Erfolgreich getestet: Labor im Koffer zur schnellen Ebola-Diagnose

Ein internationales Team von Infektionsforschern, darunter Ahmed Abd El Wahed, Wissenschaftler an der Universität Göttingen und am Deutschen Primatenzentrum, hat in einem Feldversuch im westafrikanischen Guinea eine neue Methode zur Schnelldiagnose von Ebola getestet.

Das Testverfahren wurde mit Hilfe eines tragbaren Kofferlabors durchgeführt. Das mobile Labor im Koffer funktioniert mit Solarstrom und ermöglicht eine einfache Vor-Ort-Diagnose auch in entlegenen Gegenden ohne Anbindung an ausgestattete Laboratorien.

Die neue Nachweismethode, eine Rekombinase-Polymerase-Amplifikationstechnik, kurz RPA, beruht auf der schnellen Identifizierung von Viren-RNA im Speichel von erkrankten Personen bei Umgebungstemperatur.

Der Vergleich mit zwei anderen, derzeit üblichen Diagnoseverfahren zeigte im Feldversuch, dass RPA genauso empfindlich ist, dabei jedoch sehr viel schneller Ergebnisse liefert. Eine Ebola-Infektion ist damit bereits nach 30 Minuten sicher nachweisbar. Die Ergebnisse der Feldstudie wurden in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Eurosurveillance veröffentlicht.

In der Feldstudie, die von März bis Mai 2015 in Guinea stattfand, wurden Speichelproben von mutmaßlich an Ebola verstorbenen Personen analysiert. Die Wissenschaftler verglichen die neue Rekombinase-Polymerase-Amplifikationstechnik (RPA) mit zwei Varianten des derzeit üblichen Nachweisverfahrens, der sogenannten Polymerasekettenreaktion in Echtzeit (PCR).

„Bei den Analysen konnten wir zwei Dinge feststellen“, sagt Ahmed Abd El Wahed, derzeit Wissenschaftler in der Abteilung Mikrobiologie und Tierhygiene der Universität Göttingen und Gastwissenschaftler am Deutschen Primatenzentrum.

„Erstens funktioniert RPA sehr gut mit Speichelproben, was die Probennahme in Zukunft enorm vereinfacht, da sie schneller und weniger kompliziert ist als die Blutentnahme. Zweitens haben wir nachgewiesen, dass RPA genauso empfindlich und spezifisch ist wie die bisher angewendeten, technisch deutlich aufwändigeren PCR-Methoden.“

Von den 928 untersuchten Speichelproben konnten mit RPA 120 als positiv und 808 als negativ identifiziert werden. Die als Kontrollreaktion verwendete Referenz-PCR lieferte exakt die gleichen Ergebnisse. „Das ist eine Genauigkeit von 100 Prozent, ohne die Tests zur Bestätigung wiederholen zu müssen“, sagt Abd El Wahed.

„Außerdem konnten wir während der Testreihen feststellen, dass RPA sogar besser funktioniert als eine andere derzeit häufig genutzte PCR-Methode zum Nachweis von Ebola und zwar mit sehr viel weniger Aufwand.“

Sowohl die PCR als auch RPA-Tests basieren auf der Identifizierung von Virus-RNA im Blut oder Speichel von infizierten Personen. Im Gegensatz zur PCR sind die Reagenzien der RPA jedoch bei Umgebungstemperatur verwend- und transportierbar, was sie unabhängig von Kühlketten macht.

Bereits nach 30 Minuten ist ein Nachweis von Ebola mit RPA möglich. Die PCR dauert dagegen meist mehrere Stunden und ist an wiederholtes Aufheizen der Proben und ständige Kühlung der für die Reaktion benötigten Enzyme gebunden.

Das erschwert den Einsatz des Verfahrens in entlegenen Gebieten. „Um eine Ebola-Epidemie besser zu kontrollieren, müssen wir Infektionen möglichst früh und schnell direkt vor Ort nachweisen können“, sagt Ahmed Abd El Wahed.

Gemeinsam mit seinen Kollegen Manfred Weidmann und Frank Hufert hatte der Infektionsforscher Ahmed Abd El Wahed das Kofferlabor in einem Vorgängerprojekt in der ehemaligen Abteilung Virologie der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) entwickelt und es in der Abteilung Infektionsmodelle am Deutschen Primatenzentrum (DPZ) für den Einsatz im Ebola-Epidemiegebiet angepasst.

Das Kofferlabor enthält jetzt auch alle notwenigen Reagenzien sowie die erforderliche Ausrüstung für den Ebola-Nachweis mit RPA und funktioniert wie sein Vorgängermodell bis zu 16 Stunden mit Solarstrom. Eine mobile Handschuhbox (Sicherheitswerkbank) schützt zusätzlich vor einer Infektion mit kontaminiertem Probenmaterial.

„Der mobile Diagnosekoffer erleichtert einen Nachweis von Ebola und anderen Infektionskrankheiten direkt in den Krisengebieten“, sagt Ahmed Abd El Wahed. „Mit der Feldstudie konnten wir nun zusätzlich zeigen, wie effektiv das neue Nachweisverfahren ist.

Schnelligkeit, Exaktheit und einfache Handhabung sind drei wichtige Kriterien, die wir mit der neuen Methode erzielen konnten. Damit trägt das Verfahren zukünftig entscheidend zu einem besseren Management von Ebola-Krisen bei.“

Künftig soll der Diagnosekoffer auch zum Nachweis anderer menschlicher und tierischer Infektionen eingesetzt werden, zum Beispiel für Tuberkulose, Dengue-Virus, Rifttalfieber-Virus, und Chikungunya-Virus.

Das Projekt ist eines von sechs weiteren, die durch das britische Wellcome-Trust-Förderprogramm „Research for Health in Humanitarian Crisis (R2HC)“ finanziert werden. Die Studie wurde vom Pasteur-Institut in Dakar im Senegal geleitet.

An der Durchführung waren neben dem Deutschen Primatenzentrum unter anderem das Robert-Koch-Institut in Berlin, das Institute of Aquaculture der University of Stirling in Schottland, die Firma TwistDX in Cambridge, England, das Labor für Hämorrhagische Fieber am Donka-Krankenhaus in Guinea sowie das National Public Health Institute in Conakry, Guinea, beteiligt.

Originalpublikation

Faye O, Faye O, Soropogui Bé, Patel P, El Wahed AA, Loucoubar C, Fall G, Kiory D, Magassouba N’F, Keita S, Kondé MK, Diallo AA, Koivogui L, Karlberg H, Mirazimi A, Nentwich O, Piepenburg O, Niedrig M, Weidmann M, Sall AA. (2015): Development and deployment of a rapid recombinase polymerase amplification Ebola virus detection assay in Guinea in 2015. Eurosurveillance 20(44):pii=30053. DOI: dx.doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2015.20.44.30053