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Scores to identify patients at high risk of progression of coronavirus disease (COVID-19), caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), may become instrumental for clinical decision-making and patient management. We used patient data from the multicentre Lean European Open Survey on SARS-CoV-2-Infected Patients (LEOSS) and applied variable selection to develop a simplified scoring system to identify patients at increased risk of critical illness or death. A total of 1946 patients who tested positive for SARS-CoV-2 were included in the initial analysis and assigned to derivation and validation cohorts (n = 1297 and n = 649, respectively). Stability selection from over 100 baseline predictors for the combined endpoint of progression to the critical phase or COVID-19-related death enabled the development of a simplified score consisting of five predictors: C-reactive protein (CRP), age, clinical disease phase (uncomplicated vs. complicated), serum urea, and D-dimer (abbreviated as CAPS-D score). This score yielded an area under the curve (AUC) of 0.81 (95% confidence interval [CI]: 0.77–0.85) in the validation cohort for predicting the combined endpoint within 7 days of diagnosis and 0.81 (95% CI: 0.77–0.85) during full follow-up. We used an additional prospective cohort of 682 patients, diagnosed largely after the “first wave” of the pandemic to validate the predictive accuracy of the score and observed similar results (AUC for the event within 7 days: 0.83 [95% CI: 0.78–0.87]; for full follow-up: 0.82 [95% CI: 0.78–0.86]). An easily applicable score to calculate the risk of COVID-19 progression to critical illness or death was thus established and validated.
Anti-T-Lymphozyten-Globuline (ATG) sind Immunglobuline zur Anwendung am Menschen. Sie werden aus den Seren von Kaninchen oder Pferden gewonnen, die zuvor mit humanen Thymozyten oder einer etablierten humanen T-Zell-Linie immunisiert wurden. ATG besitzen ein sehr starkes immunsuppressives Potenzial. In der klinischen Anwendung werden sie überwiegend bei Organtransplantationen, Knochenmarktransplantationen und zur Behandlung einzelner Autoimmunerkrankungen, wie z. B. der aplastischen Anämie, eingesetzt. Wissenschaftliches Ziel der Arbeit war, einen umfangreichen Beitrag zur immunologischen Charakterisierung und Spezifizierung unterschiedlicher ATG-Präparate zu erbringen. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung für die Entwicklung und Validierung experimenteller Methoden, sodass die bisher verwendeten Praktiken der Wirksamkeitsprüfung von ATG entsprechend dem Stand der Wissenschaft abgelöst und der Tierversuch (Affenhaut-Transplantationstest; Balner H et al., 1968) ersetzt werden können. Darüber hinaus wurde in diesem Zusammenhang der Entwurf einer Arzneibuch-Monografie für ATG vorgelegt. Der immunsuppressive Wirkmechanismus von ATG ist selbst nach 40 Jahren klinischer Erfahrung nicht eindeutig geklärt. Ihre Wirksamkeit vermitteln sie über ihre spezifische Bindung an Lymphozyten, woraus sich modellhaft vier Effekte unterscheiden lassen: Die Reihe der Fc-abhängigen zytotoxischen Mechanismen, eine von ATG ausgelöste Aktivierung, eine über Todesrezeptoren (z.B. Fas/Apo-1) von ATG direkt induzierte Apoptose sowie die Maskierung von Rezeptoren. Die zytotoxische Wirkung von ATG und die Induktion des programmierten Zelltodes (Apoptose) wurde am Durchflusszytometer (FACS) nach Färbung der toten Zellen bzw. durch den Nachweis von DNA-Fragmentierung analysiert. Der Einfluss von ATG auf die Lymphozyten-Aktivierung in vitro sowie auf die gemischte Lymphozyten-Reaktion (mixed lymphocyte reaction, MLR) wurde durch Messung der Lymphozyten-Proliferation anhand des Einbaus von radioaktiv markiertem Thymidin bestimmt. Biochemisch wurden die in ATG enthaltenen anti-Lymphozyten-Antikörper durch den sog. Kinase-Assay charakterisiert. In einer nicht radioaktiven Methode wurden Zelloberflächenmoleküle zunächst