Die Rolle der begleitenden Immunität beim Schutz vor TB
Forschung untersucht, wie frühere Tuberkulose-Infektionen die zukünftige Immunität beeinflussen können.
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Inhaltsverzeichnis
Konnexe Immunität beschreibt, wie eine laufende Infektion helfen kann, sich vor neuen Infektionen zu schützen. Dieses Konzept sieht man oft bei Krankheiten wie Tuberkulose (TB) und Leishmaniose. Neuere Studien zeigen, dass Leute mit einer latenten (inaktiven) TB-Infektion ein deutlich geringeres Risiko haben, wieder aktiv an TB zu erkranken, wenn sie später damit in Kontakt kommen.
Studien über Gesundheitsarbeiter
Forschung mit Gesundheitsarbeitern hat ergeben, dass diejenigen mit latenter TB-Infektion viel weniger Chancen (ungefähr 79% weniger) hatten, aktiv an TB zu erkranken, verglichen mit denen, die nicht infiziert waren, als sie erneut exponiert wurden. Allerdings hatte diese Forschung einige Einschränkungen. Der genaue Zeitpunkt der ersten TB-Infektion war nicht immer bekannt. Es war unklar, ob die Leute mit latenter TB noch lebende Bakterien trugen oder ob sie die Infektion beseitigt hatten. Ausserdem gab es keinen definitiven Beweis, dass die Probanden während der Studien lebenden TB-Bakterien ausgesetzt waren. Also könnten einige der beobachteten TB-Fälle von einer Reaktivierung früherer Infektionen und nicht von einer neuen stammen.
Reaktivierung vs. Reinfektion
Eine bedeutende Studie aus Südchina zeigte, dass die meisten wiederkehrenden TB-Fälle (ungefähr 75%) auf eine Reaktivierung alter Infektionen zurückzuführen waren und nicht auf neue Infektionen. Dieses Ergebnis wirft Fragen auf, wie man Daten in Bezug auf konkomitante Immunität interpretiert. Andere Studien fanden lebende TB-Stämme bei sowohl HIV-negativen als auch HIV-positiven Personen, was darauf hindeutet, dass Reinfektionen tatsächlich vorkommen, aber weniger häufig als Reaktivierungen. Während es noch Unsicherheiten darüber gibt, ob HIV die Reinfektionsrate beeinflusst, deuten einige Berichte darauf hin, dass mehr HIV-positive Menschen mehrere TB-Stämme tragen könnten, was auf ein komplexes Verhältnis zwischen Immunantwort und Reinfektion hinweist.
Die Rolle lebender Bakterien
Eine weitere wichtige Frage ist, ob lebende TB-Bakterien für diese schützende Immunität notwendig sind. Einige Tierversuche, besonders mit Mäusen, legen nahe, dass lebende Bakterien dabei helfen, eine schützende Reaktion zu erzeugen. Als Forscher Mäuse vor der erneuten Exposition mit TB mit Antibiotika behandelten, stellten sie fest, dass, während die Antibiotikabehandlung die Anzahl der Bakterien reduzierte, der Schutz gegen Reinfektionen im Laufe der Zeit abnahm.
In Studien mit Zibetmakaken (einer Affenart) infizierten Forscher sie einmal mit TB und überprüften später, wie gut sie eine neue Infektion abwehrten. Sie sahen weniger Anzeichen von TB, wenn die ursprüngliche Infektion noch aktiv war. Wenn jedoch Antibiotika gegeben wurden, um lebende Bakterien nach der Primärinfektion zu beseitigen, blieb ein gewisser Schutz bestehen, wenn auch schwächer.
Antibiotikabehandlung und Reinfektion
In einer Studie wurden 14 Makaken zuerst mit einem bestimmten TB-Stamm infiziert. Nach einer Weile erhielten die Hälfte von ihnen Antibiotika zur Reduzierung der bakteriellen Belastung, während die andere Hälfte keine Behandlung erhielt. Beide Gruppen wurden dann einer zweiten Runde TB ausgesetzt. Insgesamt senkte die Antibiotikabehandlung die Anzahl der Bakterien nach der Reinfektion, aber sie beseitigte nicht vollständig die Fähigkeit der Tiere, sich zu wehren.
Die Tiere, die mit Antibiotika behandelt wurden, zeigten eine Verringerung der Lungenentzündung, was darauf hindeutet, dass die Behandlung bis zu einem gewissen Grad wirksam war. Allerdings gab es bei den tatsächlichen Bakterienzahlen nach der Reinfektion keinen signifikanten Unterschied zwischen der behandelten und der unbehandelten Gruppe. Das deutet darauf hin, dass Antibiotika zwar halfen, die bakterielle Belastung zu reduzieren, aber keinen starken Einfluss auf die Fähigkeit der Tiere hatten, sich gegen Reinfektionen zu wehren.
Messung der Immunantwort
Forscher schauten sich auch die Immunantworten in den Lungen und Atemwegen der Makaken vor der zweiten Infektion an. Sie massen verschiedene Arten von Immunzellen und die Chemikalien, die sie produzieren. Überraschenderweise änderte die Antibiotikabehandlung nicht die Anzahl bestimmter Immunzellen. Allerdings waren die Werte bestimmter pro-inflammatorischer Chemikalien bei den mit Antibiotika behandelten Tieren deutlich niedriger. Dieser Unterschied könnte darauf hindeuten, dass die Antibiotikabehandlung beeinflussen könnte, wie das Immunsystem auf Reinfektionen reagiert, aber es ist mehr Forschung nötig, um das zu klären.
