Warum sind Antikörpertests wichtig und wie funktionieren sie?

Mit Antikörpertests lässt sich feststellen, wer bereits eine Infektion hinter sich hat. Doch die Tests für das neue Coronavirus sind noch nicht zuverlässig.

NIAID-RML Aufnahme eines Elektronenmikroskops des neuen Corona-Virus.

Bei RiffReporter berichten WissenschaftsjournalistInnen für Sie über die Pandemie

Kurzantwort:

Antikörpertests sind wichtig, um herauszufinden, wie viele Menschen schon mit dem neuen Coronavirus infiziert waren. Außerdem können sie einen Hinweis darauf geben, ob Menschen zumindest eine Zeitlang gegen das Virus geschützt sind. Ein Problem ist allerdings, dass die Tests, insbesondere die sogenannten Schnelltests, bislang nicht zuverlässig genug sind.

Erklärung:

Die Coronatests, die bisher zum Einsatz kommen, können nur eine aktive, aber keine durchgestandene Infektion nachweisen. Es ist weiterhin wichtig, sogenannte Antikörpertests durchzuführen, die erkennen können, ob Menschen schon eine Infektion durchlaufen haben. Denn manche Menschen sind trotz Krankheitssymptomen nicht getestet worden, andere haben gar nicht gespürt, dass sie krank waren. Zu wissen, ob eine Erkrankung stattgefunden hat, ist sowohl für Individuen wie auch für das Monitoring der Pandemie wichtig.

Der Hintergrund ist einfach: Wenn ein Mensch Antikörper für ein bestimmtes Virus ausgebildet hat, kennt sein Immunsystem den Erreger und kann gegen ihn angehen. Die Antikörper sind Proteine, die das Virus neutralisieren können. Menschen, die eine Infektion mit Sars-CoV-2 durchlaufen, entwickeln schon nach kurzer Zeit Antikörper zur Abwehr des Erregers. Zu den ersten Antikörpern, die das Immunsystem bildet, gehören Immunglobulin A (IgA) und Immunglobulin M (IgM). Sie sind bereits nach wenigen Tagen im Blut nachweisbar. Etwas später bildet der Körper das Immunglobulin G (IgG). Die IgG-Antikörper bleiben meist länger im Blut und sorgen im besten Fall für eine gewisse Immunität gegenüber dem Erreger.

Ob und wie lange Antikörper schützen, ist noch unklar

Allerdings ist nach einer Studie vom Center for Health Security der Johns-Hopkins-Universität vom 22. April derzeit überhaupt nicht klar, ob das bei Sars-CoV-2 wirklich zutrifft. Die Autoren bezweifeln, dass Menschen, die wenig oder gar keine Krankheitssymptome hatten, genügend Antikörper bilden, um gegen das Virus immun zu werden. Sie warnen, es gebe „nach wie vor erhebliche Lücken in unserem Verständnis von Sars-CoV-2 und Immunität, was die Interpretation serologischer Testergebnisse beeinflusst.“ Das Vorhandensein von Antikörpern sei nicht „unbedingt gleichwertig mit dem Schutz vor Sars-CoV-2.“ Es müsse sich noch zeigen, wie viel Antikörper nötig sei, um überhaupt einen Schutz zu bieten und wie lang die Immunität nach einer Ansteckung anhalte. 

Diese Lücken schließen sich langsam. Eine Studie des Gesundheitsamts Lübeck hat Ende Juni gezeigt, dass knapp 30 Prozent aller 110 untersuchten Erkrankten in der Studie gar keine Antikörper bilden. Das geschieht sowohl bei allen möglichen Patienten, egal ob sie ganz leichte, mittlere der auch schwere Verläufe hatten. Alexander Mischnik, der Leiter des Gesundheitsamts Lübeck wird in der Pressemitteilung so zitiert: „Unsere Daten […]  lassen eine länger anhaltende Immunität gegen COVID-19 nach der Infektion vermuten.“ Weitere ähnliche Studien laufen.

Weiterhin arbeiten Labore rund um die Welt an neuartigen Testverfahren und ihrer sogenannten Validierung, also der Überprüfung, ob die Tests zuverlässig sind.

