COVID-19: Infeksiøst potensial for SARS-CoV-2 tarmavfall hos pediatriske pasienter (INPOSIS) (INPOSIS)

Bakgrunn:

Åpenbar covid-19 er angivelig langt sjeldnere barn. I en studie fra Kina representerte barn <10 år kun 0,9 % og barn mellom 10-19 år bare 1,2 % av de diagnostisk bekreftede tilfellene1. Svært lignende data ble publisert av det italienske registeret, og indikerte henholdsvis 0,5 % og 0,7 %2. I den største pediatriske studien publisert til dags dato, inkludert >2000 barn, hadde 4 % asymptomatiske forløp, 90 % hadde milde eller moderate kliniske forløp, og alvorlige manifestasjoner ble dokumentert i 6 % av tilfellene, hovedsakelig med spedbarn under 1 år3. Noen rapporter indikerte asymptomatiske forløp hos så mange som 16-30 % av berørte barn innenfor individuelle aldersgrupper3,4. I tillegg til vanlige symptomer som feber og tørrhoste (40-100 % av tilfellene), var diaré en hyppig observasjon hos barn med COVID-19 (10-30 % av tilfellene), i motsetning til voksne med åpenbar sykdom (4 % av saker) 5-11. Virusavgivelse inn i avføringen ble ofte observert hos barn i mer enn én måned etter at akutt infeksjon var forsvunnet7,10. Imidlertid er infeksjonspotensialet for utskillelse av tarmvirus, som er påvist for de relaterte virusene SARS-CoV og MERS-CoV (Middle East Respiratory syndrome coronavirus), foreløpig uklart for SARS-CoV-212,13. På grunn av de milde eller til og med asymptomatiske forløpene av COVID-19, kan barn representere en viktig kilde til sykdomsoverføring. Med det økende antallet voksne som er vaksinert og tilsynekomsten av nye varianter av viruset som viser forskjellige egenskaper, kan situasjonen hos barn sikkert endre seg og må kanskje revurderes. Den foreslåtte studien i samarbeid med ulike pediatriske fasiliteter i østerrikske sykehus gir derfor en utmerket mulighet til å ta opp ulike aspekter av COVID-19 knyttet til den pediatriske befolkningen.

Hypoteser:

• Avgivelse av SARS-CoV-2 i avføringen kan påvises hos en andel av asymptomatiske barn
• Hos pasienter med COVID-19 er frekvensen av tarmvirusutskillelse høyere og vedvarer i lengre perioder etter infeksjon
• Virus som skilles ut med avføringen kan vise smittepotensial

Studere design:

I løpet av studieperioden på 12 måneder, er det ment å undersøke ~500 pediatriske pasienter innlagt på sykehuset av årsaker som ikke er relatert til COVID-19, med sikte på å screene for forekomsten av SARS-CoV-2 som faller inn i avføringen hos barn som er ikke mistenkt for å bære viruset. Det angitte antallet pediatriske pasienter som skal rekrutteres er basert på det maksimalt oppnåelige antallet innenfor den skisserte studieperioden. Foreløpig er det ikke mulig å forutsi andelen pasienter med intestinal utskillelse av SARS-CoV-2. I tillegg vil etterforskerne screene ~100 pediatriske pasienter med COVID-19 for å bestemme hyppigheten og varigheten av tarmvirusutskillelse. Flertallet av pasientene vil først bli undersøkt ved innleggelse på sykehuset, og det vil bli tatt oppfølgingsprøver på pasienter som testet positivt ved første analyse for å dokumentere varigheten av virusdeteksjon. Videre vil biomateriale som er lagret i et biolager, inkludert avføringsprøver fra pediatriske pasienter som ble innlagt på sykehus for en rekke indikasjoner, analyseres for å bestemme påvisbarheten av SARS-CoV-2 ved molekylær screening, og positive tilfeller vil bli gjenstand for videre analyse, som spesifisert nedenfor.

Molekylær testing av SARS-CoV-2 vil bli utført av en validert og sertifisert RTQ-PCR-analyse etablert i henhold til retningslinjer fra det tyske referansesenteret, Robert Koch Institute i Berlin. Behandling av kliniske prøver vil bli utført i tråd med relevante biosikkerhetsforskrifter. Testingen for smittsomme egenskaper til SARS-CoV-2-patogener påvist i kliniske prøver inkludert spesielt avføring (og potensielt nasofaryngeale vattpinner) vil bli utført i et BSL3-anlegg (i samarbeid med prof. Dr. Willinger, Medical University of Vienna) ved å bruke permissive cellelinjer (VeroE6, CaCo2 eller HCT116) under passende kulturbetingelser. Avlesningen vil være basert på dokumentasjon av cellecytopatiske effekter og ekspresjon av subgenomisk mRNA ved bruk av etablerte RTQ-PCR-tester.

