Bis zu 2000 Proben pro Tag

Coronavirus: Wie PCR-Tests im Medizinischen Labor in Bremen ausgewertet werden

Ist der Coronavirus-Test positiv oder negativ? Um das herauszufinden, muss die Probe ins Labor. Gut die Hälfte der Tests aus Bremen und Umkreis landen im Medizinischen Labor Bremen. Wir haben uns erklären lassen, was dort passiert.

  • Im größten Labor Bremens werden gut die Hälfte der Corona-Tests aus der Region ausgewertet.
  • Zur Infektions-Hochzeit vor wenigen Wochen, wurden dort bis zu 2.000 Tests pro Tag bearbeitet.
  • Ein Test ist erst einige Tage nach einer möglichen Infektion möglich.

Bremen - Ein voller Parkplatz und an der Tür die üblichen Hinweise, eine Maske zu tragen und direkt neben der Eingangstür gibt es den mittlerweile üblichen Behälter mit Desinfektionsmittel. Bei der Anmeldung erhalten wir Besucherausweise und werden gebeten, einen Zettel auszufüllen, wer wir sind, wann wir da waren und wer unser Ansprechpartner ist. Dieser ist Dr. med. Andreas Gerritzen, Geschäftsführer des Medizinischen Labors Bremen (MLHB). Er hat sich bereit erklärt, uns einen Blick hinter die Kulissen der Coronavirus-Test-Auswertung zu gewähren. Was Schritt für Schritt bei der Auswertung passiert, gibt es hier zum Nachlesen.

Coronavirus-Test im Medizinischen Labor Bremen

Aus dem Wartezimmer heraus geht es aber zunächst mal an den Desinfektionsmittel-Spender. Vermeintlich vorbildlich bediene ich ihn mit dem Ellbogen. Gerritzen grinst daraufhin und erklärt, dass alle sich besonders richtig verhalten wollen und er daher oft beobachte, dass Menschen den Spender so bedienen, wie ich es gerade getan habe. Das sei aber nicht notwendig. Man könne den Hebel bedenkenlos mit der Hand betätigen, denn kurz danach würden die Hände doch ohnehin desinfiziert. Recht hat er. In seinem Büro besprechen wir kurz, was genau wir sehen möchten und was er uns zeigen kann. Dann geht es bereits los.

Schritt 1: Was bisher geschah - Mit Barcodes auf den Weg ins größte Labor Bremens

Bevor die Arbeit im Labor beginnen kann, muss sichergestellt werden, dass nichts durcheinander gerät. Die Abstriche werden direkt bei der Entnahme mit einem Barcode versehen. So lässt sich jedes Test-Röhrchen eindeutig einer Person zuordnen. Erst dann machen sich die Proben auf den Weg, um in einem Labor auf das Virus überprüft zu werden.

Im größten Labor Bremens werden gut die Hälfte der auszuwertenden Corona-Tests bearbeitet.

„Die Hälfte der Tests aus Bremen und einem Umkreis von etwa 30 Kilometern kommen zu uns“, sagt Gerritzen, der uns erklären wird,wie die einzelnen Schritte der Test-Auswertung aussehen. Im größten Labor Bremens werden keine Tests gemacht, aktuell jedoch rund 1.500 Tests täglich ausgewertet. Mitte November habe die Zahl noch bei 2.000 pro Tag gelegen. „Die Zahl nimmt wieder ab, was auch mit der Neufassung der Corona-Testverordnung zusammenhängt. Es werden nicht mehr so viele unnötige Tests durchgeführt“, erklärt Gerritzen. Die Bremer Gesundheitsbehörde hatte Mitte des Monats entschieden, dass nicht mehr alle Personen getestet werden, die Kontakt zu einer infizierten Person hatten, sondern nur jene, die auch Symptome zeigen. Ein Grund war die hohe Auslastung der Labore gewesen. „Das ist eine einmalige Situation, dass uns ein einziges Virus so fordert“, sagt Gerritzen.

