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An extract from a press conference, October 22nd 2021

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Jan Josef Liefers im Interview mit einem unserer Gastautoren Prof. Dr. Stephan Russ-Mohl

PCR-Test

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In diesem Artikel geht es um den PCR-Test. Wozu wurde dieser Test entwickelt, wozu ist er geeignet und wie kommt er zum Einsatz? Was sind seine Vor- und Nachteile, auch im Vergleich mit anderen Testmöglichkeiten?

Was ist eine Infektion?

Als Infektion bezeichnet man den Eintritt von Mikroorganismen (z.B. Viren, Pilze oder Bakterien) in einen Organismus sowie ihre Ansiedlung und Vermehrung. Im weiteren Sinne werden auch Infektionskrankheiten ungenau als Infektionen bezeichnet.1

Ansteckungen bei wenig symptomatischen Personen sind selten, aber möglich. Es werden Fälle beschrieben von wenig symptomatischen/asymptomatischen Menschen, die eine hohe Viruslast tragen und infektiös sind (Superspreader). Genaue Zahlen existieren jedoch nicht. Von der Patientin 1 in Deutschland, einer Geschäftsreisenden aus China, weiß man mittlerweile, dass sie ihre Symptome medikamentös unterdrückt hat. 2

Was bedeutet Spezifität?

Die Spezifität gibt die Wahrscheinlichkeit an, dass Gesunde auch als Gesunde identifiziert werden. Beispiel: Man hat 100 wirklich Gesunde, einer wird falsch positiv getestet, das heißt, die Spezifität liegt bei 99%.

Was bedeutet Sensitivität?

Die Sensitivität gibt an, bei wie vielen infizierten Personen tatsächlich ein positives Testergebnis auftritt. Je höher die Sensitivität, umso sicherer erfasst der Test die Präsenz von Viren-RNA.

Wozu wurde der PCR-Test ursprünglich entwickelt?

Der PCR-Test wurde von dem amerikanischen Biochemiker Kary Mullis 1983 für Laborzwecke entwickelt, um minimalste Virenpartikel zu identifizieren, aber nicht um Diagnosen bzgl. einer Erkrankung zu stellen.3

Der SARS-CoV2 PCR-Test und seine Entwicklung

Im Januar 2020 wurde der PCR-Test auf SARS-CoV-2 als Modell anhand von Genomdaten des SARS-CoV von 2003 in der Charité Berlin von Prof. Christian Drosten und Mitarbeitern erstellt. Jedoch ohne eine Patientenprobe untersucht zu haben, also ohne isoliertes SARS-Cov-2 von 2019 als Vorlage.4

Ab Februar 2020 wurden Virusisolate detektiert, die für die weitere Testentwicklung genommen wurden.

Was heißt eigentlich PCR? Und was ist der CT-Wert?

PCR steht für Polymerase Chain Reaction (engl.) bzw. Polymerase Kettenreaktion (dt.). Die Polymerase ist ein Enzym, mit dessen Hilfe eventuell vorhandenes winzig kleines genetisches Material (z.B. RNA-Bruchstücke von Viren) vervielfältigt wird, um ein eventuelles Vorhandensein dieser Bruchstücke überhaupt nachweisbar zu machen. Die Kettenreaktion bezieht sich auf die ständige Wiederholung dieser Vervielfachung. Die Vervielfachung sorgt für eine exponentielle Verdopplung des Wertes. Das bedeutet, dass je mehr Zyklen durchgeführt werden, der Test auch bei ursprünglich geringster Virenlast ohne klinische Relevanz positiv ausfällt. Oder anders gesagt: Je höher der CT-Wert (cycle threshold – dt. Zyklusschwelle), umso eher kann ein Bruchstück gefunden werden. Je kleiner der CT-Wert ist (also der Schwellenwert, ab dem Partikel nachweisbar sind), umso wahrscheinlicher ist ein Virenbefall. Ab einem CT-Wert von 30 nimmt die Kultivierbarkeit des Virus signifikant ab. Ab einem Wert von 35 ist quasi kein kultivierbares Virus mehr nachweisbar.5

PCR-Tests werden also genutzt, um nach Bestandteilen des genetischen Materials eines Virus zu suchen und eine mögliche Präsenz nachzuweisen. Der Test kann aber auch dann positiv ausfallen, wenn nur Virenbruchstücke oder inaktive Viren vorliegen. Unterschiedliche PCR-Tests suchen zwischen einer und drei Gensequenzen. Bei nur einer Gensequenz wird das Ergebnis ungenauer und die Gefahr eines falsch positiven Tests steigt. Der anfangs von der WHO empfohlene sogenannte Drosten-Test suchte nach einer Gensequenz. Die in Luxemburg eingesetzten Tests messen bis zu drei Gensequenzen.

