Bewertung der Immunantwort auf COVID-19 (COVIDIMMUNE)

Die durch COVID-19 verursachte Coronavirus-Krankheit 2019-20 ist eine anhaltende Pandemie. Der Ausbruch begann im Dezember 2019 in Wuhan, Provinz Hubei, China, und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) erkannte ihn am 11. März 2020 als Pandemie an. Bis zum 9. April 2020 gibt es mehr als 1,4 Millionen bestätigte Fälle und über 82.000 Todesfälle 1. In Israel wurde COVID-19 in mehr als 9.000 Fällen bestätigt und kostete 70 Opfern das Leben (09.04.2020) .

Mit dem ausgedehnten Ausbruch von COVID-19 wurde eine Masse von Studien mit einer großen Population gemeldet. Wu et al. fanden heraus, dass der mittlere R0 von COVID-19 ungefähr 2,68 (95 % KI: 2,47–2,86) betrug. Die Maßnahmen, bei denen Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens bestätigte Fälle unter Quarantäne stellen und symptomatische Fälle isolieren, um die Ausbreitung von COVID-19 zu verringern, sind in den meisten Ländern gängige Praxis. Es bleibt jedoch eine wichtige Frage in Bezug auf die asymptomatisch infizierten Personen, die das Virus verbreiten und die Infektionskontrolle behindern können.

Das Problem Bisher konzentrierte sich die anfängliche Überwachung hauptsächlich auf Patienten mit schwerer Erkrankung und damit auf das gesamte Spektrum der Erkrankung. Das Ausmaß der asymptomatischen Erkrankung ist nicht klar. Mizumotoet al. mathematisches Modell vorgeschlagen 17,9-33,3 % sind asymptomatische Träger. Die andere zu berücksichtigende Frage ist, ob diese asymptomatischen Träger eine Immunantwort entwickeln oder die Virusausscheidung fortsetzen.

SARS-CoV-2, der virale Erreger der Krankheit COVID-19, ist ein Coronavirus, das die für Viren seiner Gruppe typischen transmembranen Glykoprotein-Spikes (S-Protein) trägt. Die Spikes auf SARS-CoV-2 ermöglichen es dem Virus, über das menschliche Rezeptor-Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2), das in Alveolarepithelzellen vorhanden ist, in Wirtszellen einzudringen. Diese Spikes sind ein prominentes Ziel menschlicher Immunantworten und haben sich als hochgradig immunogen erwiesen und induzieren die Antikörperproduktion. Die rezeptorbindende Domäne (RBD) des S-Proteins wird besonders von neutralisierenden Antikörpern angegriffen.

Der diagnostische Test bei symptomatischen Patienten basiert auf der Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR), die das Vorhandensein spezifischer COVID-19-Gene in der Probe testet. Es gibt jedoch eine wachsende Zahl von Berichten über falsch negative Ergebnisse aufgrund unsachgemäßer Probenentnahme, niedriger Viruslast oder technischer Instabilität der PCR.

Der serologische Test zielt darauf ab, Antikörper (Immunglobulin M - IgM, Immunglobulin G - IgG, Immunglobulin A - IgA) im Blut des Patienten nachzuweisen, d. h. die Immunantwort des Patienten. Die IgM-Antikörper zeigen sich normalerweise innerhalb von 3-7 Tagen nach den Symptomen, während IgG-Antikörper innerhalb von 10-14 Tagen folgen. Erkrankungen, die die Atemwege betreffen, führen in der Regel ebenfalls zu einer Erhöhung des IgA.

Zhaoet al. haben kürzlich Daten veröffentlicht, die darauf hindeuten, dass COVID-19-Patienten als Reaktion auf eine akute Virusinfektion mit SARS-CoV-2 typische Antikörperproduktionszeiten aufweisen. Insgesamt deuten die Daten darauf hin, dass die SARS-CoV-2-Infektion einem ähnlichen Serokonversionszeitplan folgt wie andere Virusinfektionen. In ihrer Stichprobe von 173 hospitalisierten symptomatisch bestätigten Patienten entwickelten 93,1 % (161/173) Antikörper, wobei 82,7 % IgM-Antikörper und 64,7 % IgG-Antikörper entwickelten. Wichtig ist, dass alle diese Patienten an Symptomen litten. Der Zusammenhang zwischen dem Symptomniveau, der Viruslast und der Immunantwort muss noch bestimmt werden.

Geschlossene Umgebungen wie Haushalte haben eine definierte Bevölkerung, die sich möglicherweise nicht ohne weiteres mit der größeren umliegenden Gemeinschaft vermischt, und daher können solche Umgebungen eine strategische Möglichkeit bieten, neu auftretende Atemwegsinfektionen zu verfolgen und Virusübertragungsmuster zu charakterisieren, da der Nenner gut definiert werden kann. Außerdem liegt die Exposition innerhalb der Umgebung, und die Nachverfolgung von Haushaltskontakten ist in dieser genau definierten Umgebung im Allgemeinen besser möglich als in einer undefinierten Umgebung. Nach engen Kontakten mit ähnlichen Expositionsniveaus gegenüber Infektionen aus Primärfällen kann auch die Identifizierung der asymptomatischen Fraktion ermöglicht werden.

