Fragen Sie einen Experten für Infektionskrankheiten: Welche COVID-19-Schnelltests sind am genauesten?

Makeda Robinson, MD, PhD , ist Spezialistin für Infektionskrankheiten und untersucht derzeit an der Stanford University die Wechselwirkungen zwischen Virus und Wirt bei neu auftretenden Viren. Jede Woche analysiert Dr. Robinson komplizierte COVID-19-Themen und geht auf dringende Fragen der öffentlichen Gesundheit ein.

Aufgrund massiver Testknappheit, ineffektiver Tests und der Unfähigkeit, flächendeckende Teststrategien umzusetzen, sind die USA seit Beginn der Pandemie von Testproblemen geplagt. Da die Technologie jedoch mit den sich entwickelnden Informationen rund um SARS-CoV-2 Schritt hält, beginnen Wissenschaftler, innovative, schnelle und genaue Tests zu entwickeln, die dazu beitragen können, die Ausbreitung von COVID-19 einzudämmen.

Einer dieser Tests, SalivaDirect, erhielt im August von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) eine Notfallzulassung (Emergency Use Authorization, EUA) und hat das Potenzial, die Infrastruktur der US-amerikanischen Testverfahren zu verändern. Wie funktioniert dieser Test? Wie schneidet er im Vergleich zu anderen Tests ab, die eine Notfallzulassung erhalten haben? Dr. Robinson sprach mit Health Life Guide über die neuesten Testoptionen.

Health Life Guide: Wie funktioniert SalivaDirect und warum hat es in letzter Zeit so viel Aufmerksamkeit erregt? 

Dr. Robinson:  Bei SalivaDirect müssen die Benutzer ihren eigenen Speichel in einem sterilen Behälter sammeln und ihn dann zur Verarbeitung an ein Labor schicken. ( Anmerkung des Herausgebers: Laut FDA muss die Probe unter ärztlicher Aufsicht entnommen werden. ) Einer der Gründe, warum dieser Test so viel Aufmerksamkeit erregt hat, ist, dass er schnell, günstig und einfach ist.

Um diesen Test einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen, testeten Forscher der Yale School of Public Health SalivaDirect mit mehreren Geräten und stellten fest, dass ihr Protokoll nicht das Gerät eines bestimmten Herstellers benötigte, um effizient zu funktionieren. Das bedeutet, dass Labore, die an diesem Test interessiert sind, wahrscheinlich keine spezielle Ausrüstung kaufen müssen, um diesen Test durchzuführen. Dies ist ein wichtiger Punkt, wenn man über Engpässe in der Lieferkette nachdenkt.

Diese innovativen Optimierungen führen zu Kostensenkungen und schnelleren Durchlaufzeiten. Mit SalivaDirect erhalten wir Ergebnisse in weniger als 24 Stunden und die Kosten pro Test betragen für die Öffentlichkeit weniger als 10 US-Dollar. Die Kosten sind ein großes Thema, wenn man über eine Ausweitung der Tests nachdenkt, insbesondere in Ländern mit mittlerem oder niedrigem Einkommen, die möglicherweise breitere Bevölkerungstests durchführen möchten. Da wir die diagnostischen Tests ausweiten möchten, um auch Menschen ohne Symptome einzubeziehen, könnte SalivaDirect eine großartige Option sein. 

Health Life Guide: Wie konnten die Forscher einen schnelleren und günstigeren Test entwickeln? Was ist an der Technologie anders?

Dr. Robinson: Die Forscher, die den Test entwickelt haben, haben zwei wesentliche Änderungen an den Standard -PCR-Tests vorgenommen .

