In Zusammenarbeit zwischen dem Johanniter Krankenhaus in Geesthacht und dem benachbarten LADR Zentrallabor Dr. Kramer & Kollegen wurde die Zuverlässigkeit einer Point of Care (POC)-PCR-Methode zum Nachweis von SARS-CoV-2-spezifischer RNA evaluiert. Hierzu wurde die in 20 Minuten vor Ort durchgeführte POC-PCR mit einer akkreditierten Labormethode verglichen. Ziel dieser Kooperation war die Etablierung einer diagnostischen Strategie für eine schnelle und zuverlässige patientennahe Testung, die zu jeder Zeit (24/7) durchführbar ist. Bei Patienten mit SARS-CoV-2-typischen Symptomen müssen diese immer differenzialdiagnostisch abgeklärt werden.

Eine Differenzierung von anderen, insbesondere viralen Atemwegserkrankungen ist klinisch nicht möglich. Bei asymptomatischen Patienten gilt es ferner, eine Übertragung auf vulnerable Patientengruppen innerhalb des Krankenhauses, aber auch auf medizinisches Personal zu verhindern. Hierbei spielt die Erkennung von Infizierten eine Schlüsselrolle. Durch die POC-PCR entfällt die Einteilung in COVID-19-positive, COVID-19-Verdachts- und COVID-19-negative Patienten. Die Verteilung in COVID-19-positive und -negative Patienten erfolgt erst nach Diagnosestellung. Somit wird ein viel kleinerer Isolationsbereich im Krankenhaus benötigt. Das Personal wird weniger belastet und der Einsatz persönlicher Schutzausrüstung reduziert. Der Direktnachweis von SARS-CoV-2-spezifischer RNA mittels akkreditierter Reverse-Transkriptase-PCR von zwei Zielsequenzen aus einem Naso- bzw. Oropharyngealabstrich wird vom Robert Koch-Institut (RKI) als Goldstandard empfohlen. Diese Methode benötigt jedoch bei Durchführung auf Geräten im Labor vom Probeneingang bis zur Befundfertigstellung mindestens 4 Stunden. Antigen-Schnelltests am Point of Care liefern zwar unmittelbar Ergebnisse, weisen aber eine deutlich geringere Sensitivität und Spezifität im Vergleich zur PCR auf.

Eine Kombination von hoher Sensitivität und sehr schneller Verfügbarkeit eines Ergebnisses versprechen POC-PCR-Geräte. Zur Überprüfung wurde folgende Analyse durchgeführt:

Die Vergleichsuntersuchung – Material und Methoden
Als POC-PCR-Test wurde der VitaPCR™ SARS-CoV-2-Test (Credo Diagnostics, Singapur) eingesetzt. Dieser Test weist 2 Zielregionen des N-Gens von SARS-CoV-2 nach. Die Durchführung ist durch geschultes medizinisches Personal möglich. Im Gegensatz zu Antigen-Schnelltests sind mehrere Pipettierschritte erforderlich. Der Test liefert innerhalb von 20 Minuten Ergebnisse – von der Probennahme bis zum Resultat. Der Hersteller gibt die Spezifität und Sensitivität mit jeweils 100 Prozent an.

Die Testungen fanden in einem dafür eingerichteten geschlossenen Raum in der Zentralen Notaufnahme (ZNA) des Johanniter Krankenhauses durch geschultes Personal statt. Die Durchführung der SARS-CoV-2-PCR im LADR Zentrallabor erfolgte auf einem Großgerät von Roche, dem Cobas 8800 (Roche Diagnostics, Mannheim). Die Zielsequenzen dieser PCR liegen im Replikase- (orf 1a/b) und im E-Gen.

Im ersten Schritt erfolgte eine Vergleichsmessung von Proben aus der Labor-Routine. Hierfür wurde das POC-PCR-Gerät zeitweise ins LADR Zentrallabor verlegt, um positive Proben aus der Routine unter entsprechenden Sicherheitsbedingungen erneut mittels des VitaPCR™ zu analysieren.

