thermocycler entwickelt haben, der diesen Vorgang deutlich beschleunigen kann – innerhalb von 16 Minuten soll das Ergebnis des Tests vorliegen. Bei anderen Geräten dauert die Auswertung mehrere Stunden. Doch das Gerät soll weitere Vorteile besitzen: Es können mehrere Proben gleichzeitig untersucht werden – stündlich sollen bis zu 570 Tests durchgeführt werden können. Außerdem sei die Methode deutlich günstiger als die herkömmlichen Tests. Bei ihr werden einzelne Virusgene vervielfältigt und anschließend mit der Farbreaktion bestimmt.

Forscher der Universität Bielefeld haben den neuen Thermocycler mit bisherigen Geräten verglichen: Dabei seien die Ergebnisse der herkömmlichen Tests in allen Fällen reproduziert worden – allerdings in deutlich kürzerer Zeit und mit weniger Aufwand. Die Firma hofft nun auf einen Einsatz in staatlichen und privaten Laboren. Aufgrund der kurzen Auswertungsdauer könnte die Methode vor allem bei Reisenden am Flughafen oder auf Kreuzfahrtschiffen eingesetzt werden.

Zeitpunkt der Testung wichtig

Ein negatives Ergebnis stellt für viele Menschen eine Erlösung dar, doch Wissenschaftler warnen vor ungenauen Tests und falschen Resulaten. Mittlerweile ist klar, dass auch PCR-Test falsche Ergebnisse liefern können: Je nachdem, in welchem Infektionsstadium sich der Patient befindet, fallen bis zu 40 Prozent der Tests negativ aus. Ein negatives Ergebnis allein reiche daher nicht unbedingt aus, um eine Covid-19-Infektion auszuschließen – so lautet das Fazit einer Studie aus dem Fachmagazin „Annals of Internal Medicine“. Forscher der Johns Hopkins University warnen, dass die standardmäßig angewandte PCR-Methode allein nicht sehr aussagekräftig sei. Die Wissenschaftler hatten insgesamt sieben Studien zur Verlässlichkeit der Tests ausgewertet. Das Ergebnis: Im Mittel lieferten 20 Prozent der Tests ein falsch-negatives Ergebnis. Wie hoch diese Quote ausfällt, sei abhängig vom Infektionsstadium.

Mehr als 1300 Patienten waren in die Untersuchungen eingeschlossen. Die falschen Ergebnisse zeigten an, dass die Patienten nicht mit Sars-CoV-2 infiziert waren – weitere Tests hingegen fielen positiv aus und zum Teil konnten Antikörper nachgewiesen werden. Die Wissenschaftler zeigten auch, dass der Zeitpunkt der Probenentnahme einen Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Tests hat: In den ersten drei Tagen nach der Infektion war es so gut wie unmöglich, Viren vom Typ Sars- CoV-2 nachzuweisen. Die Forscher schlussfolgerten, dass so früh vorgenommene Tests unbrauchbar sind und dass ein Test 72 Stunden nach möglicher Infektion nicht durchgeführt werden müsste. Fünf Tage nach der Infektion stieg die Verlässlichkeit der Tests. Dennoch blieben 40 Prozent der Ergebnisse falsch-negativ. Bis zum achten Tag verringerte sich die Fehlerquote auf 20 Prozent, danach stieg sie wieder. Der beste Zeitpunkt zur Probennahme sei folglich der achte Tag, respektive der dritte Tag nach Einsetzen der Symptome, so die Wissenschaftler.

Selbst dann, wenn der achte Tag zur Probennahme gewählt wurde, betonen die Wissenschaftler, würden die Tests noch häufig versagen. Fehlerhafte Probennahmen sind nur eine mögliche Ursache, die Forscher weisen darauf hin, dass Patienten eine unterschiedlich hohe Viruslast in Nase und Rachen haben. Bei einem Menschen mit einer sehr geringen Viruskonzentration auf den Schleimhäuten würden auch wiederholte Tests somit keine besseren Informationen liefern.