Was ist PCR? Magie im Labor

Hallo, mein Name ist Dr. Fred Tenover, und ich bin Vizepräsident für Wissenschaft bei Cepheid, einem Unternehmen im Bereich der Molekulardiagnostik.

Lassen Sie uns ein wenig über diagnostische Tests im klinischen Labor sprechen. Diagnostische Tests spielen eine entscheidende Rolle in praktisch allen Bereichen des Patientenmanagements, von der Erstdiagnose über die Auswahl von Antibiotika oder Virostatika für die Behandlung von Infektionen bis hin zu Entscheidungen der Infektionsprophylaxe. COVID-19 hat zweifellos gezeigt, welche entscheidende Rolle die Polymerase-Kettenreaktion, die auch als PCR bezeichnet wird, bei der Diagnose und dem Management von Patienten mit Atemwegssymptomen spielt. Die PCR wird jedoch auch zur Unterstützung der Diagnostik von vielen anderen Krankheiten eingesetzt, z. B. von Sepsis, Tuberkulose, sexuell übertragbaren Infektionen und nosokomialen Infektionenen.

Aber was ist PCR? Ich sage es mal mit einfachen Worten: Es ist die Magie im Labor. Nehmen wir einmal an, Sie haben Ihren Autoschlüssel verloren. Da Sie nur einen Schlüsselbund haben, kann es sein, dass er überall herumliegt und schwer zu finden ist. Aber was wäre, wenn Sie zehntausend oder sogar hunderttausend Kopien Ihres Autoschlüssels anfertigen könnten? Dann wäre es ganz einfach, den Schlüssel zu finden. Wie kann man so viele Kopien herstellen? Mit Hilfe von Magie. Wenn es darum geht, eine Infektion bei einem Patienten nachzuweisen, ist die PCR das Zaubermittel.

Die PCR ist ein enzymatischer Prozess, bei dem buchstäblich Millionen von Kopien kleiner DNA- oder RNA-Abschnitte hergestellt werden, die für jeden krankheitserregenden Mikroorganismus einzigartig sind. Jeder Mikroorganismus hat eine charakteristische Nukleinsäuresequenz, und deshalb können wir mit der PCR einen Infektionserreger in einer klinischen Probe viel schneller nachweisen als mit herkömmlichen diagnostischen Methoden, ganz egal, ob es sich nun um SARS-CoV-2, Tuberkulose, Gonorrhö oder sogar um Noroviren handelt, die Ausbrüche von Durchfallerkrankungen in Krankenhäusern verursachen. Und das können wir mit der PCR in einer Stunde oder noch schneller.

Genauso wie nicht alle Krankenhäuser die gleiche Versorgungsqualität bieten, so sind auch nicht alle PCR-Tests von gleicher Qualität. Einige sind schneller, andere empfindlicher, wieder andere spezifischer. Einige sind viel einfacher durchzuführen, und einige, wie die des GeneXpert-Systems von Cepheid, vereinen alle diese Eigenschaften in sich. Die Tests haben eine gut dokumentierte hohe Sensitivität und Spezifität, und die Technologie kann am Ort der Behandlung, z. B. in der Notfallambulanz oder in den Labors von Arztpraxen, ebenso einfach eingesetzt werden wie in Krankenhäusern oder großen Referenzlabors, da überall und für jeden Ort die gleiche Kartusche verwendet wird.

Bei diagnostischen Tests, insbesondere bei PCR-Tests, müssen wir uns um einige wichtige Probleme kümmern. Da ist zunächst die Genauigkeit des Tests, d. h. seine Sensitivität und Spezifität. Sensitivität bezieht sich auf die Fähigkeit des Tests, alle Patienten zu erkennen, die die Krankheit haben. Spezifität bezieht sich hingegen auf die Fähigkeit des Tests, bei allen Patienten, die diese Krankheit nicht haben, negative Ergebnisse zu liefern. Man möchte ja nicht fälschlicherweise einem Patienten sagen, dass er eine Infektion hat, wenn dies nicht der Fall ist. Hohe Sensitivität bedeutet beispielsweise, dass Sie alle Patienten, die in Ihr Krankenhaus kommen und aufgrund von SARS-CoV-2 an COVID-19 erkrankt sind, präzise identifizieren, während eine hohe Spezifität des Tests es ermöglicht, negative Ergebnisse bei Patienten mit anderen Atemwegsinfektionen anzuzeigen.

Insgesamt stehen Sensitivität und Spezifität für die Genauigkeit des PCR-Tests. Es gibt noch zwei weitere Eigenschaften des PCR-Tests, die Sie in Betracht ziehen sollten: Schnelligkeit und Einfachheit. Die Flexibilität des GeneXpert-Systems erlaubt die gleichzeitige Bearbeitung von 1 bis zu 80 Kartuschen, und die von der 22 FDA zugelassenen, freigegebenen oder genehmigten Tests ermöglichen die Durchführung zahlreicher PCR-Tests auf einem einzigen Gerät.

Auch hier ist die PCR das Zaubermittel, das die Diagnostik unterstützt, und bei Cepheid ist es PCR Plus. Vielen Dank für Ihre Zeit.