Neue Erkenntnisse zur COVID-19-Immunität

Einige Lehren aus der Corona-Krise 2020: Wir haben akzeptiert oder uns zumindest daran gewöhnt, dass es mehr Fragen als Antworten zu COVID-19 gibt - etwa, was die Lebensdauer des Virus auf Oberflächen angeht, die exakten Symptome bei einer Infektion oder die Immunität nach überstandener Krankheit.

Und trotzdem, hoffen wir bei jeder Nachricht, bei jeder neuen Studie, erneut auf einen kleinen Erkenntnisgewinn. 

So sicherlich auch bei dieser Fallstudie, die nun in der Fachzeitschrift "The Lancet - Infectious Diseases" erschienen ist. Sie behandelt den nunmehr weltweit fünften dokumentierten Fall einer COVID-19-Reinfektion, wenn also Wochen bis Monate nach einer überstandenen Coronainfektion ein Patient erneut an COVID-19 erkrankt. 

Wer nun schnell im Bilde sein möchte: Auch nach dieser Studie bleiben Fragen hinsichtlich der Immunität offen und weitere Untersuchungen sind nötig - so lautet das Fazit der beteiligten Forscher. 

Nichtsdestotrotz stellen sie auch verschiedene Hypothesen auf und appellieren an weitere Forschende, dem Rätsel der Immunität auf die Schliche zu kommen. 

Schwerer als die erste COVID-19-Infektion

Der Patient der jüngsten Fallstudie, ein 25-Jähriger aus Washoe County, Nevada, wurde innerhalb von 48 Tagen positiv auf zwei verschiedene SARS-CoV-2-Infektionen getestet.

Dies bestätigt, dass eine zweite Infektion innerhalb eines kurzen Zeitrahmens auftreten - und vor allem auch schwerer verlaufen - kann. Zwischen der ersten Infektion des jungen Mannes im April 2020 und der zweiten Infektion war er zwei Mal negativ auf SARS-CoV-2 getestet worden. 

Im Juni 2020 wurde der Patient dann nach dem Auftreten schwerer COVID-19-Symptome, darunter Fieber, Kopfschmerzen, Schwindel, Husten, Übelkeit und Durchfall, ins Krankenhaus eingeliefert und ein zweites Mal positiv getestet. Inzwischen wurde der Mann aus dem Krankenhaus entlassen und hat sich von der zweiten Infektion erholt.

Die Studienautoren schreiben, dass eine frühere Exposition gegenüber COVID-19 möglicherweise nicht zu einer garantierten vollständigen Immunität führt, dass aber weitere Untersuchungen zu Reinfektionen erforderlich sind.

Die Autoren raten, dass alle Personen - ob zuvor diagnostiziert oder nicht - identische Vorsichtsmaßnahmen treffen sollten, um eine Infektion mit SARS-CoV-2 zu verhindern - also: Abstand halten, das Tragen von Gesichtsmasken und regelmäßiges Händewaschen. 

Reinfektionen: Momentan können wir "nur spekulieren"

"Es gibt noch viele Unbekannte über SARS-CoV-2-Infektionen und die Reaktion des Immunsystems, aber unsere Ergebnisse signalisieren, dass eine frühere SARS-CoV-2-Infektion nicht unbedingt vor einer zukünftigen Infektion schützt", sagt Mark Pandori vom Nevada State Public Health Laboratory an der Universität von Nevada, Hauptautor der Studie. 

"Es ist wichtig zu beachten, dass dies ein singulärer Befund ist und keine Verallgemeinerbarkeit dieses Phänomens ermöglicht. Auch wenn weitere Forschung erforderlich ist, könnte die Möglichkeit von Reinfektionen erhebliche Auswirkungen auf unser Verständnis der COVID-19-Immunität haben, insbesondere in Ermangelung eines wirksamen Impfstoffs." 

Dokumentierte Fälle: Gibt es Gemeinsamkeiten? 

Die Genome der Virusproben des Patienten wurden im April und Juni sequenziert und zeigten signifikante genetische Unterschiede zwischen den beiden Fällen, was darauf hindeutet, dass der Patient zwei Mal mit zwei verschiedenen SARS-CoV-2-Infektionen infiziert war, so die Forscher.

Mindestens vier weitere Reinfektionsfälle wurden weltweit in Belgien, den Niederlanden, Hongkong und Ecuador bestätigt. Allerdings zeigte nur der Patient beim Reinfektionsfall in Ecuador  einen schwereren Krankheitsverlauf als bei der ersten Infektion.

