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Labor der MCL im Spital Zweisimmen

Die Test-Profis im Einsatz gegen Corona, Influenza und vieles andere

Während es in den Drive-In-Testzentren vor allem darum geht, möglichst vielen Menschen in kurzer Zeit Zugang zu einem Covid-Test zu verschaffen, sind die Anforderungen im Labor der MCL Medizinische Laboratorien AG (MCL) deutlich vielschichtiger: Als Labordienstleiter im Spital Zweisimmen sind Covid-Analysen zwar nur ein kleiner zusätzlicher Teil zum normalen Laborbetrieb, die Ergebnisse können aber weitreichende Auswirkungen auf den gesamten Spitalbetrieb haben.

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PCR-Test am Spital Zweisimmen

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© Armin Berger

Die notwendigen Reagenzien werden fix und fertig in Kartuschen geliefert. Und mit einer Einmal-Pipette, um genau die richtige Menge an Probenmaterial zu verwenden.

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Vorbereitung einer Probe für den PCR-Test.

© Armin Berger

Nur wenig länger als 20 Minuten benötigt das kleine PCR-Testgerät, um eine Probe auf Covid zu testen. Für das Personal fallen aber noch einige Vor- und Nachbereitungsarbeiten an, so dass etwa zwei Tests pro Stunde möglich sind.

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Nach zwanzig Minuten das Ergebnis: Hier zum Glück negativ in allen Bereichen.

© Armin Berger

Ein Covid-Antigen-Schnelltest: Billiger und ohne Laborausstattung nutzbar. Aber nicht so zuverlässig wie ein PCR-Test.

© Armin Berger

Sarah Carron, Teamleiterin des MCL-Labors in Zweisimmen

© Armin Berger

Rahel Wampfler, Mikrobiologin bei der MCL.

Die PCR-Tests gelten als «Gold-Standard» bei der Identifikation des neuen Corona-Virus. Die Technik dahinter ist allerdings schon viele Jahrzehnte alt und wird schon lange zum Nachweis von anderen Viren oder auch zum Nachweis von Erbkrankheiten genutzt. Die polymerase chain reaction (PCR, deutsch: Polymerase-Kettenreaktion) wurde 1983 vom US-amerikanischen Biochemiker Kary Mullis erfunden, auch wenn sich ähnliche Ideen bereits bis in die 1970er Jahre zurückverfolgen lassen. Mullis brachte die Idee soweit voran, dass sie zum Standardverfahren wurde. 1993 erhielt er dafür den Chemie-Nobelpreis.

Die Grundidee hinter der PCR ist relativ einfach: Erbinformationen bestehen aus Molekül-Strängen bzw. Ketten. Diese Ketten, die aus wenigen verschiedenen chemischen Grundbausteinen zusammengesetzt sind, enthalten durch ihre ganz individuelle Zusammenstellung und Aneinanderreihung einen «Bauplan», z.B. für ein ganzes Lebewesen – oder auch nur für ein Virus. Mithilfe von Markierungssubstanzen (sog. «Primern»), die an einer genau definierten Stelle auf einem Erbgut-Strang andocken, lässt sich ein Abschnitt des Erbgut-Stranges markieren. Fügt man bei geeigneter Temperatur ein Enzym (die sog. DNA-Polymerase) und genügend chemische Grundbausteine hinzu, dann erstellt das Enzym eine Kopie des markierten Erbgut-Abschnitts. Durch ein kurzzeitiges Erhitzen werden Original und Kopie physikalisch voneinander getrennt und ein Zyklus im Verfahren ist abgeschlossen. Wiederholt man den Vorgang, werden beide Abschnitte als Vorlage verwendet und kopiert. Immer wieder – bis zu 45-mal und bis genug Material vorhanden ist, um chemisch eindeutig nachgewiesen zu werden.

Der Coronovirus besteht aus einem unstabilen Erbgut (RNA) und dies muss in einem ersten Schritt in stabiles Erbgut (DNA) umgeschrieben werden bevor die eigentliche PCR gestartet werden kann. Dies übernimmt ein zusätzliches Enzym: die Reverse Transkriptase. Mischt man zu den obengenanten Primer noch fluoreszierende chemische Markierungssubstanzen hinzu (sog. «Sonden»), die proportional zu den Erbgut-Kopien nach jedem Zyklus mehr fluoreszieren und gemessen werden können (mit hochwertigem Gerät), sind wir bei der zeitnahen Reverse Transkriptase-PCR angelangt, kurz und in englisch: real-time RT-PCR. Dies ist der Goldstandard bei der Corona Analysen weltweit.

«Die Primer und die Sonden sind ganz spezifisch auf eine bestimmte Stelle eines gesuchten Erbgutstranges abgestimmt», erläutert Dr. Rahel Wampfler aus St. Stephan und Mikrobiologin bei der MCL. Womit auch klar wird: Ist die gesuchte Erbinformation nicht in der Probe enthalten, können die Primer auch nirgendwo «andocken». Der Test bleibt negativ.

PCR-Tests in Zweisimmen – schon lange verfügbar, seit Kurzem auch für Covid

«PCR-Tests sind für uns nicht neu», stellt Sarah Carron aus Schönried fest. Die Teamleiterin des MCL-Labors im Spital Zweisimmen deutet dabei auf ein unscheinbares Gerät mit vier Einschüben, ein sog. POC-PCR Gerät (Point-Of-Care-PCR, etwa: «Am-Einsatzort-PCR») «In der Vergangenheit haben wir hier im Spital bereits PCR-Tests zum Nachweis von Noro- und Influenza-Viren durchgeführt.» Immer dann, wenn Patienten mit Verdacht auf hochansteckende Krankheiten im kleinen Spital Zweisimmen isoliert werden müssen, ist eine schnelle und sichere Diagnostik von entscheidender Bedeutung. Denn gerade in der Wintersaison ist der Platz oftmals knapp und das ärztliche und Pflegepersonal an den Belastungsgrenzen. Je schneller klar ist, ob der Patient wirklich noch isoliert werden muss, umso schneller können die notwendigen Folgeentscheidungen getroffen werden.