Erstens enthielten sie keine spezifischen Verbindungen, die üblicherweise bei der Probenentnahme verwendet werden, was die Kosten für die Herstellung von SalivaDirect erheblich reduzierte. Diese Nukleinsäurekonservierungsmittel werden normalerweise dem Sammelbehälter zugesetzt, um die RNA-Integrität Ihrer Probe zu verbessern. Mit SalivaDirect untersuchten die Forscher, ob die Konservierungsmittel beim Test auf SARS-CoV-2 notwendig waren, und stellten keine signifikanten Unterschiede in der Testgenauigkeit fest, wenn sie weggelassen wurden. Tatsächlich stellten sie nach sieben Tagen bei warmen Temperaturen eine Verbesserung der Erkennung

Die zweite Änderung, die sie vorgenommen haben – und die einen größeren Einfluss auf das Testergebnis haben kann – ist der RNA-Extraktionsschritt. Dieser Schritt dient dazu, RNA aus den Proben zu konzentrieren und zu extrahieren, um die Genauigkeit des Tests zu verbessern. Die meisten unserer aktuellen SARS-CoV-2-PCR-Diagnosetests verwenden diesen Schritt, der spezielle Nukleinsäureextraktionskits erfordert. Leider hatten wir während der gesamten Pandemie einen Mangel an diesen Kits. Das SalivaDirect-Protokoll lässt den RNA-Extraktionsschritt

Um diesen Schritt zu eliminieren, die Genauigkeit jedoch beizubehalten, ersetzten die Wissenschaftler, die SalivaDirect entwickelt haben, die RNA-Extraktion durch die Zugabe eines Enzyms, Proteinase K. Proteinase K kann Proteine ​​inaktivieren, die die RNA in den Proben abbauen können.

Health Life Guide: Wie schneidet SalivaDirect im Vergleich zu anderen diagnostischen Speicheltests für SARS-CoV-2 ab?

Dr. Robinson: Ich denke, SalivaDirect hebt sich von anderen Diagnosetests unter anderem dadurch ab, dass es kostengünstiger und zugänglicher ist. Im April erteilte die FDA ihre erste EUA für einen Speicheltest, der vom Rutgers Clinical Genomics Laboratory entwickelt wurde. Dieser ist derzeit im Handel erhältlich, kostet im Einzelhandel jedoch 150 US-Dollar, sodass zwischen diesem und  ein großer Preisunterschied besteht. [Der Rutgers-]Test entspricht jedoch eher herkömmlichen PCR-Tests, da die Ärzte einen RNA-Extraktionsschritt durchführen.2

Health Life Guide: Wie schneidet SalivaDirect im Vergleich zu herkömmlichen Nasopharynxabstrichen ab? 

Dr. Robinson:  Ein wichtiger Unterschied ist, dass Sie selbst eine Speichelprobe entnehmen können. Bei einem Nasopharyngealabstrich kann es zu vermehrtem Husten und Niesen kommen, was das medizinische Personal, das den Test durchführt, gefährdet.

Speicheltests können auch etwas konsistenter sein. Die Ergebnisse eines Nasopharynxabstrichtests können von der Person abhängen, die die Probe entnimmt. Der menschliche Faktor kann eine große Rolle spielen, wenn der Abstrich nicht tief genug eingeführt wird, um eine ausreichende Probe zu entnehmen.  

Außerdem empfinden viele Menschen einen Abstrichtest als unangenehm. Ein Speicheltest könnte daher von Vorteil sein, wenn sich aufgrund der Einfachheit und Bequemlichkeit mehr Menschen testen lassen möchten.

Health Life Guide: Glauben Sie, dass Speicheltests Nasopharynxabstriche ersetzen könnten? 

Dr. Robinson:  Ich denke, beide Tests haben ihren Platz in der Gesundheitsbranche.

Speicheltests können im ambulanten Bereich bei Menschen mit leichten Symptomen nützlicher sein. Patienten, die bereits im Krankenhaus sind, haben jedoch möglicherweise größere Schwierigkeiten, genügend Speichel zu produzieren. Probleme wie Mundtrockenheit und erhöhte Schleim- oder Blutproduktion können das Testverfahren erschweren.

Health Life Guide: Wie hoch sind die Sensitivitäts- und Spezifitätsstufen von SalivaDirect? 

