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Was sind die verschiedenen Arten von serologischen Tests?

Text aktualisiert am 2020-04-30


Es gibt verschiedene Arten von serologischen Tests zum Nachweis spezifischer Antikörper gegen das SARS-CoV-2-Virus im Blut oder ihrer Wirksamkeit gegen Reinfektionen.

Es gibt drei Arten serologischer Tests, die sich in Bezug auf Schwierigkeit, Empfindlichkeit und Kosten unterscheiden:

Schnelldiagnosetest: Dauer 10-30 min.

Es handelt sich in der Regel um einen qualitativen (positiven oder negativen) Seitenflusstest, der klein und tragbar ist. Für diese Tests können Blutproben von einem Picks in den Finger, Speichelproben oder Nasenabstriche verwendet werden. Schnelltests ähneln insofern häufig Schwangerschaftstests, als der Test dem Anwender farbige Linien zeigt, um positive oder negative Ergebnisse anzuzeigen. Bei COVID-19 wird bei diesen Tests am häufigsten nach Antikörpern (IgG und IgM) des Patienten oder dem Virusantigen gesucht. Diese Tests können weder die Menge der im Serum des Patienten vorhandenen Antikörper quantifizieren, noch können sie bestimmen, ob diese Antikörper in der Lage sind, eine zukünftige Infektion zu verhindern.


Enzymimmunoassay (ELISA): Dauer 1 - 5 Stunden

Dieser Test kann qualitativ oder quantitativ sein und wird normalerweise in einem Labor durchgeführt. Für diese Tests werden in der Regel Vollblutproben oder Blutbestandteile von Patienten verwendet. Der Test basiert auf der Verwendung einer Platte, die mit einem viralen Protein beschichtet ist, wie zum Beispiel dem "Spike"-Protein der Virushülle. Die Patientenproben werden dann mit dem Protein inkubiert, und wenn der Patient Antikörper gegen das virale Protein hat, binden diese aneinander. Der an den Antikörper gebundene Proteinkomplex kann dann durch einen weiteren "Antikörper" nachgewiesen werden, der ein farbiges oder fluoreszierendes Signal erzeugt. Bei COVID-19 weisen diese Tests am häufigsten das Vorhandensein von Antikörpern nach, die vom Patienten selbst gebildet werden (IgG und IgM). Diese Tests können jedoch nicht feststellen, ob diese Antikörper neutralisierend sind, d.h. vor einer zukünftigen Infektion mit demselben Virus schützen können.


Neutralisationstest: Dauer 3- 5 Tage

Dieser Test weist das Vorhandensein von Antikörpern nach, die eine Virusinfektion in Zellen im Labor verhindern können. Mit Hilfe der Neutralisationstests kann nachgewiesen werden, ob ein Patient aktive und wirksame Antikörper gegen das Virus besitzt, auch wenn er keine Symptome gezeigt hat oder die Infektion überstanden hat. Für diese Tests esind Blutproben des Patienten erforderlich. Neutralisationstests basieren auf Zellkulturen, in denen sich SARS-CoV-2-Virus vermehren kann. Wenn das Virus und die Zellen mit abnehmenden Konzentrationen der Antikörper des Patienten kultiviert werden, können Forscher die Dosis der Antikörper im Blut des Patienten, die die Vermehrung des Virus blockieren können, sichtbar machen und bestimmen. Mit diesen Tests kann festgestellt werden, ob die Antikörper in der Lage sind, vor einer zukünftigen Infektion zu schützen. Sie können jedoch nicht das Vorhandensein von Antikörpern gegen Virusproteine nachweisen, die nicht am Infektionsprozess beteiligt sind.


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Quellen

Zusammenfassung der John Hopkins University von serologischen Tests, die hauptsächlich von den Vereinigten Staaten, China, Südkorea, Singapur, Deutschland und England entwickelt wurden.