Unsere Lösung Der Zweck der aktuellen Studie ist die Bewertung der Immunantwort, d. h. der Entwicklung von Anti-SARS-CoV-2-Antikörpern in den asymptomatischen Fällen, in einem Haushaltsstudiendesign.

Wir planen, über 1000 Patienten mit positiven COVID-19-Ergebnissen und ihren Haushalten zu untersuchen. Der Plan sieht eine Bewertung ihrer Symptome, Viruslast und Immunantwort alle 10 Tage in einem Zeitraum von 12 Wochen vor. Als nächstes Analyse der Ursache der Unterschiede in der Immunantwort zwischen Probanden durch Sequenzierung ihrer DNA und vor allem des ACE2-Gens – des Rezeptors, den das Virus angreift.

Dies wird das nötige Licht auf den Zusammenhang zwischen Symptomen, Viruslast und Immunantwort werfen. Der Zusammenhang zwischen Viruslast, Symptomen und Immunantwort ermöglicht: Überwachung des Krankheitsverlaufs, Vorhersage von Patienten, bei denen ein hohes Risiko besteht, schwere Symptome zu entwickeln, Bestimmung der Immunität gegen das Virus und vor allem Lokalisierung der chronischen Träger, die keine Immunität entwickeln.

Protokoll Nach einem positiven COVID-19-RT-PCR-Ergebnis im Labor des medizinischen Zentrums von Shamir wird der Proband telefonisch kontaktiert und ihm wird angeboten, an der Studie teilzunehmen. Nach Zustimmung wird medizinisches Personal zum Haus des Probanden kommen und die Einzelheiten der Studie weiter erläutern und um eine informierte Zustimmung des Probanden und aller Haushalte über 18 Jahren bitten. Nach Unterzeichnung einer Einverständniserklärung füllt jeder Proband einen Symptombericht aus und stellt einen Oropharynxabstrich und eine Blutprobe (10-20 cc) zur Verfügung.

Alle 10 Tage innerhalb von 12 Wochen wird ein Forscher das Haus des Probanden besuchen und das Verfahren wiederholen (Symptomfragebogen, Blutentnahme und oropharyngealer Abstrich).

Nach der letzten Untersuchung (12. Woche) wird alle 4-8 Wochen innerhalb eines Jahres ein Forscher das Haus des Patienten besuchen und den Symptomfragebogen ausfüllen und eine Blutentnahme durchführen.

Serologie-Kits:

1. LIAISION SARS-CoV-2 IgM (Diasorin, Saluggia, Italien)
2. LIAISION SARS-CoV-2 S1/S2 IgG (Diasorin, Saluggia, Italien)
3. ARCHITECT SARS-CoV-2 N IgG Immunoassay (Abbot, Illinois, USA)

Rt-PCR-Kit RT-PCR wird unter Verwendung von 3 Primern und 3 Sonden zusätzlich zu einem Human-RNase-Primer und einer Sonde durchgeführt.

Verfahren

1. Ankunft im Probandenhaus
2. Das medizinische Personal wird geeignete medizinische Schutzausrüstung verwenden.
3. Blutentnahme für 3 Blutröhrchen (15-20cc)
4. Oropharyngealer Abstrich
5. Die Proben werden bei 2-8c Grad aufbewahrt.
6. Die Proben werden bei 2-8 °C an das Labor des Shamir Medical Center zurückgeschickt.
7. Es wird eine RT-PCR durchgeführt.
8. Die Serologie wird mit den verfügbaren Kits durchgeführt. Jeder Proband wird 9 Mal beprobt (alle 10 Tage innerhalb von 12 Wochen zusätzlich zum Erstkontakt). Blutproben werden für zukünftige Forschungszwecke bei -80 °C aufbewahrt und gelagert.

Die langfristige Bewertung umfasst Blutproben und Fragebögen alle 4-8 Wochen für 1 Jahr ab der endgültigen Bewertung (12. Woche).

Zeitliche Koordinierung

1. Die erste Bewertung wird sowohl für den Patienten als auch für seinen Haushalt innerhalb von 1-7 Tagen nach Erhalt des positiven RT-PCR-Ergebnisses abgeschlossen

2. Nach der ersten Bewertung wird jeder Teilnehmer 100 Tage lang alle 10 Tage (±2 Tage) bewertet. Insgesamt 10 weitere Male.

   Zusammenfassend wird jeder Teilnehmer 11 Mal bewertet (Erstbewertung + 10 weitere Bewertungen).

3. Nach der letzten Bewertung wird jeder Teilnehmer 1 Jahr lang alle 4-8 Wochen bewertet. Insgesamt 6-12 mal.