Dr. Robinson:  Der SalivaDirect-Test scheint im Vergleich zum Standard-PCR-Test eine leicht reduzierte Sensitivität aufzuweisen, da dieser RNA-Extraktionsschritt übersprungen wird. Dies war jedoch zu erwarten. Diese Sensitivitätsreduzierung führt zu mehr falsch-negativen Ergebnissen. Drei von 41 positiven Patienten werden von SalivaDirect nicht

Um die Spezifität zu bestimmen, untersuchten die Forscher, ob diese Teststrategie zu einer Kreuzreaktivität mit Grippe führen würde. Würde dieser Test zu falsch positiven Ergebnissen bei Menschen führen, die die Grippe hatten, aber kein SARS-CoV-2 hatten? Sie testeten Proben der Grippestämme der letzten zwei Jahre und stellten fest, dass ihr Test keine Kreuzreaktion mit diesen Grippestämmen zeigte, was bedeutet, dass er hochspezifisch für SARS-CoV-2  

Health Life Guide: Welche anderen zugelassenen Diagnosetests könnten Ihrer Meinung nach bahnbrechend sein?

Dr. Robinson:  Das llumina (COVIDSeq) ist ein weiterer Testansatz, der seine ganz eigenen Vorteile hat. Es kann bis zu 3.000 Proben auf einmal verarbeiten und liefert Ergebnisse innerhalb von 24 Stunden. [Forscher] berichten von einer Sensitivität von 98 % und einer Spezifität von 97 %

Bei diesem Test werden Nasen-Rachen- und Oropharynxabstriche verwendet, kein Speichel. Er unterscheidet sich jedoch von anderen Tests, da er es Forschern ermöglicht, das Virus zu sequenzieren und Erkenntnisse über Übertragungsketten und Mutationsraten zu gewinnen. Da das SARS-CoV-2-Virus immer mehr Zeit mit dem menschlichen Immunsystem verbringt, wird es versuchen, durch Mutationen Wege zu finden, unsere Abwehrkräfte zu umgehen. Diese Mutationen müssen wir bei der Entwicklung von Impfstoffen und Therapeutika genau im Auge behalten und können mithilfe der Sequenzierungstechnologie überwacht

Eine Einschränkung dieser Teststrategie besteht darin, dass aufgrund des Bedarfs an spezifischer Ausrüstung eines bestimmten Herstellers Probleme auftreten können, die wiederum zu Problemen in der Lieferkette führen könnten. 

Der DETECTR-Test ist ein weiterer diagnostischer Testansatz mit EUA der FDA. Er nutzt mehrere fortschrittliche Technologien, um die Bearbeitungszeit auf unter eine Stunde zu reduzieren, was wirklich transformativ sein könnte.

Health Life Guide: Wie können die Fülle und Verfügbarkeit von Schnelltests dazu beitragen, die öffentliche Gesundheitspolitik und Eindämmungsbemühungen zu verbessern?

Dr. Robinson:  Ich glaube, dass wir derzeit über die notwendigen Mittel verfügen, um dieses Virus einzudämmen. Maßnahmen des öffentlichen Gesundheitswesens durch individuelle Bemühungen wie Maskentragen und soziale Distanzierung sowie flächendeckende diagnostische Tests und Kontaktverfolgung haben gezeigt, dass sie unsere Gemeinden vor der Übertragung von COVID-19 schützen können.

Wir haben gesehen, dass diese Maßnahmen in anderen Ländern wie Südkorea und Taiwan einen großen Unterschied machen können. Dort konzentrierten sie sich schon sehr früh auf Eindämmungsmaßnahmen und konnten ihre Fallzahlen relativ niedrig halten. Heim- und Schnelltests können uns bei unseren Bemühungen unterstützen und sind ein weiteres potenzielles Instrument für eine sichere Wiedereröffnung.

Während einige Unternehmen beispielsweise beginnen, die Logistik für die Rückkehr eines Teils ihrer Mitarbeiter ins Büro zu überdenken, könnten schnelle Testprotokolle für zu Hause uns dabei helfen, dies auf eine viel sicherere Weise zu tun. Im Idealfall würden wir auf dem Trio aus Handhygiene, Masken und sozialer Distanzierung aufbauen und schnelle Tests für zu Hause und eine fortschrittlichere, technologiegestützte Kontaktverfolgung hinzufügen. Diese Ansätze könnten auch im Schulbereich angewendet werden. 