"Wir brauchen mehr Forschung, um zu verstehen, wie lange die Immunität von Menschen, die SARS-CoV-2 ausgesetzt sind, andauern kann und warum einige dieser zweiten Infektionen zwar selten sind, sich aber als schwerwiegender darstellen", sagt Pandori.

"Bisher haben wir nur eine Handvoll Reinfektionsfälle gesehen, aber das bedeutet nicht, dass es nicht noch mehr gibt, zumal viele Fälle von COVID-19 asymptomatisch verlaufen. Im Moment können wir über die Ursache der Reinfektion nur spekulieren", sagt der Studienautor.

Ähnlich wie bei den Beobachtungen beim Reinfektionsfall in Ecuador zeigte der Patient in den USA bei seiner zweiten Infektion eine erhöhte Symptomschwere, während die Fälle aus Belgien, den Niederlanden und Hongkong keinen Unterschied in der Schwere der Symptome zeigten.

Verschiedene Vermutungen

Die Autoren stellen daher mehrere Hypothesen vor, um den Schweregrad der zweiten Infektion zu erklären: So könnte der Patient später auf eine sehr hohe Viruslast getroffen sein, die beim zweiten Mal eine stärkere Reaktion auslöste oder er könnte mit einer virulenteren Version des Virus in Kontakt gekommen sein.

Eine weitere Hypothese ist, dass das Prinzip des Antibody-Dependent-Enhancement (ADE) - bei dem Viren das Immunsystem nutzen, um den Organismus noch effektiver und massiver zu infizieren - die Ursache sein könnte. Dies wurde bereits bei dem Beta-Coronavirus SARS-CoV und anderen Krankheiten, zum Beispiel Dengue, beobachtet. 

Bei dem Mechanismus binden sich infektionsverstärkende Antikörper an die Oberfläche der Viren, bekämpfen sie aber nicht, sondern sorgen dafür, dass sie besser von der Zelle aufgenommen werden können. Die Vermehrung der Viren wird so gefördert.

Darüber hinaus schreiben die Autoren, dass es eine - wenn auch sehr geringe - Möglichkeit einer kontinuierlichen Infektion gibt, die eine Form der Deaktivierung/Reaktivierung beinhaltet. Damit eine solche Hypothese jedoch zutrifft, wäre eine gewisse Mutationsrate von SARS-CoV-2 erforderlich. Zwar mutiert das Virus, es hat aber nicht so eine starke Mutationsrate wie bei der Grippe, wie der Virologe Hendrik Streeck zuletzt im DW-Interview erklärte.

Eine weitere alternative Erklärung wäre schließlich eine gleichzeitige Koinfektion beider Virusstämme. Dies würde jedoch bedeuten, dass der zweite Stamm im April 2020 unentdeckt geblieben wäre. Im Umkehrschluss müsste der erste Stamm beim Test im Juni 2020 erschöpft gewesen sein. 

Die Autoren räumen ein, dass sie weder in der Lage waren, eine Bewertung der Immunantwort auf die erste SARS-CoV-2-Infektion vorzunehmen noch die Wirksamkeit der Immunantworten (z.B. neutralisierende Antikörpertiter) während der zweiten Infektion vollständig beurteilen konnten. 

Zu guter Letzt: die asymptomatischen, unentdeckten Fälle

Nicht vergessen sollte man außerdem, dass der Fall aus den USA wie auch die anderen vier dokumentierten Reinfektionsfälle bei Patienten auftraten, die COVID-19-Symptome aufwiesen.

Das heißt, es besteht die Möglichkeit, dass viele Infektionen und/oder Reinfektionen bei Einzelpersonen asymptomatisch verlaufen und daher unter den gegenwärtigen Test- und Überwachungspraktiken unentdeckt bleiben.

"Insgesamt mangelt es sowohl in den USA als auch weltweit an einer umfassenden genomischen Sequenzierung positiver COVID-19-Fälle sowie an Screening- und Testmöglichkeiten, was die Fähigkeit von Forschern und Beamten des öffentlichen Gesundheitswesens einschränkt, das Virus zu diagnostizieren, zu überwachen und genetische Rückverfolgbarkeit zu erlangen", schreibt Studienautor Pandori. 

Die Immunologin Akiko Iwasaki von der Yale University, USA, die nicht an der Studie beteiligt war, schreibt in einem Kommentar: "Je mehr Reinfektionsfälle bekannt werden, desto besser wird die wissenschaftliche Gemeinschaft verstehen können, wie der Schutz funktioniert und wie häufig natürliche Infektionen mit SARS-CoV-2 diesen Grad an Immunität bewirken."

Diese Informationen seien der Schlüssel zum Verständnis, welche Impfstoffe in der Lage sind, Einzel- bzw. Herdenimmunität zu erreichen.