Zuckermuster von Antikörpern unterscheiden Sepsis von COVID-19 und könnten tödliche Verläufe bei Intensivpatienten anzeigen

Vorherzusagen, welche intensivpflichtigen Patienten sich verschlechtern oder sterben werden, bleibt schwierig – ob die Ursache nun eine Sepsis oder eine schwere COVID-19-Erkrankung ist. Immunglobulin G (IgG), der häufigste Antikörper im Serum, trägt Zuckerketten, sogenannte N-Glykane, die beeinflussen, wie stark er über den FcγRIIIa-Rezeptor Immunzellen wie natürliche Killerzellen aktiviert. Veränderungen im Gehalt an Galaktose, Sialinsäure, Fucose, bisecting GlcNAc und High-Mannose-Glykanen können IgG in Richtung eines pro- oder antiinflammatorischen Verhaltens verschieben. Dadurch kommen diese Muster als prognostische Biomarker in Betracht.

Die Forschenden analysierten Serum von 86 Personen: 15 gesunde Freiwillige, 19 Intensivpatienten mit Sepsis, 25 Intensivpatienten, die COVID-19 überlebten, und 27, die daran starben. Die COVID-19-Proben wurden am Tag der Aufnahme auf die Intensivstation entnommen; die Sepsisproben zwischen Tag 1 und 4 auf der Intensivstation. IgG wurde aufgereinigt, die N-Glykane wurden mit PNGase F freigesetzt, mit Procainamid markiert und mittels Online-HILIC-Festphasenextraktion mit HILIC-Trennung, Fluoreszenzdetektion und Massenspektrometrie gemessen. Die Gruppen wurden mit Kruskal-Wallis-Tests und Dunns Post-hoc-Vergleichen verglichen, wobei die Daten per linearer Regression altersadjustiert wurden.

Die Galaktosylierung war bei Sepsis am niedrigsten und nach Altersadjustierung bei tödlich verlaufender COVID-19 etwas reduziert, während sie bei den Gesunden und bei genesenen COVID-19-Patienten höher lag. Sie war das einzige Gesamtmerkmal, das tödlich verlaufene von überlebten COVID-19-Fällen unterschied. Beide COVID-19-Gruppen hatten eine geringere Kernfucosylierung als die gesunden und die Sepsis-Gruppen, wobei bei Sepsis ein leichter Anstieg der Fucosylierung zu sehen war. Die Sialylierung stieg bei COVID-19 an, getrieben von disialylierten Glykanen, sank aber bei Sepsis. High-Mannose-Glykane (M5 und M6) waren bei COVID-19 leicht erhöht und bei Sepsis nahezu nicht vorhanden. Die Gesamtmenge an bisecting-Glykanen unterschied sich nach Alterskorrektur nicht zwischen den Gruppen.

Die gegensätzlichen Fucosylierungsmuster deuten darauf hin, dass Sepsis und COVID-19 trotz gemeinsamer Entzündung unterschiedliche IgG-Glykan-Signaturen aufweisen. Eine verringerte Galaktosylierung und Fucosylierung könnte die Bindung an FcγRIIIa und die antikörperabhängige zelluläre Zytotoxizität begünstigen, was zur Hyperinflammation beitragen könnte. Dennoch werten die Autoren die IgG-Glykosylierung eher als beitragenden Faktor denn als dominanten Treiber der Entzündung. Der Anstieg der Sialylierung bei COVID-19 war angesichts ihrer üblichen antiinflammatorischen Rolle kontraintuitiv.

Die wichtigsten Einschränkungen sind kleine Gruppengrößen und große Altersunterschiede: Die gesunde Gruppe hatte ein medianes Alter von 30 Jahren gegenüber 61–70 Jahren in den Patientengruppen. Das Alter beeinflusst die IgG-Glykosylierung, und eine Alterskorrektur kann die Ergebnisse selbst verzerren; einige Befunde änderten sich mit oder ohne Korrektur. Der Zeitpunkt der Probenentnahme unterschied sich bei der Sepsis, und die Studie ist eine Querschnittsstudie ohne Validierung. Größere, altersgematchte Kohorten sind nötig, bevor eine klinische Anwendung möglich ist.