12.01.2023 - Yale University

Einfacher Nasenabstrich kann Frühwarnung vor neu auftretenden Viren liefern

Ein Test auf ein einzelnes Molekül des Immunsystems kann helfen, heimliche Viren aufzuspüren, die in Standardtests nicht erkannt werden

Wie die COVID-19-Pandemie gezeigt hat, können sich potenziell gefährliche neue Viren in der Bevölkerung ausbreiten, lange bevor das globale Überwachungssystem für die öffentliche Gesundheit sie erkennen kann.

Forscher aus Yale haben jedoch herausgefunden, dass der Test auf ein einziges Molekül des Immunsystems in Nasenabstrichen helfen kann, heimliche Viren aufzuspüren, die in Standardtests nicht erkannt werden, berichten sie am 3. Januar in der Zeitschrift Lancet Microbe.

"Die Suche nach einem gefährlichen neuen Virus ist wie die Suche nach einer Nadel im Heuhaufen", sagte Ellen Foxman, außerordentliche Professorin für Labormedizin und Immunbiologie und Hauptautorin der Studie. "Wir haben einen Weg gefunden, den Heuhaufen erheblich zu verkleinern".

Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens suchen normalerweise in einigen wenigen Quellen nach Warnzeichen für neu auftretende Krankheiten. Sie untersuchen neu auftretende Viren in Tieren, die die Infektion auf den Menschen übertragen können. Es ist jedoch schwierig festzustellen, welche der Hunderte oder Tausende von neuen Virusvarianten eine echte Gefahr darstellen. So wurde SARS-Cov-2, das Virus, das COVID-19 verursacht, Ende 2019 in China entdeckt.

Wenn ein neuartiges Virus ausbricht, kann es jedoch bereits zu spät sein, um seine Ausbreitung einzudämmen.

Für die neue Studie griffen Foxman und ihr Team auf eine Beobachtung zurück, die sie 2017 in ihrem Labor gemacht hatten und von der sie annahmen, dass sie eine neue Möglichkeit zur Überwachung unerwarteter Krankheitserreger bieten könnte. Nasenabstriche werden üblicherweise von Patienten mit vermuteten Atemwegsinfektionen entnommen und auf spezifische Signaturen von 10 bis 15 bekannten Viren getestet. Die meisten Tests fallen negativ aus. Doch wie Foxmans Team 2017 feststellte, wiesen die Abstriche derjenigen, die negativ auf die "üblichen verdächtigen" Viren getestet wurden, in einigen wenigen Fällen dennoch Anzeichen dafür auf, dass die antivirale Abwehr aktiviert war, was auf das Vorhandensein eines Virus hinweist. Das verräterische Zeichen war ein hohes Niveau eines einzelnen antiviralen Proteins, das von den Zellen gebildet wird, die die Nasengänge auskleiden.

Daraufhin wendeten die Forscher umfassende genetische Sequenzierungsmethoden auf alte Proben an, die das Protein enthielten, und fanden in einer Probe ein unerwartetes Influenzavirus mit der Bezeichnung Influenza C.

Mit der gleichen Strategie, alte Proben erneut zu testen, suchten die Forscher in den ersten beiden Märzwochen 2020 nach vermissten Fällen von COVID-19. Zwar waren im Bundesstaat New York um diese Zeit Fälle des Virus aufgetreten, doch die Tests waren erst Wochen später verfügbar. Hunderte von Nasenabstrichen, die in dieser Zeit von Patienten im Yale-New Haven Hospital entnommen wurden, waren negativ auf die üblichen Signaturviren getestet worden. Beim Test auf den Biomarker des Immunsystems zeigte die große Mehrheit dieser Proben keine Spur von Aktivität des antiviralen Abwehrsystems. In einigen wenigen Fällen war dies jedoch der Fall; unter diesen fand das Team vier Fälle von COVID-19, die zu diesem Zeitpunkt nicht diagnostiziert worden waren.

Die Ergebnisse zeigen, dass der Test auf ein körpereigenes antivirales Protein selbst dann, wenn die Tests auf bekannte Atemwegsviren negativ ausfallen, dazu beitragen kann, festzustellen, welche Nasenabstriche mit größerer Wahrscheinlichkeit unerwartete Viren enthalten.

Insbesondere kann das Screening auf den Biomarker es den Forschern ermöglichen, die Suche nach unerwarteten Krankheitserregern einzugrenzen, so dass eine Überwachung auf unerwartete Viren anhand von Abstrichen, die bei der routinemäßigen Patientenversorgung gesammelt werden, möglich ist. Proben, die den Biomarker aufweisen, können mit komplexeren genetischen Testverfahren analysiert werden, um unerwartete oder neu auftretende Krankheitserreger zu identifizieren, die in der Patientenpopulation zirkulieren, und um eine Reaktion der Gesundheitsversorgung einzuleiten.

  • Nasal host response-based screening for undiagnosed respiratory viruses: a pathogen surveillance and detection study; The Lancet Microbe; 2023

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