Sekventering af proteiner i blodet hos børn med frygtet komplikation til COVID-19 afslører, hvad sygdommen MIS-C, en komplikation af SARS-CoV-2-infektion, egentlig gør i børns krop. Det kan gør os også skarpere på hurtigt at kunne stille en diagnose ved andre alvorlige sygdomme forårsaget af hyperinflammation hos børn, siger forsker.
Da COVID-19 væltede ud over verden, flød medierne over med historier om folk, der døde af denne nye sygdom.
Nogle var gamle og svage, andre var helt almindelige mennesker, og selv nogle børn gik ikke fri for alvorlige komplikationer til smitte med coronavirus.
En af disse frygtede komplikationer hos børn er multisystem inflammatory syndrome in children (MIS-C), hvor kroppens immunforsvar går amok i flere organer og gør børnene ekstremt syge med risiko for blodpropper.
Hurtigt under pandemien blev denne tilstand identificeret og karakteriseret, men først nu er forskere kommet til bunds i, hvad der egentlig sker i kroppen hos børn, når en ellers mild SARS-CoV-2-infektion ikke bare forårsager snotsnæse og et par dage i sengen, men hyperinflammation med alvorlig sygdom og intensiv hospitalisering.
”Det var en ny slags sygdom hos børn, som vi ikke havde set før, og en ny komplikation af SARS-CoV-2-infektion ikke før set hos voksne. Det skabte en masse spørgsmål. Skyldes sygdomme virus eller en overaktivering af immunforsvaret? Og hvorfor fik mange børn med MIS-C multiorgansvigt? De spørgsmål besvarer vi i dette studie,” forklarer en af forskerne bag undersøgelsen, Ulrikka Nygaard, der er forskningsleder for det nationale forskningssamarbejde i infektioner hos børn CAG-CHILD og overlæge på Afdeling for Børn og Unge på Rigshospitalet.
Forskningen er offentliggjort i Communications Biology.
Proteiner sladrer om sygdom i kroppen
I studiet har forskerne lavet en tilbundsgående kortlægning af proteinerne i blodet hos børn med MIS-C og sammenlignet med børn uden sygdommen.
En af seniorforskerne bag studiet, afdelingslæge Nicolai J. Wewer Albrechtsen fra Klinisk Biokemisk Afdeling, Bispebjerg Hospital, og lektor ved Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research på Københavns Universitet forklarer, at det gode ved at bestemme udtrykket af alle proteiner i blodet er, at det fortæller noget om kroppens tilstand lige nu og her.
Går man en tur, sover man, eller bliver man alvorligt syg, kan det aflæses i ændringer i proteinerne i blodet.
Omvendt er generne konstante hele tiden, og selvom de også kan benyttes til at blive klogere på, hvorfor nogle børn udvikler MIS-C, mens andre ikke gør det, siger de ikke noget om, hvad der helt præcist sker i kroppen.
”Hvis en person kommer ind på en akutmodtagelse på et hospital i Danmark med for eksempel ondt i maven eller hovedet, er det i dag standard at tage en blodprøve og så lede efter en håndfuld forskellige proteiner, der kan være biomarkører for sygdom. I dette studie har vi ikke kigget efter en håndfuld specifikke proteiner, men i stedet kortlagt alle proteinerne i blodet hos børn med MIS-C,” forklarer Nicolai J. Wewer Albrechtsen.
Børn med MIS-C
Forskerne har analyseret blod fra 27 børn med MIS-C og 67 kontroller med feber og bakterieinfektioner eller feber og virusinfektioner, men uden smitte med COVID-19.
15 af børnene med COVID-19 og MIS-C var smittet med alfa-varianten, 11 var smittet med delta-varianten, og én var smittet med Omikron.
Knap 90 pct. havde været indlagt på enten intensivt eller semi-intensivt afsnit.
Blodprøverne blev indsamlet før eller inden for 24 timer af behandlingsopstart.
Flere af børnene fik taget yderligere blodprøver i løbet af de efterfølgende dage, og ni fik taget en blodprøve, efter de var helt raske igen. Det tog gennemsnitligt 39 dage.
