PCR Test – Die Mathematik einer geschürten Panik

Der nur unter Laborbedingungen validierte Test von Abbott erbrachte eine 99-100%ige Spezifität und 95%ige Sensitivität. Als Bsp.: wurden zu Beginn der Pandemie in in der Schweiz gerade 13 der positiven Getesteten im Referenzlabor in Genf nachgestet. Da alle Tests bestätigt wurden, erliess das BAG die Bestätigungstests. Wichtig sind die Amplifikationszyklen und Cycle thresholds. Je mehr Zyklen bei der Replikation des PCR Verfahrens druchlaufen werden, desto höher die Sensitivität. Das heisst desto weniger Virusmaterial muss vorhanden sein, damit es nachgewiesen werden kann. Mediziner vom CEBM centre of evidence based medicine in der Oxford University konnten anhand verschiedener Studien darlegen, dass bei einer akuten Infektion 25 Zyklen notwendig sind, um wirklich replikationsfähige Viren nachzuweisen. Bei mehr Zyklen steigt die falsch positiven Rate drastisch an, da nur noch DNA nachgewiesen werden kann und keine replikationsfähige Viren mehr vorhanden sind . Viollier in der Schweiz nutzt 40 Zyklen!

Gemäss BAG Seite können bis zu drei Monate (!) nach einem Infekt in gewissen Fällen noch pos. PCR Teste auftreten. Je länger die Pandemie dauert, desto mehr falsch positive Fälle wird man bei dieser ausgedehnten Teststrategie generieren.

Das Urteil von Lissabon:

Ein Beispiel für die große Problematik mit den PCR Tests ist das Urteil vom 11. November 2020 in dem das Berufungsgericht von Lissabon in Portugal die Quarantäne von vier Portugiesen für unrechtmäßig erklärt. Von diesen vier Personen war eine Person mittels eines PCR-Tests positiv auf Covid-19 getestet worden, die anderen drei Personen waren als nahe Kontaktpersonen ebenfalls unter Quarantäne gestellt worden.

In dem 34 Seiten langen Dokument schrieb das Gericht zusammengefasst:  

„Auf der Grundlage der derzeit verfügbaren wissenschaftlichen Beweise ist dieser Test [der RT-PCR-Test] an und für sich nicht in der Lage, zweifelsfrei festzustellen, ob die Positivität tatsächlich einer Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus entspricht, und zwar aus mehreren Gründen, von denen zwei von vorrangiger Bedeutung sind:
Die Zuverlässigkeit des Tests hängt von der Anzahl der verwendeten Zyklen ab; die Zuverlässigkeit des Tests hängt von der vorhandenen Viruslast ab.“

Gericht Lissabon

Mit der Anzahl der verwendeten Zyklen, welche das Gericht anspricht, ist der sogenannte Ct-Wert gemeint. Beim PCR-Test wird das Erbgut so lange vervielfältigt – spricht in Zyklen verdoppelt – bis ein Messignal erkannt wird – oder eben auch nicht. Der Ct-Wert gibt also an, wie viele Zyklen notwendig waren, ehe ein Test angeschlagen hat.
Zum besseren Verständnis: Sind in einer anfänglichen Probe aus einem Nasen-Rachen-Abstrich für den PCR-Test 10 Viren,  so werden daraus
nach 30 Zyklen 10.737.418.240,
nach 35 Zyklen 343.597.383.680
und nach 40 Zyklen 10.995.116.227.760.
 

Untersuchungen des Robert-Koch-Instituts (RKI) haben ergeben, dass sich ab 30 Zyklen (CT > 30) kein Virus mehr findet, das vermehrungsfähig wäre.Für die Begründung seiner Entscheidung beruft sich das portugiesische Gericht jedoch nicht auf das RKI. Das Gericht schreibt:

„Die Anzahl der Zyklen einer solchen Amplifikation führt zu einer mehr oder weniger großen Zuverlässigkeit solcher Tests. Das Problem ist, dass diese Verlässlichkeit in Bezug auf die wissenschaftlichen Beweise mehr als fragwürdig ist.“

RKI

Deshalb greift das Gericht – wie es ausdrücklich sagt, auf das Wissen von Experten auf diesem Gebiet zurück. Und beruft sich unter anderem auf die Ergebnisse der Studie von Jaafar et al. , welche Ende September 2020 im Oxford Academic Journal veröffentlicht wurde und von einer Gruppe durchgeführt wurde, die einige der größten europäischen und weltweiten Spezialisten auf diesem Gebiet zusammenbringt, so das Gericht.

