In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Beobachtungsstudie Immunität, Forscher aus den Vereinigten Staaten von Amerika untersuchten die Langlebigkeit von Antikörperreaktionen auf eine Infektion mit dem schweren akuten respiratorischen Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) und eine Impfung. Sie fanden heraus, dass die humoralen Reaktionen auf eine SARS-CoV-2-Infektion und -Impfung langanhaltend und zweiphasig waren, mit einem anfänglichen Rückgang, gefolgt von einer Stabilisierung nach sieben bis neun Monaten.
Studie: Durch SARS-CoV-2-Infektionen und Impfstoffe hervorgerufene Antikörperreaktionen sind lang anhaltend, mit einer anfänglichen Abschwächungsphase, gefolgt von einer Stabilisierungsphase. Kateryna Kon / Shutterstock
Hintergrund
Die COVID-19-Pandemie, die vor vier Jahren begann, löste die rasche Entwicklung von Boten-RNA-Impfstoffen (mRNA) aus, darunter BNT162b2 und mRNA-1273, die dazu beitrugen, Millionen von Leben zu retten. Allerdings stellen neu auftretende Varianten von SARS-CoV-2 und die schwindende Immunität dagegen eine Herausforderung dar. Obwohl angenommen wird, dass die durch mRNA-basierte Impfstoffe induzierte Immunität rasch abnimmt, basiert diese Wahrnehmung auf begrenzten Daten, hauptsächlich aus Kurzzeitstudien.
Inmitten des exponentiellen Anstiegs der SARS-CoV-2-Fälle im März 2020 befand sich die Metropolregion New York in einer Krise, in der wichtige Mitarbeiter im Gesundheitswesen einem hohen Infektionsrisiko ausgesetzt waren. Als Reaktion darauf wurde ein spezifischer und empfindlicher SARS-CoV-2-Enzym-Immunoassay (ELISA) entwickelt und die Studie „Protection Associated with Rapid Immunity to SARS-CoV-2“ (PARIS) gestartet. Diese Initiative verfolgte Antikörperreaktionen, Reinfektionsraten und Immunitätsfaktoren bei Mitarbeitern im Gesundheitswesen und lieferte wichtige Einblicke in die Pandemiedynamik. Die Forscher der vorliegenden Studie nutzten Daten aus der PARIS-Studie, einer der umfassendsten Untersuchungen zur Langlebigkeit der SARS-CoV-2-Immunität, und analysierten die humoralen Reaktionen auf eine SARS-CoV-2-Infektion und -Impfung.
Über die Studie
Bei der PARIS-Studie handelte es sich um eine beobachtende Längsschnittstudie, die von April 2020 bis März 2023 durchgeführt wurde und an der 501 Beschäftigte im Gesundheitswesen teilnahmen. Ihr Durchschnittsalter betrug 41 Jahre und 67 % von ihnen waren weiblich. In den ersten zwei Monaten wurden wöchentlich Speichelproben und alle zwei Wochen Blutproben entnommen. Bei Atemwegsbeschwerden oder nach der Impfung wurden Nasopharynx-/Antenahtupfer genommen. Etwa 38 % der Teilnehmer zeigten zu Studienbeginn Antikörper gegen SARS-CoV-2-Spike-bindendes Immunglobulin G (IgG). Insgesamt waren 93 % der Teilnehmer geimpft – 0,2 % erhielten vier mRNA-Booster, 2,6 % bekamen drei Booster, 16,6 % bekamen zwei Booster und 53,7 % bekamen einen Booster. Ungefähr 21,3 % der Teilnehmer entschieden sich dafür, keine Auffrischungsimpfung zu erhalten.
Die Studie nutzte REDCap für monatliche Umfragen zum allgemeinen Gesundheitszustand und zum SARS-CoV-2-Risiko, wobei der Schwerpunkt auf Nebenwirkungen nach mRNA-Impfungen und Auffrischungsdosen lag. Die Daten von 228 Teilnehmern wurden analysiert und eine Bewertung des Schweregrads durchgeführt, um die gemeldeten Inzidenz- und Schweregradtrends über Dosen und Untergruppen hinweg aufzudecken.
