Ein Deutsch-Österreichisches Forscherteam stellt im Fachblatt „PLOS Digital Health“ eine von Künstlicher Intelligenz (KI) unterstützte Methode vor, die anhand einer Blutprobe prognostiziert, ob ein Covid-Patient einen schweren Verlauf haben wird.
Die Erkenntnisse könnten auch bei einer Triagesituation angewendet werden, so der Südtiroler Biochemiker Markus Ralser.
Im Vorjahr stellte der an der Berliner Charité und am Francis Crick Institute (Großbritannien) tätige Ralser mit Kollegen ein Verfahren vor, das es erlaubt, mittels kostengünstiger Massenspektrometrie die charakteristische Proteinstruktur in Blutproben (Proteom) zu ermitteln. Je nachdem, wie der Körper auf einen Krankheitserreger reagiert, ändert dies die Stoffwechselprodukte.
54 Proteine zeigen Schwere der Krankheit an
Die „Scanning SWATH“-Technologie eignet sich dazu, Eiweiße zu identifizieren, die den Schweregrad einer Covid-19-Infektion anzeigen. Da die Methode sehr komplexe Daten erzeugt, braucht es bei der Analyse die Unterstützung von Computeralgorithmen, die auf maschinellem Lernen basieren.
Insgesamt konnten unter KI-Einsatz 54 Proteine entdeckt werden, die als Anzeiger für die Schwere der Erkrankung dienen. Als nächsten Schritt, ging man der Frage nach, ob man auch in die Zukunft schauen könne.
Wissenschafter – darunter auch der Leiter der internistischen Intensivstation der Uni-Klinik Innsbruck, Michael Joannidis, analysierten 349 zu verschiedenen Zeitpunkten entnommene Probe von 50 Patienten mit sehr schweren Covid-19-Verläufen, die an der Charité und der Innsbrucker Uni-Klinik behandelt wurden.
Wieder suchte man mit der neuen Methode und dem KI-Ansatz unter 321 quasi verdächtigen Proteinen nach jenen, die darauf hinweisen, dass ein Patient eher überlebt. Es stellte sich heraus, dass auch in dieser Gruppe mit den denkbar schwersten Verläufen 14 bestimmte Eiweiße stark darauf hinweisen, ob jemand zu jenen 15 Patienten gehörte, die nicht überlebten.
Das Team entwickelte wieder unter Einsatz von maschinellem Lernen ein System, das aus nur einer Blutprobe auf den Krankheitsausgang schließt.
Prognose und Ausgang stimmten oft überein
In einer weiteren Gruppe sehr schwer an Covid Erkrankter stimmten dann die Prognosen weitestgehend mit dem tatsächlichen Ausgang überein: 18 von 19 Patienten, die die Infektion überlebten, wurden korrekt identifiziert, ebenso die fünf Verstorbenen.
Die Einschätzung des Verlaufs sei natürlich nicht hundertprozentig klar, „aber sie geht viel besser, als man es bisher konnte“, betont Ralser. Die Methode könne bei kleineren klinischen Medikamenten-Studien, aber auch in der Triagesituation zum Einsatz kommen. Der Ansatz mit molekularen Markern könne aber auch auf andere Infektionserkrankungen übertragen werden, so Ralser.
