Einsatz tragbarer Sensoren zur Früherkennung und Verfolgung viraler Atemwegsinfektionen (WE SENSE)

Gegenwärtig gibt es keine Werkzeuge, um die Reaktion des Zielkörpers auf eine Virusinfektion der Atemwege kontinuierlich in Echtzeit zu bewerten. Die entzündliche Reaktion einer Person auf eine Infektion wird hauptsächlich durch das Vorhandensein von Symptomen gemessen. Beispielsweise kann das Vertrauen auf das Vorhandensein von Fieber als empfindliches Zeichen einer Virusinfektion, obwohl es objektiv und messbar ist, mindestens 50 % der symptomatischen Fälle einer Influenza-Erkrankung übersehen. Auch Fieber ist in Studien zu SARS-CoV-2 kein ausreichendes Zeichen für eine Infektion. Eine zusätzliche Technologie, die mit der derzeitigen Kontaktverfolgungs-, Test- und Eindämmungsstrategie gekoppelt werden könnte, könnte zu einer kritischen Strategie zur Minderung der öffentlichen Gesundheit für VRTIs werden. Es gibt Hinweise darauf, dass die Verwendung von tragbarer Biosensortechnologie Forscher und medizinisches Fachpersonal in die Lage versetzen kann, Entzündungsreaktionen zu erkennen. Daher könnten sie die medizinische Diagnose in der frühen Phase der Krankheitsentwicklung unterstützen – noch bevor klinische Symptome auftreten.

In dieser Studie zielen die Forscher darauf ab, FLUMIST, einen intranasalen Attenuated-Influenza-Lebendimpfstoff (LAIV), zu nutzen, um eine sehr geringe Reaktion des Immunsystems hervorzurufen. FLUMIST ist neben anderen Impfstoffen für diese Grippesaison einer der vom National Advisory Committee on Immunization (NACI) empfohlenen Impfstoffe. Es wird als Testfall verwendet, der die Reaktion des Körpers auf eine geringfügige Virusinfektion (wie die einer „normalen Erkältung“) darstellt. Darüber hinaus werden die damit verbundenen Änderungen der Vitalfunktionen (z. B. Änderungen der Herzfrequenz), des Aktivitätsniveaus, der Symptome und der Entzündungs-/Immunmarker überwacht. Subtile Veränderungsmuster sind möglicherweise nur mit künstlicher Intelligenz (KI) erkennbar. Die Anwendung von KI und maschinellem Lernen (ML) auf die Daten der Wearables kann die zukünftige Früherkennung von VRTI ermöglichen, zusammen mit der kontinuierlichen Verfolgung seines Fortschritts, seiner Wiederherstellung oder Verschlechterung.

Studienplan:

Die Teilnahme der Patienten an diesem Forschungsprojekt dauert 2 Wochen und umfasst 14 Besuche. Jeder Besuch dauert bis zu 60 Minuten. Während dieser 14-tägigen Nachbeobachtungszeit müssen die Teilnehmer 3 Systeme zur Überwachung der Vitalfunktionen (Hemd, Uhr und Ring) tragen und zweimal täglich über ihr Wohlbefinden/Symptome und ihren Alkohol-/Koffein-/Drogenkonsum berichten.

Bewertungen:

-VRTI-Nachweis: Um asymptomatische VRTI während der Baseline-Phase (vor LAIV) auszuschließen, wird ein nasopharyngealer 21-Multiplex-Polymerase-Kettenreaktionstest (PCR) durchgeführt, der Influenza, SARS-CoV-2 und andere Atemwegsviren umfasst Screening. Für die geeigneten Teilnehmer, die an der Studie teilnehmen, beginnen die Basislinienbewertungen am Morgen von Tag -7 und werden 7 Tage vor der Impfung (Tage -7 bis 0) durchgeführt, die am Morgen von Tag 0 stattfindet.

-Symptombewertung: Die folgenden Symptome werden durch eine App-basierte Umfrage bewertet, die während des 14-tägigen Beobachtungszeitraums zweimal täglich an die Teilnehmer gesendet wird: Nasenausfluss; nasale Obstruktion; Niesen; Kopfschmerzen; Halsentzündung; Unwohlsein; Muskelschmerzen; Husten; Frostigkeit; verminderter Appetit; Magenschmerzen; Erbrechen; Durchfall; Kurzatmigkeit; und keuchen. Die Schwere der Symptome wird mit 0 (nicht vorhanden) bis 7 (schwerwiegend) bewertet.

-Tragbare Überwachungssysteme für Vitalzeichen: Drei tragbare intelligente Plattformen werden für die kontinuierliche Überwachung von physiologischen und Aktivitätsparametern unter Verwendung von Biosensoren verwendet: Oura Ring (Oura Oy, Finnland); Biobeat Watch (Biobeat Technologies LTD, Israel); und Astroskin-Shirt (von Hexoskin, Kanada).

-Entzündliche Zytokine und Biomarker: Eine venöse Blutprobe zur Messung von entzündlichen Zytokinen und Biomarkern wird von medizinischem Fachpersonal einmal am Morgen von Tag -7 (Basisprobe 1) und dann zweimal täglich ab Tag 0 mit Basisprobe Nr. 2 entnommen gesammelt vor der Impfung am Tag 0.

-Beurteilung der physiologischen Reaktion: Die Teilnehmer absolvieren fünf 3-minütige Treppenstufentests mit konstanter Geschwindigkeit (3-Minuten-CRSST). Beim 3-minütigen CRSST müssen die Teilnehmer einen 20-cm-Schritt im Tempo eines konstanten externen Audio-Pieps auf- und absteigen. Die Teilnehmer absolvieren alle Versuche mit einer Schrittfrequenz von 30 Schritten/min. Herz- und Atmungsparameter werden in Ruhe und während jedes 3-minütigen CRSST mit den tragbaren Geräten erfasst.