Årsagen til frygtet COVID-19-komplikation hos børn afsløret

I begyndelsen af 2020 bredte der sig en pandemi ud over hele verden.

Navnet var COVID-19, som hurtigt fyldte alt i mediebilledet.

Folk blev ekstremt syge, nogle døde, men for de fleste af os var det heldigvis bare en forbipasserende sygdom, der enten krævede et par dage i sengen eller var næsten helt symptomfri.

I takt med at sygdommen bredte sig, stod det også hurtigt klart, at sygdommen ramte ældre hårdere end yngre, og at mange børn gik næsten helt fri for symptomer.

Der var dog nogle børn, som udviklede den frygtede komplikation multisysteminflammatory syndrome in children (MIS-C), hvor kroppens immunforsvar går amok på mange organer, og hvor nogle børn fik blodpropper og døde.

Sygdommen, der ikke tidligere var set, blev hurtigt identificeret og karakteriseret, men først nu har forskere fået en tilbundsgående forståelse af, hvad der helt præcist sker i kroppen, når en virusinfektion leder til alvorlig sygdom og intensiv hospitalisering hos ellers raske børn.

»Selvom fænotypen ved MIS-C har været kendt, har der stadig været en masse ubesvarede spørgsmål, for eksempel hvilke mekanismer er årsag til, at mange organer hos ellers raske børn pludselig bliver sat ud af spil? Med dette studie kan vi besvare de spørgsmål og blive klogere sygdommens patogenese,« fortæller en af forskerne bag studiet, forskningsleder og overlæge Ulrikka Nygaard fra det nationale forskningssamarbejde i infektioner hos børn CAG-CHILD og Afdeling for Børn og Unge på Rigshospitalet.

Forskningen er offentliggjort i Communications Biology.

Proteiner afslører sygdomsudtryk

Formålet med studiet var at kortlægge de ændringer, der sker i proteinsignaturen ved MIS-C.

Proteinsignaturen i blodet ændrer sig hele tiden, i takt med at kroppen reagerer på, hvad der sker i omgivelserne og i kroppen selv.

Vi kan nu se, hvordan smitte med coronavirus aktiverer en masse systemer i kroppen hos børn, der udvikler MIS-C. Vi afslører, at der kommer ubalance i en masse af de systemer, der ellers har ansvaret for at opretholde liv

Nicolai J. Wewer Albrechtsen, afdelingslæge, Bispebjerg Hospital

Løber man en tur, kan det ses i blodets proteinsignatur, og det kan det også, hvis man spiser, sover, er stresset eller bliver syg.

Hver sygdom har sågar sin egen proteinsignatur i blodet.

Til sammenligning er generne konstante, så selvom man i generne måske godt kan finde årsagen til, at nogle børn rammes af MIS-C ved smitte med COVID-19, siger generne ikke noget om, hvad der sker i kroppen ved udvikling af denne alvorlige sygdom.

En anden af seniorforskerne bag studiet, afdelingslæge og lektor Nicolai J. Wewer Albrechtsen fra Klinisk Biokemisk Afdeling, Bispebjerg Hospital, og Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research på Københavns Universitet forklarer, at allerede i dag er det rutine at analysere proteiner i blodet fra folk, der bliver indlagt med for eksempel ondt i maven eller ondt i hovedet.

Forskellige protein-biomarkører i blodet kan afsløre, om man har den ene eller anden sygdom.

»Det er i dag standard at tage en blodprøve og kigge på en håndfuld proteiner for at blive klogere på, hvad folk fejler. I dette studie har vi i stedet for at kigge på en håndfuld specifikke proteiner analyseret alle proteinerne i blodet hos børn med MIS-C,« siger Nicolai J. Wewer Albrechtsen.

Analyseret blod fra børn med MIS-C

27 danske børn med MIS-C og 67 kontroller med feber og bakterieinfektioner eller feber og virusinfektioner, men uden smitte med COVID-19, har afgivet blodprøver til undersøgelsen.

15 af børnene med COVID-19 og MIS-C var smittet med alfa-varianten af coronavirus, 11 var smittet med delta-varianten, og én var smittet med omikron.

Knap 90 pct. af børnene var indlagt på enten intensivt- eller semi-intensivt afsnit.

Blodprøverne blev indsamlet før eller inden for 24 timer af indlæggelsen og behandlingsopstart.

En del af børnene fik taget flere blodprøver i løbet af indlæggelsen, og ni fik taget en blodprøve, efter de var blevet helt raske igen.

