Genetisches Tracking-Schema für Erkältungs- und Grippeviren könnte vor gefährlichen Ausbrüchen warnen

Ein neuer Versuch, die Gene von Viren, die schwere Atemwegsinfektionen wie Grippe und RSV verursachen, routinemäßig zu sequenzieren, könnte zu besseren Behandlungen und Impfstoffen führen

Gesundheit

10. Januar 2023

Von Michael LePage

Virusproben von Menschen mit schwerem Infektionen der Atemwege, wie Grippe und RSV, im Vereinigten Königreich routinemäßig durch DNA-Sequenzierung in einem Projekt getestet, das zu besseren Behandlungen und Impfstoffen sowie zu einer früheren Warnung vor gefährlichen neuen Ausbrüchen führen könnte. Die Technologie wird ab Ende dieses Jahres an gelagerten Nasenabstrichen aus Covid-19-Tests erprobt, bevor sie nächstes Jahr breiter eingeführt wird.

Das Team hinter dem Projekt namens Respiratory Virus and Microbiome Initiative sagt, dass es keinen ähnlichen Plan anderswo auf der Welt kennt, aber es hofft, dass andere Länder den gleichen Ansatz verfolgen werden. Um dies zu fördern, stellt sie alle Methoden und Daten frei zur Verfügung.

„Wir hoffen, dass es weltweit eingesetzt werden kann“, sagt er Ewan Harrison am Wellcome Sanger Institute in Cambridge, UK, der das Projekt leitet.

Während es seit Jahrzehnten möglich ist, virale Genome zu sequenzieren, begannen viele Länder erst während der Covid-19-Pandemie mit der routinemäßigen Sequenzierung von Tausenden von Proben, die zeigten, wie SARS-CoV-2, das Virus hinter der Krankheit, war entwickelt sich schneller als erwartet. Diese genomische Überwachung ermöglichte es den Forschern unter anderem, die ersten Omicron-Varianten und korrekt zu erkennen sagen voraus, dass sie eine riesige Welle von Fällen auf der ganzen Welt auslösen würden.

„Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit hat die großangelegte Genomik Regierungen und politischen Entscheidungsträgern eine Vorwarnung gegeben, was bei einer Epidemie passieren wird, und ich denke, das ist eine wirklich wichtige und tiefgreifende Veränderung“, sagt Harrison. „Wir denken, dass es wirklich wichtig ist, darauf weiter aufzubauen.“

Viele andere Viren, wie RSV, kann auch schwere Atemwegsinfektionen verursachen, sagt er, aber unser Verständnis davon ist äußerst begrenzt. „Abgesehen von einer kleinen Menge an Genomsequenzierung in Grippefällen gibt es wirklich keine routinemäßige genomische Überwachung dieser anderen Viren“, sagt Harrison.

Derzeit zeigen die Tests, die üblicherweise zur Identifizierung von Viren verwendet werden, die schwere Infektionen verursachen, nur, um welchen Typ es sich handelt, wie z. B. Rhinovirus oder Adenovirus, sagt Judith BreuerVirologe am University College London.

Die Sequenzierung des gesamten Genoms eines Virus enthüllt viel mehr Informationen, die in vielerlei Hinsicht nützlich sein können. Zunächst einmal kann es dazu beitragen, sicherzustellen, dass Menschen die wirksamsten Behandlungen erhalten. Einige Antikörperbehandlungen für Covid-19 kann gegen neuere Varianten weniger effektiv seindamit Ärzte sofort alternative Behandlungen anbieten können, wenn sie wissen, dass jemand eine dieser Varianten hat.

Es kann auch zu besseren Impfstoffen führen. Da die SARS-CoV-2-Sequenzierung ergab, dass sich Omicron-Varianten weltweit verbreitet und dominant geworden sind, mRNA-Booster-Shots wurden aktualisiert zwei dieser Varianten aufzunehmen, um die Impfstoffe gegen sie wirksamer zu machen.

Auch die genetische Sequenzierung kann Aufschluss geben wie sich Viren verbreiten und helfen so, sie einzudämmen. Wenn Sie beispielsweise nur wissen, dass zwei Personen auf der Intensivstation Rhinovirus-Infektionen haben, haben Sie keine Ahnung, ob sie sich im Krankenhaus oder draußen in der Gemeinde angesteckt haben, sagt Breuer. Die Sequenzierung kann uns sagen, ob sie genau das gleiche Virus haben, und daher ob Maßnahmen zur Infektionskontrolle im Krankenhaus verbesserungsbedürftig.

Nicht zuletzt hofft Harrison, aufkommende neue Krankheiten frühzeitig zu erkennen. Die Wahrscheinlichkeit, dies zu tun, wird viel größer sein, wenn andere Länder ebenfalls routinemäßige genomische Überwachungen durchführen.

Die Sequenzierung von etwa einem Dutzend verschiedener Virentypen, die in einer Probe vorhanden sein könnten, ist technisch schwieriger als nur eine Sequenzierung, insbesondere wenn das Ziel darin besteht, einen billigen Test zu verwenden, der überall auf der Welt verwendet werden könnte. Aus diesem Grund werden Harrison und sein Team ihren Ansatz mit gelagerten Abstrichen perfektionieren, bevor sie in Zusammenarbeit mit der britischen Gesundheitsbehörde damit beginnen, frische Abstriche von schwerkranken Patienten zu testen. Langfristig soll die Überwachung ausgeweitet werden jenseits der Schwerkranken und zu anderen Arten von Viren.

Vorerst planen die Forscher auch, das gesamte genetische Material zu sequenzieren, das in einigen der Abstrichproben vorhanden ist. Dieser als Metagenomik bezeichnete Ansatz wird es ihnen ermöglichen, jede Art von Viren, Bakterien und Pilzen zu identifizieren, was ihnen erlaubt, das Mikrobiom der Atemwege zu untersuchen.

„Die Methoden und Technologien, die Ewan und die Sanger entwickeln, werden äußerst nützlich sein“, sagt Breuer. „Das ist eine unglaublich wichtige Initiative.“

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