Der CT-Wert bezeichnet die Anzahl der Wiederholungen (Zyklen) der oben genannten Vervielfältigung. Praktisch gesehen kann man aus diesem Wert schließen, wie viele genetische Bruchstücke ursprünglich in der Probe waren. Die Infektiösität und die Schwere der Erkrankung hängen unter anderem von der Anzahl der Viren ab, die in Nase, Mund, Rachen vorhanden sind, aber auch vom individuellen Immunsystem des Betroffenen.

Infektiöse Virenzahlen schlagen bei einem CT-Wert von 15 – 25 an. Hier ist man prinzipiell ansteckend. Bei 25 – 30 ist die Ansteckungsgefahr geringer, außer bei sehr nahem Kontakt. Bei einem CT-Wert zwischen 30 – 35 gibt es eine Grauzone, in der es statistisch möglich ist, ansteckend zu sein, wobei dies aber immer unwahrscheinlicher wird. Ab einem CT-Wert von 35 sind eigentlich keine infektiösen Viren mehr vorhanden. Durch die extreme Genauigkeit des Tests aufgrund der Vervielfältigungen können jedoch immer noch Virenfragmente nachgewiesen werden, obwohl sie keine klinische Relevanz mehr haben. Der Test fällt trotzdem positiv aus.

Am 20.01.2021 wurden die Corona-Testrichtlinien von der WHO aktualisiert. Die Aktualisierung besagt, dass ein positives Testergebnis allein nicht mehr ausreicht, um eine Infektion oder Erkrankung zu diagnostizieren. Bereits im Dezember 2020 warnte die WHO vor einer unsachgemäßen Verwendung. Um die Viruslast zu bestimmen, müsse man mindestens den CT-Wert berücksichtigen und in einigen Fällen den Schwellenwert, ab wann ein Test positiv ist, manuell anpassen.

Die WHO erinnert IVD-Benutzer daran, dass die Prävalenz (Häufigkeit) von Krankheiten den Vorhersagewert der Testergebnisse verändert. Mit abnehmender Prävalenz (Häufigkeit) steigt das Risiko falsch positiver Ergebnisse (2). Dies bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person mit einem positiven Ergebnis (SARS-CoV-2 nachgewiesen) tatsächlich mit SARS-CoV-2 infiziert ist, mit abnehmender Prävalenz (Häufigkeit) abnimmt, unabhängig von der behaupteten Spezifität (Wahrscheinlichkeit).“ 6

Wie wird in Luxemburg getestet?

Laut dem Stand von Mitte Oktober 2020 benutzt eines der luxemburgischen Labore den Test Allplex von SeegeneTM. SeegeneTM ist eine koreanische Firma, deren Test 2020 eine provisorische Zulassung erhielt, die bedingt durch die sanitäre Notlage erteilt wurde.

Der Allplex Test ist qualitativ, das heißt, er kann nur aussagen, ob bei einem CT-Wert zwischen 10 – 40 RNA Bruchstücke von SARS-Cov-2 gefunden wurden, aber nicht genau, bei welchem Wert. Andere Labore arbeiten mit Tests, die bis zu 40 Zyklen vervielfältigen.

Letztes Jahr teilten luxemburgische Labore nicht mit bei welchem CT-Wert der Test positiv anschlägt, was jedoch wichtig wäre um eine Infektiösität auszuschließen. Dies ist auch bei vielen Laboren in Deutschland der Fall. Das deutsche Labor Gärtner weist auf die Wichtigkeit des CT-Wertes in einem Informationsschreiben hin.7

Allerdings beginnen seit Januar 2021 luxemburgische Labore, wie Laboratoire national de Santé (LNS), die CT-Werte auf den Testergebnissen zu kommunizieren.

Beispiel für ein Testergebnis:

SARS-CoV-2 positiv 1

CT-Werte E-Gen: 20.14 , N-Gen: 20.78, MOP/S-Gen: 20.85

Das bedeutet, dass 3 Genomsequenzen getestet werden und der CT-Wert der PCR-Tests momentan bei etwa 20 liegt.

Antigen-Schnelltests werden zurzeit in Luxemburg nicht gemacht, weil das Gesundheitsministerium diese für zu ungenau hält. Um sicher zu sein, müsste man trotzdem noch einen PCR-Test zu Kontrolle machen.

