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Corona und Immunsystem Impfung und Infektion: Welcher Corona-Schutz bleibt nach sechs Monaten?

Autor / Redakteur: Christian Heinrich* / Christian Lüttmann

Das Coronavirus stellt uns noch vor viele Fragen: Wie gut ist man nach einer Impfung geschützt? Was passiert nach einer Infektion im Immunsystem? Und warum sind Mutationen zwar gefährlich, aber nicht unbedingt das Aus für den Impfschutz? Auch wenn langfristige Effekte noch untersucht werden, lassen sich schon erste Aussagen zur Schutzwirkung sechs Monate nach einer Impfung oder Infektion treffen.

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Wie lange hält der Impfschutz gegen Corona? Diese Frage lässt sich nur nach längerer Zeit sicher beantworten.
Wie lange hält der Impfschutz gegen Corona? Diese Frage lässt sich nur nach längerer Zeit sicher beantworten.
(Bild: gemeinfrei (mattthewafflecat, 2092512) / Pixabay )

Berlin, Braunschweig – Wie lange und wie gut erinnert sich das menschliche Immunsystem an eine Begegnung mit SARS-CoV-2 oder an eine Begegnung mit zumindest Fragmenten des Virus, wie sie bei einer Impfung vorkommen? Und wie gut ist man in dieser Zeit noch vor einer Infektion mit dem Coronavirus geschützt? „Leider gibt es auf alle diese Fragen die gleiche Antwort: Wir wissen es nicht“, sagt Carlos A. Guzmán, Leiter der Abteilung „Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie“ am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig. Das ist kein Wunder, schließlich ist das Virus erst seit gut einem Jahr bekannt; noch fehlen Daten. „Gerade gewinnen wir immerhin erste Erkenntnisse darüber, wie es nach Zeiträumen von ungefähr sechs Monaten aussieht“, sagt Guzmán. Viele der ersten Erkenntnisse zur Schutzwirkung von Impfungen und überstandenen Infektionen stimme positiv.

So gut ist man nach einer Infektion geschützt

Wissenschaftler aus Kopenhagen etwa haben die Testdaten von mehr als 500.000 Dänen ausgewertet [1]. Das Ergebnis ihrer Studie: Eine abgelaufene Infektion gewährt nach sechs Monaten noch einen Schutz von 80,5 Prozent. Das bedeutet: Wenn sich in einer Gruppe Menschen, die bisher keinen Kontakt zum Virus hatten, 100 Personen infizieren, dann erkranken in einer gleich großen Gruppe aus bereits vorher infizierten Personen nur zwanzig erneut an Covid-19. Doch der Schutz unterscheidet sich je nach Alter: Menschen, die jünger als 65 Jahre sind, sind zu mehr als 80 Prozent geschützt, bei älteren Menschen hingegen liegt der Schutz nach sechs Monaten nur noch bei 50 Prozent.

„Dass die Antikörper nach einer Infektion abnehmen, ist normal“

In einer Studie einer britischen Biobank untersuchten Wissenschaftler Blutproben von mehr als 20.000 Teilnehmern, wobei besonders die rund 1700 Probanden interessant waren, die positiv auf Corona getestet wurden [2]. Bei mehr als 99 Prozent dieser Probanden fanden die Forscher noch drei Monate nach der Erkrankung Antikörper gegen SARS-CoV-2 im Blut. Sechs Monate nach der Corona-Erkrankung hatten immer noch 88 Prozent der Probanden Antikörper im Blut. Ob der Antikörper-Status sechs Monate nach einer Impfung ähnlich ist, können Forscher noch nicht sicher sagen. Vieles deutet aber darauf hin, dass auch ein halbes Jahr nach einer Impfung noch Antikörper gegen SARS-CoV-2 im Blut zirkulieren.

Antikörper sind jedoch nur ein Teil des Verteidigungsarsenals des Immunsystems gegen SARS-CoV-2. „Dass die Antikörper nach einer abgelaufenen Infektion kontinuierlich abnehmen, ist ganz normal. Das bedeutet aber nicht, dass der Körper deshalb weniger wehrhaft gegen das Virus ist“, sagt HZI-Forscher Guzmán. Denn es gibt noch eine Reihe anderer Zellen und Mechanismen, die für eine gezielte Abwehr sorgen können.