 Das Gericht schreibt in seiner Urteilsverkündung:  

„Was sich aus diesen Studien ergibt, ist einfach – die mögliche Zuverlässigkeit der durchgeführten PCR-Tests hängt von Anfang an von der Schwelle der Amplifikationszyklen ab, die sie beinhalten, so dass bis zu einer Grenze von 25 Zyklen die Zuverlässigkeit des Tests bei etwa 70% liegt; wenn 30 Zyklen durchgeführt werden, sinkt der Zuverlässigkeitsgrad auf 20%; wenn 35 Zyklen erreicht werden, liegt der Zuverlässigkeitsgrad bei 3%.“ und „Das bedeutet, dass bei einem positiven PCR-Test bei einer Zyklusschwelle von 35 oder höher (wie es in den meisten US-amerikanischen und europäischen Labors der Fall ist) die Wahrscheinlichkeit einer Infektion weniger als 3% beträgt. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person ein falsches Positiv erhält, liegt bei 97% oder höher“.

Gericht Lissabon

Das Gericht räumt ein, dass der Schwellenwert für die Zyklen der in Portugal verwendeten PCR-Tests unbekannt ist. Ähnlich unbekannt dürfte er in Italien sein.

Klarheit bringt jedoch ein Blick auf die Seiten von Find (Foundation for Innovative New Diagnostics), einem internationalen Diagnose-Labor mit Sitz in Genf, das mit der WHO zusammenarbeitet. Darauf findet man die Auswertung der durchschnittlichen CT-Werte und der Zyklen-Schwellenwerte von 22 PCR-Präparaten, welche an den Universitätskliniken Genf (HUG) ausgewertet wurden.

Bei allen Präparten liegt der Zyklen-Schwellenwert zwischen 38 und 40. Einige Präparate haben sogar gar keinen Schwellenwert, sprich jedes Signal kann als positives Signal gewertet werden. Der durchschnittliche effektive CT-Wert liegt laut dieser Auswertung bei 35,33 – also genau in dem Bereich, in der bei einem positiven Testergebnis die Wahrscheinlichkeit einer effektiven Infektion gerade mal 3 Prozent beträgt.

Das mag erschreckend klingen, wirklich überraschend ist es nicht. Es deckt sich mit den Äußerungen mehrerer renommierter Wissenschaftler wie Mike Yeadon, 16 Jahre lang Vizepräsident und medizinischer Forschungsleiter von Pfizer, dem zweitgrößten Pharmariesen der Welt, oder von Stefano Scoglio, Kandidat für den Medizin-Nobelpreis 2018, die in den vergangen Wochen und Monaten immer wieder auf die Problematik des PCR-Tests hingewiesen haben und davor gewarnt haben, dass der Großteil der Testergebnisse falsch sein könnten.

Kary Mullis, der US-amerikanischen Bio-Chemiker hat den PCR-Test erfunden und erhielt dafür 1993 den Nobelpreis. Er verstarb 2019 an einer Lungenentzündung. Aber in einem Video , das auf einer Podiumsdiskussion aufgenommen wurde (Ort und Zeit leider nicht bekannt) sagt Mullis über den PCR-Test:

 „Mit PCR – wenn man es gut macht – kann man fast alles in jedem finden…Das kann man als ein Missbrauch ansehen: zu behaupten, dass es bedeutungsvoll ist… Eine winzige Menge von Irgendetwas zu nehmen, sie messbar zu machen und dann es so darzustellen, als ob es wichtig wäre… Der Test sagt nicht aus, ob man krank ist, oder ob das, was „gefunden“ wurde, dir wirklich schaden würde.“

Kary Mullis

Richtigerweise müsste man also sagen, dass der PCR-Test zwar richtige Ergebnisse liefert. Denn wenn er auf eine gewisse Art und Weise konstruiert ist (Zyklusschwellen bis 40 oder drüber oder gar keine Schwellen), dann liefert er auch bei sehr kleinen Virenmengen positive Ergebnisse. Der Rückschluss, dass sich damit sagen ließe, eine Person sei krank, infiziert oder ansteckend, ist falsch.

