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Bei Verdacht auf eine Infektion mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 wird getestet, und dazu braucht man eine Probe, die man mit einer Art langem Wattestäbchen aus dem Nasen-Rachenraum entnimmt. Aber was geschieht danach? Wir hören von RNA, DNA, Antigenen und Antikörpern: Was haben sie mit den Tests zu tun, und warum gibt es eigentlich verschiedene Testmethoden?
Die meisten Menschen finden es sehr unangenehm: Beim Nasen-Rachen-Abstrich wird ein Tupfer, also eine Art Wattestäbchen mit langem Stiel, so tief in die Nase eingeführt, dass er bis zum oberen Rachen vorstösst. Dann wird der Tupfer mit einer vorsichtigen Drehbewegung wieder herausgezogen, um das so genannte „Nasen-Rachen-Sekret“ aufzunehmen, also die Flüssigkeit, welche die Schleimhäute im ganzen Rachenraum befeuchtet. Das macht man, weil gerade die Schleimhautzellen in diesem Bereich besonders leicht vom Coronavirus befallen werden und sich das Virus in ihnen vermehrt. Man nennt solche Zellen die „Wirtszellen“ des Virus. Vor allem in der ersten Woche nach einer Infektion ist die Viruslast im Nasen-Rachenraum hoch, obwohl die betroffene Person in dieser Zeit vielleicht noch gar nichts von der Infektion bemerkt. Später, nach Einsetzen der Symptome, wandert das Virus oft in die tieferen Atemwege, also über die Luftröhre in die Bronchien.
Proben nehmen – geht das auch angenehmer?
Auch direkt durch den Mund kann man einen Abstrich aus dem Rachen gewinnen, was deutlich angenehmer ist. Es hat sich aber gezeigt, dass diese Methode manchmal weniger zuverlässig ist, da man die infizierten Zellen im Nasengang auf diese Weise nicht erreicht – man kann das Virus dabei also „verpassen“. Ähnlich ist es bei Testmethoden, die das Virus im Speichel aufzuspüren versuchen oder bei denen die infizierte Person mit einer Flüssigkeit gurgeln muss und das Spülwasser danach untersucht wird: Bei hoher Viruslast kann eine Infektion praktisch genauso gut festgestellt werden wie mit einem Abstrich. Wenn allerdings nur wenige Viren vorhanden sind, kann trotz Infektion ein negatives Ergebnis herauskommen. Der Vorteil eines Speicheltests ist aber ganz klar: Kräftig räuspern, Speichel im Mund sammeln und ausspucken, das kann man sogar zuhause. Seit Anfang Dezember 2020 sind in der Schweiz Kits erhältlich, mit denen man sich auf diese Weise selbst eine Probe für den Coronatest entnehmen kann.
Nachweis von Viren-Erbgut mit PCR
Ob Schleim vom Tupfer oder Speichel aus einem Röhrchen: Die Proben werden standardmässig mit der PCR-Methode untersucht (Polymerase Chain Reaction, deutsch Polymerase-Kettenreaktion). Damit will man das genetische Material des Virus finden, also sein Erbgut. Es liegt in Form von RNA vor, aber die Probe enthält natürlich nur winzige Mengen davon. Deshalb kommt die PCR zum Zug: Kurz gesagt werden damit kleinste Spuren von genetischem Material mit Hilfe von spezifischen Sonden („Primern“) aufgespürt und von einem Enzym (der Polymerase) vervielfältigt. Er werden so viele aufeinanderfolgende Zyklen dieser Reaktion durchgeführt, bis genügend Material vorhanden ist, das man detektieren kann. Das dauert einige Stunden, denn die RNA des Virus muss vorher in DNA umgeschrieben werden, da die Polymerase nur DNA vervielfältigt. Während des Kopiervorgangs werden die Kopien mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert, damit man in Echtzeit überwachen kann, wie viele Kopien bereits entstanden sind. War in der Probe jedoch keine Virus-RNA vorhanden, entstehen auch keine Kopien: Die Probe ist negativ.
Antigen-Schnelltests
Auch für den Corona-Schnelltest, der in der Schweiz seit Anfang November 2020 gemacht werden kann, braucht es einen Nasen-Rachen-Abstrich. Die Probe wird danach aber nicht auf Viren-Erbgut untersucht, sondern man sucht nach Bruchstücken der „Spikes“ auf der Oberfläche des Virus. Man nennt solche charakteristischen Proteine, auf die unser Körper mit einer Immunreaktion reagiert, Antigene. Die Probe wird auf einen Teststreifen aufgetragen, auf dem sich künstliche Antikörper befinden. Sobald Virus-Antigene auf diese Antikörper treffen, zeigt sich innerhalb von wenigen Minuten eine Farbreaktion: Die Probe ist positiv. Weil die Antigene bei dieser Methode nicht vervielfältigt werden, kann der Test bei Infizierten mit wenig Viren im Körper falsch negativ sein. Er ist aber gut geeignet, um Personen mit hoher Viruslast zu identifizieren – das sind gleichzeitig auch diejenigen Personen, die zu diesem Zeitpunkt besonders ansteckend sind.
COVID-Tests im Überblick
PCR-Tests weisen das Erbgut des Virus nach. Das funktioniert, sobald sich die Viren im Körper ausreichend vermehrt haben (bereits 2–3 Tage vor Einsetzen der Symptome). PCR-Tests können aber auch noch Wochen später positiv sein, wenn die infizierte Person schon nicht mehr ansteckend ist.
Antigen-Schnelltests weisen Proteine (Antigene) auf der Oberfläche des Virus nach. Sie liefern zuverlässig positive Resultate kurz vor und nach dem Auftreten der ersten Symptome. Das ist die Zeit, in der die Viruslast am höchsten und die infizierte Person sehr ansteckend ist. Schnelltests ergeben aber öfter falsch negativer Resultate, wenn zu wenig Virusmaterial vorhanden ist.
Antikörper-Tests (siehe Bild) messen die Reaktion des Körpers auf das Virus. Dafür braucht man eine Blutprobe. Die Zahl der Antikörper im Blut erreicht ein bis zwei Wochen nach Auftreten der ersten Symptome die höchsten Werte. Zu dieser Zeit ist die Person bereits nicht mehr so ansteckend, die Tests zeigen also nur einen Rückblick über die Epidemie und können die Infektionskette nicht unterbrechen. Wie viele Antikörper ein Mensch produziert und wie lange sie im Blut zirkulieren, ist je nach Person und Krankheitsverlauf individuell.
Mit mRNA gegen das Coronavirus: Eine neue Impftechnologie
Kaum ein Jahr ist seit dem ersten Auftreten des Coronavirus SARS-CoV-2 vergangen. Nun stehen bereits die ersten Impfstoffe zur Verfügung, die von einem neuartigen Wirkmechanismus Gebrauch machen. Die Hoffnung wächst, mit ihrer Hilfe die Pandemie eindämmen zu können.