Immuneantworten auf SARS-CoV-2: Wichtige Erkenntnisse
Neue Studie beleuchtet Immunantworten auf SARS-CoV-2 bei verschiedenen Teilnehmern.
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Inhaltsverzeichnis
Die Ausbreitung von SARS-CoV-2, dem Virus, das Covid-19 verursacht, hat zu erheblichen Forschungen darüber geführt, wie unser Immunsystem darauf reagiert. Wenn Menschen diesem Virus ausgesetzt sind, entwickeln sie unterschiedliche Arten von Immunantworten, insbesondere Antikörper und T-Zellen. Antikörper sind Proteine, die helfen, Infektionen abzuwehren, während T-Zellen eine entscheidende Rolle dabei spielen, infizierte Zellen zu erkennen und zu zerstören. Zu verstehen, wie diese Antworten funktionieren, ist essenziell für die Entwicklung effektiver Impfstoffe und Strategien zum Schutz der Bevölkerung.
Immunantworten auf SARS-CoV-2
Forschungsergebnisse zeigen, dass Menschen, die sich mit SARS-CoV-2 infizieren, starke Immunantworten gegen verschiedene Teile des Virus entwickeln. Am meisten untersucht werden das Spike- (S) Protein, das Nukleokapsid (N) Protein und das Membran (M) Protein. Im Gegensatz dazu lösen die in den USA und Europa gängigen Covid-19-Impfstoffe hauptsächlich Antikörperantworten auf das Spike-Protein aus. Zu wissen, wie diese Immunantworten funktionieren, kann helfen zu bestimmen, wie gut eine Person gegen zukünftige Infektionen geschützt ist.
Obwohl viel über Antikörperantworten nach einer Infektion bekannt ist, gibt es noch viel über die T-Zellen zu lernen. T-Zellen können auch reagieren, wenn keine Antikörper nachgewiesen werden, was besonders bei milden Infektionen der Fall ist. Allerdings war das Studium der T-Zell-Antworten aufgrund der Komplexität und der zeitaufwändigen Natur von Labortests begrenzt. Durch Anpassungen bestehender Tests, wie zum Beispiel dem Interferon-Gamma-Freisetzungstest, könnte es einfacher werden, T-Zell-Antworten in grösseren Gruppen von Menschen zu untersuchen.
Studienübersicht
Um unser Verständnis dieser Immunantworten zu verbessern, wurde eine Studie in Zürich, Schweiz, durchgeführt. Der Fokus lag auf Personen ab 16 Jahren, wobei eine Mischung aus ihrem Impf- und Infektionsverlauf berücksichtigt wurde. Die Studie zielte darauf ab, sowohl Antikörper- als auch T-Zell-Antworten auf SARS-CoV-2 in einer Gruppe von 1.044 Teilnehmern zu messen.
Im ersten Teil der Studie wurden Blutproben entnommen, um die Antikörperlevel gegen die S- und N-Proteine zu bewerten und um zu prüfen, ob es neutralisierende Antikörper gegen verschiedene Virusvarianten gibt. Eine kleinere Gruppe von Teilnehmern hatte auch ihre T-Zell-Antworten überprüfen lassen. Drei Monate später wurde ein Follow-up durchgeführt, um zu sehen, wie sich diese Immunantworten im Laufe der Zeit verändert haben.
Wichtige Erkenntnisse
Muster der Immunantwort
Die Studie zeigte unterschiedliche Muster der Immunantworten basierend auf dem Impf- und Infektionsverlauf der Teilnehmer. Die meisten Teilnehmer (fast alle) zeigten von Anfang an Antikörper gegen das Spike-Protein. Allerdings stiegen die Werte der Antikörper gegen das Nukleokapsidprotein und die T-Zell-Antworten im Laufe der Zeit signifikant an, was auf eine mögliche erneute Exposition gegenüber dem Virus hinweist.
Bemerkenswerterweise waren Teilnehmer mit hohen Spiegeln an Nukleokapsid-Antikörpern und neutralisierenden Antikörpern gegen die Omikron-Variante weniger wahrscheinlich reinfiziert während des Studienzeitraums. Das deutet darauf hin, dass die Überwachung dieser spezifischen Immunantworten Einblicke in die Immunität der Bevölkerung gegen zukünftige Infektionen geben könnte.
Antikörper- und T-Zell-Antworten
Bis März 2022 hatten fast alle Teilnehmer nachweisbare Spike-Antikörper, während ein kleinerer Prozentsatz Antikörper gegen das Nukleokapsidprotein hatte. Es wurde auch die Fähigkeit beobachtet, verschiedene Virusvarianten zu neutralisieren, wobei die meisten Teilnehmer gute Antworten auf die Wildtyp- und Delta-Varianten zeigten, aber niedrigere Antworten gegen Omikron.
Bei der Bewertung der T-Zell-Antworten stellte sich heraus, dass die Mehrheit der Teilnehmer T-Zellen hatte, die das Spike-Protein erkannten, während viele auch Antworten auf die Nukleokapsid- und Membranproteine zeigten. Das deutet darauf hin, dass ein erheblicher Teil der Bevölkerung bereits früher mit dem Virus in Kontakt gekommen ist, sei es durch eine Infektion oder durch eine Impfung.
Veränderungen über die Zeit
Als die Teilnehmer im Juni 2022 zum Follow-up zurückkamen, hatten sich die Werte sowohl der Spike- als auch der Nukleokapsid-Antikörper insgesamt erhöht. Eine beträchtliche Anzahl von Teilnehmern entwickelte auch von März bis Juni T-Zell-Antworten, was auf einen fortdauernden Aufbau der Immunantwort hinweist, möglicherweise aufgrund einer natürlichen Infektion oder anhaltender Exposition gegenüber dem Virus.
