Ein Biomarker oder biologischer Marker ist ein messbares Merkmal, das Informationen über eine Krankheit oder einen biologischen Prozess im Körper eines Menschen liefert. Biomarker können aus einer Vielzahl von Substanzen bestehen, z. B. aus Molekülen, Proteinen, Zellen und Genen, und sind u. a. in Blut, Urin und Gewebe zu finden. In einem Anfang des Jahres veröffentlichten Scoping Review (siehe Infobox) analysierten Forscher 23 Studien und fanden 239 Biomarker im Blut, die für die Diagnose oder Vorhersage von Long COVID verwendet werden könnten. Zu diesen Biomarkern gehören verschiedene Immunzellen und Moleküle wie Zytokine, Chemokine, Antikörper sowie andere Proteine oder Substanzen.
Im Blut unterscheiden sich die Spiegel dieser Biomarker signifikant zwischen Long COVID-Patienten und einer Kontrollgruppe bestehend aus gesunden Personen, die sich nicht mit SARS-CoV-2 infiziert haben, sich erholt haben oder nur an leichtem Long COVID leiden.
Aufbau der Studie: Eine Gruppe von 2163 Long COVID Patienten wurde mit einer Kontrollgruppe verglichen.
Die akute Phase
Zunächst untersuchten die Autoren, welche Immunzellen und Moleküle sich in der frühen Phase der SARS-CoV-2-Infektion von der Kontrollgruppe unterscheiden. Sie fanden heraus, dass die Immunreaktion auf eine Virusinfektion Veränderungen in bestimmten Teilen des Immunsystems hervorruft, anhand derer sich vorhersagen lässt, wer Long COVID entwickeln könnte. So gab es beispielsweise Unterschiede bei bestimmten Immunzellen, den so genannten CD8+ T-Zellen, die für den Schutz vor Viren wichtig sind (siehe Part 1 dieser Serie). Die Forscher stellten auch fest, dass sich die Veränderungen der Immunzellen bei Patienten, die respiratorische Symptome entwickeln, von denen unterscheiden, die gastrointestinale Symptome (Verdauungsbeschwerden) entwickeln, wie wir in Teil 3: Subphänotypen gezeigt haben.
Im Vergleich zur Kontrollgruppe sind bei Patienten, die später Long COVID entwickeln, während der akuten COVID-19-Phase verschiedene Zytokine erhöht. Dazu gehören die Entzündungsmoleküle Interleukine und Tumor-Nekrose-Faktor-alpha (TNF-α) sowie das antivirale Molekül Interferon-gamma (IFN-γ). Studien haben auch gezeigt, dass Veränderungen bei Antikörpern und Autoantikörpern (Antikörper, die fälschlicherweise gesunde Zellen angreifen und zerstören) mit dem Auftreten von Long COVID in Verbindung stehen. Patienten, die Long COVID entwickelten, wiesen auch eine höhere Menge des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors (VEGF) auf, der für das Wachstum von Blutgefässen wichtig ist.
Frühe Genesung
In der Erholungsphase nach der Erstinfektion haben Forscher auch Biomarker identifiziert, die zur Vorhersage des Auftretens von Long COVID herangezogen werden können. Studien haben gezeigt, dass eine höhere Anzahl spezifischer Immunzellen in dieser Phase mit Long COVID in Verbindung steht, dazu gehören CD8+ T-Zellen, Monozyten und dendritische Zellen. Ähnlich wie in der frühen Phase der Infektion waren auch verschiedene Immunmoleküle, wie Zytokine und bestimmte Autoantikörper, erhöht. In Studien wurden auch verschiedene andere Substanzen gefunden, die als Biomarker für Long COVID dienen könnten. Dazu gehören verschiedene Gerinnungsproteine (im Zusammenhang mit der Blutgerinnung), Akute-Phase-Proteine, spezifische Hormone und Marker für Pilz- und bakterielle Infektionen.
Verschiedene Biomarker sind zu unterschiedlichen Zeitpunkten vorhanden.
Biomarker für spezifische Long COVID-Symptome
Der Scoping Review zielte auch darauf ab, spezifische Biomarker für verschiedene Symptome von Long COVID zu identifizieren, darunter respiratorische, neurologische und gastrointestinale Symptome.
Bei Patienten mit respiratorischen Symptomen wurden höhere Werte spezifischer entzündlicher Immunzellen sowie von Molekülen wie dem Zytokin Il-6 und dem C-reaktiven Protein CRP festgestellt. Interessanterweise wiesen diese Patienten auch erhöhte Hämoglobinwerte auf, was auf einen Mechanismus zur Verbesserung des Transfers von Gasen wie Sauerstoff zwischen Lunge und Blut hinweist. Ausserdem war ein Molekül namens S-Sulfocystein, das mit Hustensymptomen in Verbindung gebracht wird, erhöht, während der Spiegel des Stresshormons Cortisol sank.
Die Untersuchung zeigt ausserdem, dass Patienten mit neurologischen Symptomen in spezifischen Transportsystemen, sogenannten Vesikeln, höhere Mengen an Proteinen aufwiesen, die mit SARS-CoV-2 selbst, mit Mitochondrien und mit Nervenzellen (Neuronen) in Verbindung gebracht werden. In dieser Patientengruppe wurden auch erhöhte Werte spezifischer Entzündungs-Zytokine beobachtet. Die Autoren betonten, dass es von entscheidender Bedeutung ist, Biomarker für neurologische Long COVID zu finden, da dieser Subtyp bis zu zwei Jahre lang bestehen kann und das Risiko für neurodegenerative Erkrankungen erhöhen könnte.
Darüber hinaus hat die Forschung gezeigt, dass Fatigue bei Patienten mit Long COVID mit einer durch das Virus verursachten Schädigung der Blutgefässe zusammenhängen könnte. Insbesondere weisen diese Patienten eine veränderte Häufigkeit von Molekülen auf, die als Endothelin-1 und Angiopoietin-2 bekannt sind und beide für das Funktionieren der Blutgefässe wichtig sind. Müdigkeitssymptome könnten auch mit dem Vorhandensein des Epstein-Barr-Virus (EBV) in der frühen Infektionsphase zusammenhängen, wie Altea hier berichtet.
Schliesslich zeigen die Daten, dass das Vorhandensein aktiver CD8+ T-Zellen und spezifischer Autoantikörper als Biomarker für Verdauungssymptome gelten kann. Ausserdem wurde ein erhöhter Gehalt an β-Glukan festgestellt, was auf eine Pilzinfektion im Körper schliessen lässt.
Zusammenfassung der Biomarker nach Symptomen. Detailliertes Bild in Originalveröffentlichung.
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