Schritt 2: Die Vorbereitung - Risiken beseitigen und genetisches Material freilegen

Im Labor angekommen geht es dann mit der eigentlichen Arbeit los: Die Probenvorbereitung. Die Racks gefüllt mit Abstrichtupfern, die sich mittlerweile in Röhrchen befinden, werden so bearbeitet, dass die Abstriche auf das Virus getestet werden können. Zunächst geht es für die Racks zum Tisch mit einem Scanner. Die Barcodes, die auf die Röhrchen geklebt sind, werden einer nach dem anderen gescannt. Mit dem erfolgreichen Erfassen wird ein weiteres Etikett ausgedruckt, das auf den damit vorbereiteten zweiten, kleineren Behälter geklebt wird. So wird erneut sichergestellt, dass die Proben und Ergebnisse eindeutig zugeordnet werden können. Sobald ein Rack mit den duplizierten Etiketten vorbereitet ist, geht es an den nächsten Tisch im Raum.

Die entnommenen Abstriche werden zunächst manuell vorbereitet, um dann mithilfe von PCR-Cyclern auf das Coronavirus überprüft zu werden.

Zu dem Zeitpunkt, wenn die Abstriche im Labor ankommen, sind die entnommenen Proben bereits getrocknet. Das Wichtigste, wenn die Röhrchen nun geöffnet werden, ist, eine mögliche Infektiosität zu beseitigen. So kann das Laborteam im Anschluss sicher mit dem Material arbeiten. Die Tupfer werden in eine Lösung gegeben, durch die die Infektiosität beseitigt wird und die Nukleinsäuren extrahiert werden können. Diese enthalten genetisches Material. Sollte eine Infektion mit dem Coronavirus vorliegen, eben auch davon. Kann genetisches Material des Virus nachgewiesen werden, ist der Test positiv. Die vorbereiteten Proben sind bereit, um getestet zu werden.

Schritt 3: Die PCR-Cycler - Halb- bis vollautomatisch auf der Spur des Virus

Aus dem Vorbereitunsgraum führt der Weg der Test-Racks zu den sogenannten PCR-Cyclern, in denen die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zum Nachweis des Virus in Gang gebracht wird. Davon stehen dem größten Bremer Labor mehrere zur Verfügung. Sechs Stück stünden in diesem und drei in einem anderen Raum, zählt Gerritzen auf, während er vor den unscheinbaren Geräten steht. Die kleinen grauen Kästen arbeiten halbautomatisch, erklärt er. Das bedeutet, die Nukleinsäuren-Extraktion muss erfolgen, bevor die Proben in die Geräte gegeben werden. Erst dann können sich die kleinen Kästen an die Arbeit machen.

Mit einer speziell angefertigten Lösung werden einerseits die Nukleinsäuren der Abstriche offengelegt und zum anderen eine mögliche Infektiosität der Proben beseitigt.

Im Raum nebenan steht allerdings das „Arbeitspferd“ des Labors. Ein PCR-Cycler, der beinahe den gesamten Raum einnimmt und ohne den das Arbeitspensum der vergangenen Wochen und Monate nicht zu bewältigen gewesen wäre. „Das Gerät schafft zwischen 700 und 800 Tests an einem Tag, was ungefähr die Hälfte der täglich anfallenden Tests ist. Ein Testdurchgang mit 94 Proben dauert etwa zweieinhalb Stunden. Um den nächsten Durchgang zu starten, müssen wir aber nicht warten, bis der vorherige durch ist. So bekommen wir etwa alle 90 Minuten neue Ergebnisse“, erklärt Gerritzen.

Die große vollautomatische Maschine hat einen weiteren Vorteil: Die für die kleineren, halbautomatischen Modelle notwendige vorherige Nukleinsäuren-Extraktion ist hier nicht vorab notwendig. Das spart Zeit. Die Maschine führt diese selbst durch, um dann die PCR-Reaktion „hintereinander wegarbeiten“ zu können. Manuell erfolgt nur das Platzieren der Test-Racks, die dann automatisch in das Gerät geschoben werden, um den Prozess zu durchlaufen, an dessen Ende das Ergebnis - positiv oder negativ - steht. Diese Auswertung erfolgt im Nachbarraum.

