Corona-Schnelltests: Funktionsweise, Anwendung, Grenzen
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 11. Dezember 2022Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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In diesem Artikel stellen wir vor, wie Antigen-Schnelltests funktionieren und in welchen Situationen ihre Anwendung besonders vorteilhaft sein kann. Dabei gehen wir auch auf allgemeine Anwendungshinweise und den Ablauf der Testung selbst ein. Zum Schluss ist besonders wichtig, auch die Grenzen dieser diagnostischen Methode zu kennen, um abschätzen zu können, welche Sicherheit mit ihr erreicht werden kann.
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Wie funktionieren Antigen-Tests?
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Zuerst ein paar Begriffe: Antigene sind alle Stoffe, die der Körper als fremd erkennt und zu deren Bekämpfung er Antikörper bildet. Üblicherweise sind Antigene Eiweiße oder makromolekulare Strukturen auf der Oberfläche von Krankheitserregern. Auch die Hüllproteine von Viren sind mögliche Antigene, genauso wie die Lipopolysaccharide in der Zellwand von Bakterien. Allerdings können auch ungefährliche Substanzen als Antigene erkannt werden und so Allergien auslösen.
Antikörper sind aus mehreren Untereinheiten zusammengesetzte Proteine des Immunsystems. Sie sind Y-förmig aufgebaut und können an jedem der oberen Y-Enden ein Antigen binden. Die Bindungsstellen der Antikörper sind hochvariabel und gleichzeitig hochspezifisch. Die Gene, die für ihre Produktion codieren, sorgen für ein breites Spektrum möglicher Antigenbindungen. Hat der Körper einmal gelernt, ein Antigen zu erkennen und zu bekämpfen, werden von den Antikörper-produzierenden Zellen Kopien im Immungedächtnis angelegt, um auch in Zukunft gegenüber diesem Erreger wehrhaft zu sein.
Diese starken Bindungen macht man sich bei modernen Antigen-Tests zunutze. Im Grunde arbeiten alle Varianten nach einem ähnlichen Prinzip wie der Clungene Schnelltest. Man nimmt eine biologische Probe – einen Rachenabstrich, Nasenabstrich, Spucktest oder Lolli-Test. Diese Probe wird in einem Puffer gelöst, der die Bestandteile voneinander trennt und für die Reaktion mit Antikörpern vorbereitet. In der Lösung sind bereits Antikörper enthalten, die hochspezifisch an Bestandteile der Virushülle des Corona-Virus binden. Anschließend tropft man einige Tropfen des Probelösungs-Gemisches auf das Testfeld. Dort gelangt die Probelösung auf einen Filzstreifen, der die Flüssigkeit ansaugt und in Richtung des Anzeigefeldes befördert.
Auf dem Filzstreifen befinden sich ebenfalls Antikörper, genauer gesagt zwei Varianten. Variante 1 bindet freie Anti-SARS-CoV2-Antikörper und Variante 2 bindet hochspezifisch jene Antikörper, die an SARS-CoV2-Viruspartikel gebunden sind. Da in der Probelösung ein großer Überschuss an Anti-SARS-CoV2-Antikörpern enthalten ist, werden diese von Variante 1 immer erkannt, es sei denn, die Probelösung ist denaturiert, d. h. die Anti-SARS-CoV2-Antikörper sind nicht mehr in der Lage, ihre natürliche Funktion auszuführen.
Wie wird nun eine erfolgte Bindung auf dem Schnelltest sichtbar? Hier existieren mehrere Varianten, eine Farbstoffreaktion auszulösen, zum Beispiel enzymatisch gekoppelte Reaktionen oder eine Markierung von Antikörper-Bindungs-Komplexen mittels kolloidalen Goldpartikeln. Erfolgt also eine Bindung der Zielkomplexe an die auf dem Filzstreifen immobilisierten Antikörper, wird ein farbiger Streifen sichtbar. Der Kontrollstreifen (mit Variante 1) zeigt an, dass die Lösung wie gewünscht funktioniert, der Teststreifen (mit Variante 2) zeigt an, ob tatsächlich Coronaviren in der Probe enthalten waren.
Was muss bei der Anwendung beachtet werden?
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Es gibt eine ganze Reihe möglicher Fehlerquellen, auf die in den Anleitungsbeilagen von Testkits hingewiesen wird. So ist bei den meisten Testformen darauf zu achten, eine gewisse Zeit vor der Probenahme nichts zu essen oder zu trinken. Nahrungsbestandteile könnten den Test verfälschen. Auch der Eintrag anderer Fremdstoffe in die Testlösung ist problematisch. So können zum Beispiel Spuren von Desinfektionsmittel als Reste von Händedesinfektionen an der Haut anhaften und bei Berührung der Probe das Ergebnis verfälschen.
