Einfach pusten: Neue Atemtests weisen COVID-19 präzise nach

Die FDA hat einem Atemtestgerät für den Nachweis von Coronainfektionen die Notfallzulassung erteilt. Viele andere Breathalyzer stehen bereit.

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Der sogenannte Breathalyzer von InspectIR Systems analysiert mithilfe eines verkleinerten Gaschromatographen mit Massenspektrometrie-Kopplung (GC-MS) die Atemluft der möglicherweise Infizierten.

(Bild: InspectIR Systems)

Von
  • Veronika Szentpetery-Kessler
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Nach bisher unangenehmen Coronatests könnte es künftig eine schmerz- und brechreizfreie Ergänzung geben. Denn nicht nur Schleimhautproben aus Rachen und Nase verraten, ob jemand COVID-19 hat, sondern auch der Atem. Wie viele andere Erkrankungen beeinflusst auch die Coronainfektion Stoffwechselvorgänge im Körper, deren Endprodukte aus dem Blut in die Lunge übertreten und ausgeatmet werden. Veränderung dieser flüchtigen organischen Verbindungen (volatile organic compounds, VOC) im Atem und ihre Kombination bilden je nach Krankheit charakteristische Geruchsprofile.

Schon kurz nach Beginn der Pandemie begannen viele Forschungsgruppen und Firmen, nach COVID-19-typischen Atemprofilen zu suchen und Testgeräte für einen passenden Atemschnelltest zu entwickeln. In den USA hat nun Mitte April das texanische Unternehmen InspectIR Systems als erstes eine Notfallzulassung der US-Zulassungsbehörde FDA für sein mobiles COVID-19-Atemdiagnosegerät erhalten. Was es kosten wird, steht noch nicht fest. Laut New York Times sollen die Kosten pro Test bei zehn bis zwölf Dollar liegen.

Der sogenannte Breathalyzer misst mithilfe eines verkleinerten Gaschromatographen mit Massenspektrometrie-Kopplung (GC-MS) die Konzentration von fünf VOCs im Atem, die mit COVID-19 in Verbindung gebracht werden. Die Testpersonen pusten einfach in ein dünnes Rohr, das in das Handgepäck große Testgerät führt und in nur drei Minuten ein Ergebnis liefert. Damit liegt die Testgeschwindigkeit auf dem Niveau der schnellsten Antigen-Tests, ist aber bedeutend schneller als ein PCR-Test. Allerdings erfordert die Bedienung speziell trainiertes Personal.

Die Identität der fünf Substanzen will InspectIR Systems bisher nicht verraten, nur dass sie der chemischen Familien der Ketone und der Aldehyde angehören. Dem Zulassungsantrag zufolge erkannte das Testgerät in Studien mit mehr als 4.000 Probanden COVID-19-Infektionen in symptomatischen Fällen in 97,8 Prozent der Fälle und bei asymptomatischen Probanden in 91,2 Prozent der Fälle (Sensitivität). Diese wurden auch per PCR bestätigt. Negative Atemproben deklariere die Maschine mit 99,1 Prozent sowie 99,3-prozentiger Genauigkeit als korrekt negativ (Spezifität).

Das Testverfahren haben in einer Folgestudie, die sich auf die Omikron-Variante konzentrierte, ähnlich gute Ergebnisse erzielt. Die FDA betont in ihrer Entscheidung allerdings, dass ein positives Testergebnis mit einem molekularen Test bestätigt werden sollte. InspectIR Systems meldet Bestellungen aus verschiedensten Branchen und Einsatzorten, von Gesundheitseinrichtungen über die Reisebranche bis hin zu Arbeitgebern.

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Viele Forscher haben die Zulassung des ersten US-Breathalyzers begrüßt. Das Gebiet der Atemanalyse hat sich in den letzten 20 Jahren rasant entwickelt und neben empfindlichen Sensor- und Analysetechnologien auch wachsende Geruchsprofildatenbanken und durch Künstliche Intelligenz gestützte Auswertungsmethoden hervorgebracht. Es habe sich zu einem einsatzbereiten Gebiet entwickelt, sagte Christina Davis von der University of California in Davis, die seit zwei Jahrzehnten auf dem Gebiet forscht, der New York Times.

Eins der ersten COVID-19-Atemtestgeräte auf dem Markt war SpiroNose vom niederländischen Unternehmen Breathomix, das bereits voriges Jahr beim Einlass zu den Auftritten beim Eurovision Song Contest in Rotterdam zum Einsatz kam. Allerdings liegt seine Stärke im Ausschluss von COVID-19, während er ansonsten ein "unklares Ergebnis" liefert, das einen PCR-Test für die endgültige Diagnose erfordert.