I undersøgelsen målte forskerne alle proteinerne i blodet hos børnene ved en ny teknologi kaldet for proteomics for at finde forskelle mellem det at have MSI-C og ikke have det.

Med kendskab til proteinerne kunne forskerne også se, hvad der bliver aktiveret i kroppen ved MIS-C. Er sygdommen for eksempel forbundet med øget aktivitet af visse dele af immunforsvaret, og hvordan bliver blodets koagulationssystem påvirket af tilstanden?

Immunforsvaret går amok

Studiet viser, at der ved MIS-C sker voldsomme ting i kroppen hos børn med sygdommen.

Som reaktion på coronavirus overreagerer kroppens immunforsvar ved at aktivere alle dele af det i næsten hele kroppen.

Det leder til et immunologisk respons, der ligner en autoimmun sygdom, i flere organer.

Hele immunforsvarets bliver aktiveret, og det samme gør blodets koaguleringssystem.

Undersøgelsen tegner også et meget klart billede af, at proteinsignaturen i blodet hos børn med MSI-C er meget forskellig fra proteinsignaturen i blodet hos børn med andre infektionssygdomme, for eksempel blodforgiftning, som på indlæggelsestidspunktet ikke kan skelnes fra MIS-C.

»Med vores undersøgelse afslører vi sygdommens fingeraftryk, og vi kan nu se, hvordan smitte med coronavirus aktiverer en masse systemer i kroppen hos børn, der udvikler MIS-C. Vi afslører, at der kommer ubalance i en masse af de systemer, der ellers har ansvaret for at opretholde liv,« siger Nicolai J. Wewer Albrechtsen.

Analyser kan bruges diagnostisk

Forskningen afslørede også, at det er muligt at følge proteinsignaturen ved MIS-C over tid i blodet hos de børn, der er ramt af komplikationen.

Forskerne har i deres analyser brugt kunstig intelligens til at holde styr på de ufatteligt mange datapunkter.

Den samlede analyse viser, at da børnene blev indlagt, havde de en meget tydelig MIS-C-relateret proteinprofil, men at denne profil blev normaliseret over tid, i takt med at børnene blev raske.

Da børnene var helt raske, var proteinsignaturen nær identisk med den tilsvarende hos de raske børn.

»Vi kan altså følge sygdomsudviklingen alene ved at se på proteinsignaturen i blodet. Det gør, at vi både kan stille diagnosen ud fra proteinsignaturen i blodet hos børn med mistænkt MIS-C, men også at vi kan se, om en given behandling virker og mindsker det sygdomsassocierede proteinudtryk,« forklarer Nicolai J. Wewer Albrechtsen.

Kan også gøre os klogere på andre sygdomme

Med det nye studie er forskerne kommet meget dybere i forståelsen af, hvad der sker i kroppen ved udvikling af MSI-C som reaktion på smitte med en ellers ofte ufarlig virus for børn og unge.

Studiet viser, hvad der bliver aktiveret i kroppen hos børn med MSI-C, og hvordan det er associeret til sygdomstrækkene ved MSI-C.

Ifølge Nicolai J. Wewer Albrechtsen kan samme tilgang benyttes til at blive klogere på andre infektionssygdomme eller autoimmune sygdomme, der ligner MIS-C, ligesom proteinsignaturerne kan benyttes til at skelne mellem dem.

»Det er vigtigt at vide, om en akut sygdom med multiorgansvigt er forårsaget af inflammation eller infektion, for eksempel med en virus eller en bakterie. Det har betydning for valg af behandling, og om man skal give immundæmpende medicin. Det skal man, hvis der er tale om en inflammatorisk sygdom, mens antibiotika eller antiviral medicin skal gives ved en infektionssygdom,« siger Ulrikka Nygaard.

Forskerne er også glade for, at studiet viser, hvordan man kan bruge ”big data” til at blive klogere på sygdom hos den enkelte.

Normalt benyttes big data til at sige noget om sygdom på befolkningsniveau hos tusinder eller millioner af mennesker.

Her siger big data noget om proteinsignaturen i blodet hos den enkelte og er som sådan relevant for sygdommen hos den enkelte og behandlingen af sygdommen hos den enkelte.

»Det handler om, at vi også skal kunne gøre big data relevant for den enkelte, og med dette studie gør vi det,« siger Nicolai J. Wewer Albrechtsen.