Stanford: Bluttest sagt Komplikationen bei Frühgeborenen früher voraus

Ärztinnen und Ärzte kommen dem Ziel näher, anhand von Daten, die bereits bei der Geburt erhoben werden, vorherzusagen, welche Frühgeborenen schwere Komplikationen entwickeln werden.

Eine solche frühzeitige Warnung könnte verändern, wie Krankenhäuser die Versorgung priorisieren und wie Familien sich in den besonders entscheidenden ersten Lebenstagen vorbereiten.

Risiko bereits bei der Geburt erkennen

Neonatologische Teams müssen häufig innerhalb weniger Minuten entscheiden, wo ein besonders verletzliches Neugeborenes behandelt werden soll und wie engmaschig es überwacht werden muss.

Forschende der Stanford Medicine trainierten ein Computermodell, das aus einer Neugeborenen-Screeningkarte ein Risikosignal ableitet.

Die Arbeit wurde von Nima Aghaeepour, PhD, geleitet, dessen Forschung Immun- und Stoffwechselsignale untersucht, die Krankheiten beeinflussen.

Lässt sich das Risiko schon am ersten Lebenstag einschätzen, könnte die Behandlung früher individuell angepasst und vermeidbare Schäden an empfindlichen Organen verringert werden.

Warum Frühgeburtlichkeit unterschiedlich verläuft

Frühgeburtlichkeit wird oft als einheitliche Diagnose betrachtet, obwohl Babys gleichen Alters medizinisch sehr unterschiedliche Verläufe haben können.

Einige entwickeln Darmschäden oder Augenerkrankungen; andere bleiben davon verschont, haben dafür jedoch Atemprobleme oder Blutungen im Gehirn.

„Es ist sehr häufig, dass Patienten mit einer Komplikation der Frühgeburtlichkeit zu kämpfen haben, aber nicht mit allen“, sagte Aghaeepour.

Nach Schätzung der Weltgesundheitsorganisation (WHO) kamen 2020 etwa 13,4 Millionen Babys zu früh zur Welt. Genauere Vorhersagen könnten daher weitreichende Bedeutung haben.

Auswertung landesweiter Daten

Kalifornien verknüpft Ergebnisse des Neugeborenen-Screenings mit späteren Behandlungsdaten und bietet damit die seltene Möglichkeit, Säuglinge über den Kreißsaal hinaus zu begleiten.

Die Forschenden verbanden 13,536 Screeningtests von Geburten mit späteren Diagnosen und überprüften die Ergebnisse anschließend bei 3,299 Säuglingen in Ontario.

Im Mittelpunkt standen Babys, die mehr als zehn Wochen zu früh geboren wurden, da in dieser Gruppe die Raten schwerer Komplikationen am höchsten sind.

Da die Daten aus früheren Patientenakten stammten, müssen Studien unter Echtzeitbedingungen in Krankenhäusern noch bestätigen, wie zuverlässig die Vorhersagen heute sind.

Was die Blutchemie von Frühgeborenen zeigt

Kurz nach der Geburt entnommenes Blut kann Hinweise darauf geben, wie der Körper eines Babys mit Energie, Sauerstoff und körperlichem Stress umgeht.

Diese Metaboliten – kleine Moleküle, die entstehen, wenn Zellen Nahrung verwerten – können auf unreife Organe hindeuten, die bereits belastet sind.

Zeigen sich solche Molekülmuster bei vielen Säuglingen übereinstimmend, können sie gemeinsame biologische Probleme anzeigen, lange bevor eine Diagnose gestellt wird.

Das Modell entwickelte einen metabolischen Gesundheitsindex, einen einzelnen Wert aus sechs Blutmessungen, und erreichte für jede Komplikation eine Genauigkeit von mehr als 85 Prozent.

Screening ohne zusätzliche Nadelstiche

In den meisten US-Krankenhäusern wird Neugeborenen bereits Blut aus der Ferse entnommen und zur Untersuchung auf behandelbare seltene Erkrankungen eingeschickt.

Die Labore analysieren getrocknete Blutstropfen auf Filterpapier, die üblicherweise 24 bis 48 Stunden nach der Geburt gewonnen werden.

