Geschrieben von Jennifer Huizen am 26. November 2020 – Fakten geprüft von Jessica Beake, Ph.D.Viele Forscher glauben, dass hohe Konzentrationen von Zytokinen – Immunzell-Signalmolekülen – Lungenschäden bei Menschen mit COVID-19 verursachen. Aber neue Forschungsergebnisse der Washington University School of Medicine in St. Louis und des St. Jude Children’s Research Hospital in Memphis, Tennessee, legen das Gegenteil nahe.
Alle Daten und Statistiken basieren auf öffentlich verfügbaren Daten zum Zeitpunkt der Veröffentlichung. Einige Informationen können veraltet sein.
Dieser Befund könnte die Art und Weise ändern, wie Ärzte schwere Infektionen mit dem neuen Coronavirus behandeln. Es könnte auch erklären, warum entzündungshemmende Medikamente nur bei einem kleinen Teil der Menschen mit COVID-19 wirken.
„Eine der allerersten Arbeiten, die über COVID-19-Patienten in China veröffentlicht wurden, berichtete über hohe Zytokinwerte bei Menschen auf der Intensivstation – was wir als Zytokinsturm bezeichnen könnten“, sagt der Co-Leitautor der Studie, Dr. Philip Mudd, MD, Ph.D., Assistenzprofessor für Notfallmedizin am Barnes-Jewish Hospital.
„Wir haben herausgefunden, dass ein Zytokinsturm zwar vorkommt, aber er ist relativ selten, selbst bei den COVID-19-Patienten, die später ein Atemversagen haben und ein Beatmungsgerät benötigen.“
Dr. Mudd sagt, dass die Wissenschaftler trotz schwacher Beweise die Idee etabliert haben, dass ein Anstieg des Zytokinspiegels bei COVID-19 zu Atemversagen führt. Darüber hinaus haben Ärzte begonnen, kritisch kranken COVID-19-Patienten entzündungshemmende Medikamente zu geben, um Zytokinstürme zu verhindern.
„Das macht mir Sorgen, weil solche Behandlungen den meisten Patienten mit COVID-19 wahrscheinlich nicht helfen werden“, sagt er.
Die Studie erscheint in der Zeitschrift Wissenschaftliche Fortschritte.
Zytokin-Sturm-Syndrom und Lungenversagen
Mehrere Studien zeigen, dass das mit COVID-19 assoziierte Lungenversagen auf das Zytokin-Sturm-Syndrom (CSS) zurückzuführen sein könnte. Zytokine sind Zellsignalmoleküle, die Immunzellen bei der Kommunikation helfen. Sie stimulieren auch Immunzellen, sich in Richtung von Infektions-, Entzündungs- oder Verletzungsgebieten zu bewegen.
Wenn CSS auftritt, setzt der Körper übermäßige Mengen an Zytokinen frei und löst damit eine überschießende Immunantwort aus. Bei SARS-CoV-2-Infektionen kann CSS dazu führen, dass sich Entzündungszellen in der Lunge ansammeln und Schäden verursachen.
Dieser vermutete Zusammenhang hat viele Ärzte dazu veranlasst, schwer erkrankten COVID-19-Patienten hohe Dosen entzündungshemmender Medikamente – hauptsächlich Steroide – zu verabreichen, um CSS zu blockieren. Darüber hinaus zeigen begrenzte Studien, dass hohe Steroiddosen die Wahrscheinlichkeit des Todes bei einer kleinen Gruppe von schwerkranken Menschen mit COVID-19 verringern können.
Die Studie
Um die Immunantwort auf die Influenza zu untersuchen, begann Dr. Mudd vor Beginn der COVID-19-Pandemie mit der Untersuchung von Blutproben einwilligungsfähiger Influenza-Patienten in der Notaufnahme des Barnes-Jewish Hospital.
Ende März begannen Dr. Mudd und der Co-Autor der Studie, Ali Ellebedy, ebenfalls mit der Untersuchung von Blutproben von einwilligenden COVID-19-Patienten. Ellebedy ist Assistenzprofessor für Pathologie und Immunologie an der Washington University School of Medicine in St. Louis, MI.
Die Forscher und ihr Team untersuchten Immunzellen und Moleküle in Blutproben von 168 COVID-19-Patienten, 26 Influenza-Patienten und 16 gesunden Menschen.