Die verschiedenen Einsatztrupps des Immunsystems

Da sind zum einen die so genannten B-Gedächtniszellen, die auch nach einer Impfung vorhanden sind und bei Bedarf jederzeit wieder die speziellen Antikörper produzieren können. Sie bieten also einen langanhaltenden Schutz. Zum anderen zirkulieren insbesondere nach einer abgelaufenen Infektion im Körper so genannte T-Zellen. Zwei Unterarten sind hier wichtig: Die „Killer“-T-Zellen, auch CD8+-Gedächtnis-T-Zellen genannt, suchen nach Körperzellen, die mit dem Virus infiziert sind und zerstören sie. Und die „Helfer“-T-Zellen, auch CD4+-T-Zellen genannt, sorgen dafür, dass das Immunsystem nach einem Kontakt mit dem Virus wieder aktiviert wird. Insbesondere die B-Gedächtniszellen werden so zur Produktion neuer, hochspezifischer Antikörper angeregt.

Zwar verhindern T-Zellen keine Infektion, da sie erst aktiv werden, nachdem ein Virus in den Körper eingedrungen ist. Aber weil sie dann das Virus schnell und wirkungsvoll bekämpfen, treten kaum Symptome auf. Man spricht auch von T-Zell-Immunität. Eine Studie von der britischen Manchester University hat gezeigt, dass ohne Ausnahme bei all denjenigen, die sich infiziert hatten, nach sechs Monaten noch immer T-Zellen im Blut zirkulierten, die spezifisch auf einen erneuten Kontakt mit SARS-CoV-2 antworten können [3]. Untersucht wurden 100 Corona-positive Patienten.

Vormals infizierte haben womöglich den besten Schutz

Erste Studien von Biontech und Pfizer zeigen, dass auch nach einer Impfung eine gewisse T-Zell-Immunität vorhanden ist [4]. Jedoch spricht einiges dafür, dass der Schutz nach einer abgelaufenen Infektion umfangreicher und nachhaltiger ist als durch eine auf einem einzelnen Antigen basierende Impfung. Bei den heutigen Impfungen hat der Körper nicht über die Atemwege Kontakt mit den Virusfragmenten, sondern durch eine Spritze in den Arm. „Das heißt im Umkehrschluss: Es gibt in Rachen, Hals und Lunge keine spezifische, lokale Gedächtnisimmunität, weil hier kaum Berührungspunkte zu den Virusfragmenten vorhanden waren“, erklärt Guzmán. Auch um diese Einschränkung einer Impfung per Spritze aufzuheben, arbeitet Guzmán mit Kollegen des HZI derzeit an einem so genannten mukosalen Impfstoff gegen SARS-CoV-2, der als Aerosol über die Schleimhaut wirkt – und dort auch eine entsprechende Immunisierung erzeugen dürfte. Bislang gibt es vielversprechende vorklinische Zwischenergebnisse, auch in Tiermodellen konnte bereits eine lokale Immunantwort der Lunge gezeigt werden.

Eine weitere Limitierung der bislang zugelassenen Impfungen: Sie sensibilisieren v. a. gegen ein bestimmtes Fragment des Virus, das so genannte Spike-Protein. „Nach einem Kontakt mit dem ganzen Virus hat das Immunsystem natürlich eine umfassendere Erfahrung mit SARS-CoV-2 gemacht. Deshalb kann davon ausgegangen werden, dass hier verschiedene Teile des Virus durch die entstandene Immunität abgedeckt werden“, sagt Guzmán. Das haben bereits Studien des Immunologen Alessandro Sette vom La Jolla Institute for Immunology bestätigt: Menschen, die mit SARS-CoV-2 infiziert waren, erzeugen typischerweise T-Zellen, die auf mindestens 15 bis 20 verschiedene Fragmente von Coronavirus-Proteinen ausgerichtet sind [5].

Was Mutationen wie B.1.1.7 für den Impfschutz bedeuten

Doch es geht nicht nur um das Gedächtnis des Immunsystems. Es geht auch darum, dass das Virus sich verändert. „Die Mutationen und neu entstandenen Varianten sind derzeit das größte Problem“, sagt Guzmán. Manche Mutation bringt neue Eigenschaften mit, die wiederum für unliebsame Überraschungen sorgen können. So wird derzeit diskutiert, dass die Mutante B.1.1.7, auch als „britische Variante“ bekannt, womöglich mehr Kinder und Jugendliche befällt. Wenn sich die Varianten stark verändern, kann das auch für Geimpfte und Genesene zum Problem werden. Denn was nützt es, wenn sich das Immunsystem sechs Monate oder länger an eine Begegnung mit SARS-CoV-2 erinnert, aber dann auf ein Virus stößt, welches so verändert ist, dass das Immunsystem es nicht wiedererkennt?

