Vorhersage von Schweregrad und Krankheitsverlauf bei grippeähnlichen Erkrankungen (einschließlich COVID-19) (PREDICT-ILI)

Trotz klinischer Fortschritte und jahrzehntelanger Forschung ist die Fähigkeit, den Verlauf von Viruserkrankungen der Atemwege wie Influenza und Coronavirus-Infektionen zuverlässig vorherzusagen, nach wie vor gering. Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer Plattform zur Identifizierung und Entwicklung prädiktiver Tests durch die Kombination von physiologischen Daten und Korrelaten des Schweregrads bei grippeähnlichen Infektionen, sodass eine Progression zu einer schweren Lungenbeteiligung während einer Virusinfektion der Atemwege vorhergesehen werden kann. Dies würde dann eine sichere Entlassung von Patienten mit selbstlimitierender Erkrankung oder gegebenenfalls eine schnellere Intensivierung der Behandlung ermöglichen.

Atemwegsinfektionen gehören weltweit zu den wichtigsten Ursachen schwerer Erkrankungen, wobei die wichtigsten Atemwegsviren jeden Winter aufgrund der jährlichen Anstiege der Inzidenz für einen überwältigenden Druck auf die Gesundheitsdienste verantwortlich sind. Die beiden häufigsten viralen Ursachen schwerer Lungenerkrankungen, Influenza und Respiratory Syncytial Virus (RSV), sind für ~50 % der Krankenhauseinweisungen bei Kindern und 22 % bei Erwachsenen verantwortlich, wobei die Sterblichkeit bei älteren Menschen am größten ist. Mit zunehmendem Alter der Bevölkerung nimmt diese Krankheitslast stetig zu. Darüber hinaus wird das ständige Risiko neu auftretender pandemischer Grippestämme, die unvorhersehbar auftreten, allgemein als eine der kritischsten Bedrohungen für die globale Gesundheit und die sozioökonomische Stabilität angesehen. Dies hat die jüngste COVID-19-Pandemie gezeigt.

Risikofaktoren für eine schwere Influenza wurden in klinischen Kohorten umfassend untersucht, wobei höheres Alter, Komorbiditäten, Fettleibigkeit und Schwangerschaft die Wahrscheinlichkeit einer schweren Erkrankung erhöhen. Genaue prognostische Marker bleiben jedoch schwer fassbar, und die Dynamik der Reaktion auf eine respiratorische Virusinfektion wurde bei natürlich infizierten Patienten nicht untersucht. Darüber hinaus wurde die Entdeckung von Biomarkern durch Heterogenität in Virusstamm und -dosis eingeschränkt; Verzögerungen beim Zeitpunkt der Präsentation; und Confounder auf Patientenebene. Um diese Probleme anzugehen, haben die Forscher seit 2010 kontrollierte menschliche Infektionen mit Influenza und RSV durchgeführt, um die Mechanismen der Immunpathogenese mit besonderem Schwerpunkt auf Erkrankungen der menschlichen Atemwege zu untersuchen. Jüngste vorläufige Daten einer Kohorte von Freiwilligen, die mit dem Influenza-Stamm A(H1N1)2009 infiziert waren, zeigten, dass innerhalb von 2 Tagen nach der Virusexposition schnelle Veränderungen im Transkriptom von Vollblut auftraten. Während der Grippepandemie 2009 wurden ähnliche Studien auch mit Krankenhauspatienten durchgeführt. Dort zeigte die Transkriptomanalyse von Blut ähnliche antivirale Signaturen bei weniger schwer erkrankten Personen, aber unterschiedliche Signaturen, die mit schlechten klinischen Ergebnissen verbunden waren.

Ziel dieses Projekts ist es, Prädiktoren für den Krankheitsverlauf und die klinische Verschlechterung bei Patienten mit grippeähnlichen Erkrankungen zu identifizieren und zu testen, um neue Methoden zu entwickeln, um die Notwendigkeit einer Krankenhauseinweisung und einer Intensivierung der Behandlung während einer respiratorischen Virusinfektion genauer zu bestimmen. Um diese Biomarker in einer unabhängigen Kohorte natürlich infizierter Patienten weiterzuentwickeln und zu testen, werden hospitalisierte Erwachsene mit grippeähnlichen Erkrankungen innerhalb von 24 Stunden nach der Aufnahme rekrutiert und Blut- und Nasenproben zu 3 aufeinanderfolgenden Zeitpunkten entnommen.

Unter Verwendung dieser Daten werden prädiktive transkriptomische Signaturen identifiziert. Längsschnittproben und klinische Daten werden dann verwendet, um sie in betroffenen lokalen Bevölkerungsgruppen zu testen, zu validieren und zu verfeinern. Diese Ergebnisse werden dann in neuartige diagnostische Instrumente umgesetzt und eine Biobank zur weiteren Untersuchung der Virologie und Immunpathogenese schwerer respiratorischer Virusinfektionen eingerichtet.