Forscher in Labor legt Proben in PCR Maschine

Corona Varianten finden

Obwohl sich die Inzidenzen in Deutschland aktuell auf niedrigem Niveau einpendeln, machen die Mutationen des Corona-Virus Virologen wie Gesundheitspolitikern große Sorgen. Grund ist die Delta-Variante. Die ursprünglich in Indien festgestellte Virus-Mutante ist nun auch in Deutschland auf dem Vormarsch und wird laut Experten spätestens Mitte Juli die vorherrschende Variante hierzulande sein. Delta gilt als deutlich ansteckender, und das besorgt die Politik. Denn: Mehr Ansteckung heißt auch mehr Schwer- und Schwerstkranke. 

Wie werden neue Corona-Varianten gefunden?

Um Mutationen auf die Spur zu kommen, werden Corona-Proben nach einem positiven PCR-Testergebnis häufig noch einmal genauer untersucht. Sequenzierung nennt man das. Damit können Ärzte im Labor nachverfolgen, wie sich das Virus auf genetischer Ebene verändert. Von Sars-Cov-2 kennen Virologen weltweit inzwischen etliche Varianten, die alle ein bisschen anders aussehen und andere Eigenschaften haben als der sogenannte „Wildtyp“ des Corona-Virus.

Dass sich die Erbinformation verändert, ist normal. Manchmal passiert es jedoch, dass mutierte Coronaviren deutlich ansteckender sein können oder der Impfstoff schlechter oder gar nicht mehr wirkt. Deshalb ist es so wichtig, die Corona-Mutationen ständig im Auge zu behalten. Die Weltgesundheitsorganisation WHO sagt dazu: „Dies ist der Schlüssel, um zu verhindern, dass sie außer Kontrolle geraten.“ Virologin Sandra Ciesek, Direktorin des Instituts für Medizinische Virologie am Universitätsklinikum Frankfurt, fügt hinzu: „Durch die Gensequenzierung merken wir auch, wenn es Probleme mit dem Impfstoff geben könnte.“ Dann könnten frühzeitig entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen und Impfstoffe angepasst werden. 

Was passiert im Labor?

Um zu bestimmen, ob es sich um eine Virusvariante handelt, werden zunächst  verschiedene Analysen per PCR (Polymerase-Kettenreaktion) hintereinandergeschaltet. Der erste PCR-Test prüft, ob die Probe bestimmte Abschnitte des Erbguts von Sars-Cov-2 enthält. Er gibt Aufschluss darüber, ob die getestete Person infiziert ist oder nicht. Bei positiven Proben wird anschließend mittels einer weiteren PCR überprüft, auf welche Variante die Infektion zurückgeht. Dazu dienen sogenannte Markermutationen, für das Virus typische Genveränderungen.  bestimmte Handelt es sich um eine bereits bekannte Variante, wissen die Labors also genau, wonach sie suchen müssen, liegt das Ergebnis rasch vor: Mit einem Ergebnis ist dann in der Regel innerhalb von 48 Stunden nach Probeneingang zu rechnen. 

Um ein noch genaueres Bild zu bekommen und bisher noch unbekannte Virus-Varianten aufzuspüren, geht man noch einen Schritt weiter: Man entschlüsselt das gesamte Erbgut

Diese umfassende Sequenzierung ist  ein sehr zeitaufwendiger Prozess, aktuell dauert es in der Regel eine Woche bis zum  Ergebnis. Aus den positiven Proben muss dafür zunächst die Virus-RNA herausgelöst und vervielfältigt werden. Erst dann kann das Erbgut des Virus entschlüsselt werden. In der Praxis bedeutet das, etwa 30.000 Erbgut-Bausteine Schritt für Schritt zu analysieren – so viele Buchstaben hat der SarsCoV-2-Code.  Idealerweise findet sich dabei eine Markermutation, die die Varianten-Erkennung für die Zukunft einfacher macht.

Warum ist Sequenzierung so wichtig?