Ziel ist es, die Bevölkerung ganzer Länder, also Hunderte Millionen Menschen, zu testen, um Aufschlüsse über die Dunkelziffer der Infizierten und die Intensität der Antikörperreaktion zu bekommen. Eine geradezu unüberschaubare Anzahl Hersteller aus dem In- und Ausland bieten bereits sogenannte Antikörper-Schnelltests an. Während diese Schnelltests nur ergeben, ob Antikörper vorliegen oder nicht, sind erst die sogenannten Elisa-Tests in der Lage, auch die Intensität der Immunreaktion zu bestimmen. 

Bei allen Tests ist die entscheidende Frage, wie zuverlässig sie sind. Denn kein Test ist zu 100 Prozent zuverlässig, und eine größere Anzahl falscher Ergebnisse könnte dazu führen, dass Menschen sich in falscher Sicherheit wiegen, weil sie denken, immun zu sein, es aber nicht sind. 

Forscher aus den USA haben in einer aktuellen Studie eine ganze Reihe sowohl von Elisa- als auch von Schnelltests für Covid-19 überprüft. Das Ergebnis (Stand Anfang Mai) war ernüchternd: Viele der untersuchten Schnelltests zeigten Ergebnisse, die ohne Übung nur schwer richtig zu deuten waren. Einige übersahen Menschen mit Antikörpern, waren also nicht spezifisch genug. Einige schlugen auch bei Proben Alarm, in denen sich gar keine Antikörper gegen das Sars-CoV-2 befanden.

Tests müssen mehrere Kriterien erfüllen

Denn für die Zuverlässigkeit eines Tests gibt es zwei zentrale Kriterien:        

1. Sensitivität. Dieser Wert zeigt, wie zuverlässig der Test erkennt, dass jemand tatsächlich die gesuchten Antikörper im Blut aufweist. Bei den Elisa-Tests liegt der Wert momentan je nach Antikörperart zwischen 87 Prozent für manche IgA-Tests und 99 Prozent für manche IgG-Tests. Das heißt für den IgA-Test: Von 100 Menschen, die tatsächlich diese Antikörper im Blut haben, übersieht der IgA-Test zehn mit Antikörpern. Das ist dann ein sogenanntes falsch-negatives Ergebnis: Menschen, die die Krankheit durchlaufen haben, bekommen fälschlicherweise mitgeteilt, dass sie keine Antikörper im Blut haben.

Das gesundheitliche Risiko, das sich aus dem falschen Testergebnis ergibt, ist für Betroffene gering: Sie denken weiterhin, nicht immun zu sein und verhalten sich (hoffentlich) vorsichtig. Das falsche Ergebnis könnte aber dazu führen, dass zum Beispiel LehrerInnen oder ErzieherInnen, die zu einer Risikogruppe gehören, aus Angst vor einer Infektion nicht zur Arbeit gehen, obwohl das möglich wäre. Zudem sind 90 Prozent Sensitivität im Vergleich mit anderen Tests ein eher niedriger Wert, auch deshalb wäre der Einsatz solcher Tests problematisch.

2. Spezifität: Dieser Wert gibt an, wie zuverlässig der Test bei Menschen erkennt, dass sie keine Antikörper haben. Ist ein Test zu 98,5 Prozent spezifisch, bedeutet das: Der Test erkennt von 1000 Gesunden 985 korrekt als gesund. Bei 15 hingegen zeigt er an, dass sie Antikörper haben, obwohl das gar nicht stimmt. Das kann zum einen die Statistik verfälschen, weil die Epidemiologen von einer größeren Zahl Infizierter ausgehen als es tatsächlich gibt. Es ist aber vor allem für den Infektionsschutz ein großes Problem, denn diese Menschen werden sich vielleicht unvorsichtiger verhalten – in der Annahme, geschützt zu sein. Ursache eines falsch-positiven Ergebnisses kann zum Beispiel sein, dass der Test auf Antikörper reagiert, die der Körper gegen eines der anderen beim Menschen verbreiteten Coronaviren gebildet hat. Diese anderen Coronaviren sind Sars-CoV-2 nämlich in gewissen äußerlichen Eigenschaften ähnlich. Dieses Phänomen heißt Kreuzreaktivität. Für Sars-CoV-2 sollen schon Antikörpertests existieren, die zu mehr als 99 Prozent spezifisch sind. Das ist eine geringe Fehlerquote.