Die Antikörpertiter im Serum wurden mittels ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) und optischer Dichte bei 490 nm (OD) bestimmt490). Die statistische und quantitative Analyse umfasste die Verwendung des Wilcoxon-Tests, des Mann-Whitney-U-Tests, des Log-Rank-Tests, der ungewichteten Paargruppenmethode mit arithmetischem Mittelwert (UPGMA)-Clustering, der Antikörper-Kinetikmodellierung einschließlich nichtlinearer Mixed-Effects-Modelle (NLME) und der demografischen Analyse Faktorenbewertung in Post-Vakzin- und Post-Boost-Modellen.
Resultate und Diskussion
Während 38 % der Teilnehmer zu Studienbeginn nachweisbare Spike-bindende IgG-Antikörper aufwiesen, waren 62 % beim ersten Besuch seronegativ. Impfnaive Personen zeigten nach der ersten mRNA-Impfstoffdosis niedrige Antikörpertiter, mit einem deutlichen Anstieg nach der zweiten Dosis. Personen mit bereits bestehender Immunität erreichten jedoch höhere und schnellere Spitzentiter und behielten nach der Primärimmunisierung mehr als das Dreifache höhere Reaktionen bei.
Sieben bis neun Monate nach der Grundimmunisierung erreichten die Antikörpertiter einen stabilen Zustand. Personen mit Hybridimmunität behielten im Vergleich zu unbehandelten Empfängern höhere und stabilere Titer bei, was auf die Induktion langanhaltender Serumantikörper hinweist. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Impfstofftyp und Alter die Antikörpertiter bei Teilnehmern ohne Hybridimmunität geringfügig beeinflussen. Der Studie zufolge erhöhte die Verabreichung von Auffrischungsdosen die Schwelle, ab der die langfristigen Serumantikörperreaktionen einen stabilen Zustand erreichten.
Im Untersuchungszeitraum wurden insgesamt 225 SARS-CoV-2-Infektionen beobachtet, die überwiegend nach der Impfung auftraten, wobei Durchbruchinfektionen während der Omicron-Welle häufiger auftraten. Bei Personen mit reiner Impfimmunität wirkten Durchbruchinfektionen als gleichwertige Verstärkung der Antikörperreaktionen, während bei Personen mit Hybridimmunität die Impfung im Vergleich zu einer zweiten Infektion eine stärkere verstärkende Wirkung hatte.
Bei Teilnehmern mit bereits bestehender Immunität traten nach der ersten Impfdosis mehr Nebenwirkungen auf, wobei die Gesamtreaktogenität nach den folgenden Dosen abnahm. Auffrischungsdosen verursachten bei naiven Teilnehmern weniger systemische Nebenwirkungen als die zweite Dosis, während bei Teilnehmern mit Hybridimmunität ein anderes Muster auftrat und bei Auffrischungsdosen leicht erhöhte Nebenwirkungen auftraten.
Allerdings ist die Studie durch die Unfähigkeit, mukosale Immunantworten zu analysieren, die fehlende Messung neutralisierender Antikörper oder Antikörper gegen bestimmte Epitope und die fehlende Beurteilung späterer Varianten-Spikes oder Nukleoproteine begrenzt.
Abschluss
Zusammenfassend liefert die vorliegende Studie Hinweise darauf, dass die Antikörperreaktionen auf die SARS-CoV-2-mRNA-Impfung einen klassischen zweiphasigen Abfall aufweisen, der von einem schnellen Nachlassen zu einer Stabilisierung übergeht. Die Ergebnisse unterstreichen den längeren Schutz, den die Hybridimmunität gegen mehrere Varianten bietet, und den potenziellen Booster-ähnlichen Effekt von Durchbruchinfektionen bei der Stärkung der Immunität.