Angesichts der außergewöhnlichen Auswirkungen dieser Pandemie habe ich manchmal das Gefühl der Hilflosigkeit, aber ich glaube, dass es jetzt an der Zeit ist, in unsere Gemeinschaften zu investieren und die Augen für die Notwendigkeit grundlegender Investitionen in die öffentliche Gesundheitsinfrastruktur zu öffnen. Vor dem nächsten namenlosen Virus sind wir nicht sicherer als zu Beginn des Jahres 2020. 

Health Life Guide: Viele dieser kostengünstigen Schnelltests haben nachweislich eine geringere Sensitivität. Glauben Sie, dass hochpräzise oder leicht zugängliche Tests wichtiger sind?

Dr. Robinson:  Vieles hängt davon ab, was Sie mit den Diagnosetests erreichen möchten. Wir verwenden Diagnosetests, um mehrere Fragen zu beantworten, beispielsweise, ob jemand eine akute Infektion hat, ob er genesen ist oder ob jemand eine asymptomatische Infektion hat.

Wir verwenden diese Tests auch, um bevölkerungsweite Daten zu erhalten und besser zu verstehen, wer bereits infiziert ist. Je nachdem, welche Frage Sie stellen, benötigen Sie vielleicht einen außerordentlich empfindlichen Test oder einen Test mit besserer Skalierbarkeit, also einen, der billig und einfach zu verwenden ist und den Sie an größeren Bevölkerungsgruppen durchführen können. Ich würde nicht sagen, dass das eine wichtiger ist als das andere, aber die Art des Tests sollte auf die Frage zugeschnitten sein, die Sie beantworten möchten. 

Ich bin überzeugt, dass schnelle Heimtests dabei helfen können, Licht in die Blackbox der „unwissentlich Infizierten“ oder der asymptomatischen Fälle zu bringen. Da wir jetzt über gute, genaue Standard-PCR-Tests verfügen, sollte der Schwerpunkt meiner Meinung nach auf der weiteren Validierung dieser schnelleren, billigeren Tests und der Suche nach Möglichkeiten für eine rationalisierte Umsetzung liegen.  

Health Life Guide: Gibt es Tests, die COVID-19 und Influenza gleichzeitig erkennen können?

Dr. Robinson:  Ja. Im Juli erteilte die FDA eine EUA für den CDC Influenza SARS-CoV-2 (Flu SC2) Multiplex Assay-Test. Bei diesem Test handelt es sich um einen RT-PCR-Test, der zwischen SARS-CoV-2 und zwei Arten von Grippe unterscheiden kann: dem Influenza-A-Virus und dem Influenza-B-Virus.  

Die Entwicklung solcher Tests vor der Grippesaison ist unglaublich wichtig. Im weiteren Verlauf des Herbsts erfahren wir, wie sich Schulöffnungen und die Rückkehr zur Arbeit im Büro auf die Pandemie auswirken. Solche Tests werden uns helfen, wirksame Behandlungsschemata zu entwickeln. Diese Tests werden uns auch helfen, überlappende Symptomatologien und die Häufigkeit von Koinfektionen zu verstehen.

Health Life Guide: Was sollte Ihrer Meinung nach der nächste Testschritt sein?

Dr. Robinson:  Ich denke, dass die Verbesserung des Zugangs zu Testeinrichtungen und die Verkürzung der Bearbeitungszeit beides entscheidende nächste Schritte in unserem Ansatz gegen SARS-CoV-2 sind. 

Wir müssen strategisch darüber nachdenken, wen und wo wir testen, und an Orten, die besonders stark vom Virus betroffen sind, Diagnosetestzentren einrichten. Eine umfassendere Aufklärung der Bevölkerung über den Testprozess und die Ermutigung von Menschen, die möglicherweise selbst nicht einem hohen Risiko ausgesetzt sind, aber mit Hochrisikogruppen in Kontakt kommen, wie etwa Menschen, die in Mehrgenerationenhäusern leben, könnte einen tiefgreifenden und weitreichenden Einfluss auf die Eindämmung der Ausbreitung des Virus haben.

Die Informationen in diesem Artikel sind zum angegebenen Datum aktuell. Das bedeutet, dass zum Zeitpunkt, an dem Sie dies lesen, möglicherweise neuere Informationen verfügbar sind. Die aktuellsten Informationen zu COVID-19 finden Sie auf unserer Coronavirus-Nachrichtenseite .