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Klinisch-biochemische Biomarker der COVID-19 Erkrankung
Die neuartige COVID-19 Erkrankung, die durch SARS-CoV-2 ausgelöst wird, ist seit November 2019 im wissenschaftlichen Fokus. Während Maßnahmen zur Eindämmung der im März 2020 ausgerufenen Pandemie erfolgten, fokussiert sich das wissenschaftliche Interesse auf das verbesserte Verständnis der Pathogeni...
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| 1. Verfasser: | |
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| Beteiligte: | |
| Format: | Dissertation |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Philipps-Universität Marburg
2023
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| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | PDF-Volltext |
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| Zusammenfassung: | Die neuartige COVID-19 Erkrankung, die durch SARS-CoV-2 ausgelöst wird, ist seit November 2019 im wissenschaftlichen Fokus. Während Maßnahmen zur Eindämmung der im März 2020 ausgerufenen Pandemie erfolgten, fokussiert sich das wissenschaftliche Interesse auf das verbesserte Verständnis der Pathogenität des Virus, sowie Diagnostik und Therapie der Erkrankung. Dabei erscheint der Goldstandard der Diagnose via RT-PCR zu Beginn der Pandemie mit einer hohen falsch-negativen Rate ausbaufähig. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, eine Unterstützung der RT-PCR anhand klinisch-biochemischer Laborparameter bei Aufnahme zu ermöglichen, sowie eine Risikostratifizierung für Patienten, die eine intensivmedizinische Behandlung benötigen oder versterben.
Insgesamt wurden 46 Patienten in einem Zeitraum vom 10.04.2020 bis 30.06.2020 an der Uniklinik Marburg rekrutiert und klinisch-biochemische Laborparameter bei Aufnahme ins Krankenhaus erhoben. Bei Patienten mit Verdacht auf eine COVID-19-Infektion wurde eine RT-PCR aus dem Nasen-Rachen-Bereich durchgeführt. Anschließend erfolgte die Einteilung in eine SARS-CoV-2-positive Kohorte sowie eine Kontroll-gruppe mit negativer PCR. Für die prognostischen Analysen von COVID-19-Patienten erfolgte eine zusätzliche Unterteilung in Patienten auf Intensiv- und Normalstation, so-wie Verstorbene und Überlebende. Die statistische Auswertung erfolgte mittels Mann-Whitney-U-Test und bei dichotomen Parametern mittels Fisher-exact-Test. Unter-schiedliche Schweregrade wie mild, moderat, schwer und kritisch, wurden anhand der NIH und WHO klassifiziert und mittels ANOVA verglichen.
Die Auswertung des Patientenkollektivs ergab führende Symptome wie Husten, Dyspnoe und Fieber. Während sich COVID-19 Positive durch längere Aufenthaltsdauer und häufigere invasive Beatmung kennzeichneten, waren die Gruppen ansonsten homogen in demografischen Daten, Vitalparameter bei Aufnahme, Behandlungsstrategien und Komplikationen.
Als diagnostische Biomarker konnten in unserer Studie ALT, Amyl, AST, CK, HDL, LDH und LIP quantifiziert werden, die im Literaturvergleich mit ähnlichen Ergebnissen einhergehen. Anhand der Berechnung von Cut-off Werten konnten mittels ALT, Amyl, AST, LDH und LIP mit hoher Sensitivität und Spezifität eine Infektion mit SARS-CoV-2 vorhergesagt werden. Während die beschriebenen Parameter sich in COVID-19 Positiven erhöht darstellten, war einzig HDL, vermutlich aufgrund seiner Funktion als negatives Akute-Phase-Protein, erniedrigt aufzufinden. Ätiologisch ursächlich scheint eine Schädigung des hepatischen und pankreatischen Systems bei COVID-19-Patienten, während eine kardiale Schädigung allein anhand von einer erhöhten CK, sowie eine Dyslipidämie anhand von reduzierten HDL-Spiegeln, nicht erklärt werden kann. Der dahinter liegende Pathomechanismus ist möglicherweise eine erhöhte Anzahl an ACE2-Rezeptoren in den Organen, die durch das SARS-CoV-2-Virus infiltriert werden und dadurch frühzeitig geschädigt werden können. Die vorgestellten Routinelaborparameter können bei anfänglicher Ressourcenknappheit von RT-PCR-Tests oder Schnelltests eine Einschätzung über das COVID-19-Erkrankungsrisiko unterstützen, diese aber nicht ersetzen.
Als prognostische Biomarker für einen schweren Verlauf mit Aufnahme auf Intensivstation konnten AST, Harnstoff und BUN, hs-TNI, NT-pro-BNP festgelegt werden. Die Vorhersage mittels ROC gelang bei allen Parametern mit hoher Sensitivität und Spezifität, dabei erscheint NT-pro-BNP am sensitivsten und das kardiale System als eines der ersten, das einen schweren Verlauf anzeigt. Außerdem zeigten Patienten in unter-schiedlichen Schweregraden der Erkrankung Besonderheiten im Lipidprofil und der tP. Schwererkrankte hatten demnach signifikant höhere Cholesterin-, HDL-, LDL-, sowie tP-Werte als kritisch Erkrankte, während es sich andersherum in den Triglyceridleveln verhielt. Als Biomarker für ein Versterben an einer COVID-19 Erkrankung konnte in der vorliegenden Studie tBili und tP dienen, wobei mittels tBili mit guter Sensitivität und Spezifität ein Versterben vorhergesagt werden konnte. Eine Vorhersage des Versterbens mittels tP gelang nicht aufgrund niedriger Sensitivität und Spezifität. Mögliche Ursachen für veränderte Laborparameter bei schweren Verläufen sind erhöhte Zytokinspiegel bei COVID-19 Patienten, die hepatische, nephrologische, kardiale, so-wie Schädigungen im Lipidprofil bedingen können. Weiterhin können aufgrund hypoxischer Zustände die Ausschüttung pro-inflammatorischer Zytokine erhöht er-scheinen und zusätzliche Entzündungsreaktionen auslösen. Im Literaturvergleich konnten weitere Parameter als prognostische Parameter für einen schweren Verlauf sowie für ein Versterben von Bedeutung sein, die aufgrund reduzierter Teilnehmerzahl in der vorliegenden Studie nicht signifikant erschienen. Durch diese Arbeit kann ein besonderes Augenmerk auf das Monitoring dieser Parameter gelenkt werden, die eine Risikostratifizierung ermöglichen und, wenn notwendig, eine Triagierung der schwererkrankten Fälle. Eine Optimierung sowie individuell patientenabgestimmte Behandlungen können die Mortalität der Erkrankung reduzieren. |
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| DOI: | 10.17192/z2023.0550 |