Interessanterweise fand die Studie verschiedene Muster der Immunantworten unter den Teilnehmern. Einige hatten starke Immunantworten auf alle Faktoren, während andere nur auf einige Komponenten reagierten. Personen mit einem vollständigen Immunprofil berichteten seltener von Infektionen, was darauf hindeutet, dass eine Kombination von Immunantworten besseren Schutz bietet.
Faktoren, die Immunantworten beeinflussen
Mehrere Faktoren standen im Zusammenhang mit unterschiedlichen Immunantworten bei den Teilnehmern. Alter spielte eine Rolle, da ältere Personen im Allgemeinen niedrigere Antikörperwerte und T-Zell-Antworten zeigten. Frühere Infektionen und mehr Impfdosen führten ebenfalls zu stärkeren Immunantworten.
Die Studie kategorisierte die Teilnehmer in Gruppen basierend auf ihrem Impf- und Infektionsstatus. Diejenigen, die sowohl infiziert als auch geimpft waren, zeigten die höchsten Immunantworten, insbesondere in Bezug auf Spike-Antikörper. Im Gegensatz dazu hatten zuvor infizierte Personen, die nicht geimpft waren, höhere Nukleokapsid-Antikörper und T-Zell-Antworten im Vergleich zu geimpften Personen ohne vorherige Infektion.
Auswirkungen auf die Immunität der Bevölkerung
Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass die Überwachung von Immunantworten auf Bevölkerungsebene entscheidend ist, um zu verstehen, wie man sich gegen SARS-CoV-2, insbesondere die Omikron-Variante, schützen kann. Auch wenn hohe Spiegel von Spike-Antikörpern häufig sind, könnten sie alleine nicht ausreichen, um den Schutz gegen Reinfektionen vorherzusagen. Stattdessen könnte die Verfolgung einer Kombination aus Nukleokapsid-Antikörpern, Omikron-neutralisierenden Antikörpern und T-Zell-Antworten ein klareres Bild von der Immunität einer Gemeinschaft vermitteln.
Einschränkungen der Studie
Obwohl die Studie wertvolle Einblicke bietet, hat sie auch Einschränkungen. Die Teilnehmer berichteten selbst über ihren Infektionsstatus basierend auf positiven Testergebnissen, was zu Ungenauigkeiten führen könnte. Zudem macht die geringe Anzahl an ungeimpften und nicht infizierten Personen es schwierig, Schlussfolgerungen über diese Gruppe zu ziehen.
Die T-Zell-Antworten wurden speziell für die S-, M- und N-Proteine bewertet, aber es könnte auch andere Virusproteine geben, die zur Immunantwort beitragen, die nicht untersucht wurden. Darüber hinaus massen die verwendeten Tests hauptsächlich eine Art von T-Zell-Aktivität, und zukünftige Studien könnten andere Arten von Immunantworten für ein umfassenderes Verständnis erkunden.
Fazit
Diese Studie hebt hervor, wie wichtig es ist, verschiedene Immunantworten auf SARS-CoV-2 zu messen, um den Schutz vor Infektionen vorherzusagen. Das Vorhandensein von Spike-Antikörpern allein könnte das Immunitätsniveau einer Person nicht vollständig erfassen. Stattdessen könnte die Verfolgung einer Kombination aus Antikörpern und T-Zell-Antworten zu besseren Strategien für Impfstoffe und öffentliche Gesundheitsrichtlinien führen. Während sich die Covid-19-Situation entwickelt, wird die fortlaufende Überwachung der Immunantworten entscheidend sein, um die Bevölkerung effektiv gegen dieses Virus zu schützen.
Titel: Longitudinal Humoral and Cell-Mediated Immune Responses in a Population-Based Cohort in Zurich, Switzerland between March and June 2022 - Evidence for Protection against Omicron SARS-CoV-2 Infection by Neutralizing Antibodies and Spike-specific T cell responses
Zusammenfassung: BackgroundThe correlate(s) of protection against SARS-CoV-2 remain incompletely defined. Additional information regarding the combinations of antibody and T cell-mediated immunity which can protect against (re)infection are needed. MethodsWe conducted a population-based, longitudinal cohort study including 1044 individuals of varying SARS-CoV-2 vaccination and infection statuses. We assessed Spike (S)- and Nucleocapsid (N)-IgG and wildtype, delta, and omicron neutralizing antibodies. In a subset of 328 individuals, we evaluated S, Membrane (M) and N-specific T cells. 3 months later, we reassessed antibody (n=964) and T cell (n=141) responses and evaluated factors associated with protection from (re)infection. ResultsAt study start, >98% of participants were S-IgG seropositive. N-IgG and M/N-T cell responses increased over time, indicating viral (re)exposure, despite existing S-IgG. Compared to N-IgG, M/N-T cells were a more sensitive measure of viral exposure. N-IgG titers in the top 33% of participants, omicron neutralizing antibodies in the top 25%, and S-specific T cell responses were all associated with reduced likelihood of (re)infection over time. ConclusionsPopulation-level SARS-CoV-2 immunity is S-IgG-dominated, but heterogenous. M/N T cell responses can distinguish previous infection from vaccination, and monitoring a combination of N-IgG, omicron neutralizing antibodies and S-T cell responses may help estimate protection against SARS-CoV-2 (re)infection.
Autoren: Anja Frei, K. D. Zens, D. Llanas-Cornejo, D. Menges, J. Fehr, C. Munz, M. Puhan
Letzte Aktualisierung: 2023-02-23 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.02.20.23286166
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.02.20.23286166.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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