biotinyliert. Nach Lyse der Zellen wurden die Proteine mit ATG präzipitiert, gelelektrophoretisch aufgetrennt sowie mittels Streptavidin und Chemilumineszenz im Westernblot nachgewiesen. Für das Verständnis der klinischen Wirksamkeit von ATG ist die Aufklärung der molekularen Mechanismen der komplement-unabhängigen, zytotoxischen Wirkung von erheblicher Bedeutung, da die enorme zytolytische, aber auch die breite immunsuppressive Wirkung von ATG nicht allein durch die Fc-abhängige Zytotoxizität erklärt werden kann. ATG können bei bestimmten Zielzellen Fas-abhängige Apoptose auslösen; darüber hinaus sind ATG aber auch in der Lage, einen komplement-unabhängigen Zelltod in Fas-resistenten Zell-Linien und T-Zell-Klonen, die resistent gegenüber aktivierungsinduziertem Zelltod (AICD) sind, auszulösen. In Kompetitionsversuchen konnte gezeigt werden, dass ATG entsprechende Antikörper-Spezifitäten gegen das Molekül CD95 (Fas/Apo-1) enthalten. Ferner konnten wir nachweisen, dass die durch ATG initiierte Fas-abhängige Apoptose und/oder der AICD durch Fas-neutralisierende Antikörper inhibiert werden können, was auch von anderen Arbeitsgruppen gezeigt wurde (Genestier L et al., 1998). Die DNA-Fragmentierung, als Nachweis von Apoptose, lässt sich nach der ATG-Inkubation von Fas-sensitiven Zielzellen durch Inhibitoren der Caspase-1 (Z-VAD-FMK) komplett sowie durch Inhibitoren der Caspase-3 (Ac-DMQD-CHO) und -6 (Ac-VEID-CHO) teilweise inhibieren. Die zytotoxische Wirkung von ATG lässt sich jedoch nicht in gleichem Maße durch Inhibitoren der Caspase-1 reduzieren, wie bei einem Apoptose induzierenden mAk gegen Fas. Es wird deutlich, dass ATG eine breit gefächerte zytotoxische Wirkung auf verschiedene Zellpopulationen ausüben, die alle mehr oder weniger eine Rolle in der klinischen Wirksamkeit von ATG spielen können. ATG sind in der Lage, periphere blutmononukleäre Zellen (PBMC) zu aktivieren, wobei der Proliferationsindex in etwa dem eines Standardmitogens, wie z. B. Phytohämagglutinin (PHA), entspricht. Isolierte T-Lymphozyten werden ebenfalls aktiviert, zeigen jedoch eine geringere Proliferationsrate. In PHA-Blasten lassen sich schwache Veränderungen im Muster der Protein-Tyrosin-Phosphorylierung erkennen, wobei eine gewisse Ähnlichkeit im Bandenmuster sowie in der Intensität zwischen der Stimulation mit ATG und dem anti-CD2 mAk zu erkennen ist. Im Unterschied zu publizierten Studien konnte in dieser Arbeit kein spezifisch hemmender Effekt der ATG auf die MLR nachgewiesen werden. Aus den Untersuchungen zur Charakterisierung der ATG hat sich der komplement-abhängige Zytotoxizitätstest, gemessen am Durchflusszytometer, als die Methode herausgestellt, die, bezogen auf den Wirkmechanismus der ATG und im Hinblick auf eine Routineanwendung in der Chargenprüfung, am besten geeignet ist. Eine Evaluierung der Methode wurde im Rahmen eines Ringversuches, an dem sich sieben verschiedene Labore beteiligten, durchgeführt. Die mittlerweile gültige Arzneibuch-Monografie für ATG (Ph. Eur.: 1928) sieht diese in vitro Methode zur Wirksamkeitsprüfung von ATG vor, womit die Voraussetzungen zur Abschaffung des Affenhaut-Transplantationstests geschaffen wurden. Neben einer zellulären Charakterisierung der ATG konnte gezeigt werden, dass sich insbesondere biochemische Methoden, wie z. B. der Kinase-assay oder die Biotinylierung von Zelloberflächenmolekülen, sehr gut zur Identitätsprüfung von ATG eignen. Mit beiden Methoden ließen sich produktspezifische Bande nachweisen. Im Rahmen der Entwicklung von ATG sind diese Methoden geeignet, die Konsistenz der Chargenproduktion zu überprüfen, sodass auch hier Alternativen zum Tierversuch vorhanden sind.
Purpose: While more advanced COVID-19 necessitates medical interventions and hospitalization, patients with mild COVID-19 do not require this. Identifying patients at risk of progressing to advanced COVID-19 might guide treatment decisions, particularly for better prioritizing patients in need for hospitalization.
