SARS-CoV-2: Warum frühere Erkältungen die Immunreaktion beschleunigen können

Deutsches Ärzteblatt vom Mittwoch, 1. September 2021


Harmlose Erkältungen mit endemischen Coronaviren können die Bildung von T-Helferzellen auslösen, die auch das neue Pandemie-Virus SARS-CoV-2 erkennen. Die Kreuzimmunität könnte erklären, warum Kinder selten schwer erkranken und die zugelassenen Impfstoffe in den klinischen Studien eine unerwartet gute Schutzwirkung erzielten. Forscher der Berliner Charité und des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik haben jetzt die Stelle des Spike-Proteins entdeckt, die die Bildung der Coronavirus-übergreifenden T-Helferzellen auslöst. Die Ergebnisse wurden in Science (2021; DOI: 10.1126/science.abh1823) publiziert.

Neben den B-Zellen, die für die Bildung von Antikörpern zuständig sind, bekämpfen auch T-Zellen Krank­heitserreger. Beide Zellen gehören zur adaptiven oder spezifischen Immunabwehr, die eine relativ rasche Abwehr bereits bekannter Erreger ermöglicht.

Im letzten Jahr hatte ein Team um Andreas Thiel von der Charité–Universitätsmedizin Berlin entdeckt, dass nicht nur Patienten mit COVID-19 spezifische T-Helferzellen (CD4-Zellen) gegen SARS-CoV-2 im Blut hatten.

Die Abwehrzellen waren auch zu 35 % bei gesunden Blutspendern nachweisbar, die keine Antikörper gegen SARS-CoV-2 hatten und deren Immunsystem deshalb noch keinen Kontakt zum neuen Pandemie-Virus hatte.

Die CD4-Zellen reagierten auch auf die endemischen Coronaviren 229E und OC43, die zu den häufigen Erregern von Erkältungskrankheiten bei Kindern gehören. Die Vermutung lag nahe, dass diese harmlosen Erkrankungen für die Bildung der Zellen verantwortlich waren.

Inzwischen haben die Forscher herausgefunden, auf welche Abschnitte des Spike-Proteins die CD4-Zellen reagieren. Es handelt sich um die Position S816-830, die SARS-CoV-2 und die endemischen Coronaviren gemeinsam haben.

Offenbar ist es eine Stelle, die nicht verändert werden kann, weil sonst das Virus seine Stabilität oder Fähigkeit zur Infektion verlieren würde. In ihrer aktuellen Publikation haben die Forscher untersucht, wie sich die CD4-Zellen auf die Immunantwort gegen SARS-CoV-2 auswirken.

Dazu wurde eine Gruppe von fast 800 Personen, die noch nicht mit SARS-CoV-2 in Kontakt gekommen war, regelmäßig auf eine Infektion getestet. Insgesamt 17 infizierten sich schließlich mit SARS-CoV-2. Von diesen 17 Personen hatten 10 bereits vor der Infektion S816-830-reaktive CD4-Zellen, die sie ver­mutlich bei einer früheren Infektion mit einem der Erkältungs-Coronaviren erworben hatte.

Die Untersuchungen zeigen, dass das Immunsystem der Patienten schneller und effektiver auf die Infek­tion mit SARS-CoV-2 reagierte, wenn sie die S816-830-reaktiven CD4-Zellen besaßen. So kam es bereits ungewöhnlich früh nach 3 bis 9 Tagen zur Bildung von Antikörpern gegen SARS-CoV-2. Dies lässt sich mit einer der Aufgaben der CD4-Zellen erklären, die die Bildung von Antikörpern durch die B-Zellen stimulieren.

Erkältungen mit harmloseren Coronaviren könnten eine Art universelles, schützendes Coronavirus-Gedächtnis aufbauen, erklärte Claudia Giesecke-Thiel. Dies ist allerdings nicht immer der Fall, so dass Erkältungen keine Garantie für einen milden Verlauf von SARS-CoV-2 und schon gar kein Ersatz für eine Impfung sind.

Die CD4-Zellen könnten jedoch erklären, warum eine SARS-CoV-2-Infektion bei verschiedenen Menschen einen unterschiedlichen Verlauf nimmt. Einige Menschen bemerken die Infektion gar nicht, weil das Immunsystem vorbereitet ist, andere sterben, weil das Virus zu spät erkannt wird und bei Einsetzen der Immunantwort den Körper bereits so stark geschädigt hat, dass jede Hilfe zu spät kommt. Die vorbestehende Immunantwort könnte sich auch auf die Wirkung der Impfung auswirken. Eine Ana­ly­se der Immunreaktion von 31 gesunden Personen vor und nach der Impfung ergab: Während es norma­lerweise zwei Wochen dauert, bis die CD4-Zellen aktiviert werden, war dies bei Personen, die vor der Impfung schon kreuzreagierende CD4-Zellen besaßen, in weniger einer als einer Woche der Fall.

Da die CD4-Zellen die B-Zellen aktivieren, kam es auch rascher zu einer Antikörper-Antwort. Sie setzte bei den Personen mit kreuzreagierenden CD4-Zellen so rasch ein, wie sonst nur bei einer Auffrischungs­impfung. Dies könnte nach Einschätzung der Forscher die überraschend schnelle und sehr hohe Schutz­wirkung erklären, die vor allem bei jüngeren Menschen beobachtet wurde.

Mit zunehmendem Alter nimmt die Fähigkeit zur Kreuzimmunität offenbar ab. Die Analyse der T-Helfer­zellen bei knapp 570 gesunden Personen ergab, dass sowohl die Anzahl der kreuzreagierenden CD4-Zellen als auch ihre Bindungsstärke bei älteren Studienteilnehmern geringer war als bei jüngeren.

Die abnehmende Kreuzimmunität führen die Forscher auf natürliche Veränderungen eines alternden Immunsystems zurück. Der Vorteil, den eine harmlose Coronavirus-Erkältung vielen jüngeren Menschen bei der Bekämpfung von SARS-CoV-2 biete, könnte bei älteren Menschen wohl geringer ausfallen.

Diese Personen könnten deshalb weitere Auffrischungen benötigen, damit ihr Immunsystem die Viren im Fall einer Infektion rechtzeitig abwehren kann und es nicht zu einem schweren COVID-19-Verlauf kommt.


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