I studiet målte forskerne alle proteinerne i de næsten 100 børns blod og ledte efter forskelle mellem børn med MIS-C og kontrollerne.
Ved at se på, hvilke proteiner der blev op- eller nedreguleret, kunne forskerne blotlægge, hvad der sker i kroppen ved MIS-C.
”Vi har målt på tusindvis af proteiner, og da vi ved, hvad proteinerne er involveret i, kan vi se, hvad MIS-C aktiverer i kroppen. Er der som eksempel en opregulering af proteiner, der har noget at gøre med immunforsvarets T-celler, B-celler eller koagulationsfaktorer, peger det på, at disse dele af immunforsvaret bliver aktiveret ved MIS-C,” forklarer Nicolai J. Wewer Albrechtsen.
Hele kroppen går amok ved MIS-C
Resultatet af undersøgelsen viste, at MIS-C er forbundet med en forfærdelig ødelæggelse af mange forskellige celler inde i kroppen på de smittede børn.
Immunforsvaret overreagerer på COVID-19 og aktiverer praktisk talt alt.
Det gælder både immunforsvarets celler og blodets koagulationssystem.
Samtidig var proteinsignaturen markant anderledes hos børn med MIS-C end hos kontrollerne.
”Man kan sige, at vi her har identificeret sygdommens fingeraftryk, og at vi nu kan se, hvad der bliver aktiveret i kroppen, når børn udvikler MIS-C. Der sker en masse ubalance i de proteiner, som opretholder liv,” siger Nicolai J. Wewer Albrechtsen.
Kan stille diagnosen med næsten 100 pct. præcision
Nicolai J. Wewer Albrechtsen fortæller, at et andet unikt aspekt af studier er, at forskerne også har analyseret blodprøver over tid.
Det vil sige, at de også kan følge, hvad der sker i kroppen, i takt med at børnene bliver raske.
Han uddyber, at forskerne har brugt kunstig intelligens til at hitte hoved og hale i de ekstremt mange data, og at denne analyse tillod dem at følge proteinsignaturen fra sygdom på indlæggelsestidspunkt til normalisering, når børnene blev raske igen.
”Biomarkørerne for MIS-C følger sygdommens aktivitet og behandlingsrespons. Med dette kendskab til proteinsignaturen ved MIS-C er vi nu i stand til at stille diagnosen med over 90 pct. sikkerhed alene ud fra en blodprøve på indlæggelsestidspunktet og ved at måle på kun fire proteiner. Vi kan også se, om en behandling virker. Det har man ikke kunnet før,” siger Nicolai J. Wewer Albrechtsen.
Big data bliver relevant for den enkelte patient
Nicolai J. Wewer Albrechtsen fortæller, at der er flere perspektiver i studiet.
For det første skaber studiet en forståelse for, hvordan kroppen kan blive så alvorligt syg efter en virusinfektion med coronavirus.
”Dette er vigtigt at forstå, fordi der også findes andre inflammatoriske sygdomme med en fænotype, der ligner MIS-C. Tanken er derfor, at vi kan bruge denne tilgang til at analysere på en sygdoms proteinudtryk ved ikke bare MIS-C, men også ved andre sygdomme. Vi kan kortlægge, om en alvorlig sygdom er en infektionssygdom eller en autoimmun sygdom. Det har stor betydning for valget af behandling, og om patienterne skal have immundæmpende medicin,” forklarer Ulrikka Nygaard.
Ydermere eksemplificerer studiet ifølge Nicolai J. Wewer Albrechtsen, hvordan man kan bruge ”big data” på individ-niveau.
Big data handler ofte om data fra millioner af mennesker og siger noget om sygdom på befolkningsniveau.
Men big data kan også være udtrykket af alle proteiner i blodet hos én person.
”Med dette studie viser vi, hvordan big data også kan være relevant for den enkelte i en sygdomssituation,” siger Nicolai J. Wewer Albrechtsen.
