Zu Anfang der Corona-Pandemie wurden auch im Marienhospital nur Menschen auf den Erreger getestet, die bereits Symptome der Erkrankung aufwiesen. Denn Laborkapazitäten waren weltweit knapp. Im April 2020 richtete das Marienhospital daher in einem leer stehenden Bürocontainer in Rekordtempo ein Corona-Testlabor ein. Denn Corona-Tests sind unabdingbar, um die Ausbreitung der Erkrankung in den Griff zu bekommen.
„Wir hatten Glück, dass in der Nähe unseres Kliniklabors der leere Container stand“, erinnert sich Privatdozent Dr. Matthias Orth. Er ist Ärztlicher Direktor des Instituts für Laboratoriumsmedizin am Marienhospital. In dem Container war während der vorangegangenen OP-Erweiterung die Bauleitung untergebracht. Die Räume wurden mit modernsten Laborgeräten im Wert von mehr als 300.000 Euro ausgerüstet. Das Gebäude erhielt passenderweise den Namen des „Seuchenheiligen“ St. Sebastian. „Heute testen wir alle stationären und viele ambulante Patienten auf Corona. Und regelmäßig auch jeden unserer Mitarbeiter“, so der Laborchef. Von Mai bis August 2020 wurden in St. Sebastian bereits rund 20.000 Tests durchgeführt.
Testteam mit drei Experten
Das Team in St. Sebastian besteht aus Laborfacharzt Dr. Hannes Hawran, der Technischen Biologin Lisa Salzmann und dem Molekularbiologen Dominik Baitinger. Inzwischen haben die drei Experten außerdem Kolleginnen und Kollegen im Hauptlabor so eingearbeitet, dass sie Corona-Tests vornehmen können. Denn bei Urlaub oder Krankheit des St. Sebastian-Teams müssen die Tests weiterlaufen. „Das ist auch in unserem Hauptlabor möglich. Aber die dortige Testmethode ist teurer als die 50 Euro je Test, die wir von den Krankenkassen erstattet bekommen“, so Dr. Orth.
Der Chef mit der weißen Box
Wenn der Laborchef sein Team besucht, hat er oft eine weiße Box dabei, die an einen Schminkkoffer erinnert. Sie enthält die Proben der in den letzten Stunden durchgeführten Rachenabstriche von Patienten und Mitarbeitern. Anders als das Hauptlabor ist St. Sebastian nicht an das Schienennetz der Transportanlage „Telelift“ angeschlossen. Sie transportiert normalerweise Proben ins Labor. Daher erfolgt der Transport der Corona-Abstriche auf den letzten Metern per Hand und häufig durch den Chef selbst. Dr. Orth glaubt, dass St. Sebastian so schnell nicht ausgedient hat. „Denn die bislang als Alternative eingesetzten Schnelltests sind ungenau. Zudem liegt mit unserem Verfahren das Ergebnis schon nach wenigen Stunden vor. Bevor wir einen Impfstoff haben und um die Ausbreitung des Virus zu verhindern, bleiben somit nur Abstandsregeln, Masken und Tests“, sagt er.
SO FUNKTIONIERT DER PCR-TEST AUF CORONA
1) Ein Pipettierroboter kann gleichzeitig Proben von bis zu 96 Patienten bearbeiten. Für den Coronatest wird zuvor mit einem Wattetupfer ein Zellabstrich aus dem Rachen des Patienten entnommen.
2) Die Zellen werden in eine Flüssigkeit gegeben. Untersucht wird, ob sich in den Zellen RNA, also Erbgut von Coronaviren, befindet. Die RNA muss für die Analyse von den übrigen Zellbestandteilen isoliert werden. Zur Isolierung der RNA dienen sogenannte BOMB-Beads (Bio-On-Magnetic-Beads). Das sind winzig kleine Magnetkügelchen, die in Flüssigkeit gegeben werden. Die RNA dockt an die Oberfläche der Kügelchen an, während alle anderen Zellbestandteile in der Flüssigkeit bleiben. Die Kügelchen mit der RNA werden durch die starken Magnete der Bodenplatte nach unten gezogen.
3) Der Pipettier-Roboter saugt die Flüssigkeit, die sich darüber abgesetzt hat, in mehreren Arbeitsgängen ab. Unten verbleiben am Ende nur die Magnetkügelchen mit der RNA. Die RNA wird in einer weiteren Flüssigkeit von den BOMB-Beads gelöst. Außerdem wird das Enzym Reverse Transkriptase beigefügt. Es wandelt die RNA in DNA um. Denn die Analysegeräte benötigen DNA für die Untersuchung.
4) Im Analysegerät namens Thermocycler werden die winzigen Spuren der Erbsubstanz aus den Proben von einem Enzym mehrmals vervielfältigt. Das Enzym stammt von hitzeresistenten Mikroben, die in heißen Thermalquellen im Yellowstone-Park vorkommen. Das Verfahren zur DNA-Vervielfältigung nennt sich PCR (Polymerase Chain Reaction). Nötig ist das Prozedere, weil die sehr geringe DNA-Menge für einen Nachweis des Covid-Erregers nicht ausreicht. Die Probe wird auf zwei Gene untersucht, deren Vorhandensein sicher auf eine Corona-Infektion hinweist. Sind nur wenige Erreger in der Probe, muss deren Menge von der Maschine durch Erhitzen und Abkühlen häufiger verdoppelt werden als wenn sich viele Erreger in der Probe befinden.
Sichtbar werden die Erreger durch einen Farbstoff, der zu leuchten beginnt, sobald er mit Erbsubstanz des Corona-Erregers in Kontakt kommt. Nach jedem Vervielfältigungszyklus wird vom Gerät die Stärke der Fluoreszenz gemessen. Bei Proben mit vielen Erregern tritt das Leuchten schon nach wenigen Vervielfältigungszyklen auf. Proben ohne Corona-Erreger hingegen leuchten nicht.
5) Auf einem Monitor wird dann die Erregerzahl von positiven Proben anhand von Kurven angezeigt. Je weiter links eine Kurve startet, umso mehr Erreger enthielt sie und umso weniger häufig musste die Erregerzahl im Gerät für die Nachweisbarkeit verdoppelt werden.
Wenige Erreger können auf ganz Unterschiedliches hinweisen:
a) auf eine schwache Infektion
b) darauf, dass jemand bereits auf dem Weg der Besserung ist
c) dass die Infektion noch frisch ist und sich erste wenige Erreger gebildet haben
Der PCR-Test gilt als sehr sicher; „falsch-positive“ Ergebnisse sind nahezu ausgeschlossen.