Methods: We developed a machine learning-based predictor for deriving a clinical score identifying patients with asymptomatic/mild COVID-19 at risk of progressing to advanced COVID-19. Clinical data from SARS-CoV-2 positive patients from the multicenter Lean European Open Survey on SARS-CoV-2 Infected Patients (LEOSS) were used for discovery (2020-03-16 to 2020-07-14) and validation (data from 2020-07-15 to 2021-02-16).
Results: The LEOSS dataset contains 473 baseline patient parameters measured at the first patient contact. After training the predictor model on a training dataset comprising 1233 patients, 20 of the 473 parameters were selected for the predictor model. From the predictor model, we delineated a composite predictive score (SACOV-19, Score for the prediction of an Advanced stage of COVID-19) with eleven variables. In the validation cohort (n = 2264 patients), we observed good prediction performance with an area under the curve (AUC) of 0.73 ± 0.01. Besides temperature, age, body mass index and smoking habit, variables indicating pulmonary involvement (respiration rate, oxygen saturation, dyspnea), inflammation (CRP, LDH, lymphocyte counts), and acute kidney injury at diagnosis were identified. For better interpretability, the predictor was translated into a web interface.
Conclusion: We present a machine learning-based predictor model and a clinical score for identifying patients at risk of developing advanced COVID-19.
Aims: Patients with cardiovascular comorbidities have a significantly increased risk for a critical course of COVID-19. As the SARS-CoV2 virus enters cells via the angiotensin-converting enzyme receptor II (ACE2), drugs which interact with the renin angiotensin aldosterone system (RAAS) were suspected to influence disease severity.
Methods and results: We analyzed 1946 consecutive patients with cardiovascular comorbidities or hypertension enrolled in one of the largest European COVID-19 registries, the Lean European Open Survey on SARS-CoV-2 (LEOSS) registry. Here, we show that angiotensin II receptor blocker intake is associated with decreased mortality in patients with COVID-19 [OR 0.75 (95% CI 0,59–0.96; p = 0.013)]. This effect was mainly driven by patients, who presented in an early phase of COVID-19 at baseline [OR 0,64 (95% CI 0,43–0,96; p = 0.029)]. Kaplan-Meier analysis revealed a significantly lower incidence of death in patients on an angiotensin receptor blocker (ARB) (n = 33/318;10,4%) compared to patients using an angiotensin-converting enzyme inhibitor (ACEi) (n = 60/348;17,2%) or patients who received neither an ACE-inhibitor nor an ARB at baseline in the uncomplicated phase (n = 90/466; 19,3%; p<0.034). Patients taking an ARB were significantly less frequently reaching the mortality predicting threshold for leukocytes (p<0.001), neutrophils (p = 0.002) and the inflammatory markers CRP (p = 0.021), procalcitonin (p = 0.001) and IL-6 (p = 0.049). ACE2 expression levels in human lung samples were not altered in patients taking RAAS modulators.
Conclusion: These data suggest a beneficial effect of ARBs on disease severity in patients with cardiovascular comorbidities and COVID-19, which is linked to dampened systemic inflammatory activity.
The aim of this study was to evaluate the clinical and microbiological effects of subgingival instrumentation (SI) alone or combined with either local drug delivery (LDD) or photodynamic therapy (PDT) in persistent/recurrent pockets in patients enrolled in supportive periodontal therapy (SPT). A total of 105 patients enrolled in SPT were randomly treated as follows: group A (n = 35): SI +PDT and 7 days later 2nd PDT; group B (n = 35): SI+LDD; group C (n = 35): SI (control). Prior intervention, at 3 and 6 months after therapy, probing pocket depths, clinical attachment level, number of treated sites with bleeding on probing (n BOP), full mouth plaque and bleeding scores (gingival bleeding index, %BOP) were recorded. At the same time points, 8 periodontopathogens were quantitatively determined. All three treatments resulted in statistically significant improvements (p < 0.05) of all clinical parameters without statistically significant intergroup differences (p > 0.05). Several bacterial species were reduced in both test groups, with statistically significantly higher reductions for LDD compared to PDT and the control group. In conclusion, the present data indicate that: (a) In periodontal patients enrolled in SPT, treatment of persistent/recurrent pockets with SI alone or combined with either PDT or LDD may lead to comparable clinical improvements and (b) the adjunctive use of LDD appears to provide better microbiological improvements for some periodontal pathogens than SI alone or combined with PDT.