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Indikator für schwere Covid-19-VerläufeEin Biomarker als neuer Hoffnungsträger

Ein Forschungsteam aus Zürich hat einen Biomarker entdeckt, der bei Corona-Patienten schon früh Hinweise auf einen möglicherweise schweren Krankheitsverlauf gibt. Mit der neuen Methodik können Kliniken besonders gefährdete Patienten besser betreuen, sagte einer der Züricher Immunologen im Dlf.

Burkhard Becher im Gespräch mit Ralf Krauter

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Eine Intensivpflegerin versorgt auf der Intensivstation am Klinikum Braunschweig einen an Covid-19 erkrankten Patienten.  (dpa-Bildfunk / Ole Spata)
Eine Intensivpflegerin versorgt auf der Intensivstation am Klinikum Braunschweig einen an Covid-19 erkrankten Patienten. (dpa-Bildfunk / Ole Spata)
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Gerade in Corona-Hotspots, wenn viele Erkrankte zu behandeln sind, stehen Ärzte in Krankenhäusern vor der Frage, welche Patieten sie wie behandeln sollen. Helfen könnte ihnen die Entdeckung eines Biomarkers, der schon am Beginn einer Infektion anzeigt, wie schwer der Patient wohl erkranken wird. Professor Burkard Becher vom Institut für Experimentelle Immunologie war federführend an dieser Entdeckung beteiligt. Er zeigte sich im Dlf-Gespräch zuversichtlich, dass damit Krankheitsverläufe vorausgesagt werden können.


Ralf Krauter: Welchen Biomarker sollten Klinikärzte künftig in den Blick nehmen, wenn Corona-Patienten eingeliefert werden?

Burkhard Becher: Unsere Idee war, wir schauen mal in vielen Patienten nach – aus Frankreich, aus Nancy, aus Toulouse und auch aus Deutschland, aus Tübingen –, Kollegen haben uns Blut geschickt. Und dann haben wir uns überlegt, dass wir einfach mal ein gesamtes, sehr, sehr präzises Blutbild erstellen, etwas, was man in einem normalen klinischen Setting normalerweise nicht machen kann. Es ist also eine hoch parametrische Einzelzellanalyse gemacht worden von den Blutzellen. Und man muss verstehen, dass Blut im Wesentlichen eine Art Schatten von dem ist, was ansonsten im Körper an Entzündungsreaktionen ist, deswegen machen Ärzte häufig mal ein Blutbild.

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Wir können das aber ein bisschen besser machen, viel präziser reinschauen und sozusagen die Spezialisten der Immunarmee dann genau einteilen in ihre Gruppen. Und da ist uns aufgefallen, dass während einem schweren Verlauf diese Anzahl an diesen natürlichen Killerzellen, das ist eine kleine Population von weißen Blutzellen, die zur frühen Immunantwort gehören, dass die verschwindet in den Patienten. Und der Trick bei uns war, dass wir eben nicht einfach nur in COVID-Patienten nachgeschaut haben, sondern gleichzeitig eine Kohorte von Patienten hatten, die mit einer schweren Lungenentzündung auf der Intensivstation liegen, die ähnliche Krankheitserscheinungen haben, aber ein anderes Pathogen die Krankheit auslöst. Und auf diese Weise konnten wir sehen, dass das tatsächlich spezifisch ist für SARS-CoV-2. Und am Ende war der Schritt dann der, dass wir dann auch sagen konnten, schau mal, wenn wir ganz früh schauen, das heißt, an dem Tag, an dem die Patienten eingeliefert werden, am Tag Zero sozusagen, dort sehen wir schon, wenn die Anzahl dieser natürlichen Killer-T-Zellen verschwindet oder sehr weit runtergeht, dass wir dann mit einer nahezu hundertprozentigen Sicherheit einen schweren Verlauf voraussagen können.

Blutzellen bis ins kleinste Details analysiert

Krauter: Das heißt, Sie haben mit so einer Art Big-Data-Analyse von Eiweißen, die also bei der Bekämpfung von Entzündungsreaktionen in der Lunge da auftreten, jetzt eine Art spezifische Immunsignatur für schwere Verläufe von COVID-19 gefunden?

