KI-gestützte Diagnose von Lyme-Borreliose
Die Lyme-Borreliose(öffnet in neuem Fenster) oder Lyme-Krankheit ist eine vektorübertragene Infektionskrankheit, die durch den Stich beziehungsweise Biss bestimmter Zeckenarten auf den Menschen übergeht. Die derzeitigen serologischen Tests bieten in frühen Stadien eine Sensitivität von unter 40 % und sind in hohem Maße von der Immunreaktion gegen das Bakterium Borrelia burgdorferi(öffnet in neuem Fenster) abhängig, welches die Infektion verursacht. Diese Tests konzentrieren sich auf die Antikörper, die zur Bekämpfung der Erkrankung gebildet werden. In vielen Fällen tritt die Immunreaktion des Wirtes jedoch verzögert, schwach oder gar nicht auf.
Optimierter diagnostischer Test auf Lyme-Borreliose
Um diese Lücke zu schließen, wurde im Rahmen des EU-finanzierten Projekts DualDur eine In-vitro-Diagnosemethode (IVD) entwickelt, mit der Krankheitserreger direkt identifiziert werden können. „Das Reagenz und die Methode von DualDur® wurden 1986 in Ungarn entwickelt und routinemäßig bei Tausenden von Proben als Bestätigungstest eingesetzt. Dank der Finanzhilfe durch Horizont 2020 konnten wir es in ein Standard-Testverfahren umwandeln, das mit den modernsten Laborsystemen kompatibel ist“, erklärt Andras Pal Bozsik, Koordinator von DualDur und Gründer von Lyme Diagnostics Ltd(öffnet in neuem Fenster). Die Methode beinhaltet die Verwendung des speziellen Zelltechnologiemediums DualDur®, gefolgt von einer Aufbereitungs- und Konzentrationsmethode von Bakterien aus dem Blut. Das Medium hält die Proben bei Raumtemperatur länger als eine Woche stabil. Die Proben werden anschließend mit einem einzigartig designten automatisierten Mikroskop in Kombination mit einem KI-Modul untersucht, das lebende und bewegliche Krankheitserreger identifiziert und menschliche Fehler minimiert. Die Probenkonzentration gewährleistet eine hohe Sensitivität auch bei geringer Bakterienzahl im Blut. Auf diese Weise kann die DualDur®-Methode selbst die niedrigste Konzentration von B. burgdorferi bei einer menschlichen Infektion nachweisen. Die Methode ermöglicht dies in allen Stadien der Krankheit, so dass eine sicherere Diagnose im Frühstadium der Infektion wie auch in der fortgeschrittenen Phase der Krankheit mit chronischen Symptomen gewährleistet ist. Darüber hinaus bildet sie den bislang einzigen klinisch geprüften und mit dem CE-Zeichen versehenen Direkttest für die In-vitro-Diagnose, der als Instrument zur Überwachung der Behandlungswirksamkeit eingesetzt werden kann. DualDur und die während der Projektvorbereitung gesammelten Daten wurden in der Entschließung des Europäischen Parlaments von 2018 zu Lyme-Borreliose(öffnet in neuem Fenster) erwähnt und in weiteren Antworten auf EP-Interpellationen zitiert. DualDur wurde von der Vertretung der Europäischen Kommission als Leuchtturmprojekt 2019 in Ungarn ausgewählt, um den Nutzen europäischer Finanzhilfen zu demonstrieren. Im Jahr 2020 wurde es zudem als Leuchtturmprojekt für das Europäische Parlament ausgewählt, um den Nutzen seiner Arbeit für die Gesundheit und das Wohlbefinden der europäischen Bevölkerung hervorzuheben.
Klinische Wirksamkeit und Wirkung
In-vitro-Tests an Hunderten von künstlich geimpften Proben bestätigten die Nachweisgrenze der DualDur®-Methode. Unter Verwendung dieser Methode können Borrelien nun auch ohne spezielle Ausbildung mit hoher Zuverlässigkeit von ähnlichen Spirochäten(öffnet in neuem Fenster) unterschieden werden. Nach diesen ermutigenden Anfangsergebnissen ging DualDur® in eine multizentrische prospektive klinische Studie mit 400 Patientinnen und Patienten über, um die Methode mit Standardverfahren zu vergleichen. Der Plan für die klinische Studie etablierte einen neuen Standard für klinische Tests in einem Szenario, in dem es keinen „goldenen Standard“-Test zur Bestimmung der positiven und negativen Betroffenengruppen gibt. Es handelte sich um die größte klinische Studie zur Diagnose von Lyme-Borreliose, an der acht Studienzentren aus sechs Ländern in Mitteleuropa beteiligt waren. „Das automatisierte KI-basierte DualDur®-System übertraf alle anderen getesteten Labormethoden und erreichte eine Sensitivität, die um 60 % höher ist als die serologische Methode der ersten Wahl“, betont Bozsik. Die Ergebnisse der klinischen Studie wurden den zuständigen Behörden und Ethikkommissionen vorgelegt und von diesen akzeptiert, und die DualDur-Partner haben den CE-Kennzeichnungsprozess gemäß der EU-Verordnung über IVD-Methoden abgeschlossen. Das automatisierte System wurde in ausgewählten Labors installiert, während weiterhin an der Entwicklung neuer Funktionen und Stabilitätslösungen geforscht wird. Eine neue Version wird derzeit für die klinische Prüfung gemäß CE-IVD-Software vorbereitet. Obwohl die Pandemie COVID 19 den Fortschritt behinderte und die Durchführung des Geschäftsplans erheblich verlangsamte, wurde das System im August 2021 auf den Markt gebracht. Es wurden bereits Proben aus 35 Ländern getestet, und in der EU und im Vereinigten Königreich stehen ausgewählte Blutentnahmestellen und eine bedarfsweise Probenahme(öffnet in neuem Fenster) direkt oder über Partner zur Verfügung. Die Lyme-Borreliose ist die häufigste Zoonose(öffnet in neuem Fenster) in Europa mit schätzungsweise mindestens 650 000-850 000 Fällen pro Jahr und einer Seroprävalenz von 20,7 % in Mitteleuropa. Krankheiten im Spätstadium stellen für die Patientinnen und Patienten eine große Belastung in Bezug auf die Lebensqualität dar und verursachen direkte und indirekte Kosten im Gesundheitswesen. Mit der Einführung des DualDur®-Systems kann die Frühdiagnose und Behandlung von Lyme-Borreliose deutlich verbessert werden.
