Studier i virusförekomst/-infektivitet och immunrespons hos SARS-CoV-2 infekterade personer

Korrelerar infektionssymtomen vid covid-19 med virusets smittsamhet och med bildandet av en funktionell och varaktig immunitet? 

Patient lämnar blodprov.Det nya coronaviruset (SARS-CoV-2) ger upphov till sjukdomen covid-19 och orsakar en stor påverkan på hela vårt samhälle. För att vi ska lyckas förebygga och begränsa konsekvenserna av detta virus, lära oss hur vi bäst vårdar de som är sjuka samt utveckla effektiva läkemedel mot infektionen krävs forskning om hur viruset påverkar oss och förståelse för hur vårt immunförsvar reagerar på det. Syftet med studien är att undersöka virusnivåer, virusets infektiösa egenskaper och effekten viruset har på vårt medfödda och förvärvade immunförsvar under pågående SARS-CoV-2 infektion och efter att infektionen har läkt ut.

Övergripande syfte med forskningsprojektet

Syftet med studien är att undersöka virusnivåer i olika humana kroppsvätskor, virusets infektiösa egenskaper och effekten viruset har på vårt medfödda och förvärvade immunförsvar under pågående infektion och efter att infektionen har läkt ut.

Primära frågeställningar

• Vilka individer har infektiösa virus och kan sprida smittan och i vilka kroppsvätskor finns det infektiösa virus som kan sprida smittan?
• Ger SARS-CoV2 upphov till skyddande immunitet och i så fall sker detta vid asymtomatisk, mild och/eller svår sjukdom och hur länge kvarstår eventuell immunitet?
• Hur undviker SARS-CoV2 infektionen aktivering av luftvägarnas antivirala svar?
• Hur åstadkommer SARS- CoV-2 den observerade obalansen i immunsvaret, samtidig lymfopeni och hyperinflammation, som ger upphov till livshotande sjukdom?

Metod och provtagning

i) Vi vill studera virusinfektivitet och immunsvar vid pågående och efter genomgången infektion med pandemiska coronavirus såsom SARS-CoV-2, vilket kräver provtagning av blod, nasopharynxprov (svabbprov från näsan) och/eller svalgprov och/eller salivprov och fecesprov (avföringsprov) från friska och infekterade individer över 18 år. Dessa personer rekryteras vid Infektionskliniken på Länssjukhuset i Ryhov, Jönköping respektive Infektionskliniken Vrinnevisjukhuset, Norrköping eller vid dess tillfälliga pandemiavdelningar.

ii)Vi vill rekrytera följande grupper av studiepersoner:
1/ sjukhusvårdade patienter (måttliga-allvarliga symtom) med covid-19. De kommer att rekryteras av studieläkare och/eller forskningssjuksköterska och de som godkänner deltagande provtas av forskningssjuksköterska eller studieläkare.
2/ vårdpersonal som vårdar inlagda covid-19 patienter och 3/ vårdpersonal som vårdar icke-covid-19 patienter. De får information om studien och rekryteras av studieläkare och forskningssjuksköterska och kan hämta ett provtagnings kit i en låda på sin avdelning och genomföra egen provtagning och skicka in.
4/ vårdpersonal med lindriga infektionssymtom som provtas pga. misstänkt covid-19. Informeras om studien av personal på provtagningsenhet som fått information om studien av studieläkare och de som rekryteras får brev med protagningsmaterial för egen provtagning. Rekrytering sker från pandemiavdelningar vid Infektionskliniken på Länssjukhuset Ryhov samt Infektionskliniken Vrinnevisjukhuset, Norrköping respektive via provtagningsenheter för vårdpersonal avseende SARS-CoV-2 i anslutning till Ryhov respektive Vrinnevisjukhuset.

iii) För att kunna korrelera symtombild med virusmängd och immunsvar hos de patienter som inkluderas i studien kan journaluppgifter behöva inhämtas. Detta framgår ur den patientinformation som ges vid inklusion i det skriftliga samtycket.
Vi kommer även att vilja ta del av Region Östergötlands och Region Jönköpings biobanksprover från personer som är SARS-CoV-2 positiva. Dessa prover kommer att hämtas utan samtycke, då vi endast kommer att behöva veta kön och det årtal som personen är född (ej personnummer). Proverna kommer att vara anonymiserade utan spårbarhet till individen.