Kinetik der Antikörperreaktion: Mit einem rekombinanten viralen Nukleokapsid-ELISA wurde in einer Studie die humorale Reaktion des Wirts auf SARS-CoV-2, einschließlich IgA-, IgM- und IgG-Reaktionen, untersucht. Insgesamt wurden 208 Plasmaproben aus 82 bestätigten Fällen und 58 wahrscheinlichen Fällen entnommen. Der diagnostische Wert von IgM wurde in dieser Kohorte bewertet. Die mediane Dauer des Nachweises von IgM- und IgA-Antikörpern betrug 5 Tage, während IgG über 14 Tage nach Symptombeginn mit einer positiven Rate von 85,4 %, 92,7 % bzw. 77,9 % nachgewiesen wurde.

Wu, F., Wang, A., Liu, M., Wang, Q., Chen, J., Xia, S., ... & Jiang, S. (2020). Neutralizing antibody responses to SARS-CoV-2 in a COVID-19 recovered patient cohort and their implications.

In einer Studie wurde die Kinetik der IgM- und IgG-Reaktionen bei 34 Patienten gemessen:

Xiao, Gao and Zhang. J Inf 2020. Profile of specific antibodies to SARS-CoV-2: The first report.

Ebbenfalls wurden Immunologische Tests bei 16 Patienten in Hongkong durchgeführt, wobei Serumproben verwendet wurden, die 14 Tage oder mehr nach dem Auftreten der Symptome entnommen wurden. Folgende Seropositivitätsraten wurden berichtet: 94% für anti-N IgG (n=15), 88% für anti-N IgM (n=14), 100% für anti-RBD IgG (n=16) und 94% für anti-RBD IgM (n=15). Die Höhe von anti-SARS-CoV-2-N oder anti-SARS-CoV-2-RBD IgG sind mit dem Virusneutralisationstiter korreliert.

To KK, Tsang OT, Leung WS, Tam AR, Wu TC, Lung DC, Yip CC, Cai JP, Chan JM, Chik TS, Lau DP, Choi CY, Chen LL, Chan WM, Chan KH, Ip JD, Ng AC, Poon RW, Luo CT, Cheng VC, Chan JF, Hung IF, Chen Z, Chen H, Yuen KY. Temporal profiles of viral load in posterior oropharyngeal saliva samples and serum antibody responses during infection by SARS-CoV-2: an observational cohort study. Lancet Infect Dis. 2020 Mar 23. pii: S1473-3099(20)30196-1.

Eine Studie charakterisierte Antikörperreaktionen in einer Kohorte von 175 COVID-19-Patienten mit leichten Symptomen. Ältere Patienten und Patienten mittleren Alters hatten signifikant höhere Plasma-NAb- und Bindungs-Antikörper-Titer (P<0,0001 bzw. P=0,0003) als jüngere Patienten.

Wu, F., Wang, A., Liu, M., Wang, Q., Chen, J., Xia, S., ... & Jiang, S. Neutralizing antibody responses to SARS-CoV-2 in a COVID-19 recovered patient cohort and their implications.

Catalan-Dibene kommentierte diese Studie, die die Existenz von virusspezifischen Gedächtniszellen zeigt, die das SARS-CoV-2 S-Protein bei infizierten Patienten erkennen.

Catalan-Dibene J. Human antibodies can neutralize SARS-CoV-2. Nat Rev Immunol. 2020 Apr 14.

Beschreibung der serologischen Tests von Pasteur von hoher Qualität: Die Serokonversion und Antikörper-Neutralisierung des Coronavirus erfolgte 5-14 Tage nach dem Auftreten der Symptome und bestätigte frühere Studien.

Grzelak, L., Temmam, S., Planchais, C., Demeret, C., Huon, C., Guivel, F., . . . van der Werf, S. (2020). SARS-CoV-2 serological analysis of COVID-19 hospitalized patients, pauci-symptomatic individuals and blood donors. medRxiv, 2020.2004.2021.20068858. doi:10.1101/2020.04.21.20068858.

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