Wissenschaftler haben absichtlich Menschen mit dem Coronavirus infiziert. Folgendes ist passiert | Wissenschaft

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Forscher aus Großbritannien veröffentlichten gestern Ergebnisse einer unveröffentlichten Studie bei dem gesunde junge Freiwillige absichtlich mit einem frühen Stamm des pandemischen Coronavirus infiziert wurden. Wie erhofft wurde keiner der Teilnehmer ernsthaft krank, und die Wissenschaftler konnten ihre Symptome genau verfolgen und einzigartige Einblicke gewinnen, wie sich die Werte und Symptome von SARS-CoV-2 vom Beginn bis zum Ende einer Infektion unterscheiden.

Der Erfolg dieser ersten „Human Challenge“-Studie bietet eine Strategie für das zukünftige Testen von Behandlungen, Impfstoffen und viralen Varianten von COVID-19, sagen Forscher. Die Studie könnte Wissenschaftlern auch helfen zu verstehen, warum das pandemische Coronavirus die Immunabwehr einiger Menschen schwächen kann, andere jedoch nicht.

In der Studie erhielten 34 gesunde Freiwillige im Alter zwischen 18 und 29 Jahren Nasentropfen, die eine geringe Menge Virus enthielten. Achtzehn oder 53 % waren laut Polymerase-Kettenreaktionstest (PCR) infiziert. Die meisten Freiwilligen entwickelten leichte bis mittelschwere Symptome, aber keiner benötigte einen Krankenhausaufenthalt oder eine Behandlung, was zeigt, dass die Studie laut den Forschern, die sie durchführten, sicher durchgeführt werden konnte. Die Studie ergab auch, dass Antigen-Schnelltests nach den ersten 1-2 Tagen der Infektion zuverlässig das Vorhandensein des Virus anzeigten.

Die auf einem Preprint-Server veröffentlichten Ergebnisse wurden noch nicht von Experten begutachtet, werden jedoch in einem Nature-Journal begutachtet.

„Das ist eine sehr wichtige Arbeit“, sagt David Dowdy, Epidemiologe für Infektionskrankheiten an der Johns Hopkins School of Public Health. „Keine der anderen verfügbaren Forschungsergebnisse ist in der Lage, … sowohl Symptome als auch Immunologie von einem bekannten Zeitpunkt der Infektion zu verfolgen.“

„Es ist wirklich ein erster Blick darauf, was seit Beginn der Infektion vor sich geht“, fügt Akiko Iwasaki, Immunologin an der Yale University, hinzu. „Glücklicherweise hatten alle diese Infizierten eine leichte Krankheit. Das ist eine gute Sache. Denn diese provokanten Erlebnisse bergen immer das Risiko, eine schwere Erkrankung zu entwickeln.

Wissenschaftler führen seit langem Provokationsstudien am Menschen für verschiedene Krankheitserreger durch, einschließlich des Influenzavirus, aber ethische Fragen stellen sich, wenn es keine etablierte Behandlung für eine schwere Infektion gibt.

Human Challenge Studien für SARS-CoV-2 stießen schon früh in der Pandemie auf Interesse, aber als erfolgreiche COVID-19-Impfstoffe entwickelt wurden, gaben verschiedene Gruppen ihre Pläne auf, darunter ein Team der National Institutes of Health (NIH) aus den Vereinigten Staaten hatte ein detailliertes Versuchsprotokoll entwickelt. Ein großes britisches Konsortium, das von der britischen Regierung mit über 33 Millionen Pfund finanziert wurde, fuhr fort.

Sie starteten ihre Studie Anfang 2021 mit einem Virusstamm, der im Juli 2020, zu Beginn der Pandemie, in Großbritannien im Umlauf war. Keiner der 26 männlichen Freiwilligen und acht weiblichen Freiwilligen war geimpft oder hatte eine natürliche Infektion mit SARS-CoV-2. Die Freiwilligen wurden mit einer niedrigen Dosis infiziert – ungefähr der Virusmenge in einem Tropfen Nasenflüssigkeit, als sie am ansteckendsten waren – in einer Quarantänestation mit hoher Eindämmung im Royal Free Hospital in London. Die Forscher beobachteten ihre Symptome und testeten sie intensiv mit Antigen-, PCR- und Antikörper-Schnelltests.

Ob aufgrund der niedrigen Dosis, des starken Immunsystems der Freiwilligen oder beidem, das Virus konnte bei 16 Personen, die die Nasentropfen erhielten, überhaupt keine Infektion hervorrufen. Da die Freiwilligen alle das gleiche Virus auf die gleiche Weise mit der gleichen kleinen Dosis erhielten, öffnen die Ergebnisse die Tür für die Untersuchung, warum und wie es einigen Menschen gelingt, einer Infektion zu widerstehen.