Test/analysmetoder som ingår

Virus: Odling och virustitreringar, smittsamhet med olika virologiska metoder såsom PCR och virusodling.
Humoral-immunitet: Analys med tex ELISA av mängden IgG, IgM och IgA i sera från studiedeltagare. Funktionalitetstest av antikropparna för bestämning av antikropparnas förmåga att neutralisera coronavirus (neutralisationstest).
Cellulär immunitet: Fenotyp och funktion av immunceller via tex flödescytometri och fluorospot.
Inflammation och antiviralsvar: Kvantitativ proteomics. Cellstudier där genuttryck analyseras med PCR och RNAseq i patientprover eller efter in vitro SARS-CoV2 stimulering. Dessutom ska en panel med läkemedelskandidater testas avseende deras förmåga att dämpa eller helt blockera infektionen och det överaktiva immunsvaret i experimentella modeller med immunceller.
Infektion av tarm: Infektion av enteroider och tarmceller.

Forskningsgruppen har lång erfarenhet av att använda ovanstående metoder och har uppsatta, välfungerande modeller för ändamålet sedan tidigare.

Områdesöversikt

SARS-CoV-2 har orsakat en pandemi som snabbt spridit sig till i stort sett alla länder och som läget är nu har vi inte lyckats stoppa pandemins framfart. Det är ett stort antal covid-19 sjuka individer som behöver sjukvård, särskilt bland äldre personer. Detta har inneburit och kommer att innebära att sjukvården och omsorgssektorn är hårt pressad över hela världen. Tidsfaktorn är oviss.

Projektbeskrivning

När det gäller smittsamhet visar preliminära data att SARS-CoV-2 virusgener kan påvisas i avföringen även efter utläkt sjukdom, men ingen har hittills lyckats visa om det rör sig om infektiösa virus. Vi avser att studera om SARS-CoV-2 virus från avföringen kan infektera levande celler, dvs om avföring från covid-19-patienter är smittsam.

Idag vet vi inte vem som kommer att få en asymtomatisk infektion eller om SARS-CoV-2 infektionen utvecklas till en allvarlig sjukdom. Därför är det essentiellt att få bättre kunskap om virologiska och immunologiska mekanismer som orsakar den s.k. cytokinstormen (virus-sepsis) och det nedtryckta antivirala svaret (lymfopeni). Denna studie kommer förhoppningsvis att kunna identifiera biomarkörer som kan vara till hjälp för sjukvården att identifiera personer som risker att utveckla allvarlig sjukdom. Dessutom är förhoppningen med denna studie att lyckas identifiera existerande eller nya antivirala medel eller inflammationshämmare som kan förmildra sjukdomsförloppet och minska behovet av slutenvård inklusive intensivvård. Allt
detta är av hög klinisk relevans för att kunna ge covid-19 patienter en bättre vård. Ur ett samhällsperspektiv är förmågan att nå ”flockimmunitet” essentiell. Kunskap om huruvida SARS-CoV-2 infektion ger upphov till immunitet, och av vilken kvalitet, har stor betydelse både för individen och för samhället.

Betydelse

Ökad kunskap om smittspridning, inkluderande frågor kring smittfrihet, är mycket viktiga kliniska frågeställningar vid covid-19 pandemin. Hur sprider man viruset och hur länge? Kan man sprida virus även om man är asymtomatisk? Den kliniska relevansen av att förstå hur viruset smittar, och interagerar med människan, är uppenbar. Smittskyddsperspektivet berör såväl individen som vården och samhället.
Idag vet vi inte vem som kommer att få en asymtomatisk infektion eller om SARS-CoV-2 infektionen utvecklas till en allvarlig sjukdom. Det är essentiellt att få bättre kunskap om virologiska och immunologiska mekanismer som orsakar cytokinstorm (virus-sepsis) respektive nedtryckt antiviralt svar. Denna studie/kunskap kommer förhoppningsvis att kunna identifiera biomarkörer som kan vara till hjälp för sjukvården att identifiera personer som riskerar att utveckla allvarlig sjukdom.
Trots den utdragna patogena inflammationen är det oklart om SARS-CoV-2 kan ge upphov till skyddande och bestående immunitet. Ökad förståelse för om, och i vilken grad och hur länge, covid-19 ger immunitet och i så fall hos vilka individer har stor epidemiologisk och klinisk betydelse. Detta gäller inte minst ur ett samhällsperspektiv där förmågan att nå ”flockimmunitet” är grunden till att få stopp på den globala smittspridningen.