Verständnis der Immunologie und der Patientenergebnisse von COVID-19 bei Krankenhauspatienten

Seit Dezember 2019 hat sich das neuartige Coronavirus (SARS-CoV-2) und die damit verbundene Erkrankung COVID-19 weltweit ausgebreitet. Weltweit gibt es mehr als 86 Millionen Infektionen und über 1,8 Millionen bestätigte Todesfälle, wobei die Pandemie in den gesamten USA weiterhin auf Rekordniveau liegt. Während täglich neue Daten zu COVID-19 auftauchen, bestehen weiterhin einige Wissenslücken, darunter das Verständnis der adaptiven Immunantwort auf Infektionen, die Neigung infizierter Patienten, thrombotische Ereignisse zu erleiden, und die Identifizierung von Biomarkern, die eine klinische Verschlechterung vorhersagen könnten.

Die adaptive Immunantwort, bestehend aus antiviralen T- und B-Zellen, ist entscheidend für den Schutz vor Viren wie SARS-CoV-2, sowohl während einer aktiven Infektion als auch später nach einer nachfolgenden Exposition. Beide können möglicherweise auch zur Pathogenese beitragen, wenn sie überstimuliert werden. Seit Beginn der COVID-19-Pandemie wurde viel über die T- und B-Zell-Reaktionen auf SARS-CoV-2 gelernt. Die bisher umfassendste Studie zeigt, dass die meisten Menschen eine ausgewogene T- und B-Zell-Reaktion entwickeln, die mindestens 8 Monate anhält. Trotz dieser Wissensfortschritte bestehen immer noch erhebliche Lücken im Verständnis darüber, was eine schützende oder immunpathologische Immunantwort ausmacht und wie lange sie anhält.

Es bestehen weiterhin erhebliche Wissenslücken bei der Früherkennung von COVID-Patienten mit erhöhtem Risiko einer klinischen Verschlechterung, die einen weiteren Krankenhausaufenthalt und den Einsatz intensivierterer Behandlungen zur Verbesserung der Ergebnisse benötigen. Darüber hinaus würde die Identifizierung von Patienten mit geringem Risiko, die aus dem Krankenhaus entlassen werden können, den Einsatz potenziell knapper medizinischer Ressourcen verringern, insbesondere während eines Anstiegs. Von den Patienten mit Thrombose benötigten 49 % eine Intensivbehandlung und 43 % starben. Daten von Nicht-COVID-Patienten mit MI zeigen, dass die Expression von FcγRIIa, dem Rezeptor mit niedriger Affinität für das Fc-Fragment von Immunglobulin (Ig) G, auf der Thrombozytenoberfläche Patienten mit hohem und niedrigem Risiko für nachfolgende kardiovaskuläre Ereignisse identifiziert. Die Thrombozytenexpression von FcγRIIa wird durch Interferon γ20 erhöht, das bei schweren COVID-19-Infektionen deutlich erhöht ist. Da FcγRIIa die Thrombozytenaktivierung verstärkt, erhöht eine stärkere Expression von FcγRIIa auf der Oberfläche der Thrombozyten die Thrombozytenreaktivität. Die hohe Prävalenz arterieller Thrombosen bei COVID-19-Patienten und die zentrale Rolle der Thrombose bei Atemversagen stützen die Hypothese, dass eine erhöhte Thrombozytenexpression von FcγRIIa COVID-Patienten mit einem erhöhten Risiko für thrombotische Komplikationen und eine klinische Verschlechterung identifizieren wird.

Neben der möglichen Rolle der Thrombozytenaktivierung bei Thrombosen im Zusammenhang mit COIVD-19 könnte auch das Endothel eine wichtige Rolle spielen. Das Endothel ist eine wichtige Eintrittsstelle für eine COVID-19-Infektion und Endothelschäden tragen zu thrombotischen Ereignissen bei, die Morbidität und Mortalität erhöhen. Endotheliale Mikropartikel (EMPs), membranöse Vesikel im Submikronbereich, die eine Endothelaktivierung und -schädigung anzeigen, werden vom Endothel ins Blut freigesetzt und spiegeln die Kompetenz der Endothelfunktion wider, indem sie Endothelaktivierung und -schädigung identifizieren, die eine Thrombose fördern. Zirkulierende EMPs können mithilfe der Durchflusszytometrie quantifiziert werden. Die Forscher gehen davon aus, dass erhöhte EMPs im Plasma Patienten mit einem hohen Risiko für Thrombose und klinische Verschlechterung identifizieren.

Um damit zu beginnen, die oben genannten Wissenslücken zu schließen und vorläufige Daten für künftige Einreichungen großer Zuschüsse zu erhalten, schlagen die Forscher eine kleine, prospektive, monozentrische Kohortenstudie vor, in die Patienten aufgenommen werden, die wegen einer COVID-19-Infektion ins Krankenhaus eingeliefert werden und eine Reihe von Schweregraden der Erkrankung aufweisen. An den Studientagen 1, 3 ± 1, 7 ± 1 (und danach alle 7 ± 1 Tage bis zum 28. Tag im Krankenhaus) und erneut nach 12 Monaten Nachuntersuchung wird Blut entnommen. Nasopharyngeale (NP) Abstriche werden an denselben Studientagen bis zum 28. Tag gesammelt, jedoch nicht nach 12 Monaten. Diese Bioproben werden zur Untersuchung von T- und B-Zellen, des Antikörperrepertoires und der Dauerhaftigkeit der schützenden Immunität sowie zur Quantifizierung der Thrombozytenexpression von FcγRIIa und zirkulierenden EMPs verwendet, wie im Protokoll beschrieben.