Die Qualität der Probenentnahme

Wichtig für eine höchstmögliche Genauigkeit des Testergebnisses sind Art und Weise der Abstrichentnahme, der Ort (Nase, Mund, Lunge) – z.B. liegt beim Allpex-Test die Spezifität Nase/Mund bei 94,8% und Lunge bei 97,87% – als Beispiel: von 10.000 Tests gibt es statistisch im Idealfall von allen Probenentnahmen trotzdem 213 falsch positive Ergebnisse -, der Zeitpunkt der Entnahme (präsymptomatisch, symptomatisch oder nach einer Infektion), und ob geschultes, sicher nicht kontaminiertes medizinisches Fachpersonal die Probe entnimmt. Wichtig sind auch die Menge des Probenmaterials und der sachgemäße Transport vom Probenentnahmeort zum Labor. Die enorme Datenmenge durch die Vielzahl der Tests und die damit verbundene Überlastung der Labore kann ebenfalls Fehler generieren. 8, 9

So reichen schon minimalste Kreuzkontaminationen aus, um Proben zu verseuchen. Dadurch kommt zu vermehrten Positivtestungen, die sich bei erneuter Testung dann als negativ herausstellen. Auf dieses Problem weist Prof. Drosten in seinem Podcast hin.10

Dies hat sich unter anderem bei einem Fall einer Klinik in Taufkirchen in Bayern (D) gezeigt, wo von 60 Testungen 58 falsch positiv waren.11

Problematik des PCR-Tests

Neben der kaum zu haltenden notwendigen Qualität der Probenentnahme ist ein weiteres Problem, dass keine asymptomatischen Menschen Priorität zur Testung haben sollten. Darauf weisen sowohl das Robert-Koch-Institut als auch das Johns Hopkins Center for Health Security hin.

Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung haben Personen, die asymptomatisch sind und sich nicht in Umgebungen mit hohem Risiko befinden, keine Priorität für Tests. 12

„Von einer ungezielten Testung von asymptomatischen Personen wird aufgrund der unklaren Aussagekraft eines negativen Ergebnisses (lediglich Momentaufnahme) in der Regel abgeraten.“ 13

Je mehr asymptomatische Personen getestet werden, desto höher ist die Gefahr eines falsch positiven oder auch falsch negativen Testergebnisses. Das erklärt auch, warum negativ getestete Menschen eine typische Covid-Symptomatik aufweisen können oder aber positiv getestete keine Symptome entwickeln. PCR-Tests sollten daher nur zur Bestätigung einer Verdachtsdiagnose herangezogen werden. Zurzeit sind jedoch die meisten Getesteten asymptomatisch, sei es, dass sie einer Einladung zum Large Scale Testing gefolgt sind oder wenn ein negativer Test für Arbeit, Schule oder Reisen benötigt wird.

Im CHL (Centre Hospitalier Luxembourg) wurden 20% der Patienten (Mitte Oktober 2020), die per Lungenscanner eine nachgewiesene Corona-Pneumonie hatten, trotzdem negativ getestet. Dies war wahrscheinlich der Fall, weil die Viren sich in der Lunge befanden und nicht im Nasenrachenraum (dort, wo der Testabstrich genommen wurde). Das heißt zwar, dass bei 20% der negativ getesteten Corona-Patienten eine Ansteckung durch Husten erfolgen kann. Allerdings sind diese Patienten mit einer starken Symptomatik erkrankt und können nicht als asymptomatisch bezeichnet werden.

Zu den falsch Positiven liegen keine offiziellen Zahlen vor. Durch die hohe Testzahl und damit die gestiegene Zahl der positiv Getesteten ist eine systematische Nachverfolgung durch den Staat kaum mehr möglich. Es wird nun gebeten, dass die positiv Getesteten sich selbst um die Nachverfolgung kümmern.14

Außerdem sind die Labore (in Bezug auf Prozeduren, Testkits…) nicht standardisiert, das heißt, dass bei einem Labor der CT-Wert von 30 etwas anderes aussagt als der CT-Wert von 30 bei einem anderen Labor, so Prof. Drosten.15

Ein weiterer Punkt ist, dass Symptome auch durch andere Viren, wie z.B. Influenza– oder Rhinoviren hervorgerufen werden können. Mit dem PCR-Test werden RNA-Fragmente gefunden, die auf eine SARS-CoV-2 Infektion hinweisen könnten. Ob das auch Influenza- oder Rhinoviren sind, ist schlussendlich nicht geklärt, weil nach diesen Viren nicht spezifisch gesucht wird. SARS-CoV-2 allein als Krankheitsursache festzulegen, ist somit in dieser Hinsicht unsicher und es sollte eine sogenannte Differenzialdiagnostik erfolgen (Test auf andere Erreger). Wird ein Patient zum 2. Mal positiv auf SARS-CoV-2 getestet und entwickelt Krankheitssymptome, sollte in diesem Fall auch auf andere Erreger getestet werden. Die Differenzialdiagnose kann eine Infektion mit anderen Viren ausschließen.