In Gegenden mit wenigen Kranken fallen falsche Ergebnisse besonders ins Gewicht

Wie gut ein Test zu gebrauchen ist, hängt also von der Frage ab, mit wie vielen falsch-positiven und falsch-negativen Ergebnissen man rechnen muss. In Gebieten, in denen sich schon viele Menschen mit einer Krankheit angesteckt haben, fallen ein paar falsch positive Ergebnisse weniger stark ins Gewicht.

In Gegenden hingegen, in denen es wenige Infektionen gibt, sieht es anders aus: Sogar ein Test, dessen Spezifität gut klingt, kann unbrauchbare Ergebnisse liefern. Denn er findet zwar die wenigen tatsächlich Kranken. Er schlägt aber gleichzeitig bei einer Reihe tatsächlich Gesunder an. Dann ist der Anteil falscher Resultate an der Gesamtmenge zu groß und die Ergebnisse sind kaum zu gebrauchen. Ohne zusätzliche Tests lässt sich dann nicht erkennen, welches Ergebnis stimmt und welches nicht. Daher hängt die Aussagekraft von Tests auch immer von der jeweiligen Situation ab.

Weiterhin wichtig ist, für was Tests eingesetzt werden: Soll damit ein generelles Bild von der Entwicklung einer Epidemie oder Pandemie gezeichnet werden, wiegen einzelne Fehler weniger schwer und lassen sich mit statistischen Methoden korrigieren. Etwas anderes ist es, wenn es darum geht, herauszufinden, ob Menschen mit den Ergebnissen für sie lebenswichtige Entscheidungen treffen. Bei Tests mit hoher Fehlerquote kann für diese Anwendung nur eine mehrfache Wiederholung zu besseren Ergebnissen führen.

Wichtig ist es auch sicherzustellen, dass der Test speziell auf den neuartigen Erreger Sars-CoV-2 anspringt und nicht etwa auf andere Coronaviren. Um diese „Kreuzreaktion” auszuschließen, müssen Diagnostiklabors einen zweiten Test mit einer anderen Methode vornehmen, zum Beispiel einen sogenannten Neutralisationstest: Dabei wird eine Zellkultur gezielt mit Sars-CoV-2 infiziert. Gibt man die Serumprobe des Getesteten dazu und enthält diese Probe die speziellen Antikörper, so neutralisieren sie das Virus und schützen den größten Teil der Zellen. Es entsteht ein charakteristisches Muster in der Petrischale. Erst wenn dieses Muster vorliegt  ist sicher: In dieser Blutprobe befanden sich Antikörper gegen das neue Coronavirus. Ohne diese Absicherung sind die Tests nicht aussagekräftig genug.

Keine Zulassung für medizinische Tests in der EU

Eine behördliche Zulassung benötigen Antikörpertests in der Europäischen Union nicht. Die Hersteller müssen sie lediglich zertifizieren lassen – in Deutschland macht das zum Beispiel der TÜV – und dürfen dann das CE-Zeichen tragen. Auch Zertifikate aus anderen EU-Staaten sind in Deutschland gültig.  

Doch wie die hohen Ansprüche und vielen Faktoren zeigen, ist die Entwicklung zuverlässiger Tests nicht einfach. Obendrein benötigen Diagnostiker, um feststellen zu können, dass ein Test nur bei Menschen anschlägt, die wirklich Antikörper gegen Sars-CoV-2 haben, Vergleichsmaterial. Das müssen Blutproben von Menschen sein, die sicher mit einem der anderen Coronaviren erkrankt sind. Nur so können die Forscher untersuchen, ob der Test auch auf fälschlicherweise auf diese anderen Coronaviren anspringt. Die wenigsten Unikliniken besitzen solche verifizierten Proben. Sie haben zwar große Bestände von Blutproben, können sie aber nicht einfach durchtesten. Aus ethischen Gründen ist außerdem die Zustimmung der Menschen notwendig, von denen die Proben stammen. Alle zu fragen, ist aber sehr aufwändig. 

Es gibt also mehrere Ursachen, warum verlässliche Antikörpertests für den massenhaften Einsatz noch auf sich warten lassen. (Joachim Budde)

Letzte Aktualisierung am: 16.06.2020

Zusätzliche Quellen:

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Covid-19: Ein Virus bedroht die Welt