Becher: Das ist richtig, genau. Und was man verstehen muss, ist, dass jetzt heute auch in der Klinik eigentlich schon die Ärzte sich natürlich dafür interessieren, sag mal, wie ist die Anzahl von bestimmten weißen Blutzellen, die wir einfach immer messen. Der Unterschied zwischen dem, was die Ärzte heute eben in normalen klinischen Laboren machen, und dem, was wir machen, ist, dass wir Gerätschaften haben, die uns erlauben, jede kleine einzelne Blutzellen in genauen Details zu analysieren auf ihre Ausprägung von verschiedenen Eiweißen. Und auf diese Weise können wir nicht nur sagen, was das für eine Zelle ist, sondern auch sagen können, ist die Zelle aktiviert, macht die gerade irgendwas Besonderes, stirbt die gerade und viele andere Parameter, die wir mit messen können, die dann ausschlaggebend sind für uns, eben dieser Zelle einen Namen zu geben, genau zu wissen, was sie tut, wie sie aktiviert ist. Das war eben der Trick ist – und vor allen Dingen der Vergleich zu den Patienten, die an anderen Lungenentzündungserregern erkrankt sind.

Erfolg mit relativ einfacher Methodik

Krauter: Nun sind diese speziellen Zytometer, die Sie verwendet haben, vielleicht nicht in jedem Krankenhaus verfügbar. Kann man dieses Verfahren dennoch jetzt quasi zu einem neuen Standard weiterentwickeln?

Becher: Das ist eine super Frage – und die Antwort lautet ja. Was wir hier gemacht haben, wir haben herausgefunden, dass wir durch relativ einfache Methodik ebenfalls in der Lage sein können, diese sogenannten natürlichen Killerzellen zu bestimmen – und zwar in einem normalen klinischen Setting. Jedes Krankenhaus hat eigentlich so ein einfaches Zytometer, mit dem man vielleicht drei oder vier Eiweiße gleichzeitig bei einer Zelle erkennen kann. Und drei reichen eigentlich aus, um die Anzahl zu bestimmen. Wir sind gerade dabei, mit dem Kooperationspartner das so umzusetzen, dass wir tatsächlich eine Art Kit vorschlagen wollen, das ist eine Sache, die wir finanziert bekommen wollen, das wollen wir nicht verkaufen, aber wir hoffen halt, dass wir das im großen Stil validieren können durch Studien vor allen Dingen in Europa, aber natürlich auch dort, wo es gerade heiß hergeht mit COVID-19, also Ländern wie Indien oder Brasilien.

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Krauter: Die Zahl der Patienten, die Sie untersucht haben, das sind keine Hunderte, sondern in der Größenordnung von 50 versus 25 mit einer normalen Lungenentzündung. Sind Sie trotzdem optimistisch, dass das quasi für alle Bevölkerungsschichten und Gruppen ein verlässlicher prädiktiver Marker ist?

Becher: Ich bin extrem zuversichtlich, vor allen Dingen aus dem Grunde, weil die Patienten nicht aus einem Spital, aus einem Krankenhaus kommen, sondern eben aus drei verschiedenen Krankenhäusern zu uns geliefert wurden. Und durchgehend, in allen drei Patientenkohorten, konnten wir das nachvollziehen, das war also immer gleich. Das kriegen wir normalerweise, wenn wir solche Analysen machen, eigentlich nur sehr selten, etwas das so herausragend und prädiktiv ist. Da sind wir recht zuversichtlich, dass wir das auch in großen Stil übersetzen können. Garantieren können wir es natürlich nicht, aber wir hoffen, dass es so sein wird – und ich glaube, dass es so ist. Aber wir müssen es testen, bevor wir das klar bestätigen können.

Als erstes erkennen, wer wie krank werden kann

Krauter: Also die Hoffnung wäre, dass man wirklich ganz früh diesen Marker nutzen könnte, um die, bei denen es wahrscheinlich glimpflich verläuft, zu trennen von jenen, bei denen mit schweren Verläufen zu rechnen ist. Welche praktischen Implikationen hätte das denn für die Behandlung im Krankenhaus?

