SARS-COV-2: DIAGNOSTISCHES UPDATE - ROBERT STRASSL ABTEILUNG FÜR KLINISCHE VIROLOGIE KLINISCHES INSTITUT FÜR LABORMEDIZIN MEDIZINISCHE UNIVERSITÄT ...

SARS-CoV-2:
Diagnostisches Update

Robert Strassl
Abteilung für Klinische Virologie
Klinisches Institut für Labormedizin
Medizinische Universität Wien

                                       Coronavirus SARS-CoV-2: Diagnostisches Update
                                       Division of Virology                            1

Überblick „Testportfolio“

 2020        Feb              Apr        Jun   Aug                Oct       Dec                      Feb         2021

                   PCR                                                                           Mutationsspez. PCR
                   Feb 2020                                                                      Jan 2021
PCR SARS-
  CoV-2
                                               PCR SARS-CoV-2

 Antigen                                         Sep 2020               Antigen Tests

Antikörper                                     Antikörper Tests
   Test                                                                      quantitative AK-Tests

                                                                                                                        2

Aktuelle Säulen der SARS-CoV-2 Diagnostik
            Serologie                    PCR                         Antigen

• Pros:                     • Pros:                      • Pros:

  • Geschwindigkeit /         • Sensitivität               • Durchführbarkeit

    Durchsatz                 • Spezifität                 • Verfügbarkeit
                              • Mutationsscreening         • Geschwindigkeit
  • Breite Anwendung
                                                           • Preis
  • Preis

                            • Cons:
• Cons:
                              • Preis (Reagenzien /      • Cons:
  • Latenz                      Verbrauchsmaterialien)     • Sensitivität
  • Immunität– schützende     • Equipment                  • Herstellerspez.
    AK?                       • Geschultes Personal          Unterschiede

Serologie

            4

Serologie

            • Laborbasierte Methoden:
                 • ELISA
                 • Cheminolumineszenz (CMIA)
                 • Elektrochemilumineszenz-Immunoassay (ECLIA)
                 • Qualitative / quantitative Tests
                      • Nicht jeder Test geeignet zum Nachweis impfinduzierter AK

Quellen: https://www.roche.de/diagnostics/tests-parameter/point-of-care-diagnostik/sars-cov-2-rapid-antibody-test.html#Vorteile- (22.11.2020)
https://www.corelaboratory.abbott/int/de/offerings/brands/architect/architect-i2000SR (22.11.2020)

                                                                                                                                                5

Serologie

             • Nachweis von virusspez. Antikörpern (z.B. IgM, IgG)
                  • Nachweis 10-14d nach Erkrankungsbeginn

Quelle: RKI.de

                                                                     6

Serologie

            Was wird nachgewiesen und Indikation (Beispielhaft):

            • Antikörperklassen gegen:
                 • Test 1: Rekombinantes Antigen des Nukleocapsid-(N-)Proteins
                 • Test 2: SARS-CoV-2 Spike (S)-Proteinrezeptor-Bindungsdomäne (RBD)

                 à Impfung: Antikörper Ausbildung gegen Spike Protein
                 à WICHTIG BEI DER TESTAUSWAHL

Quellen: https://www.roche.de/diagnostics/tests-parameter/point-of-care-diagnostik/sars-cov-2-rapid-antibody-test.html#Vorteile- (22.11.2020)
https://www.corelaboratory.abbott/int/de/offerings/brands/architect/architect-i2000SR (22.11.2020)

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Serologie

            • Was wird nachgewiesen und Indikation (beispielhaft):
                 • Test 1: Rekombinantes Antigen des Nukleocapsid-(N-)Proteins
                 à AK Bildung im Rahmen einer Infektion
                 • Test 2: SARS-CoV-2 Spike (S)-Proteinrezeptor-Bindungsdomäne (RBD
                 à AK Bildung im Rahmen einer Infektion und Z.n. Imfpung (ABER: KEINE
                 Unterscheidung möglich)

Quellen: https://www.roche.de/diagnostics/tests-parameter/point-of-care-diagnostik/sars-cov-2-rapid-antibody-test.html#Vorteile- (22.11.2020)
https://www.corelaboratory.abbott/int/de/offerings/brands/architect/architect-i2000SR (22.11.2020)

                                                                                                                                                8

Imfpung nach Covid? (Stand 26.3.2021)

Quelle: https://www.sozialministerium.at/Corona-Schutzimpfung/Corona-Schutzimpfung---Haeufig-gestellte-Fragen/Corona-Schutzimpfung-%E2%80%93-Haeufig-gestellte-Fragen---Medizinische-Fachfragen.html

                                                                                                                                                                                                   9

Hintergrund

Quelle: Wajnberg et al.; Science 370, 1227–1230 (2020)

                                                         10

AK nach der Impfung: Titerkontrolle?

                                       11

PCR

      12

Ergebnisse und Interpretation

• Nachweis viraler RNA (nicht gleichzusetzen mit infektiösem Virus)

• Qualitativer Test:
  • Positiv
  • Negativ
  • Quantitative Werte: nach welchem Standard?