Das sieht auch das Gericht in Lissabon so und beruft sich dabei auf eine Studie von Surkova et al., welche Ende September 2020 im The Lancet, Respiratory Medicine veröffentlicht wurde:

„Einer der möglichen Gründe für die Vorlage positiver Ergebnisse könnte die anhaltende Freisetzung von viraler RNA sein, von der bekannt ist, dass sie sich bei Personen, die zuvor SARS-CoV-2 ausgesetzt waren, über Wochen nach der Genesung erstreckt. Es gibt jedoch, und dies ist noch wichtiger, keinen wissenschaftlichen Beweis dafür, dass niedrige Konzentrationen von RT-PCR-Virus-RNA einer Infektion gleichwertig sind, es sei denn, das Vorhandensein infektiöser Viruspartikel wurde durch Laborkulturmethoden bestätigt.“

Gericht in Lissabon

Fällt die Glaubwürdigkeit des PCR-Tests, fällt die gesamte Corona-Politik.

Viele, eventuell sogar flächendeckende Tests sind vor allem dann nützlich, wenn eine Krankheit oder eine Infektion in der Bevölkerung weit verbreitet ist. Sonst ist es sinnvoller, wenn in erster Linie nur Verdachtsfälle getestet werden. Bei Personen mit Symptomen einer Covid-19-Erkrankung können die PCR-Tests mit höchster Genauigkeit feststellen, ob tatsächlich Covid-19 vorliegt. Allerdings werden die kommenden Schnelltests unzuverlässiger sein.

Wenn jedoch vor allem Menschen ohne entsprechende Symptome «präventiv» getestet werden, bringt das Testen bald einmal mehr Nachteile als Vorteile. Denn der Anteil falscher Resultate wird zu gross. Es steigt die Zahl der positiv Getesteten, die in Wahrheit gar keine «Fälle» sind. Und dies selbst dann, wenn die verwendeten PCR-Tests zu 99 Prozent ein zuverlässiges Resultat ergeben. Das Problem wird grösser, weil unterdessen immer mehr Personen getestet werden, obwohl sie keine Symptome aufweisen.

Die Erklärung dafür ist für Nicht-Epidemiologen mit einem Beispiel erklärt:

„Der üblicherweise verwendete PCR-Test erkennt in der praktischen Anwendung 99 Prozent der virusfreien Personen als virusfrei (in der Fachsprache: Die Spezifität des Tests beträgt 99%). Unter 10’000 nicht infizierten Personen identifiziert der Test also 9’900 korrekt als virusfrei. Doch 100 Personen erhalten ein positives Resultat, obwohl sie nicht infiziert sind.“

Diese kleine Fehlerquote von 1 Prozent spielt eine große Rolle, sobald fast nur Personen getestet werden, die keine Anzeichen einer Erkrankung haben, also ohne Symptome sind. Dies ist der Fall, wenn die Behörden die Pandemie eindämmen wollen, indem möglichst viele Menschen getestet werden und deren Kontakten nachgegangen wird (Containment-Strategie).
Wenn man also beispielsweise ankommende Passagiere an Flughäfen systematisch auf Sars-Cov-2 testet; oder einreisende Autofahrer, Angestellte von Unternehmen, sämtliche Bewohnerinnen und Bewohner von Alters- und Pflegeheimen, all die Tausenden, die in ein Spital eingewiesen werden oder sich präventiv in einem Drive-in testen lassen; oder wenn sich in der kommenden Wintersaison viele auf Corona testen lassen, die nur eine normale Erkältung mit Schnupfen oder Husten haben. Die Task Force und das Bundesamt für Gesundheit möchten die Zahl der täglichen Corona-Tests von heute rund 12’000 auf 40’000 erhöhen. Es fehlen in nächster Zukunft lediglich die Testkapazitäten.
Die allerwenigsten dieser getesteten Personen werden mit Sars-Cov-2 infiziert sein. Wieviele es heute sind, weiss man nicht, weil das Bundesamt für Gesundheit den Anteil der Personen mit Covid-Symptomen und ohne solche Symptome immer noch nicht systematisch erfassen lässt.
Einer der ohne Symptome positiv getestet wurde, war kürzlich der Fussballer Xherdan Shaqiri. Deshalb durfte er im Spiel Schweiz gegen Kroatien nicht mitspielen. Offensichtlich hat er ein falsch-positives Testresultat erhalten. Denn zwei oder drei Tage später wurde er negativ getestet.

