Lilly is kinderarts – subspecialist infectieziekten en immunologie – en klinisch onderzoeker. Haar translationeel onderzoek naar gastheer-pathogeeninteracties in wereldwijde pediatrische risicogroepen voor luchtweginfecties vormde de basis van haar cum laude promotieonderzoek in 2014. Sinds het behalen van haar doctoraat richt haar onderzoek zich specifiek op het mucosale immuunsysteem van de luchtwegen. Dankzij diverse persoonlijke subsidies kon ze haar specialisatie tot kinderarts (2014-2020) combineren met postdoctorale onderzoeksprojecten. Aanvullende financiering leidde tot de start van meerdere translationele studies in Nederland en daarbuiten om de mucosale immunologische factoren van de gastheer te ontcijferen die de vatbaarheid voor luchtweginfecties bij kwetsbare kinderen bepalen. Naast haar klinische en wetenschappelijke opleiding voltooide ze in 2019 een master in klinische epidemiologie.

Lilly is momenteel bestuurslid van zowel de European Society for Paediatric Infectious Diseases (ESPID) als de World Society for Pediatric Infectious Diseases (WSPID). De afgelopen 15 jaar heeft ze patiëntenzorg gecombineerd met translationeel onderzoek naar wereldwijde pediatrische risicogroepen met een hoog percentage luchtweginfecties in zowel stedelijke als landelijke gebieden van Europa, Afrika ten zuiden van de Sahara en Zuid-Amerika. Momenteel is ze primair verbonden aan het Radboud Universitair Medisch Centrum in Nijmegen, Nederland, waar ze haar tijd verdeelt tussen klinische patiëntenzorg als arts op de afdeling Kinderinfectieziekten & Immunologie en translationeel onderzoek als universitair docent en groepsleider bij het Laboratorium voor Medische Immunologie. Daarnaast heeft ze aanstellingen aan de Universiteit van Stellenbosch in Kaapstad, Zuid-Afrika, en het St. Maarten Medical Center in St. Maarten, Caribisch gebied. Zowel Zuid-Afrika als het Caribisch gebied worden gekenmerkt door een multiculturele bevolking en een hoge prevalentie van luchtweginfecties. Een gedeelde interesse in gastheerfactoren die de lokale epidemiologie en immunologie van luchtweginfecties beïnvloeden, en de leermogelijkheden voor individuen die voortvloeien uit deze samenwerkingen, hebben geleid tot gezamenlijke publicaties, subsidies en (promotie)studentenposities. Lilly streeft ernaar luchtweginfecties bij kinderen wereldwijd te bestrijden door ons begrip van het mucosale immuunsysteem van de luchtwegen te vergroten, met als uiteindelijk doel mucosale interventies te ontwikkelen.