Screening auf SARS-CoV-2: Mit Poolverfahren lassen sich die Kapazitäten für Massentests erhöhen

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Die infektiologische Labordiagnostik muss ressourcensparend sein, wenn größere Populationen gescreent werden sollen und die Ergebnisse zeitnah zur Verfügung stehen müssen, um eventuell Schutzmaßnahmen zu veranlassen. An mehreren deutschen Universitäten werden für das Screening auf SARS-CoV-2 Poolverfahren angewendet. Das Abstrichmaterial mehrerer Personen wird dafür in ein gemeinsames Poolgefäß übertragen. Ist das Testergebnis des Poolröhrchens negativ, sollten auch sämtliche darin enthaltene Einzelproben negativ sein. Bei positivem Befund erfolgen – je nach Größe des Pools – entweder Tests an Sub-Pools, um die Einzelproben einzugrenzen, oder es werden direkt die Einzel-Rückstellproben getestet.

Virologen des Universitätsklinikums des Saarlandes (UKS) in Homburg/Saar haben untersucht, wie viele Einzelproben von asymptomatischen Personen sich poolen lassen, um mit dem dort etablierten Verfahren ein zuverlässiges Testergebnis zu erhalten (1). „Das konkrete Ziel war, in einer größeren Population nach Virus-Spreadern zu suchen, die ansteckend sind, ohne es zu wissen“, erläuterte Prof. Dr. med. Sigrun Smola, Direktorin des Instituts für Virologie am UKS, dem Deutschen Ärzteblatt. Die Viruskonzentrationen eines Infizierten sind kurz vor oder bei Beginn der Symptomatik am höchsten (2).

Für alle Schritte der PCR wurden kommerzielle Testkits und Geräte verwendet. Die Untersuchungen an verschieden großen Pools, die mit knapp 1 200 Einzelproben von asymptomatischen Personen zusammengestellt worden waren, ergaben: Ein Pooling von 4–30 Proben liefert ein sicheres Ergebnis. Als Parameter für die laborinterne Validierung wurde die Zyklusschwelle (Cycle Threshold; C_t-Wert) verwendet, also die Zahl der Amplifikationszyklen, die für ein Ansteigen der Signalkurve über einen bestimmten Schwellenwert hinaus notwendig ist. Sie lag bei SARS-CoV-2-positiven Pools zwischen 22 und 29 für das Gen des Envelope-Proteins und bei 21–29 für das Gen des Spike-Proteins. Der Unterschied des C_t-Werts zwischen positivem Pooltest und positiver Einzelprobe betrug maximal 5.

Wurden bis zu 30 Einzelproben gepoolt, war der Nachweis des Virus sicher möglich. Es waren dann Sub-Pools à 10 Einzelproben angelegt worden oder à 5 Einzelproben, wenn 20 Proben gepoolt wurden. Mit dieser Strategie ließ sich bei positivem Poolbefund die Zahl der erneut zu untersuchenden Proben reduzieren. So waren für 1 191 Proben nur 267 Tests erforderlich. 23 Personen waren SARS-CoV-2-positiv (Prävalenz: 1,93 %).

Fazit: „Ein Poolverfahren ist vor allem dann ein möglicher Weg, wenn die für das Screening einer hohen Anzahl asymptomatischer oder präsymptomatischer Personen verfügbaren Strukturen an ihre Kapazitätsgrenzen kommen“, so Smola. „Dann kann es sinnvoll sein, auf ein innerhalb des Labors überprüftes Poolverfahren zurückzugreifen.“ Es gebe natürlich Verdünnungseffekte, sodass grenzwertig positive Einzelproben möglicherweise nicht als positiv detektiert würden. Dies könne bei symptomatischen Patienten vorkommen, vor allem aber bei Rekonvaleszenten 14–21 Tage nach symptomatischer Infektion. Symptomatische Personen sollten immer im Einzelverfahren getestet werden. Dr. rer. nat. Nicola Siegmund-Schultze

1. Lohse S, Pfuhl T, et al.: Pooling of samples for testing for SARS-CoV-2 in asymptomatic people. Lancet Infect Dis 2020; https://doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30362-5.
2. He X, et al.: Temporal dynamics in viral shedding and transmissibility of COVID-19. NaMed 2020; https://doi.org/10.1038/s41591-020-0869-5.