Wenn vor allem Personen mit Krankheitssymptomen getestet werden

Eine kleine Fehlerquote von 1 Prozent spielt keine Rolle, solange fast nur Personen mit Krankheitssymptomen getestet werden. Wenn beispielsweise 10’000 Menschen mit Symptomen getestet werden, von denen 8000 effektiv angesteckt sind, geben die Tests nur bei 20 der 2000 virusfreien Personen fälschlicherweise an, sie hätten sich infiziert. Nur 20 falsch angegebene Infizierte unter 8’000 korrekt angegebenen, ist ein sehr gutes Resultat.

Ein Drittel der Fälle kann falsch sein

In der Schweiz als Bsp.:, wurden im September täglich durchschnittlich 12’000 Personen getestet, von denen je etwa 360 oder drei Prozent ein positives Testergebnis erhielten. Das heisst jedoch nicht, dass sich tatsächlich 360 der 12’000 Personen angesteckt haben. Denn einige dieser Testresultate waren falsch.

Nehmen wir nun an, dass von 12’000 getesteten Personen nur 250 tatsächlich angesteckt sind. 11’750 sind virenfrei. Falls die Test-Fehlerquote bei 1 Prozent liegt (In der Fachsprache: Spezifität von 99%), geben die Tests bei 118 der 11’750 virenfreien Personen fälschlicherweise ein positives Resultat an. Insgesamt zeigen die Tests also 368 positive Resultate an (250 richtig-positive und 118 falsch-positive).

Von den 368 positiven Testergebnissen, «Fälle» genannt, entpuppen sich also 118 oder ein Drittel als Testfehler.

Mit anderen Worten: Obwohl die Tests 99 Prozent der Gesunden korrekt als virusfrei erkennen, ist jedes dritte der positiven Resultate falsch. In diesem Fall, wo es nur wenige Infizierte gibt, werden also ein Drittel zu viele Corona-Fälle publiziert. Doch sämtliche 368 positiv Getesteten müssen in eine Quarantäne. Auch die Kontakte der letzten Tage der falsch-positiv Getesteten werden erfasst und lösen ein Tracing mit weiteren Tests an symptomfreien Personen aus. Die tägliche Testspirale mit vielen falsch-positiven Resultaten dreht sich damit weiter.

Hätten die Tests eine Fehlerquote von nur 0,5 Prozent, wären in unserem Beispiel immer noch 16 Prozent aller offiziell ausgewiesenen «Fälle» gar keine Fälle.

Eine wichtige Frage bleibt ohne Antwort

Wenn eine Person ein positives Testresultat erhält, obwohl sie keine Krankheitssymptome hat, sollte sie immer fragen: «Wie wahrscheinlich ist es jetzt, dass ich tatsächlich angesteckt bin?» Viele Ärzte und Tester werden antworten: «Fast sicher.» Auch Professor Nicolas Müller, Infektiologe am Universitätsspital Zürich, meinte zu Infosperber: «Praktisch 100 Prozent sicher.»