«Leider konnten wir im letzten Jahr für dieses PCR-Gerät nicht an die notwendigen Reagenzien kommen, um auch Covid-Tests selbst im Haus zu erledigen», so Carron weiter. Und so hat sich die MCL kurz vor Weihnachten 2020 dafür entschieden, ein weiteres POC-PCR-Gerät von einem anderen Hersteller anzuschaffen und in Zweisimmen in Betrieb zu nehmen.

Für dieses zweite Gerät, so unscheinbar und klein wie eine Nespresso-Maschine, liessen sich auch Test-Kits beschaffen. In begrenzter Anzahl und es kann damit auch nur eine Probe in einem Durchgang analysiert werden. Dafür kann das Labor aber innerhalb von nur etwas mehr als 20 Minuten einen vollwertigen PCR-Test durchführen. «Mit dem neuen Gerät können wir bei entsprechender ärztlicher Anordnung eine PCR-Untersuchung in derselben Zeit vornehmen, in der sonst nur ein Antigen-Schnelltest möglich wäre», zeigt Wampfler die Vorteile eines kleinen, aber hochwertigen POC-PCR-Testsystems auf.

Schnelltest, schneller PCR-Test, Massentest?

Ein Tempo, das manchmal zu Verwirrung führt – das weiss auch Carron. «Obwohl der Schnelltest ähnlich lange dauert wie unser POC-PCR-Test, basieren Schnelltests auf völlig anderen Verfahren.» Und in der Tat: Während PCR-Tests nach einem genetischen Fingerabdruck des Virus suchen, basieren Schnelltest auf einem Farbnachweis von Virusproteinen. Das funktioniert auch – aber bei Weitem nicht so zuverlässig. Qualitätskontrollen über verschiedene Labore hinweg haben für PCR-Verfahren eine Trefferquote von 98 Prozent und mehr ergeben. Bei Antigen-Schnelltests liegt die Quote eher bei maximal 87 Prozent im Vergleich zur PCR.. «Im Labor setzen wir keine Antigen-Schnelltests ein», so Wampfler. Dennoch stellt sie den Sinn und Nutzen von Schnelltests nicht generell in Abrede: Man benötigt keinerlei Laborausrüstung, die Tests sind verhältnismässig billig, und gerade, wenn man eine grosse Anzahl von Menschen in kurzer Zeit testen muss, praktisch alternativlos. «Für den Spitalbetrieb brauchen wir aber die höchstmögliche Zuverlässigkeit im Einzelfall.»

Und reichen die Kapazitäten des kleinen lokalen Testsystems denn für den gesamten Bedarf in Zweisimmen? «Nein», lacht Carron, «auf gar keinen Fall! Unser neue PCR kommt nur zur Anwendung, wenn ein schnelles Ergebnis für den störungsfreien Betrieb des Spitals erforderlich ist oder die medizinische Situation eines Patienten es erfordert.» Viele Abstriche werden daher per Kurier an die MCL-Zentrale in Niederwangen geschickt. «Dort haben wir ein Gerät für PCR-Tests, in dem 94 Proben innerhalb von drei Stunden gleichzeitig analysiert werden können und dies bis zu acht mal pro Tag», so Mikrobiologin Wampfler. «Anders könnten wir die Menge an Tests auch gar nicht bewältigen.» Zweimal täglich ist der Kurier unterwegs, um die Proben möglichst frisch analysieren zu können und die Wartezeit für die Patienten so kurz wie möglich zu halten.

Und so müssen auch Patienten, die in Zweisimmen abgestrichen werden, oftmals einen halben oder einen ganzen Tag warten, bis sie per SMS ihr Testergebnis bekommen. Oder noch länger? «In der Tat bekommen manche Patienten ihr Ergebnis erst nach zwei Tagen», räumt Wampfler ein. Das sei allerdings nicht, weil deren Probe «vergessen» wurde. Vielmehr kommt es manchmal vor, dass Proben lediglich grenzwertige Resultate liefern und keine eindeutige Aussage ermöglichen. «Wir analysieren in solchen Fällen das Probenmaterial erneut, um jedweden Fehler soweit irgendwie möglich auszuschliessen und dem Patienten ein verlässliches Ergebnis mitteilen zu können.»

Und noch während Wampfler und Carron sich über die neuesten Entwicklungen bei den Testverfahren austauschen und über die Anforderungen von Aufsichtsbehörden und den Ärzten des Spitals diskutieren, fängt die kleine neue Analysemaschine an zu piepsen. Die zwanzig Minuten Analysezeit sind vorbei und das Ergebnis steht fest: Grün. Negativ. Kein Covid-19 gefunden. Und auch kein Influenza-Virus – das prüft das System gleich automatisch mit. Gute Nachrichten für den Patienten, der bereits auf das Ergebnis wartet. So wie in der Sterilwerkbank nebenan bereits die nächsten Proben warten, die noch analysiert werden müssen. Das Labor der MCL in Zweisimmen ist sieben Tage die Woche und rund um die Uhr einsatzbereit. Und in Covid-Zeiten noch stärker in Anspruch genommen, als sonst schon.

Erstellt am: 14.02.2021

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