Dazu wurden Tupfer mit unterschiedlichen Konzentrationen viraler RNA (anhand des jeweiligen Ct-Wertes ermittelt) ausgewählt, um orientierend eine semiquantitative Nachweisgrenze der VITA-PCR zu ermitteln. Generell variieren Ct-Werte der PCR-Verfahren abhängig von Hersteller, Zielregion, Extraktion, Abnahmeort und Abnahmetechnik. Angepasst an die klinische Fragestellung wurden die Ergebnisse der Vita POC-PCR nur qualitativ als positiv und negativ dargestellt. Eine Fachinformation zur Bedeutung und weiteren Erläuterung von Ct-Werten unter: https://ladr.de/coronavirus-sars-cov-2.

Bei hoher und mäßiger Viruskonzentration (Ct-Wert unter 32) weist die POC-PCR eine hohe Sensitivität auf (8 von 8 positiven Proben wurden erkannt). Mit abnehmender Viruskonzentration treten zunehmend falsch negative Resultate und somit eine abnehmende Sensitivität der POC-PCR auf. Der anhand definierter Proben in Zusammenarbeit mit dem RKI und dem Nationalen Konsiliarlabor ermittelte Schwellenwert der verwendeten Labormethode (ergänzt durch eine Sicherheitszone) liegt bei einem Ct-Wert von 30. D.h., Viruskonzentrationen, die zu einem höheren Ct-Wert führen, werden als nicht mehr infektiös für Zellkulturen angesehen – die Patienten gelten damit als nicht kontagiös. Somit wurden mittels POC-PCR alle als kontagiös zu wertenden Patienten korrekt erkannt.

Im zweiten Schritt führten wir vergleichende Messungen durch, um die Frage zu beantworten, ob durch den Einsatz von zwar geschultem, aber doch laborfremdem medizinischen Personal diskrepante Ergebnisse auftreten würden.
Dazu wurden für einen Zeitraum von 6 Wochen symptomatische Patienten vor Aufnahme in der ZNA des Johanniter Krankenhauses sowie symptomatische Mitarbeiter zwei Mal nasopharyngeal abgestrichen. Einer der beiden Tupfer wurde sofort mit der Vita POC-PCR untersucht. Der zweite Tupfer wurde ins Zentrallabor gebracht und dort zeitnah mit dem Labor-Großgerät analysiert.

Die parallele Untersuchung ergab in keinem der abgenommenen Abstriche eine Abweichung. Klinisch konnte somit in allen Fällen schnell entsprechend dem Resultat reagiert werden.

Studienergebnisse und Fazit
Insgesamt weist die POC-VitaPCR™ in der ZNA (bei korrektem Handling) im Vergleich zum Labor-PCR-Großgerät zwar eine etwas geringere Sensitivität auf, ist dafür aber wesentlich schneller in der Ergebniserstellung. Es zeigte sich, dass im Bereich höherer Viruskonzentration (Ct-Wert unter 30) die Ergebnisse beider Methoden übereinstimmten. Falsch negative Resultate der VitaPCR™ fanden sich lediglich bei niedriger Viruskonzentration in einem Messbereich mit fraglicher Relevanz für das klinische Setting. Die systembedingte Einzeltestung und die relativ hohen Anschaffungs- und Testkosten machen das Gerät für Screeningzwecke jedoch ungeeignet.

Als künftiges Vorgehen wurde in diesem konkreten Setting festgelegt, dass bei fraglich-positiven Proben (lediglich eine von zwei Zielregionen detektierbar) in der POC-PCR sowie bei fortbestehendem klinischem Verdacht stets eine Abklärung mittels neuem Abstrich im LADR Zentrallabor durchgeführt wird. Eine generelle Paralleltestung ist zur Schonung entsprechender Ressourcen nicht weiter vorgesehen. Das POC-PCR-Gerät ist als fester Bestandteil in den Testalgorithmus der ZNA des Johanniter Krankenhauses Geesthacht eingebunden worden, sodass möglichst zügig und schnell zuverlässige Ergebnisse erstellt werden können. Aus Kapazitäts- und Kostengründen wird jedoch ein generelles Screening bei asymptomatischen Patienten in Anlehnung an die nationale Teststrategie mittels Antigen-Schnelltest durchgeführt.
Text: Tom Reuter, Dr. Constanze Lange, Prof. Jan Kramer, Dr. Timo Rath / Foto: di