28. Januar 2021

Infektiosität und PCR-Positivität – Nicht das Gleiche

In der ganzen Covid-Diskussion wird nun wieder mehr der Einsatz von Covid-Testungen gefordert. Ich kann gut verstehen, dass man nichts unversucht lassen will, um die Übertragung von Infektionen zu verhindern. Ein bekanntes Problem beim Einsatz von PCR-Tests ist die Tatsache, dass der PCR Test auch nicht infektiöses, zum Teil bereits durch Antikörper inaktiviertes Virus immer noch lange nachweist.

Infektiöses Virus – Aufwändige Nachweismethoden
Diese Problematik kommt daher, dass der Nachweis von infektiösem Virus methodisch recht anspruchsvoll ist. Im Gegensatz zur PCR, welche „nur“ das Virusgenom nachweist, kann man Viren durch eine Kulturmethode im Labor nachweisen. Da man dabei infektiöses Virus vermehrt, braucht der Prozess Zeit und ausreichende Sicherheitsvorkehrungen.
Es gibt auch epidemiologische Untersuchungen, welche zeigen, dass die Zeitspanne, in welcher Patienten nach Beginn der Symptome noch ansteckend sind, eher kurz ist (Referenzen s. unten). Man rechnet damit, dass bei mild erkrankten Personen 24 Stunden nach Ende der akuten Symptome die Wahrscheinlichkeit einer weiteren Übertragung als vernachlässigbar eingestuft werden kann. Wir wissen aber etwas weniger über die Infektiosität von Personen, welche aufgrund einer schweren Erkrankung hospitalisiert werden müssen.

Nun hat ein Forscherteam aus Südkorea (Kim et al, 2021, NEJM) diesen grossen Aufwand auf sich genommen, und bei 21 nicht selektionierten Patienten, welche mit Covid-19 hospitalisiert wurden, eine longitudinale Untersuchung der Virusausscheidung mit Viruskultur und PCR untersucht. Die meisten Patienten (15) hatten eine Lungenentzündung, fünf lediglich eine Infektion der oberen Atemwege und einer hatte keine Symptome (wobei der Grund für die Hospitalisation nicht angegeben wurde).

Exaktes Studienprotokoll
Die Autoren folgten für ihre Untersuchung einem sorgfältig geplanten Studienprotokoll. Die Patienten wurden ca. alle 2 Tage mittels Nasen-Rachen-Abstrich untersucht. Jeder Abstrich wurde mittels PCR und zu Beginn auch mittels der aufwändigen Kulturmethode auf SARS-CoV-2 untersucht. Erst wenn die Kultur zweimal negativ ausfiel, wurde auf weitere Kulturuntersuchungen verzichtet. Alle Patienten wurden auch regelmässig auf Symptome untersucht. Mit den PCR-Resultaten wurden auch die CT-Werte erfasst. Der CT-Wert ist die Anzahl von Vermehrungszyklen, die gebraucht werden, bis die PCR positiv wird. Es ist ein Mass für die Viruskonzentration im Ausgangsmaterial (je höher der Wert, desto kleiner die Viruskonzentration).

Infektiöses Virus – relativ kurz nachweisbar
Die Autoren konnten nun einen sehr schönen Zusammenhang zwischen der Viruskonzentration (CT-Wert) und dem positiven Kulturnachweis zeigen. Proben mit CT-Werten über 28 waren praktisch immer negativ in der Kultur. Weiter zeigt die untenstehende Grafik auch, dass die Proben mit positivem Kulturresultat (rote Punkte) praktisch nur in den ersten 10 Tagen nach Beginn der Symptomatik beobachtet wurden.

In dieser Darstellung finden sich auch viele Kultur-negativ getesteten Patienten (blau!) mit tiefer Viruskonzentration (hohe CT-Werte) auch schon zu Beginn der symptomatischen Phase. Von den 21 Patienten wurden 13 in den ersten sieben Tage seit Symptombeginn hospitalisiert, darunter hatten elf ein positives Kulturresultat. Unter den acht Patienten, die erst nach 7 Tagen hospitalisiert wurden, hatten vier ein positives Kulturresultat.

Rasche Abnahme der infektiösen Proben
Die Resultate zeigen, dass die Infektiosität von symptomatischen Patienten rasch abfällt. Beim einzigen symptomlosen Patienten, der in der Studie eingeschlossen wurde, fand sich zu keinem Zeitpunkt ein positives Kulturresultat. Die CT-Werte der drei bei ihm vorgenommenen PCR Abstriche waren alle über 36 (d.h. die Viruskonzentration sehr tief). In der folgenden Darstellung haben die Autoren auch den Unterscheid der Aussage des PCR-Tests und der Kulturmethode deutlich gemacht. Der Nachweis einer PCR kann – wie hier gezeigt – sehr lange positiv bleiben, auch wenn die Patienten schon längst keine Symptome mehr haben. Denn bei der Hälfte der Patienten dauert es bis 34 Tage, bis die PCR negativ wurde. Diese Untersuchung war nur möglich, weil in Korea die Vorschrift galt, dass Patienten unabhängig von der Symptomatik so lange im Spital isoliert sein mussten, bis zwei PCR Untersuchungen ein negatives Resultat zeigten.

In der untenstehenden Abbildung ist der Anteil von Proben mit positiver Viruskultur (A, links), oder  mit positiver PCR (B, rechts) dargestellt gezeigt. Der rote Punkt bezeichnet den Tag, an dem nur noch die Hälfte der Tests positiv waren (sieben Tage für Kultur, 34 bei PCR).

Kleine Studie, aber wichtige Resultate
Natürlich kann man kritisieren, dass eine Studie mit 21 Probanden relativ klein ist. Doch wer schon mal selbst in einem Viruskultur-Labor gearbeitet hat, kann nachvollziehen, wie gross aber auch wie wertvoll diese Studie ist. Die Resultate sind sehr kongruent. Die Daten zur PCR stimmen überein mit den klinischen Angaben und den Kulturresultaten. Wir hatten auch schon im Artikel zum Antigen-Test auf das Problem der Sensitivität der PCR hingewiesen. Die Methode kann aber auch lange nach einer Erkrankung positiv ausfallen.
Die neue Studie ergänzt unseren Wissensstand zur Interpretation von PCR-Resultaten. Sicher wichtig, dass wir diese Informationen bei allfälligen breit angelegten Teststrategien einbeziehen. Einschränkend darf man sicher erwähnen, dass in dieser kleinen Studie vermutlich kaum Patienten eingeschlossen wurden, welche mit immun-supprimierenden Substanzen behandelt wurden. Wir gehen davon aus, dass solche Patienten eine längere Dauer der Infektiosität aufweisen.

Coronavirus protection by shixart1985


Prof. Dr. med. Pietro Vernazza

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