  • Ct Wert: indirekter Marker der Viruskonzentration in der Probe

                                                                      13

RT-PCR und der Ct-Wert

Ct = Cycle of threshold

Messzyklus in dem zuerst ein
exponentieller Anstieg des
Messsignals (Fluoreszenz) über
den Hintergrundwert der PCR
auftritt.

Je höher à desto niedriger ist
die Viruskonzentration in der
untersuchten Probe
                                 21,9: viel   33,2: wenig

                                                            14

RT-PCR: Ergebnisinterpretation

              In der Literatur wird eine Korrelation der Viruslast im Untersuchungsmaterial und der Anzüchtbarkeit der in der Probe
              enthaltenen Viren in Zellkultur beschrieben (Eur J Clin Microbiol Infect Dis 39, 1059-1061 (2020). doi:10.1007/s10096-020-
              03913-9). Näherunsgweise entspricht die PCR Positivität zu einem späten Zeitpunkt im Reaktionsverlauf (meist angegeben als
              hoher Ct-Wert) einer niedrigen Viruslast in der Probe. Die Empfehlung des Gesundheitsministeriums zur "Entlassung von COVID-
              19-Fällen aus der Absonderung" vom 09.07.2020 nennt auf Basis von Empfehlungen des RKI einen Ct-Wert von größer 30 als
              Grenze für eine schwach positive Probe.
Source: RKI

Positive PCR Ergebnisse – immunkompromittierter Pat.

                                                     Persistenz des Virus mit
                                                     akzelerierter Evolution
                                                 (Polymorphismen bes. im Spike-Gen,
                                                  auch N501Y! -verstärkte Bindung an
                                                          ACEII Rezeptor! )

B Choi et al. N Engl J Med 2020;383:2291-2293.

                                                                                   16

Virusvarianten

                                                  Del H69/V70

Quelle: www.jax.org (abgerufen am 29.3.2021)

                                               Presentation title / topic OR Presenter's name
                                               Organisational unit                              17

Mutationsscreening mittels PCR:

Quelle: TibMolBiol

                                         18

Virusvarianten: Verbreitung in Österreich

Quelle: AGES

                                                  19

Antigen-Test

 2020        Feb              Apr   Jun       Aug                Oct       Dec                      Feb         2021

                   PCR                                                                          Mutationsspez. PCR
                   Feb 2020                                                                     Jan 2021
PCR SARS-
  CoV-2
                                              PCR SARS-CoV-2

 Antigen                                        Sep 2020               Antigen Tests

Antikörper                                    Antikörper Tests
   Test                                                                     quantitative AK-Tests

                                                                                                                       20

Was wird wie und woraus nachgewiesen?
Immunchromatographischer Test /
Lateral flow test („seitlicher Flusstest)
• Detektion viraler Proteine
  (Nucleocapsid)

Antikörper binden an das jeweilige
Antigen – farbstoffmarkierte Antikörper
machen das Antigen „sichtbar“ à
Testbande

Probenmaterial:
• Nasopharyngeal
• Sputum
• Anterionasal

                                            21

Marktübersicht:

                                                                                                             N=252
Quelle :https://antigentest.bfarm.de/ords/f?p=101:100:30952930263193:::::&tz=2:00 (abgerufen am 30.3.2020)

                                                                                                                     22

23

Antigen-Tests: Sensitivität
          Herstellerangaben zur Sensitivität: >95%

          Literatur: 82,1 % (Abdulrahman et al.) / 79,6% (Albert et al.)

   Ct

Antigen-Tests: Sensitivität in verschiedenen
Probenmaterialien

       Studien dazu bzw. zu einzelnen Herstellern
                     noch sehr rar

                                                    25

Einflussfaktoren Antigen Tests:

                                  5/11 à 10fach red.

                                  8/11 à 10fach red.

                                                       26

Interpretation der Testergebnisse

Quellen: Corman et al., Preprint, https://doi.org/10.1101/2020.11.12.20230292;

Albert et al., Preprint, https://doi.org/10.1101/2020.10.16.20213850

                                                                                 27

Antigen-Test und Krankheitsverlauf

Source: Adapted from A. Crozier et al. Br. Med. J. 372, n208 (2021)

                                                                      28

Antigen-Test und Infektiosität/Zellkultur

Source: Kohmer et al., J. Clin. Med. 2021, 10, 328

                                                     29

Take home message:

• Serologie:
  • Indikation bei der Testauswahl beachten
  • Interpretation der Ergebnisse in Zusammenschau mit dem gesamten Verlauf

• RT-PCR: Goldstandard zur Diagnostik von SARS-CoV-2
  • Sensitivität / Spezifität >99,9%
  • Ct Wert: indirekter Marker für die Viruskonzentration in der Probe à Einflussfaktoren beachten
  • Detektion viraler RNA teilweise auch lange nach durchgemachter Infektion à AK bei V.a. Z.n. Covid
  • Mutationsdiagnostik aus jeder pos. Probe

• Antigen-Tests
  • Schnell, billig, breit verfügbar
  • Sensitivität geringer als PCR à Infektiosität
  • Herstellerspezifische Unterschiede!

                                                                                                        30

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

                                     31