PCR-Tests sind zudem nicht dazu geeignet, eine vergangene Infektion oder die Immunität nachzuweisen. Das heißt, der Test kann positiv anschlagen, weil noch Trümmer des Virus nachgewiesen werden, obwohl es keine aktiven Viren bzw. akuten Zellbefall durch Viren (wie im Krankheitsfall) mehr gibt.

Desweiteren stellt sich auch die Frage der Datensicherheit und was mit den DNA-Proben der getesteten Personen und den Ergebnissen auf lange Sicht geschieht. 

Bezüglich der Zählung von sogenannten Neuinfektionen ist zudem nicht klar, ob jemand mehrfach gezählt wird, wenn er zwei oder drei positive Tests binnen zwei Wochen hat, aber nur einmal krank geworden ist.

Was, wenn man nach einer nachgewiesenen Infektion schon negativ getestet wurde und der darauffolgende Test wieder positiv ist?

Sogenannte „Rückfälle“ sind bei SARS-CoV-2 sowie bei jedem anderen Erreger möglich, wenn der Erkrankte bereits symptomfrei war und durch Kontaminierung im Nasen-Rachen-Bereich wieder Virenfragmente nachweisbar sind. Diese Viren sorgen bei genesenen Patienten nicht für eine erneute Erkrankung. Wenn der Patient jedoch wieder Symptome entwickelt, sollte man unbedingt nach anderen Krankheitserregern bzw. Krankheitsursachen suchen.

Ein PCR Test kann also positiv sein, obwohl ein vorheriger Test nach einer Infektion negativ war.16

Das ist generell die Problematik der falsch positiv und falsch negativ möglichen Testergebnisse. Außerdem sind die Bedingungen für die Tests nicht standardisiert und können von Labor zu Labor sowie von Testkit zu Testkit verschieden sein. Dies ist unter anderem auch die Aussage von Prof. Drosten der Charité Berlin, der sagte, dass ein 30er CT-Wert bei einem Labor etwas anderes aussagen kann als der 30er CT-Wert eines anderen Labors.17

Alternativen zum PCR-Test bzw. komplementäre Methoden

Alternativ zum PCR-Test existieren auch Antigen- und Antikörper-Tests.

Antigen-Tests zählen zu den Schnelltests. Die WHO sagt zu den Antigen-Tests:

„Eine neue Technologie für den COVID-19-Nachweis ist verfügbar geworden, die viel einfacher und schneller durchzuführen ist als die derzeit empfohlenen Nukleinsäure-Amplifikationstests (NAAT), wie z.B. die PCR. Diese Methode beruht auf dem direkten Nachweis von SARS-CoV-2-Virusproteinen in Nasenabstrichen und anderen Atemwegssekreten mit Hilfe eines Lateral-Flow-Immunoassays (auch RDT genannt), der Ergebnisse in < 30 Minuten liefert. Obwohl diese Antigen-Nachweis-RDTs (Ag-RDTs) wesentlich weniger empfindlich als NAAT sind, bieten sie die Möglichkeit einer schnellen, kostengünstigen und frühzeitigen Erkennung der infektiösesten COVID-19-Fälle unter geeigneten Bedingungen.“ 18

Antikörper-Tests sind in der Lage, eine vergangene oder ausklingende Infektion oder die Immunität gegen ein Virus nachzuweisen, aber nicht, ob jemand in diesem Moment infektiös ist.