Da die Karte bereits Stoffwechselchemikalien erfasst, können Forschende diese Daten nutzen, ohne den kleinen Venen zusätzlich Blut entnehmen zu müssen.

Für die Verwendung von Screening-Ergebnissen zur Vorhersage sind klare Einwilligungsregeln nötig, denn Familien rechnen möglicherweise nicht mit einer sekundären Nutzung für Forschungszwecke.

Mehr als das Gestationsalter

Der neue Wert betrachtet nicht die frühe Geburt an sich als Problem, sondern verknüpft das Risiko mit späteren Krankheitsmustern.

Dieser Ansatz einer Taxonomie, also eines Systems zur Gruppierung nach gemeinsamen Merkmalen, könnte einfache Kategorien ersetzen, die ausschließlich auf dem Geburtszeitpunkt beruhen.

„Durch die Nutzung biologischer Messwerte, die bei der Geburt erhoben werden, konnten wir eine neue Definition von Frühgeburtlichkeit entwickeln, die auf den tatsächlichen Ergebnissen dieser Babys basiert“, sagte Aghaeepour.

Wenn Forschende diese ergebnisbasierten Gruppen bestimmten biologischen Signalwegen zuordnen, könnten sie Maßnahmen finden, die Schäden abfangen, bevor sie schwerwiegend werden.

Schäden unterscheiden sich je nach Organsystem

Nach einer frühen Geburt können mehrere Organsysteme betroffen sein, wobei jedes in den ersten Wochen aus anderen Gründen versagen kann.

Blutungen im Gehirn können entstehen, wenn fragile Gefäße reißen; Druckveränderungen können zudem noch unreifes Gewebe schädigen.

Lungenschäden folgen oft auf wiederholte Schwankungen des Sauerstoffgehalts, während Entzündungen das normale Wachstum verlangsamen können, selbst wenn ein Baby keine Infektion entwickelt.

Da Darm- und Augenprobleme jeweils eigene Auslöser haben, benötigen Ärztinnen und Ärzte für die Behandlungsplanung bessere Hilfsmittel als das Geburtsgewicht allein.

Wo Risikovorhersagen helfen könnten

Ein verlässlicher Risikowert bei der Geburt könnte Verlegungsentscheidungen unterstützen, damit die schwerstkranken Babys schneller eine intensivmedizinische Versorgung auf hohem Niveau erreichen.

Teams könnten die Überwachung außerdem an die jeweilige Gefahr anpassen und bei früh erhöhtem Risiko häufiger Ultraschalluntersuchungen des Kopfes oder Augenuntersuchungen durchführen.

Auch für klinische Studien ließe sich der Wert einsetzen, indem Säuglinge mit gemeinsamer Biologie aufgenommen werden, statt nicht zusammenhängende Fälle zu vermischen.

Der größte Nutzen hängt davon ab, Schäden zu verhindern, denn eine Vorhersage allein heilt weder Lungen noch Gehirn, Darm oder Augen.

Die schwierige Arbeit, die noch bevorsteht

Instrumente, die Neugeborene nach Risiko einteilen, können die Versorgung auch ungerecht beeinflussen. Deshalb müssen ihre Entwickler sie über den ursprünglichen Datensatz hinaus testen.

Verschiedene Krankenhäuser messen Blutchemie auf leicht unterschiedliche Weise, was die Eingabedaten so stark verändern kann, dass ein Modell an Genauigkeit verliert.

Prospektive Studien müssen Fehlalarme und übersehene Fälle erfassen und zugleich prüfen, ob bestimmte Gruppen häufiger falsch eingeordnet werden.

Falls Krankenhäuser den Ansatz übernehmen, werden klare Regeln für Datenschutz und Kommunikation ebenso wichtig sein wie die Leistungsfähigkeit des Computers.

Ein neuer Ansatz für die Versorgung

Durch die Verbindung routinemäßiger Blutchemie mit einer ergebnisbasierten Gruppierung weist das Stanford-Team auf eine Versorgung hin, die zur Biologie jedes einzelnen Säuglings passt.

Künftige Arbeiten müssen zeigen, dass frühe Warnhinweise tatsächlich zu sichereren Behandlungen führen, insbesondere wenn Daten zu Schwangerschaften und Patientenakten ergänzt werden.