Prøveinnsamling og håndteringslogistikk:

Prospektive analyser - avføringsprøver (og forskjellige kontrollprøver fra andre steder, inkludert vattpinner fra svelget, munnhulen, nesen og håndflatene) vil bli samlet inn og lagret ved 4°C frem til overføring til sentrallaboratoriet, Labdia Labordiagnostik. Prøvene vil bli overført i tråd med biosikkerhetsforskriften (UN3373) av en hurtigleveringstjeneste (EMS eller lignende), for å sikre at prøvene kommer innen tre dager (vanligvis samme dag). Ved mottak vil prøvene bli behandlet umiddelbart (viruseluering i fosfatbufret saltvann) og utsatt for molekylær analyse. I positive tilfeller vil avføringsekstrakter bli brukt så raskt som mulig for å inokulere permissive celler (f. VeroE6) under BSL3 sikkerhetsforhold, og smittepotensialet til virusene vil bli bestemt. Avlesningen vil være basert på vurdering av cellecytopatiske effekter og på ekspresjon av subgenomisk mRNA. Primærprøver og isolert RNA vil bli lagret på Labdia i en dedikert fryser ved -80 °C frem til slutten av studien, og vil bli kassert deretter.

Retrospektive analyser - biomateriale som ble samlet inn og lagret i et biolager av Labdia Labordiagnostik

Etiske vurderinger og statistikk:

Etisk godkjenning for studien og informert samtykke for deltakelse i studien fra pasientene og/eller deres juridiske representanter samt ansatte er innhentet.

Personopplysninger vil være tilgjengelig utelukkende i det sertifiserte kliniske laboratoriet, Labdia Labordiagnostik, som utfører den diagnostiske testen. Databehandling for denne studien vil bli gjort på en pseudonymisert måte ved å tildele serienummer.

I tråd med hovedmålene med studien, vil Fishers eksakte test bli brukt for å sammenligne forekomsten av SARS-CoV-2 påvisbarhet i svelg- og avføringsprøver, og for å vurdere forekomsten av smittsomt virus i avføringsprøver.

Forventet utfall og fremtidige planer:

På grunn av den relative mangelen på data om COVID-19 i spesifikke pediatriske miljøer, vil den foreslåtte studien gi viktig innsikt i de klinisk og epidemiologisk relevante emnene som er skissert ovenfor. Dataene som er innhentet vil tjene som grunnlag for påfølgende storskalastudier som tar for seg smittepotensialet ved tarmfelling av viruset, og tiltakene som kreves for ulike barnefasiliteter.

Testing for smittsomme egenskaper til SARS-CoV-2-patogener påvist i kliniske prøver inkludert spesielt avføring (og potensielt nasofaryngeale vattpinner) vil bli utført ved å bruke permissive cellelinjer (VeroE6, CaCo2 eller HCT116) under passende dyrkingsforhold. Avlesningen vil være basert på dokumentasjon av cellecytopatiske effekter og ekspresjon av subgenomisk mRNA ved bruk av etablerte RTQ-PCR-tester

Generelt vil prøvetakingen utføres på et enkelt tidspunkt hos hver pasient, ved innleggelse på sykehus. Innenfor den prospektive delen av studien vil det bli samlet inn oppfølgingsprøver fra pasienter med COVID-19 som viser virusutskillelse i avføringen. For vurdering av cytopatiske effekter og ekspresjon av subgenomisk mRNA vil ferske prøver bli brukt, når det er mulig. I alle andre tilfeller vil prøvene fryses ved -80°C og analyseres på et senere tidspunkt ved hjelp av en etablert protokoll.

Klinisk signifikans:

På grunn av den tilsynelatende vanlige forekomsten av langvarig tarm-SARS-CoV-2-utskillelse hos barn, som kanskje ikke viser noen sykdomssymptomer, er det av største betydning å forstå om denne antatte måten for virusoverføring er av klinisk og epidemiologisk relevans, som grunnlag. for å utvikle passende beskyttelsestiltak. Belysning av overføringsmåtene er avgjørende for nåværende og fremtidige tilnærminger til inneslutning av SARS-CoV-2-spredning.