Schritt 4: Die Auswertung - Grüne und rote Punkte, Graphen und die Ergebnisse

Ein kleiner Raum, mehrere Schreibtisch mit Computern. Hier laufen alle Werte zusammen, die die PCR-Cycler liefern. Grafisch eher einfach gehalten, wird hier erkennbar, welche der Proben in den 96-er Racks Erbmaterial des Virus aufweisen und welche nicht. „Wir können jede Probe hier ganz genau anschauen“, sagt Gerritzen. Am Ende ergibt die Auswertung den medizinischen Befund.

In der linken oberen Ecke des Bildschirms ist zum einen ein Rechteck erkennbar, das ein wenig an den SpieleklassikerMinesweeper“ erinnert. Gespielt wird hier natürlich nicht. In dem Rechteck sind 96 kleine Punkte enthalten. Jeder markiert eine der getesteten Proben. Ist der Punkt grün, ist das Ergebnis negativ. Konnte das Virus nachgewiesen werden, ist der kleine Punkt rot. Das bietet einen schnellen Überblick. Dann gibt es dort jedoch noch einen Graphen. Dessen Auswertung ist dann schon etwas komplizierter.

Die Idee der Polymerase-Kettenreaktion

Die Polymerase-Kettenreaktion wurde von dem US-amerikanischen Biochemiker Kary Mullis im Jahr 1983 erfunden. Die Idee dahinter war, DNA durch mehrfache Verdopplung mithilfe von DNA-Polymerase-Enzymen künstlich zu vervielfältigen. DNA-Polymerase verdoppelt die DNA während der Vervielfältigung vor der Zellteilung. Mullis erhielt dafür im Jahr 1993 den Nobelpreis für Chemie, sieben Jahre nachdem er seine Idee veröffentlicht hatte.

Einfach erklärt, zeigt der Graph, wie schnell sich während des PCR-Tests das vorhandene Virusmaterial vermehrt hat. Der PCR-Test macht genau das. Bei der Polymerase-Kettenraktion wird durch Verdopplung bereits vorhandenes DNA-Material kopiert. Das bedeutet für den Nachweis des Coronavirus, je weiter fortgeschritten eine Infektion ist, desto mehr Virus-Erbmaterial ist in der Probe vorhanden und desto schneller steigt die Kurve bei der Verdoppelung an. „Bei negativen Ergebnissen bleibt die Kurve unten, das sind die grünen Ergebnisse. Positive Tests schießen in der Kurve nach oben“, erklärt Gerritzen, „je mehr vom Virus vorhanden ist, desto früher gibt es einen Ausschlag“, sagt er.

Schritt 5: Die Übermittlung - Weiter in Quarantäne oder war es doch nur ein Schnupfen?

Mit der Auswertung werden die Testergebnisse in die Online-Datenbank geladen und nach einer Beurteilung freigegeben. Von dort gehen die Ergebnisse schließlich an die zuständigen Ärzte, Teststationen, das Gesundheitsamt und auch an die Corona-App. Um einen Test durchführen zu können, muss nach einer möglichen Infektion bereits ein wenig Zeit vergangenen sein, erklärt Gerritzen bereits zu Beginn unseres Treffens.

Vom Labor aus landen die Testergebnisse bei Ärzten, Testzentren, Gesundheitsämtern und letztlich beim Patienten.

Gab es Kontakt zu einer infizierten Person, ist man nicht sofort ansteckend. „Meist dringen wenige Viruspartikel ein. Diese vermehren sich. Ab einem bestimmten Zeitpunkt nach der Infektion ist man dann selbst ansteckend. Noch ein paar Tage später erst, treten die ersten Symptome auf“, sagt Gerritzen. Das bedeutet demnach auch, dass man bereits selbst ansteckend sein kann, bevor man überhaupt den Verdacht bekommt, sich angesteckt zu haben. Aus diesem Grund gilt auch die Quarantäne-Pflicht, bei Verdacht auf eine Ansteckung. Wie genau läuft die Quarantäne eigentlich ab und was gilt es zu beachten?

Rubriklistenbild: © Mirja Mader

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