Einführung
Das Wissen über diagnostische Tests für das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) entwickelt sich ständig weiter, und ein klares Verständnis der Art der Tests und der Interpretation ihrer Ergebnisse ist wichtig.
Dieser Standpunkt beschreibt, wie zwei Arten diagnostischer Tests zu interpretieren sind, die üblicherweise bei SARS-CoV-2-Infektionen verwendet werden: Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) und IgM- und IgG-Enzym-Immunoassay (ELISA). – und wie sich die Ergebnisse im Laufe der Zeit ändern können.
Nachweis viraler RNA mittels RT-PCR
Bisher war der am häufigsten verwendete und zuverlässigste Test zur Diagnose von COVID-19 der RT-PCR-Test, der mithilfe von Nasopharyngealabstrichen oder anderen Proben der oberen Atemwege, einschließlich Rachenabstrichen oder neuerdings auch Speichel, durchgeführt wird.
Verschiedene Hersteller verwenden eine Vielzahl von RNA-Genzielen, wobei die meisten Tests auf ein oder mehrere der Gene abzielen: Hülle (ENV), Nukleokapsid (N), Spike (S), RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRp) und ORF1.
Die Sensitivität der Tests gegenüber einzelnen Genen ist laut Vergleichsstudien vergleichbar, mit Ausnahme der RdRp-SARSr-Priming-Sonde (Institut Charité), die eine etwas geringere Sensitivität aufweist, was wahrscheinlich auf eine Nichtübereinstimmung im Reverse-Priming zurückzuführen ist. 1
Bei den meisten Menschen mit symptomatischer COVID-19-Infektion wird die anhand der Zyklusschwelle (Ct) gemessene virale RNA bereits am ersten Tag der Symptome nachgewiesen und erreicht ihren Höhepunkt in der ersten Woche nach Symptombeginn. . Der Ct ist die Anzahl der Replikationszyklen, die erforderlich sind, um ein Fluoreszenzsignal zu erzeugen. Niedrigere Ct-Werte stehen für eine höhere virale RNA-Belastung. Ein Ct-Wert von weniger als 40 gilt klinisch als PCR-positiv.
Diese Positivität beginnt in Woche 3 abzunehmen und wird anschließend nicht mehr nachweisbar. Die bei schwerkranken Krankenhauspatienten ermittelten Ct-Werte sind jedoch niedriger als die Ct-Werte in milden Fällen, und die PCR-Positivität kann über 3 Wochen nach Krankheitsbeginn hinaus bestehen bleiben, wenn die meisten milden Fälle zu einem negativen Ergebnis führen.2 Allerdings „ „positiv“ Das PCR-Ergebnis spiegelt nur den Nachweis viraler RNA wider und weist nicht unbedingt auf das Vorhandensein lebensfähiger Viren hin.3
In einigen Fällen wurde virale RNA durch RT-PCR auch über Woche 6 nach dem ersten positiven Test hinaus nachgewiesen. Einige Fälle wurden auch positiv gemeldet, nachdem zwei aufeinanderfolgende negative PCR-Tests im Abstand von 24 Stunden durchgeführt wurden. Es ist unklar, ob es sich um einen Testfehler, eine Neuinfektion oder eine Reaktivierung handelt.
In einer Studie mit 9 Patienten waren Versuche, das Virus in Kultur zu isolieren, über den 8. Tag des Krankheitsbeginns hinaus nicht erfolgreich, was mit einem Rückgang der Infektiosität über die erste Woche hinaus korreliert.3
Dies ist teilweise der Grund, warum die „symptombasierte Strategie“ des CDC darauf hinweist, dass Gesundheitspersonal wieder an den Arbeitsplatz zurückkehren kann, „wenn seit der Genesung, die als Heilung definiert wird, mindestens 3 Tage (72 Stunden) vergangen sind.“ Fieber ohne Einnahme von Medikamenten und Besserung der Atemwegsbeschwerden (z. B. Husten, Kurzatmigkeit); und seit dem Auftreten der Symptome sind mindestens 10 Tage vergangen.“4
Die Chronologie der PCR-Positivität unterscheidet sich bei anderen Proben als dem Nasopharyngealabstrich. Die PCR-Positivität nimmt im Sputum langsamer ab und kann auch dann noch positiv sein, wenn die Nasopharynxproben negativ sind. 3
In einer Studie wurde bei 55 von 96 (57 %) infizierten Patienten eine Stuhl-PCR-Positivität beobachtet, die 4 bis 11 Tage lang im Stuhl über den Nasopharyngealabstrich hinaus positiv blieb, jedoch nicht mit dem klinischen Schweregrad in Zusammenhang stand. 2 Die Persistenz der PCR-Positivität in Sputum und Kot erwies sich nach Einschätzung von Wölfel et al. als ähnlich.3
In einer Studie mit 205 Patienten mit bestätigter COVID-19-Infektion war die RT-PCR-Positivität in bronchoalveolären Spülproben am höchsten (93 %), gefolgt von Sputum (72 %), Nasenabstrich (63 %) und Rachenabstrich (32 %). .5 Falsch negative Ergebnisse traten hauptsächlich aufgrund eines unangemessenen Zeitpunkts der Probenentnahme im Verhältnis zum Krankheitsausbruch und mangelnder Probenahmetechnik, insbesondere bei Nasopharyngealabstrichen, auf.