Ohne die Gen-Sequenzierung des Coronavirus würden wir Mutationen wahrscheinlich gar nicht finden, oder zumindest nur sehr selten und vor allem zu spät. Von den gefährlichen Varianten ist bekannt, dass sich bei ihnen die Struktur des Spike-Proteins verändert hat. Mit diesem Eiweißmolekül dockt das Virus an der Oberfläche von Körperzellen an und verschafft sich Einlass. Somit haben die Erbgutveränderung bildlich gesprochen einen besseren Schlüssel und gelangen schneller und effektiver in die Zellen des Menschen. Experten gehen davon aus, dass die ständige Veränderung des Virus dazu führen wird, dass die derzeitigen Impfstoffe irgendwann nicht mehr die erhoffte Immunität bewirken. Deshalb muss genau verfolgt werden, was für eine Virusvariante eventuell trotz Impfung zu einer Erkrankung führt.

Wird in Deutschland genug sequenziert?

In Deutschland wurde zu Anfang der Pandemie nur ein geringer Anteil der Proben sequenziert. Die genaue Zahl ist umstritten, Fachleute sprechen von 0,2 Prozent aller positiven PCR-Tests. Zum Vergleich: In Großbritannien wurden von Beginn an 5 Prozent der positiven PCR-Tests sequenziert, mittlerweile liegt die Quote bei 15 Prozent. Das liegt auch in der unterschiedlichen Wissenschaftstradition begründet – Sequenzierung von Viren gehört in Ländern wie England und Dänemark schon lange zum Standardprogramm.

Doch mittlerweile hat Deutschland die Notwendigkeit erkannt und aufgeholt. Inzwischen gilt folgende Regelung: Bei mehr als 70.000 Neuinfektionen pro Woche wird bei 5 Prozent der Proben von positiv Getesteten das volleGenom sequenziert. Liegen die Fallzahlen darunter, werden 10 Prozent der Proben sequenziert. Für eine Grundüberwachung reicht das vollkommen aus. Das bestätigt auch Molekularbiologe Peter Nürnberg: „Mit dieser Quote erhält man einen sehr guten Überblick über die Verbreitung der verschiedenen Virenstämme und deren Entwicklung im Laufe der Zeit. Zudem hat das Bundesministerium für Gesundheit die Möglichkeit eröffnet, in Hotspots mehr Proben zu sequenzieren, um möglichen neuen Mutanten schneller auf die Spur zu kommen.“

Kann man Mutationen auch mit einem PCR-Test finden?

Ja, es gibt inzwischen spezifische PCR-Tests, mit denen man die bekannten Mutanten feststellen kann. Bei einem positiven PCR-Test können Ärzte eine Untersuchung auf eine Virusvariante veranlassen. Laut Coronavirus-Testverordnung (TestV) vom 27.01.2021 sind dabei alle Personen mit einem positiven PCR-Testergebnis anspruchsberechtigt. 

Zu den Indikatoren, die für eine Infektion mit neuen Virusvarianten sprechen und damit eine variantenspezifische PCR-Testung besonders sinnvoll machen, zählen laut TestV:

• Besondere Reaktionsmuster in der Laboranalyse 

• Kontakt eines Erkrankten zu einer infizierten Person mit Virusvariante 

• Erkrankungsfälle bei Geimpften (Impfdurchbruch) 

• Verdachtsfälle auf eine Reinfektion 

• Fälle mit unerwarteter Krankheitsschwere 

• Fälle mit unerwarteten klinischen Verläufen 

• Aufenthalt in Ländern, in denen neue Virusvarianten auftreten

Wichtig ist dabei zu wissen: Mit den variantenspezifischen PCR-Tests kann man zwar die bekannten Mutanten ermitteln – aber eben nur die bekannten und keine neu auftretenden. Will man unbekannte Genveränderung finden, hilft nur die Sequenzierung des gesamten Viren-Erbguts.

Sind die bekannten Corona-Tests auch zuverlässig bei Mutationen?

Mit dem klassischen PCR-Test lässt sich im Regelfall zweifelsfrei nachweisen, ob Sie sich mit dem Corona-Virus infiziert haben oder nicht – das gilt für den „Wildtyp“ genauso wie für Corona-Mutanten. Experten glauben, dass auch bei Antigentests und Schnelltests die Test-Zuverlässigkeit nicht abnehmen wird, wenn diese auf Mutanten treffen. „Antigentests sind eher ein grobes Instrument. Einfach gesagt, reagieren sie auf ein bestimmtes Protein, das sich bei Mutationen wie der Delta-Variante nicht großartig ändert“, sagt Andreas Bobrowski, Vorsitzender des Berufsverbandes deutscher Laborärzte. Studien erster Anbieter von Antigentests belegen das:  Ihre Produkte erkennen auch die Delta-Variante zuverlässig.