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Die Virologen machten sich am UZH-Institut bereits im Januar an die Entwicklung eines Tests zum Nachweis von Sars-CoV-2. - Symbolbild: Universität Zürich - UZH - istock/gevende
Virologie im Ausnahmezustand – Nachweis für Sars-CoV-2 – Stefan Stöcklin: Universität Zürich – UZH
Dank einer Parforce-Leistung sondergleichen können am Institut für medizinische Virologie der Universität Zürich rund 800 bis 1000 Tests täglich für das Coronavirus durchgeführt werden.
Institutsleiterin Alexandra Trkola erläutert, was die Qualität einer guten Diagnostik ausmacht.
Während die Forschungslaboratorien der UZH auf dem Irchel ihren Betrieb gegenwärtig runterfahren, passiert am Institut für medizinische Virologie (IMV) gerade das Gegenteil: «Wir sind im absoluten Ausnahmezustand, alle arbeiten wie verrückt», sagt Alexandra Trkola, die Leiterin des Instituts. In den letzten beiden Monaten wurde der Betrieb stetig hochgefahren, Fachleute anderer Labors der UZH sowie der ETH eingebunden und Leute eingestellt. Anfang dieser Woche hat das Institut auf einen 24-Stunden-Schichtbetrieb umgeschaltet, sieben Tage die Woche. Unterdessen arbeiten alle 77 Mitarbeiter des IMV und weitere 41 externe Personen in der Diagnostik und analysieren rund 800 bis 1000 Testproben täglich.
Ohne Unterstützung von allen Seiten wäre dies nicht möglich. So hat die an sich geschlossene Mensa einen Minimalbetrieb für die Virologinnen und Virologen eingerichtet. «Der Support, den wir von allen Seiten erfahren, ist grossartig», betont Trkola und bedankt sich ausdrücklich bei den administrativen Diensten der Universität, die ihr unkompliziert zur Seite stehen, wenn es darum geht, Einreisebewilligungen für Servicetechniker aus dem Ausland zu organisieren oder Gerätschaften und Reagenzien zu bestellen. «Ich habe zum Glück nie Kriegszeiten erlebt, aber so ähnlich stelle ich mir die logistischen Herausforderungen vor», sagt Trkola.
Zürcher und Genfer waren die Ersten
Die Kriegsmetapher mag übertrieben tönen, aber angesichts der Pandemielage steht das Institut sozusagen an vorderster Front im Kampf gegen die virale Bedrohung. «Wir müssen nachweisen, wer vom Virus infiziert ist und wer nicht», sagt die renommierte Virologin, die sich einen Namen bei der Erforschung von Retroviren wie HIV gemacht hat. Als in China die Epidemie losbrach und Ende 2019 Genomsequenzen verfügbar wurden, machten sich die Spezialisten am Institut an die Entwicklung eines eigenen Tests.
Er basiert auf dem Nachweis bestimmter Gensequenzen des Virus, die via einer chemischen Kettenreaktion (PCR) millionenfach vermehrt werden. Damit ist es möglich, in Rachenabstrichen von Menschen das neue Sars-Corona-Virus 2 (Sars-CoV-2) zu identifizieren. Bereits am 25. Januar lag dieser Test vor. «Wir waren damals nebst dem Referenzlabor in Genf in der Schweiz die einzigen, die einen Test hatten», sagt Trkola mit Stolz. Ihr Institut ist in Zusammenarbeit mit dem Kantonsarzt zuständig für die Diagnostik des Kantons, es ist ein wichtiger Partner des Universitätsspitals sowie der anderen kantonalen Spitäler.
Knappe Reagenzien weltweit
- Alexandra Trkola: «Wir waren Ende Januar nebst dem Referenzlabor in Genf die einzigen, die einen Test hatten.» (Bild: zVg)
Unterdessen offerieren auch private Labors und weitere Institute gewisse Testmöglichkeiten für Sars-CoV-2. Das IMV als zentrale Teststelle für den Kanton hat sein Testangebot erweitert und wappnet sich für die kommenden Wochen. «Wir rechnen mit stark ansteigenden Testzahlen», sagt Trkola. Entsprechend habe man sich vorbereitet und rechtzeitig die dafür notwendigen Geräte beschafft. Für die Erhöhung der Testkapazität sei die Automation besonders wichtig.
