epiLab: Corona-Testung im mobilen Sicherheitslabor

Ein Schlüssel gegen die Ausbreitung von SARS-CoV-2 liegt in der regelmäßigen und flächendeckenden Testung. So können Infektionen frühzeitig entdeckt und Ansteckungsketten unterbrochen werden. Dabei geht es auch immer wieder um die Frage nach den vorhandenen Testkapazitäten. Im Saarland unterstützt das mobile epiLab die Suche nach verdeckten Infektionen in Pflegeeinrichtungen.

Im Interview mit MEDICA.de sprechen Dr. Anja Germann und Markus Michel über das epiLab, wie es im Rahmen der Corona-Krise eingesetzt wird und über die Pool-Testung großer Probenmengen.

Frau Dr. Germann, Herr Michel, können Sie bitte kurz den Hintergrund des epiLabs erläutern?

Markus Michel: Als Forschungs- und Entwicklungseinrichtung benötigen wir häufig einen Laborbau, der über die Standardlabore hinausgeht. Seit unserer Institutsgründung 1992 hat sich daher bei uns eine hohe Expertise im Bereich der biologischen Sicherheitslabore etabliert. Unser erstes mobiles Labor ist 2005 entstanden im Zuge eines Projekts, bei dem wir Stammzellen von seltenen Tierarten in Zoos isoliert haben. Da war unter anderem Mobilität gefordert, um zeitnah vor Ort die Entnahme durchführen zu können. Deshalb haben wir angefangen, mobile Einheiten zu entwickeln.

Das aktuelle epiLab auf Sattelzugbasis haben wir 2012 zum Launch auf der MEDICA vorgestellt. Es handelt sich um ein biologisches Sicherheitslabor der Stufe BSL-2 und wird normalerweise für epidemiologische Studien eingesetzt. Im Auftrag des Umweltbundesamtes untersuchen wir damit für die Umweltprobenbank die Belastung der Bevölkerung mit Schadstoffen an vier Orten repräsentativ für ganz Deutschland. Bis auf den ersten Einsatz im Januar wurden für das Jahr 2020 alle weiteren Einsätze wegen der Corona-Pandemie abgesagt.

Dr. Anja Germann: Außerdem entwickelten wir 2009 ein weiteres mobiles Labor, auch auf Sattelzugbasis, mit der Sicherheitsstufe BSL-3, das für die HIV-Testung in Südafrika eingesetzt wurde. Damit wurden beispielsweise die Einwohner von Townships erreicht, die keinen oder wenig Zugang zu medizinischer Infrastruktur haben. Wir führten die Tests vor Ort durch und bei einer positiven Diagnose konnten Betroffene auch noch direkt eine entsprechende Beratung erhalten. Das mobile BSL-3-Labor wird auch heute noch von der Südafrikanischen Regierung im Bereich von Zoonosen eingesetzt.

Wie setzen Sie das Labor jetzt im Zusammenhang mit dem Corona-Virus SARS-CoV-2 ein?

Germann: Wir sind an einer Studie des Instituts für Virologie am Universitätsklinikum des Saarlands unter Leitung von Prof. Sigrun Smola beteiligt. Darin geht es um die flächendeckende Testung von Personal und Bewohnern in allen saarländischen Pflegeeinrichtungen, in denen bisher offiziell keine Corona-Infektion festgestellt wurde. Das sind derzeit etwa 130 der etwa 150 Einrichtungen. Die Studie soll versteckte Infektionen aufdecken. Einrichtungen, in denen ein akutes Infektionsgeschehen stattfindet, werden durch die jeweiligen Gesundheitsämter überprüft.

Hier geht es um etwa 22.000 Personen, bei denen Nasen-Rachen-Abstriche genommen wurden. Das Team von Prof. Smola hat eine Pooling-Strategie entwickelt: Nach der Probenentnahme vor Ort haben wir im epiLab die Einzelproben in Fünferpools und die Fünferpools zu Zwanziger-Pools zusammengefasst. Dazu haben wir im epiLab einen Pooling-Arbeitsplatz aus zwei Teilarbeitsplätzen eingerichtet. In einer sterilen Werkbank erfolgt die Erstellung der Pools und an einem Registrierungsarbeitsplatz werden die Einzelproben mit den Pools durch ein Barcodesystem verknüpft. Weitere sechs solcher Pooling- und Registrierungsarbeitsplätze haben wir stationär im Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT eingerichtet.

Diese Zwanziger-Pools wurden anschließend im Institut für Virologie untersucht. Falls ein Zwanziger-Pool im Test positiv detektiert wird, werden die Fünferpools separat getestet und danach die Einzelproben aus einem positiven Fünferpool. Der Vorteil gegenüber der Einzeltestung ist die Ersparnis von Zeit-, Personal- und Test-Ressourcen.

Wie viele Tests haben Sie bis jetzt durchgeführt?

Germann: Die erste Runde von Tests ist abgeschlossen. Dabei konnten wir keine Infektionen nachweisen. Wir haben über den Zeitraum von zwölf Arbeitstagen circa 22.000 Personen untersucht. Das sind alle Bewohner und das Personal.

In der zweiten Runde konzentrieren wir uns nochmal auf das Personal. Das sind circa 12.000 Personen, die wir in neun Arbeitstagen testen. Die Bewohner der Einrichtungen sind ja schon seit Wochen von der Außenwelt abgeschottet, aber das Personal hat natürlich noch Kontakte außerhalb.

Michel: In der öffentlichen Diskussion geht es ja auch immer um die Testkapazitäten. Die Zahlen, die Frau Germann genannt hat, beschreiben den kompletten Ablauf der Testung. Das bedeutet wirklich: von der Probenentnahme vor Ort bis zur Übermittlung der Testergebnisse an die Einrichtungen. Das ist logistisch, administrativ und infrastrukturell natürlich eine Herausforderung, bei der es nicht nur um die bloße Anzahl von Tests geht, die Labore durchführen können.

Wo sehen Sie weitere Einsatzmöglichkeiten für das epiLab?

Germann: Bei der weiteren Öffnung der bisherigen Distanzregelungen. Bei der entsprechenden Entwicklung von Schnelltests könnten wir auch vor Ort in Großbetrieben testen und versuchen, versteckte Virusträger in der Belegschaft zu finden, damit sich dort kein neuer Infektions-Hotspot entwickelt.

Sie haben eben schon über Ihre Beteiligung an der MEDICA gesprochen. Wäre es für Sie denkbar, mobile Labore zusammen mit Partnern in Serienreife zu bringen?

Germann: Die Labore sind immer ein Stückweit maßgeschneidert, das hängt von den Bedürfnissen der Nutzer und vom Einsatzzweck ab. Wir planen momentan schon Projekte, um diese mobilen Labore in einem kleineren Maßstab und mit modularer Inneneinrichtung zu konstruieren, die man dann abhängig von den jeweiligen Anforderungen mit Geräten ausstatten kann.

Michel: Wir sind natürlich selbst keine Fahrzeugbauer, arbeiten aber mit einem Netzwerk von Partnern zusammen. Bei der Komplexität der Anforderungen braucht man hier gewissermaßen "maßgeschneiderte Lösungen vom Band". Es liegt zwischen einer Serienfertigung, wie im PKW-Bereich, und einer Einzelstückproduktion. Der Markt ist da noch überschaubar, aber die Industrie hat den Bereich schon im Blick. Ich denke, er kann sich entwickeln.