Hier kann Guzmán zumindest ein wenig beruhigen: „In Bezug auf die neuen Varianten zeigt sich zwar, dass der Schutz oft verringert ist. Aber ein Stück weit ist er noch da. Und vieles deutet darauf hin, dass man, selbst wenn man als Geimpfter oder Genesener erneut erkrankt, meist einen deutlich milderen Verlauf hat.“

Das Immunsystem entwickelt sich auch „von allein“ weiter

Auch ein anderer Befund stimmt hoffnungsvoll: So hat Michel Nussenzweig von der Rockefeller University in New York nachweisen können, dass die Zahl der B-Gedächtniszellen nach sechs Monaten nicht nur konstant hoch bleibt [6]. Die Zellen bilden auch vielfältige neue Antikörper – von denen einige wiederum eher gegen Mutationen wirken dürften. Das zeigt eine andere Beobachtung Nussenzweigs: Einen Monat nach einer abgelaufenen Infektion reagierten die B-Zellen einiger Patienten nicht auf bestimmte SARS-CoV-2-Varianten – nach einem halben Jahr jedoch erkannten sie die meisten Virusvarianten. Das legt nahe: die Immunantwort entwickelt sich auch ohne wiederholtem Kontakt zum Virus etwas weiter. Dies würde nicht nur nach einer Infektion zutreffen, sondern ebenso nach einer Impfung.

Virusmutationen haben Grenzen

Hinzu kommt, dass das Virus nicht unendlich wandlungsfähig sein wird. „Gerade das Spike-Protein, gegen das die meisten Impfstoffe gerichtet sind, erfüllt eine wichtige Funktion, indem es an menschliche Zellen andockt. Verändert sich das Protein zu sehr, verliert es diese Fähigkeit – dann wäre das Virus nicht mehr infektiös“, erklärt Guzmán.

Doch noch kann die Evolution mit den Varianten des Virus spielen, es scheint lange nicht alle Mutationsmöglichkeiten durch zu haben, glaubt Guzmán. Daher werden in nächster Zeit vermutlich weitere Varianten auftauchen und neue Fragen aufwerfen – auf die die Wissenschaft hoffentlich schnell Antworten findet.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf www.helmholtz.de

Literatur:

  • [1] Rosemary J Boyton, Daniel M Altmann: Risk of SARS-CoV-2 reinfection after natural infection, The Lancet, Volume 397, Issue 10280, P1161-1163, March 27, 2021; DOI: 10.1016/S0140-6736(21)00662-0
  • [2] UK Biobank SARS-CoV-2 Serology Study, 15 Jan 2021
  • [3] J Zuo, A Dowell, H Pearce, K Verma, HM Long, J Begum, F Aiano, Z Amin-Chowdhury, B Hallis, L Stapley, R Borrow, E Linley, S Ahmad, B Parker, A Horsley, G Amirthalingam, K Brown, ME Ramsay, S Ladhani, P Moss: Robust SARS-CoV-2-specific T-cell immunity is maintained at 6 months following primary infection, Nature Immunology; DOI: 10.1038/s41590-021-00902-8
  • [4] Pfizer und BioNTech veröffentlichen neue Daten zur Immunantwort nach Impfung mit COVID-19-Impfstoffkandidat BNT162b2 aus deutscher Phase-1/2-Studie, 14. Dezember 2020
  • [5] Alison Tarke, John Sidney, Conner K. Kidd, Daniela Weiskopf, Alba Grifoni, Alessandro Sette: Comprehensive analysis of T cell immunodominance and immunoprevalence of SARS-CoV-2 epitopes in COVID-19 cases, Cell Reports Medicine, Volume 2, Issue 2, 100204, February 16, 2021; DOI: 10.1016/j.xcrm.2021.100204
  • [6] COVID-19: Forschungserfolge und offene Fragen, 16. März 2021

* C. Heinrich, Helmholtz-Gemeinschaft, 10178 Berlin

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