Allerdings bereiten den Virologen gewisse Reagenzien, die auf dem Weltmarkt zunehmend knapp werden, Sorgen. «Es braucht viel Kreativität in dieser Situation», sagt die Institutsleiterin und lobt ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die alle einen hervorragenden Job machten. Auf Anwesenheit eines Virus zu testen, tönt einfach, aber die Komplexität liegt in den Details. Ob das Resultat stimmt, hängt nicht nur vom Test selbst ab, sondern auch von von der Qualität der Probennahme, dem Zeitpunkt seit der Infektion und individuellen Faktoren der getesteten Personen. «Wir stellen fest, dass die Virusmengen in den Proben sehr unterschiedlich sein können», sagt Trkola.
Negative Tests können täuschen
Sie erwähnt den Fall einer infizierten Person, bei der erst ein dritter Test trotz klaren Symptomen ein positives Ergebnis ergeben hat. Die ersten beiden Tests waren negativ. Solche Fälle richtig einzuschätzen und die Diagnostik richtig einzusetzen, erfordere Erfahrung, Know-how und den Austausch mit den Kolleginnen und Kollegen aus der Medizin. «Die enge Zusammenarbeit mit den Fachpersonen am Universitätsspital und anderen Kliniken ist eine unserer Stärken», betont Trkola. Um an vorderster Front der Diagnostik mithalten zu können, ist die enge Verknüpfung mit der Forschung, die an einem universitären Institut wie dem IMV betrieben wird, absolut essentiell. Neuste Erkenntnisse der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die sich vertieft mit der Genetik und Biologie des Virus beschäftigen, fliessen so rasch in die Diagnostik ein.
Als Virologin betrachtet sie die gegenwärtige Situation mit einer Mischung aus Faszination und Frustration. Faszination, weil die Pandemie des Sars-CoV-2 sozusagen ein grosser Feldversuch darstellt, an dem sich real studieren lässt, wie sich neue Keime entwickeln und durchsetzen. «Es gibt unzählige genetische und medizinische Fragen, die ich gerne studieren möchte», sagt Trkola. Dazu aber fehlt angesichts der Testaufgaben die Zeit. «Wir hatten nicht mal die Möglichkeit, beim Nationalfonds ein eigenes Forschungsprojekt für den ausserordentlichen Aufruf einzugeben», sagt sie mit Bedauern. Die Arbeiten an den Testverfahren und der stark steigenden Nachfrage in den nächsten Wochen lässt keine Musse für (neue) Forschungsprojekte.
Bluttest liegt vor
Wichtig zu wissen ist aber nicht nur, wer akut infiziert ist und wer nicht. Um die Pandemie und Massnahmen dagegen richtig zu dosieren, braucht es dringend Zahlen darüber, wer eine Infektion ohne Symptome durchgemacht hat. Für die Analyse dieser Herdenimmunität braucht es einen Test, der im Blutserum Antikörper gegen das Virus nachweisen kann.
Auch einen derartigen Antiköpertest haben die Fachleute im Institut aufgebaut. Er kann Antikörper gegen die Spikes und Kernproteine des Virus aufspüren, die das Immunsystem infizierter Personen generiert. «Der Test liegt bereits vor und wird ab Montag in der Klinik erstmals eingesetzt», sagt die Institutsleiterin. In einer späteren Phase der Pandemie, wenn die erste Welle ihren Höhepunkt erreicht hat, wird es mithilfe solcher Tests besser möglich sein, über eine Lockerung der vom Bund getroffenen Massnahmen zu entscheiden.
Forschung und Diagnostik
Wie sich die Pandemie entwickeln wird, darüber wagt auch die ausgewiesene Expertin keine Prognose. Im besten Fall, so meint sie, entwickelt sich relativ rasch eine breite Herdenimmunität, die die Ausbreitung des Virus stark verlangsamen könnte. Worüber sich Alexandra Trkola aber sicher ist, das ist die Aufwertung ihres Fachgebiets und die grosse Bedeutung der Verknüpfung von Forschung und Diagnostik. «Wir haben das Know-how, um früh auf neue oder mutierte Viren zu reagieren», sagt sie.
Wer keine eigene Forschung betreibt, wird in dieser Situation auf kommerzielle Tests warten müssen. Der volle Einsatz am IMV werde nicht nur das Institut stärken, sagt die Virologin, sondern den ganzen Wissenschaftstandort Zürich mit den beiden Hochschulen und den universitären Spitälern.