Die Proben stammten von Influenza-Patienten im Jahr 2019 oder 2020 und von COVID-19-Patienten und gesunden Kontrollen im Jahr 2020. Die Forscher verfolgten auch, ob ein Patient Intensivpflege oder mechanische Beatmung benötigte, und ob er überlebte.
Die Forscher fanden ähnliche Mengen an Entzündungszellen im Blut von Patienten mit COVID-19 und Influenza. Insgesamt schienen nur sieben COVID-19-Patienten (4 %) ein CSS zu erleben.
Die Mehrheit der COVID-19-Patienten mit Lungenversagen hatte ebenfalls keine CSS. Tatsächlich hatten sie weniger Entzündungen als gleich kranke Influenza-Patienten.
Diese Ergebnisse unterstützen einige frühere Untersuchungen, die zeigten, dass Steroidbehandlungen nur einem kleinen Prozentsatz der schwer erkrankten COVID-19-Patienten zugute kommen.
„Es könnte sein, dass die 4% der Menschen, die einen Zytokinsturm haben, diejenigen sind, die in diesen klinischen Studien von Steroiden profitieren“, sagt Dr. Mudd. „Ich denke, unsere Arbeit hilft zu erklären, warum Steroide einigen Menschen helfen. Aber nach unseren Daten sieht es nicht so aus, als hätten die meisten COVID-19-Patienten einen Mangel an Steroiden.“
Er fügt hinzu, dass die Verabreichung von Steroiden an jemanden, der bereits eine Menge Steroide in seinem Körper hat, möglicherweise nicht sicher ist.
Dr. Mudd sagt, dass sie jetzt einen Weg finden müssen, um zu erkennen, bei welchen COVID-19-Patienten ein CSS auftreten kann. Auf diese Weise können Ärzte denjenigen Steroide geben, die am ehesten davon profitieren und am wenigsten geschädigt werden können.
Das Team versuchte, mit Routine-Labortests Marker für eine drohende CSS zu finden, war aber nicht erfolgreich. Jetzt versucht das Team mit Hilfe von tiefergehenden Analysen herauszufinden, wie man vorhersagen kann, wer die Krankheit entwickeln wird.
Stärken und Grenzen der Studie
Die Forscher räumten mehrere Einschränkungen ihrer Arbeit ein.
Die Studie konzentrierte sich auf das zirkulierende periphere Blutkompartiment. Als die Forschung begann, gab es kein sicheres Protokoll für die Entnahme von Atemwegs- oder Lungenproben bei Patienten mit COVID-19.
Die Forscher merken auch an, dass sie sich auf die ersten Blutproben der Patienten konzentrierten. In mehr als 75 % der Fälle sammelten die Forscher diese Proben zum gleichen Zeitpunkt der Diagnose.
Obwohl dies die Möglichkeit einschränkt, dass therapeutische Interventionen vor der Probenentnahme eingesetzt wurden und damit eine Quelle der Variation beseitigt wurde, räumen die Autoren ein, dass es für zukünftige Studien wichtig sein wird, zu verstehen, wie aktuelle Behandlungen die Immunantwort beeinflussen.
Es gibt auch unbekannte Unterschiede zwischen akuter Influenza und Infektionen mit SARS-CoV-2. Ein wichtiger Unterschied könnte sein, wie lange jemand prä-symptomatisch ist. Es ist auch unwahrscheinlich, dass der zeitliche Verlauf der Immunantwort auf beide Infektionen identisch ist.
Die Studie schloss auch keine Personen mit leichten oder keinen Symptomen von COVID-19 ein, da diese schwer zu rekrutieren waren.
Der Zusammenhang zwischen CSS und respiratorischem Versagen bei COVID-19 wird immer schwächer, da andere Studien zu ähnlichen Ergebnissen kommen. Das bedeutet, dass die wahre Ursache des Atemversagens bei COVID-19-Patienten unbekannt bleibt.
„In der von uns untersuchten Population starben 24 %, aber nur 4 % hatten einen Zytokinsturm“, sagt Dr. Mudd. „Was also verursacht das Versagen ihrer Lungen? Wir wissen es immer noch nicht. Wir versuchen, es herauszufinden.“
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