Die Spezifität der meisten RT-PCR-Tests beträgt 100 %, da das Primerdesign spezifisch für die SARS-CoV-2-Genomsequenz ist. Aufgrund technischer Fehler und Reagenzverunreinigungen kann es gelegentlich zu falsch positiven Ergebnissen kommen.
Nachweis von Antikörpern gegen SARS-CoV-2
Eine COVID-19-Infektion kann auch indirekt durch Messung der Immunantwort des Wirts auf eine SARS-CoV-2-Infektion nachgewiesen werden.
Die serologische Diagnose ist besonders wichtig für Patienten mit leichter bis mittelschwerer Erkrankung, die sich spät, über die ersten zwei Wochen nach Krankheitsbeginn hinaus, vorstellen können.
Die serologische Diagnose wird auch zu einem wichtigen Instrument, um das Ausmaß von COVID-19 in der Bevölkerung zu verstehen und Menschen zu identifizieren, die immun und möglicherweise vor einer Infektion „geschützt“ sind.
Der empfindlichste und früheste serologische Marker sind Gesamtantikörper, deren Spiegel ab der zweiten Woche nach Auftreten der Symptome anzusteigen beginnen. 6
Obwohl IgM und IgG im ELISA bereits am vierten Tag nach Auftreten der Symptome als positiv befunden wurden, treten die höchsten Werte in der zweiten und dritten Krankheitswoche auf.
Beispielsweise kam es bei allen Patienten zwischen der dritten und vierten Woche nach Beginn der klinischen Erkrankung zu einer IgM- und IgG-Serokonversion, gemessen an 23 Patienten von To et al.7 und 85 von Xiang et al.8 Danach. IgM beginnt zu sinken und erreicht in Woche 5 niedrigere Werte und verschwindet in Woche 7 fast vollständig, während IgG über 7 Wochen hinaus bestehen bleibt. 9
In einer Studie mit 140 Patienten betrug die kombinierte Sensitivität von PCR und IgM durch ELISA, die auf das Nukleokapsid (N)-Antigen abzielen, 98,6 % gegenüber 51,9 % bei einem einzelnen PCR-Test. Während der ersten 5,5 Tage wies die quantitative PCR eine höhere Positivitätsrate auf als IgM, während IgM (ELISA) nach dem 5,5. Krankheitstag eine höhere Positivitätsrate aufwies. 10
ELISA-basierte IgM- und IgG-Antikörpertests haben eine Spezifität von mehr als 95 % für die Diagnose von COVID-19. Das Testen von Serumproben in Kombination mit der ersten PCR und der zweiten zwei Wochen später kann die Genauigkeit der Diagnose weiter erhöhen. Typischerweise werden die meisten Antikörper gegen das am häufigsten vorkommende Protein des Virus produziert, nämlich N.
Daher wären Tests, die Antikörper gegen N nachweisen, am empfindlichsten. Allerdings ist das Rezeptorbindungsdomänenprotein S (RBD-S) das wirtsbindende Protein, und Antikörper gegen RBD-S wären spezifischer und dürften neutralisierend wirken. Daher würde die Verwendung eines oder beider Antigene zum Nachweis von IgG und IgM zu einer hohen Empfindlichkeit führen. 7 Antikörper können jedoch mit SARS-CoV und möglicherweise anderen Coronaviren kreuzreaktiv sein.
Schnelltests zum Nachweis von Antikörpern wurden in großem Umfang entwickelt und vermarktet und sind von unterschiedlicher Qualität. Viele Hersteller geben die Art der verwendeten Antigene nicht bekannt. Diese Tests sind rein qualitativer Natur und können nur das Vorhandensein oder Fehlen von Antikörpern gegen SARS-CoV-2 anzeigen.
Das Vorhandensein neutralisierender Antikörper kann nur durch einen Plaque-Reduktions-Neutralisationstest bestätigt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass durch ELISA nachgewiesene hohe IgG-Antikörpertiter positiv mit neutralisierenden Antikörpern korrelieren. 7
Die langfristige Persistenz und Dauer des durch neutralisierende Antikörper verliehenen Schutzes ist nicht bekannt.
Schlussfolgerungen
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