Early and accurate prediction of COVID-19 hospitalization risk - methodological framework for pandemic preparedness

عندما ينتشر فيروس مثل سارس-كوف-2 (SARS-CoV-2) بين السكان، فإن السؤال الأكثر إلحاحاً للأطباء ومسؤولي الصحة العامة ليس فقط من هو المصاب، بل من سيصبح مريضاً بشكل خطير. في الأيام الأولى من الجائحة، كانت المستشفيات مثقلة بالأعباء لأنه لم تكن هناك طريقة موثوقة لتحديد المرضى الذين سيحتاجون إلى عناية مركزة وأولئك الذين سيتعافون في المنزل. تعتمد الإرشادات الحالية غالباً على عوامل عامة مثل عمر الشخص أو وزن جسمه لتقرير من يحصل على العلاج المبكر، لكن هذه القرائن غير مكتملة. إن النهج الأفضل يتمثل في البحث عن إشارات محددة داخل الجسم تظهر بعد وقت قصير جداً من الإصقة، لتعمل كنظام إنذار مبكر. هذه الإشارات، المعروفة باسم المؤشرات الحيوية (biomarkers)، هي مواد قابلة للقياس في الدم تعكس كيفية تفاعل الجهاز المناعي مع الفيروس. إذا استطاع الأطباء تحديد هذه الإشارات بسرعة، فيمكنهم فرز المرضى بشكل أكثر فعالية، مما يضمن حصول أولئك الأكثر عرضة للخطر على الرعاية المنقذة للحياة فوراً، بينما تتم مراقبة الآخرين بأمان في منازلهم.

لقد شرع فريق من الباحثين من ألمانيا وفرنسا في البحث عن هذه الإشارات المبكرة من خلال دراسة مجموعة مكونة من مائتين وواحد من الأشخاص الذين لم يسبق لهم التطعيم ضد الفيروس ولم يسبق لهم الإصابة به. استقطب العلماء هؤلاء الأفراد إما في اليوم الذي ثبتت إصابتهم فيه بسارس-كوف-2 أو خلال الأسبوع الأول من التشخيص. وعلى مدار عدة أسابيع، أخذ الفريق عينات دم من كل شخص لقياس مجموعة واسعة من العلامات الكيميائية، بما في ذلك نتائج اختبارات الدم القياسية وبروتينات مناعية محددة تسمى السيتوكينات (cytokines). وقد تتبعوا مستويات هذه البروتينات مع تطور حالة المرضى، مقارنين بين الملفات الكيميائية للدم لأولئك الذين احتاجوا في النهاية إلى دخول المستشفى مقابل أولئك الذين بقوا في المنزل. كان الهدف هو معرفة ما إذا كان بإمكان مزيج محدد من علامات الدم هذه التنبؤ بمسار المرض قبل أن يصبح شديداً.

وجدت الدراسة أن النظر في عمر الشخص أو مؤشر كتلة الجسم وحده لم يكن تنبؤاً قوياً بما يكفي للفصل بين أولئك الذين سيحتاجون إلى رعاية مستشفى وأولئك الذين لن يحتاجوا إليها. وبينما كان كبر السن وزيادة وزن الجسم أكثر شيوعاً في المجموعة التي دخلت المستشفى، إلا أن كيمياء الدم قدمت صورة أكثر وضوحاً. اكتشف الباحثون أن مؤشرين محددين برزا بشكل لافت: وهو بروتين يسمى "لاكتات ديهيدروجيناز" (lactate dehydrogenase)، الذي يشير إلى إجهاد الخلايا، وبروتين إشارات يسمى "إنترلوكين-6" (interleukin-6)، وهو جزء من الاستجابة الالتهابية في الجسم. وعندما وُجد أي من هذين المؤشرين بمستويات عالية في الدم بعد التشخيص بفترة قص corta، كان ذلك علامة قوية على أن المريض معرض لخطر الحاجة إلى دخول المستشفى. وفي الواقع، كان مزيج هذين المؤشرين دقيقاً للغاية لدرجة أنه حدد بدقة كل مريض ذهب إلى المستشفى في نهاية المطاف، بينما حدد أيضاً بدقة جميع أولئك الذين لم يذهبوا.

وبعيداً عن التنبؤ بمن سيحتاج إلى سرير مستشفى، أراد الفريق أيضاً فهم كيفية التمييز بين الأشخاص الذين سيعانون من أعراض خفيفة وأولئك الذين سيصابون بمرض متوسط، حتى لو لم ينتهِ بهم الأمر في المستشفى. ولتحقيق ذلك، ركزوا على مجموعة مختلفة من الإشارات المناعية. ووجدوا أن نمطاً محدداً يتضمن أربعة بروتينات مناعية مختلفة — إنترفيرون ألفا، وإنترفيرون غاما، وإنترلوكين-6، وإنترلوكين-8 — يمكنه التمييز بشكل موثوق بين الحالات الخفيفة والحالات المتوسطة. وقد عمل هذا النمط بشكل جيد للمرضى الذين تم اختبارهم خلال الأيام الستة الأولى من ظهور أعراضهم. وأشار الباحثون إلى أن هذه النتائج كانت ثابتة بغض النظر عن السلالة المحددة للفيروس التي أصابت المريض، بما في ذلك متحور أوميكرون، وظلت القدرة التنبؤية صحيحة حتى عند مراعاة عوامل مثل الجنس أو وجود مرض السكري.

كما تتبع الباحثون كيف تغيرت هذه العلامات بمرور الوقت. ولاحظوا أنه في المرضى الذين انتهى بهم الأمر في المستشفى، ظلت مستويات علامات الإجهاد والالتهاب مرتفعة لأسابيع، بينما انخفضت هذه المستويات بسرعة لدى حالات المرض الأخف. وهذا يشير إلى أن رد فعل الجسم الأولي تجاه الفيروس يمثل نافذة حرجة للتدخل. فإذا أظهر المريض مستويات عالية من هذه العلامات المحددة فور التشخيص، فإن ذلك يشير إلى مسار نحو مرض شديد قد يتم إيقافه بالعلاج المبكر. وتخلص الدراسة إلى أنه من خلال قياس عدد قليل فقط من علامات الدم هذه عند نقطة الرعاية، يمكن للأطباء تقديم تنبؤات دقيقة للغاية حول الاحتياجات الصحية المستقبلية للمريض. يقدم هذا النهج وسيلة للانتقال لما وراء التخمين والافتراضات الديموغرافية، مما يوفر أساساً بيولوجياً ملموساً لتقرير من يحتاج إلى عناية طبية عاجلة أثناء الجائحة.