Doch im obigen Beispiel hat die Person, die ein positives Testresultat erhielt, eine Wahrscheinlichkeit von nur 68 Prozent, wirklich infiziert zu sein (250 tatsächlich Infizierte/368 total positive Resultate. In der Fachsprache: positiver Vorhersagewert). Auf der Seite Apa.Science kommentiert der Salzburger Mathematikprofessor Arne Bathke: «Viele der positiv Getesteten sind in Wirklichkeit gesunde Personen mit einem falsch-positiven Testergebnis. Dieses Phänomen tritt dann auf, wenn die Prävalenz einer Erkrankung sehr klein ist [Red. sehr wenige Erkrankte unter den Getesteten]. Dann kann bei den positiven Testergebnissen die Anzahl der fälschlicherweise Positiven sogar grösser ausfallen als die Anzahl der korrekterweise Positiven.»
Auch der Bundesrat stellte in einer Motionsantwort fest: «Bei einer Stichprobe, die fast nur aus gesunden Personen besteht, ist die Wahrscheinlichkeit für falsche Testergebnisse sehr hoch.»
Aus diesem Grund empfahl die US-Gesundheitsbehörde CDC Anfang September, in Zukunft weniger symptomfreie Personen zu testen.

Häufig werde dieses Problem heruntergespielt und auf ausgezeichnete «technische Validierungen» der Tests hingewiesen, erklärte die Virologin Isabella Eckerle vom Referenzlabor für Sars-CoV-2 in Genf in der NZZ. «Sie zeigen, dass der Test vom Prinzip her gut funktioniert.» In der Realität könne das wegen der grossen Heterogenität an Infizierten und Infektionen aber schnell anders aussehen.

Bei diagnostischen Tests gebe es eben ein «inhärentes mathematisches Problem», erklärt Epidemiologe Heiner C. Bucher, Professor an der Universität Basel: «Verbessert man bei einem Test die Sensitivität, indem man zum Beispiel die Nachweisgrenze tieferlegt, geht das auf Kosten der Spezifität – und umgekehrt.» Konkret heisst das, je kleiner die Wahrscheinlichkeit für übersehene positive Fälle ist, um so grösser der Prozentsatz der fälschlicherweise positiv getesteten Personen.

Ergebnisse von PCR-Tests auf Sars-Cov-2 richtig interpretieren

«RT-PCR-Tests weisen virale RNA nach. Für die operative Zuverlässigkeit des Tests selbst sind die Sensitivität und die Spezifität wesentliche Parameter. Die Sensitivität ist der Prozentsatz, mit dem eine erkrankte Person als positiv getestet wird. Ein Test mit einer Sensitivität von 98 % identifiziert 98 von 100 Infektionen und 2 nicht. Die Kehrseite eines hoch sensitiven Tests: Er kann viele falsch-positive Befunde liefern, wenn er nicht spezifisch genug ist. Die Spezifität ist der Prozentsatz, zu dem nicht infizierte Personen als gesund erkannt werden. Ein Test mit einer Spezifität von 95 % liefert bei 5 von 100 Gesunden ein falsch-positives Ergebnis.»

Deutsches Ärzteblatt

Bei PCR-Tests kann des Weiteren die Fehlerquote auch höher als 1 Prozent sein, etwa weil unsorgfältig gearbeitet wird. Selbst Mediziner seien sich manchmal nicht bewusst, dass bei Labortests in der Praxis Fehler möglich seien, erklärte Andreas Sönnichsen vom Zentrum für Public Health der Universität Wien im «Beobachter».

Ein Beispiel dafür sind mangelhaft durchgeführte Tests in rund 60 Pflegeheimen in Boston. Nach-Tests von positiv getesteten Heimbewohnern und Pflegepersonen deckten auf, dass gegen 400 zuerst positiv Getestete gar nicht angesteckt waren und unnötigerweise in die Isolation geschickt wurden.

Wie häufig falsch-positive Resultate vorkommen, hängt vor allem von drei Faktoren ab:

  1. Wie hoch ist der Anteil der getesteten Personen, die keine Krankheitssymptome haben und höchstwahrscheinlich nicht angesteckt sind? Sind es nur 50 Prozent oder doch 98 Prozent wie im obigen Beispiel (11’750 von 12’000). Oder sind es 90 oder 99 Prozent?
  2. Wie gross ist die Fehlerquote der Tests? Bei 1 Prozent der Testergebnisse wie im obigen Beispiel? Bei 1,4 bis 1,9 Prozent, wie ein Ringversuch von über 400 Labors in Deutschland ergeben hat? Oder bei nur 0,5 oder 0,1 Prozent? Einzelne Vertreter von Labors reden gerne von einer «technischen» Treffsicherheit von fast 100 Prozent, wohl unter optimalen kontrollierten Laborbedingungen. Auch Professor Marcel Tanner, Mitglied der Covid-19-Taskforce des Bundes, geht davon aus, dass niemand positiv getestet wird, der gar nicht angesteckt wurde (Spezifität von 100%). Er stützt sich namentlich auf Angaben von «Find». Allerdings sind in der Schweiz keine Resultate von kontrollierten Ringversuchen bekannt. In Österreich geht man davon aus, dass die Fehlerquote in der Praxis bei mindestens 0,5 Prozent liegt.
  3. Wie viele positive Resultate bei Symptomfreien werden durch einen zweiten Test bestätigt? Das wäre mehr als sinnvoll, weil nach einem zweiten positiven Resultat die Wahrscheinlichkeit sehr gross ist, dass die symptomfreie Person tatsächlich angesteckt ist. Die Zahl der falsch-positiv Getesteten verringert sich so massiv.

Antworten auf diese Fragen sind erstaunlicherweise schwierig zu erhalten:

  1. Welches der Anteil der Personen ohne Symptome unter allen Getesteten im Monat September war, kann das Bundesamt für Gesundheit nicht sagen, weil dies nicht erfasst werde. Das BAG empfiehlt, «in erster Linie Personen mit Symptomen zu testen». Doch tatsächlich haben heute die meisten Getesteten keine Krankheitssymptome. Beim Tracing, bei allen Spitaleintritten, bei wiederholten Routine-Tests an Bewohnern und Personal in Altersheimen oder bei präventiven Tests in Drive-In-Centern sind fast alle Getesteten symptomfrei.
  2. Untersuchungen über die Spezifität-Genauigkeit der verschiedenen auf dem Markt erhältlichen PCR-Tests sind – ausser den erwähnten Ringversuchen in Deutschland – keine bekannt.
  3. Nach Angaben des BAG sind etwa zehn Prozent aller positiv getesteten Personen ein zweites Mal getestet worden. Diese Nachtests würden jedoch nicht immer zur Nachkontrolle unmittelbar nach dem ersten positiven Testresultat erfolgen. Genaueres ist nicht zu erfahren.

Um die Zahl der Personen, die fälschlicherweise als angesteckt getestet werden, deutlich zu reduzieren, müssten die Behörden verfügen, dass bei einem positiven Resultat von symptomfreien Personen die Tests wiederholt werden.

  • Mit einem solchen Bestätigungstest würden die meisten falsch-positiven Testresultate aufgedeckt. Es käme dann zu weniger nutzlosen Quarantänen und Tracing-Aktivitäten.

Auf die Frage, weshalb man symptomfreie Personen, die ein positives Resultat erhalten, nicht konsequent ein zweites Mal testet, antwortete das BAG: «Die Tests sind weltweit sehr gesucht, weshalb sie möglichst effizient eingesetzt werden müssen.» Dieses Argument des Bundesamts ist wenig überzeugend: Pro 10’000 Tests gibt es höchstens 500 positive Resultate, die mit einem zweiten Test bestätigt werden müssten. Das wäre eine äusserst effiziente Verwendung der beschränkten Testkapazitäten.

Eine ausgeweitete Testaktivität ist fragwürdig

Die gegenwärtige Containment-Politik mit dem Versuch, möglichst alle Angesteckten zu erfassen und zu isolieren, führt zu grösseren Problemen, die Infosperber in zwei Artikeln analysiert und auch Professor Pietro Vernazza in einem Gastbeitrag thematisiert hat.

Daraus ergeben sich zwei Forderungen:

  1. Ein Bestätigungstest bei allen positiv Getesteten, die keine Symptome haben.
  2. Corona-Massnahmen sollten vor allem davon abhängig gemacht werden, wie sich die Spitaleinweisungen entwickeln. Die Zahl der positiv Getesteten pro 100’000 Einwohner darf nur ein zweitrangiges Kriterium sein, um Versammlungsbeschränkungen, Reisebeschränkungen, Quarantänen und die Maskenpflicht einzuführen.

Der PCR Test kann und darf keine Grundlage für die Aussetzung und Einschrenckung der Grundgesetze sein!

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