Die Ergebnisse zeigten auch einen klaren zeitlichen Verlauf der viralen Reise durch den Körper. Durchschnittlich 2 Tage nach der Verabreichung der Nasentropfen setzten die Symptome ein und das Virus breitete sich im Rachen aus. Die Symptome erreichten ihren Höhepunkt nach etwa 5 Tagen. Zu diesem Zeitpunkt erreichten die aktiven Virusspiegel auch ihren Höhepunkt in der Nase, wo die Viruslast viel höher war als im Rachen. Das infektiöse Virus wurde im Durchschnitt 10 Tage nach der Infektion nicht mehr aus der Nase der Probanden isoliert.

Nur zwei Freiwillige mit bestätigter Infektion waren völlig asymptomatisch. Die anderen 16 entwickelten leichte bis mittelschwere Symptome wie verstopfte Nase, Halsschmerzen, Muskelschmerzen und Fieber. Wenig später entwickelten 12 Freiwillige Geruchsstörungen, von denen neun vorübergehend ihren Geruchssinn vollständig verloren. Einer von ihnen hatte nach 6 Monaten immer noch kleinere olfaktorische Anomalien.

Bemerkenswerterweise war die Viruslast bei den beiden Probanden, die infiziert waren, aber keine Symptome zeigten, nicht niedriger als die ihrer erkrankten Kollegen. „Obwohl die Menschen keine Symptome hatten … haben sie alle extrem große Mengen an Viren erzeugt, was viel über die Infektiosität aussagt [of the virus] und erklärt, wie sich die Pandemie so schnell ausbreitete“, sagt Chris Chiu, ein Immunologe am Imperial College London (ICL), der der leitende Forscher der Studie war; Er sprach heute auf einer Pressekonferenz des Science Media Center.

Einige Wissenschaftler stellen jedoch fest – und die Forscher erkennen an – dass der erste in der Studie verwendete Virusstamm wahrscheinlich anders wirkt als neuere Varianten wie Delta und Omicron, die leichter übertragbar sind. „Unterschiedliche Variationen würden unterschiedliche Erfahrungen erfordern“, erklärt Iwasaki. „Das Ausmaß [virus] Replikation sowie die Dauer [of symptoms] könnte etwas abweichen. Und möglicherweise sogar die Lage [of viral load] könnte abweichen.

Zukünftige Human-Challenge-Studien mit mehreren Varianten könnten verwendet werden, um Impfstoffe zu testen, die einen umfassenden Schutz gegen verschiedene Stämme von SARS-CoV-2 oder sogar andere Coronaviren bieten sollen, sagt Matthew Memoli, Arzt und Virologe am US National Institute.Allergien und Infektionskrankheiten. die das vom NIH bereitgestellte Herausforderungsexperiment entwickelt hatten. „Das Problem ist, dass wir im Moment, wenn wir diese Impfstoffe herstellen, irgendwie im Blindflug sind“, sagt er.

Memoli sagt auch, dass die britische Studie den Schleier über die grundlegende Biologie lüftet. Er fand zum Beispiel heraus, dass nicht infizierte Freiwillige keine Antikörper gegen SARS-CoV-2 in ihrem Blut entwickelten. Dies steht im Gegensatz zu Grippe-Provokationsstudien – die Memoli 10 Jahre lang durchgeführt hat – in denen exponierte, aber nicht infizierte Personen Antikörper entwickeln. Memoli vermutet, dass der Unterschied darauf zurückzuführen sein könnte, dass spezialisierte Schleimhautantikörper SARS-CoV-2 in der Nase von nicht infizierten Freiwilligen in der aktuellen Studie gestoppt haben.

Einige Kritiker haben Human Challenge-Studien abgelehnt und argumentiert, dass ihre Risiken für Freiwillige den Nutzen für die Gesellschaft als Ganzes überwiegen.

Aber der Mitforscher der Studie, Peter Openshaw, ein Atemwegsarzt und Immunologe am ICL, wies dies auf der heutigen Pressekonferenz zurück: „Ist es ethisch vertretbar, diese Studien nicht durchzuführen, wenn sie durchgeführt werden können? … Wir erhalten einzigartige Informationen. Wir müssen nur die Selbstlosigkeit der Freiwilligen, die sich freiwillig gemeldet haben, anerkennen und ihnen danken.

Er und seine Kollegen planen den nächsten Schritt: Sie hoffen, im Frühjahr eine vom Wellcome Trust finanzierte Human-Challenge-Studie mit einer standardisierten Delta-Variante bei geimpften Freiwilligen starten zu können.