Auch die korrekte Durchführung der Probenahme ist bedeutsam. Die Viruslast unterscheidet sich an unterschiedlichen Körperstellen teilweise dramatisch. So ist die Konzentration an der hinteren Rachenwand in der Regel am größten, im Mundraum und vorderen Nasenraum dagegen wesentlich geringer. Das Testen des hinteren Rachenraumes sollte nur von geschultem Personal durchgeführt werden, um Reizungen oder gar Verletzungen zu vermeiden.
Dabei sollte der Probenehmer bei Widerstand nicht mit Gewalt weiter geschoben werden. Krümmungen der Nasenscheidewand sind weit verbreitet und können den freien Zugang zur Rachenwand verlegen.
Wichtig ist auch die Einhaltung der geforderten Probenmenge. Manche Tests schreiben vor, dass der Tupfer in beide Nasenlöcher geführt werden muss. Dies ist wichtig, um die notwendige Menge an Sekretabstrich zu erreichen, der für eine zuverlässige Messung gebraucht wird.
Welche Anwendungsfelder gibt es?
Corona-Schnelltests sind besonders dort günstig, wo häufig große Mengen an Tests durchgeführt werden müssen. Die regelmäßigen Testungen in Schulen, Altenpflegeeinrichtungen, Personaltestungen in Betrieben, Gesundheitseinrichtungen aber auch Publikumstestungen als Zugangskontrolle für Besucher an entsprechenden Orten können so auch von Laien durchgeführt und kontrolliert werden. Bei Verwendung professioneller Testkits ist allerdings in der Regel eine größere Sicherheit erreichbar. Auch sind Corona-Tests sicherer, wenn sie von Personen durchgeführt oder angeleitet werden, die für diesen Zweck angemessen geschult sind.
Auch die reine Privatanwendung zur Überprüfung z. B. bei Erkältungssymptomen oder vor sozialen Zusammenkünften ist ein großer Vorteil. Durch die Einführung der Tests sind Menschen nicht mehr auf teure PCR-Tests mit ihren größeren Wartezeiten und höherem Personalaufwand angewiesen.
Wo stoßen Schnelltests an ihre Grenzen?
Jeder Test ist nur eine Momentaufnahme des Zustands zur Probenahme. Bereits nach wenigen Stunden ist das Ergebnis im Grunde wieder veraltet, wenn in der Zwischenzeit Kontakte zu anderen Personen bestand. Deswegen können Tests zwar helfen, Infizierte zu identifizieren und einer Isolation zuzuführen, sie bieten aber keine Sicherheit vor Ansteckung. Auch zum Beispiel während der Feiertage kann man aber die Sicherheit aller Anwesenden erhöhen, wenn jeder Gast vor der Zusammenkunft einen Test durchführt.
Die Virusmenge, die von Antigen-Testkits erfasst wird, ist deutlich größer als die Detektionsschwelle bei PCR-Tests. Letztere sind in der Lage, auch frühe Infektionen oder milde Verläufe mit geringer Viruslast zu erkennen. Es häufen sich die Berichte, dass Geimpfte oder Genesene, die nach Kontakt zu einem Infizierten ebenfalls selbst eine durch das Immunsystem unterdrückte Infektion haben, in Schnelltests oftmals negativ erscheinen.
Dennoch können auch Geimpfte oder Genesene nach einer Infektion das Virus weitergeben. Wenn trotz negativem Schnelltest Symptome auftreten, so sollten zumindest Personen in kritischer Infrastruktur oder mit Kontakt zu Risikogruppen einen PCR-Test durchführen lassen, um rasch Klarheit zu gewinnen.
Fazit
Schnelltests können Höchstwerte an Spezifität und Sensitivität erreichen, doch das nützt alles nichts, wenn die Probenahme und -bearbeitung nicht wie vorgeschrieben erfolgt. Konsultieren Sie daher vor der ersten Anwendung die Begleitinformation des Herstellers, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Den besten Schutz vor Infektionen stellen Impfungen dar, zusätzlich sollten in von der Pandemie betroffenen Gebieten Menschenansammlungen gemieden und Mund-Nasen-Schutzmasken getragen werden.
Siehe auch: COVID-19