Etablierung, Evaluierung und klinisch-epidemiologische Anwendung virologisch-diagnostischer Methoden während der SARS-CoV-2-Pandemie

Osterman, Andreas (2023): Etablierung, Evaluierung und klinisch-epidemiologische Anwendung virologisch-diagnostischer Methoden während der SARS-CoV-2-Pandemie. Habilitationsschrift, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Die Ausbreitung des Ende 2019 in China neu aufgetretenen Severe acute respiratory syndrome coronavirus type 2 (SARS-CoV-2) entwickelte sich in kurzer Zeit zu der wissenschaftlich bislang am intensivsten erforschten Pandemie eines viralen respiratorischen Erregers. Basis dieser weltweiten Forschungsbestrebungen war die Verfügbarkeit geeigneter virologisch-diagnostischer Methoden. Nur so war es möglich die klinischen und epidemiologischen Aspekte dieser Infektion rasch und umfassend zu verstehen. Die im Folgenden beschriebene kumulative Habilitationsschrift befasst sich mit wissenschaftlichen Erkenntnissen aus insgesamt 17 Originalarbeiten, die Zielsetzungen aus vier Hauptthemenbereichen zur Etablierung, Evaluierung und klinisch-epidemiologische Anwendung virologisch-diagnostischer Methoden während der SARS-CoV-2-Pandemie untersucht haben. Mittels Nukleinsäure-Amplifikations-Technik-basierter Direktnachweisverfahren wurden Proben von COVID-19-Patienten aus verschiedenen Organsystemen untersucht. In longitudinalen respiratorischen Proben, wie Nasopharynx-Abstrichen und endotrachealer Absaugungen von mild/moderat und schwer verlaufenden SARS-CoV-2-Infektionen, konnte gezeigt werden, dass schwer Erkrankte und immunsupprimierte Lymphompatienten signifikant mehr und länger Virus-RNA ausscheiden. Die Analyse verschiedener Entzündungsparameter dieser Patientengruppen gab einen Hinweis auf die Bedeutung hoher Zytokin-Konzentrationen in der Pathogenese schwer COVID-19-Verläufe. Untersuchungen von Proben der ableitenden Harnwege und des Auges bestätigten einen möglichen Tropismus von SARS-COV-2 in diesen Organsystemen, welche Grundlage für Studien auftretender COVID-19-Symptome wie Pollakisurie und Konjunktivitis waren, aber auch Hygieneempfehlungen für Untersucher und Behandler der entsprechenden medizinischen Fachbereiche begründeten. Zur Evaluierung Antigen-basierter Direktnachweisverfahren wurden insgesamt 11 Antigenschnelltests und vier automatisierte kommerzielle Tests mittels Abstrichproben und angezüchtetem SARS-CoV-2 verglichen. Die Analysen von point-of-care Testen konnten zeigen, dass sich die ermittelte klinische Sensitivität deutlich von der durch die Hersteller angegebenen Werte unterscheidet und eine signifikant schlechtere Erkennung der Omikron Variant of concern nach Bestimmung der analytischen Sensitivitäten bei verschiedenen Antigenschnelltests zu verzeichnen war. Automatisierte Antigentests zeigten diesbezüglich teilweise eine höhere Leistungsfähigkeit basierend auf der Möglichkeit einer semi-/quantitativen Untersuchung und individuellen cut-off Anpassung. In zwei Sero-epidemiologischen Studien an über 7000 Beschäftigten des LMU Klinikums konnte die Leistungsfähigkeit neuer Labormethoden zum indirekten SARS-CoV-2 Nachweis mittels Antikörperdetektion untersucht werden. Die auf diese Weise zuverlässig detektierten Infektionen konnten in Verbindung mit detaillierten Fragebögen in den untersuchten Kohorten ein Risikoprofil für Beschäftigte im Gesundheitswesen kartieren. Das statistisch bestimmte, höchste Risiko für eine SARS-CoV-2 Infektion während der ersten pandemischen Welle hatten demnach Personen, die entweder männlich, Pflegekräfte von COVID-19 Schwerpunktstationen oder Nichtraucher waren oder bekannte Risiko-Kontakte hatten. Durch weitergehende serologische Analysen wurde gezeigt, dass sowohl eine vorbestehende Immunität gegen saisonale Coronaviren aber auch die Höhe der ge-messenen SARS-CoV-2-spezifischen Antikörper mit Empfänglichkeit, Schwere des Verlaufs oder Langzeiteffekten einer SARS-CoV-2-Infektion in Verbindung stehen. Der vierte Hauptthemenbereich dieser Habilitationsarbeit baut auf der Anwendung bereits präpandemisch entwickelter Auswertemethoden zur verbesserten Liquor/Serum-Diagnostik auf. Nach Verfügbarwerden entsprechend geeigneter serologischer Testsysteme zu Beginn der SARS-CoV-2-Pandemie erlaubten diese Rechenalgorithmen eine rasche Etablierung der Bestimmung eines SARS-CoV-2-Antikörperspezifitäts-Index bei COVID-19-Patienten mit ZNS-Symptomatik. Der Inhalt dieser Habilitationsschrift gliedert sich in eine kurze Einleitung und Übersicht relevanter Aspekte der SARS-CoV-2-Pandemie (Kapitel 2), die Formulierung der Forschungsziele und anschließende Zusammenfassung der einzelnen Forschungsprojekte (Kapitel 3 und 4 mit Unterpunkten) sowie Diskussion der Bedeutung der erhobenen Daten. Abschließend sind Sonderdrucke der in Fachzeitschriften veröffentlichten Originalarbeiten angefügt (Kapitel 9).

• Dokumententyp: Habilitationsschriften
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 2023