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Diagnostik für die globale Gesundheit

CORVALLIS, OREGON – In Industrieländern betrachten es die meisten Menschen als selbstverständlich, im Krankheitsfall umgehend Zugang zu Diagnose und Behandlung zu haben.  Der diagnostische Prozess – im Zuge dessen man üblicherweise Blut-, Urin- oder Gewebeproben zur Untersuchung an ein Labor sendet – kann zuweilen zwar umständlich und kostspielig sein, aber Gesundheitsdienstleister und hochmoderne Labors sind weithin verfügbar. Aus diesem Grund ist die Krankheitslast in den entwickelten Ländern auch beträchtlich gesunken.

Im Gegensatz dazu sterben in den Entwicklungsländern aufgrund fehlender modern ausgestatteter Labors und alternativer diagnostischer Tests jedes Jahr Millionen Menschen an behandelbaren Krankheiten wie Malaria. Doch es besteht Anlass zur Hoffnung: Fortschritte im Bereich der Mikrofluidik verfügen über das Potenzial, die Gesundheitsversorgung umzukrempeln, weil sie ermöglichen, laborbasierte „Goldstandard“-Tests an einen so genannten Point of Care (POC), also an einen Ort patientennaher Labordiagnostik, zu übertragen.

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Ein POC-Test, der präzise und prompte Resultate liefert, würde medizinisch unterversorgten Bevölkerungsgruppen Zugang zu diagnostischen Verfahren bieten und ihnen eine frühere Behandlung ermöglichen sowie dabei helfen, Fehlbehandlungen (also die Behandlung einer anderen Krankheit mit ähnlichen Symptomen) zu vermeiden.  Um ihr Potenzial auszuschöpfen, müssen diese POC-Tests allerdings einer breiten Palette von Faktoren gerecht werden, die bei Anwendungen im Bereich der Gesundheitsversorgung zu berücksichtigen sind.

Zunächst muss ein POC-Test den besonderen Einschränkungen hinsichtlich Umfeld und Betriebsbedingungen seines Einsatzortes gerecht werden. Dazu können eine unzuverlässige Stromversorgung, schwierige und unvorhersehbare Umgebungsbedingungen, zeitlich begrenzte Kontaktmöglichkeit zwischen Gesundheitsdienstleister und Patient, mangelnde Ausbildung der Anwender, schwerwiegende Kostenzwänge sowie eine unzureichende lokale Infrastruktur gehören, die Wartung und Reparatur relevanter Instrumente behindert.

Tatsächlich können die Bedingungen am Point of Care sehr unterschiedlich sein und von einem teilausgebildeten Gesundheitsdienstleister in einer Klinik mit Strom und Zugang zu Kühlschränken bis hin zu einer nicht ausgebildeten Person in einem Umfeld ohne Möglichkeiten der Temperatur- oder Luftfeuchtigkeitskontrolle reichen. Um die bestmögliche Versorgungsabdeckung sicherzustellen, sollten POC-Tests so konzipiert sein, dass sie auch in einem Umfeld mit minimalsten Ressourcen funktionieren.  

Ebenso müssen POC-Tests den unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich des klinischen Nutzens genügen. Während die Diagnose von Malaria lediglich ein positives oder negatives Testresultat erfordert, muss ein HIV-Test zur Bestimmung der Viruslast ein gegliedertes Ergebnis liefern, aus dem die Menge der nachgewiesenen Viren erkennbar ist.

Eines der erfolgreichsten POC-Testformate ist der weithin bekannte Schwangerschaftstest, für den man lediglich eine Urinprobe der Anwenderin benötigt, um innerhalb von etwa 15 Minuten ein Resultat zu erhalten. Diese Klasse der „diagnostischen Schnelltests“ (RDTs), die auch bei Infektionskrankheiten wie Malaria und HIV zum Einsatz kommen, entsprechen vielen der wichtigsten Anforderungen für Anwendungen im Bereich globaler Gesundheit:  sie sind schnell und kostengünstig sowie auch von nicht ausgebildeten Anwendern durchführbar und sie bedürfen keiner Kühlung. Doch es mangelt ihnen an Sensitivität, um angemessene diagnostische Informationen für zahlreiche Erkrankungen zu liefern.

Vor diesem Hintergrund arbeiten Forscher an der Entwicklung besser ausgereifter papiergestützter Tests. So wurde beispielsweise eine neue Art von Gerät – das etwa so groß wie eine Briefmarke ist und eine Probe in verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen chemischen Nachweisen aufteilt – für die Diagnose von mehreren Krankheiten im Zusammenhang mit Leberversagen bei HIV und bei Tuberkulosepatienten erprobt. Und diese papiergestützten Geräte im Einmal-Format verfügen über integrierte Mechanismen zur zeitlichen Abstimmung, um automatisierte, mehrstufige Tests, wie sie in Laboratorien verwendet werden, zu ermöglichen.

Ein weiterer Mechanismus zur Ausweitung der Kapazitäten in der Diagnostik würde die Vorteile der Ausbreitung von Mobiltelefonnetzen in den Entwicklungsländern nützen.  Diagnostische Schnelltests sind größtenteils auf Anwendungen beschränkt, die einer visuellen Interpretation bedürfen. Man könnte ein nicht dediziertes Mobiltelefon nützen, um Bilddaten eines Schnelltests zu erfassen und an einen entfernten Ort zu senden, wo ein Gesundheitsdienstleister die Ergebnisse kommentieren könnte.

Doch die Umsetzung derartiger Programme wirft eine Reihe neuer Herausforderungen auf. Um präzise Testergebnisse sicherzustellen, müssen unterschiedliche Kamerapositionen des Anwenders und unterschiedliche Lichtverhältnisse an den jeweiligen Orten berücksichtigt werden. (Bei einem vielversprechenden, derzeit in Entwicklung befindlichen Ansatz würde man zur Verbindung des nicht dedizierten Mobiltelefons mit dem Schnelltest einen Adapter verwenden.)

Außerdem wäre für diese telefonbasierten Tests eine Software-Infrastruktur  wie Kommunikationsprotokolle und Priorisierungsverfahren nötig, um eine Verbindung mit dem Gesundheitssystem herzustellen. Ebenfalls gelöst werden müssen Fragen der Kompatibilität zwischen der Vielzahl an verschiedenen Mobiltelefonen.

Für einen erfolgreichen Einsatz von Tests auf Grundlage nicht dedizierter Telefone bedürfte es schließlich noch der Akzeptanz durch das medizinische Establishment. Die jüngste Zulassung mehrerer medizinischer Geräte, die durch Lesegeräte auf Grundlage dedizierter Mobiltelefone unterstützt werden, ist ein vielversprechender Schritt.

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Effektive POC-Tests befinden sich in Entwicklung; die weitere Verbreitung von Mobiltelefonen wird die Möglichkeiten dieser Tests noch weiter steigern. Diese sich herausbildenden Kapazitäten versprechen die Reichweite qualitativ hochwertiger Diagnostik für Menschen in abgelegenen Gebieten zu erhöhen, das Gesundheitsmanagement zu verbessern und die Gesundheitskosten überall zu senken.

Aus dem Englischen von Helga Klinger-Groier