Vergleich PCR-Test, Antigen-Schnelltest und Antikörper-Schnellest19

PCR TestAntigen TestAntikörper Test
Was wird nachgewiesen?genetisches Virus MaterialEiweißfragmente des VirusAntikörper gegen das Virus
👉Direkter Erreger NachweisDirekter
Erreger Nachweis
Immunreaktion des Patienten
In welchem Stadium schlägt der Test an?Während der akuten Infektion (Relevanz nur bei Symptomatik, schlägt ggf auch bei geringster Virenlast an)Während der akuten Infektion
(mit hoher Virenlast)
In der Endphase der Infektion oder bei bereits durchgestandener Infektion
Welches Probenmaterial wird benötigt?Nasen-Rachen-Abstrich, Bronchialsekret, Urin, StuhlNasen-Rachen-Abstrich, BronchialabstrichBlutprobe
Wo wird der Test durchgeführt?Im LaborAm Point-of-Care (z. B. direkt in der Arztpraxis, im Krankenhaus oder in der Ambulanz)Am Point-of-Care (z. B. direkt in der Arztpraxis, im Krankenhaus oder in der Ambulanz)
Wie lange dauert es, bis das Ergebnis vorliegt?ca. 24 – 48 Stunden
(inklusive Transport zum Labor) 
Ca. 15 – 30 Minuten
(nur als Schnelltest, nicht im Labor)
Ca. 10 – 20 Minuten
(Schnelltest oder im Labor)
Zu welchem Zweck wird der Test durchgeführt?Zur Bestätigung einer VerdachtsdiagnoseBei Symptomen, zur Kontrolle von Kontaktpersonen und zur Identifizierung von Infizierten ohne Symptome, die hoch ansteckend sein könnenZum Nachweis einer stattgefundenen Infektion
Preis Luxemburgische Labors berechnen ca. 60 EUR / PCR-Test*In Lux. zur Zeit nicht erhältlichca. 10 – 30 EUR
Vergleichsaufstellung der verschiedenen Testmöglichkeiten

*Im PCR-Largescale-Testing (primär asymptomatische Menschen) fallen jedoch noch weitere Kosten in Millionenhöhe an (Logistik, Nachverfolgung, Schriftverkehr, Manpower etc). 

Unser Resümee: Ein positiver PCR-Test bedeutet nicht zwangsläufig, dass man leicht oder gar schwer oder überhaupt erkranken muss. Zudem ist kein Test der Welt 100% sicher.


Quellen:

[1] https://flexikon.doccheck.com/de/Infektion

[2] https://www.sciencemag.org/news/2020/02/paper-non-symptomatic-patient-transmitting-coronavirus-wrong

[3] https://www.youtube.com/watch?v=Xc0Kysti6Kc https://www.bitchute.com/video/wOSeTz57xrCF/

[4] https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/protocol-v2-1.pdf?sfvrsn=a9ef618c_2

[5] https://doi.org/10.1002/3527600418.bipcrbasicd0016

[6 https://www.who.int/news/item/20-01-2021-who-information-notice-for-ivd-users-2020-05

[7] https://www.labor-gaertner.de/uploads/media/LaborwissenKonrekt_SARS-CoV-2_Ct-Wert.pdf

[7] https://www.aerzteblatt.de/archiv/214370/PCR-Tests-auf-SARS-CoV-2-Ergebnisse-richtig-interpretieren

[9] https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Vorl_Testung_nCoV.html

[10] https://www.ndr.de/nachrichten/info/40-Coronavirus-Update-Jetzt-ist-Alltagsverstand-gefragt,podcastcoronavirus208.html

[11] https://www.idowa.de/inhalt.nach-labor-panne-in-augsburg-was-hat-es-mit-falsch-positiven-corona-tests-auf-sich.be509670-1074-41a5-88ea-876c50cd22f8.html  

[12] https://www.centerforhealthsecurity.org/resources/COVID-19/COVID-19-fact-sheets/200130-nCoV-diagnostics-factsheet.pdf

[13] https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Vorl_Testung_nCoV.html

[14] https://covidtracing.public.lu/covid  

[15] https://www.tagesschau.de/faktenfinder/drosten-pcr-test-101.html

[16] Clemens G. Arvay „Wir können es besser“, Verlag Lukas Beck, Wien

[17] https://www.tagesschau.de/investigativ/ndr-wdr/gesundheitsaemter-corona-tests-101.html

[18] https://www.who.int/publications/i/item/antigen-detection-in-the-diagnosis-of-sars-cov-2infection-using-rapid-immunoassays

[19] https://www.praxisdienst.de/corona+tests+im+vergleich/#:~:text=Antigen%2DTest,innerhalb%20weniger%20Minuten%20das%20Testergebnis.

Dieser Artikel wurde in deutscher Sprache verfasst, die französische und englischen Versionen sind Übersetzungen. Auf der luxemburgischen Seite haben wir ein Duplikat aus dem Deutschen veröffentlicht.