Konkomitante Immunität bei Menschen
Bei Menschen gibt es Hinweise darauf, dass diejenigen, die eine latente TB-Infektion hatten, einen gewissen Schutz gegen neue Infektionen haben könnten. Allerdings können Behandlungen für aktive TB irgendwie das Risiko erhöhen, später erneut an TB zu erkranken. Dieses Paradoxon deutet darauf hin, dass während die Behandlung wichtig ist, um aktive TB zu heilen, sie möglicherweise keinen langfristigen Schutz gegen zukünftige Infektionen bietet.
Mögliche Erklärungen für die Ergebnisse
Der Unterschied zwischen dem, was bei Tieren und Menschen passiert, deutet darauf hin, dass die Immunantwort auf TB kompliziert ist. Die Wirksamkeit von Antibiotika zur Reduzierung der TB-Bakterienlast korreliert nicht notwendigerweise mit einem vollständigen Schutz vor neuen Infektionen. Eine mögliche Erklärung ist, dass selbst ohne lebende TB-Bakterien bestimmte Antigene (Substanzen, die eine Immunantwort hervorrufen) von den Bakterien dennoch ein gewisses Mass an Immunität bieten könnten.
Frühere Studien haben gezeigt, dass selbst nach einer Impfung, die keine lebenden Bakterien im Körper hinterlässt, Tiere Monate später dennoch einen starken Schutz gegen TB aufweisen können. Das wirft die Möglichkeit auf, dass verbleibende Antigene von früheren Infektionen oder Behandlungen noch immer gewisse Immunerinnerungen stimulieren und dem Körper helfen, sich gegen neue Infektionen zu wehren.
Die Bedeutung des Timings
Ein weiterer Aspekt, den man berücksichtigen sollte, ist das Timing der zweiten Infektion. Tierversuche haben gezeigt, dass der Schutz nach der ersten Infektion mit der Zeit nachlässt. Bei Menschen ist das Risiko eines TB-Rückfalls oft in den Monaten unmittelbar nach der Behandlung der ursprünglichen aktiven TB-Krankheit am höchsten. Dieses Muster deutet darauf hin, dass während ein gewisses Mass an Schutz besteht, es mit der Zeit nachlassen kann.
Einschränkungen der aktuellen Studien
Obwohl die Ergebnisse dieser Studien signifikant sind, gibt es einige Einschränkungen. Zum Beispiel gab es eine Verzerrung bei der Auswahl der Tiere für die Antibiotikabehandlung, was die Ergebnisse beeinflussen könnte. Ausserdem waren die Stichprobengrössen in einigen Studien klein, was es schwierig macht, allgemeine Schlussfolgerungen zu ziehen. Zukünftige Forschungen sollten darauf abzielen, grössere Gruppen von Tieren einzubeziehen, um besser zu bewerten, wie effektiv verschiedene Behandlungen im Schutz gegen TB sind.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Antibiotikabehandlung nach einer primären TB-Infektion die Fähigkeit des Körpers, sich gegen Reinfektionen zu wehren, nicht vollständig zu beseitigen scheint. Das Schutzniveau ist wahrscheinlich jedoch nicht so stark wie bei unbehandelten Tieren. Es besteht die Möglichkeit, dass verbleibende Antigene von der ursprünglichen TB-Infektion zu einem gewissen Mass an Immunität beitragen. Dieser Forschungsbereich ist wichtig, da er zu einem besseren Verständnis und Strategien zur Bekämpfung von TB führen könnte, einer bedeutenden globalen Gesundheitsherausforderung.
Fortlaufende Forschung ist nötig, um zu entschlüsseln, wie der Körper sich gegen TB schützt und welche Auswirkungen die Antibiotikabehandlung auf zukünftige Infektionen hat. Das Verständnis dieser Mechanismen wird eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung effektiver Impfstoffe und Behandlungsprotokolle für TB und potenziell andere Infektionskrankheiten spielen.
Titel: Antibiotic treatment does not abrogate protection against Mycobacterium tuberculosis reinfection
Zusammenfassung: Concomitant immunity is generally defined as an ongoing infection providing protection against reinfection1. Its role in prevention of tuberculosis (TB) caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb) is supported by epidemiological evidence in humans as well as experimental evidence in mice and non-human primates (NHPs). Whether the presence of live Mtb, rather than simply persistent antigen, is necessary for concomitant immunity in TB is still unclear. Here, we investigated whether live Mtb plays a measurable role in control of secondary Mtb infection. Using cynomolgus macaques, molecularly barcoded Mtb libraries, PET-CT imaging, flow cytometry and cytokine profiling we evaluated the effect of antibiotic treatment after primary infection on immunological response and bacterial establishment, dissemination, and burden post-secondary infection. Our data provide evidence that, in this experimental model, treatment with antibiotics after primary infection reduced inflammation in the lung but was not associated with a significant change in bacterial establishment, dissemination or burden in the lung or lymph nodes. Nonetheless, treatment of the prior infection with antibiotics did result in a modest reduction in protection against reinfection: none of the 7 antibiotic treated animals demonstrated sterilizing immunity against reinfection while 4 of the 7 non-treated macaques were completely protected against reinfection. These findings support that antibiotic-treated animals were still able to restrict bacterial establishment and dissemination after rechallenge compared to naive macaques, but not to the full extent of non-antibiotic treated macaques.
Autoren: JoAnne L Flynn, S. K. Ganchua, P. Maiello, M. Chao, F. Hopkins, D. Mugahid, P. L. Lin, S. M. Fortune
Letzte Aktualisierung: 2024-02-24 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.12.19.570845
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.12.19.570845.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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