Becher: An dem Tag, an dem man ins Krankenhaus, das nennen wir mal den Zeitpunkt null, also in dem Moment, an dem der Erreger in der Lunge ist und tatsächlich die Krankheit beginnt, an dem Tag kann man es schon messen. Praktische Implikationen sind vor allen Dingen dann, wenn die Anzahl an Intensivbetten eng wird. Heute ist es in den meisten europäischen Ländern, ich will nicht sagen, die Lage ist entspannt, aber zumindest erheblich entspannter, als sie mal war vor zwei, drei Monaten. Aber in einigen Ländern ist es tatsächlich so, dass man eine Art Triage machen muss – das heißt, man kommt ins Krankenhaus, und der Arzt muss entscheiden, was mache ich mit dir. Und wenn wir mit einer hohen, hohen prozentigen Sicherheit voraussagen können, da hast du einen Patienten, der wird sehr krank werden, und hier hast du einen Patienten, der mit größter Wahrscheinlichkeit leicht davonkommt, die man aber von außen nicht so leicht unterscheiden kann.

Der Arzt nutzt ja subjektive Parameter, mir geht es nicht gut, ich kann nicht gut atmen, vielleicht hat man noch Fieber, dann gehen auch die Anzahl von Blutzellen, insbesondere von weißen Blutzellen runter im Verlauf dieser Erkrankung, dann kann man eben doch relativ früh entscheiden, das ist in Ordnung, dich müssen wir nicht beatmen, und jemanden anders vielleicht dann viel, viel schneller entweder mechanisch beatmen oder tatsächlich auch mit den neueren Medikamenten behandeln. Auch da gibt es neue Erkenntnisse dazu, die sehr spannend sind, glaube ich, dass wir Medikamente anwenden können, die halt spezifisch diese Botenstoffe, die diese Überreaktion auslösen, bekämpfen beziehungsweise neutralisieren kann – und das, ohne dass man dabei die Immunantwort gegen das Virus allgemein eliminiert, sondern wirklich sehr spezifisch diese schlechte Immunantwort wegnimmt. Das war der Hauptgrund, warum wir die Studie eigentlich gemacht haben, und der prädiktive Marker war eine Art Nebeneffekt.

Überlebenschance durch Neutralisierung der Botenstoffe erhöhen[*]

Krauter: Das heißt, auch neue Therapieansätze rücken in greifbare Nähe?

Becher: Ja, schauen Sie, das Problem, was die Patienten haben, ist, dass eben durch die Überproduktion von diesen Botenstoffen schon sehr früh Fresszellen in die Lunge hineinkommen und dort eben diese Probleme auslösen. Es gibt einen Botenstoff, den wir dabei gesehen haben, das haben auch andere Studien ebenfalls gleichzeitig bestätigt, der eben dazu führt, dass kleine Fresszellen in die Lunge einwandern und anfangen, relativ groß zu werden, dabei tatsächlich wachsen und anfangen, zu fressen, und weitere Botenstoffe ausschütten und die Entzündung verschlimmern. Und wenn man das spezifisch unterbinden kann, und es gibt eine große klinische Studie, jetzt gerade habe ich sie gesehen auf Twitter, das ist von den Gutachtern noch nicht begutachtet worden, aber die haben gezeigt, dass das sehr gut funktioniert und dass man die Wahrscheinlichkeit des Überlebens massiv verbessern kann durch die Neutralisierung von einem dieser Botenstoffe.

Krauter: Wie heißt dieser Botenstoff, welchen Namen müssen wir uns merken?

Becher: Das ist so ein hässlicher, blöder Name, der heißt Granulozyten-Makrophagen-Kolonien-stimulierender Faktor, kurz GM-CSF, das ist das Molekül, was wir versuchen zu blockieren und was diese Studie gezeigt hat. Wir zeigen, dass es massiv hochreguliert wird von verschiedenen Immunzellen, und diese Studie aus den USA zeigt, dass ein synthetischer Antikörper gegen diesen Botenstoff tatsächlich dazu führen kann, dass die Patienten aus den Spitälern wieder entlassen werden können, wogegen bei der Placebo-Kontrolle viele nicht wieder aus dem Spital gekommen sind.

Äußerungen unserer Gesprächspartner geben deren eigene Auffassungen wieder. Deutschlandfunk macht sich Äußerungen seiner Gesprächspartner in Interviews und Diskussionen nicht zu eigen.


[*] Wir haben diesen Zwischentitel ausgetauscht, um Missverständnisse zu vermeiden.

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