Wie lange hält die Immunität nach Covid an? 6 oder 12 Monate?

Die durch das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 verursachte Covid-19-Erkrankung hat zu einer Pandemie geführt, die trotz mehrerer wirksamer Impfstoffe noch immer schwer unter Kontrolle zu bringen ist. Der Grund dafür ist das Auftreten von Varianten, die ansteckender und widerstandsfähiger gegen Antikörper erscheinen.

Nature veröffentlichte eine neue Studie: Bei Menschen, die Covid-19 durchgemacht haben und nicht geimpft sind, bleibt die Zahl der Zellen, die die Bindung des SARS-CoV-2-Virus an die auf der Oberfläche menschlicher Zellen befindliche Rezeptorbindungsdomäne (RBD) verhindern, nämlich der B-Zellen, zwischen 6 und 12 Monaten relativ konstant. B-Zellen erreichen dies durch neutralisierende Antikörper, die sie gegen die Rezeptorbindungsregion des Coronavirus bilden. Diese Antikörperantwort wird als humorale (flüssigkeitsvermittelte) Antwort des Immunsystems bezeichnet.

Erläuterung der Abbildung: B-Zellen kommen natürlicherweise im Körper vor. Es gibt B-Zellen mit unterschiedlichen Antikörpern. Um Energie und Ressourcen zu sparen, vermehren sie sich nur bei Bedarf. Ein erstmals in den Körper eindringender Erreger überwindet je nach seiner Wirkung mit hoher Wahrscheinlichkeit das angeborene Immunsystem. Ein Antigen, das dieses System überwunden hat, bindet an eine bereits im Körper vorhandene B-Zelle mit einem passenden Antikörper und bewirkt deren Vermehrung. Diese spezifische, auf den Erreger gerichtete Vermehrung heißt klonale Vermehrung. Wenn sich die B-Zellen ausreichend vermehrt haben, teilen sie sich in zwei Untergruppen: Plasmazellen und Gedächtnis-B-Zellen.

Neue Erkenntnisse

Früher wurde geschätzt, dass die Immunität nach einer Covid-19-Erkrankung 4-6 Monate anhält; für die Zeit danach waren die Informationen jedoch unklar. In dieser neuen Studie wurde bei den meisten Patienten beobachtet, dass sich der Anteil neutralisierender Antikörper nach dem 6. Monat auf einem Plateau einpendelte, also konstant blieb.

Inzwischen ist bekannt, dass eine Impfung zu einer stärkeren humoralen Antwort führt als eine Infektion. Sie verstärkt sämtliche Bestandteile der humoralen Antwort und führt erwartungsgemäß zu neutralisierenden Serumaktivitäten gegen relevante Varianten, die mit der durch die Impfung nicht infizierter Personen erreichten neutralisierenden Aktivität gegen das ursprüngliche Wuhan Hu-1 vergleichbar oder breiter sind. Zu den zugrunde liegenden Mechanismen dieser breit angelegten Antworten gehören fortlaufende somatische Mutationen der Antikörper, ein klonaler Umbau der Gedächtnis-B-Zellen und die Entwicklung monoklonaler Antikörper, die gegen SARS-CoV-2-RBD-Mutationen — einschließlich der in relevanten Varianten vorkommenden — außergewöhnlich resistent sind. Zudem bleiben B-Zell-Klone, die breite und starke Antikörper exprimieren, im Laufe der Zeit selektiv im Repertoire erhalten und vermehren sich nach der Impfung stark. Die Daten zeigen, dass die Immunität bei Genesenden sehr lange anhalten wird und dass Menschen, die aktuelle mRNA-Impfstoffe erhalten haben und genesen, zirkulierende Antikörper und Gedächtnis-B-Zellen bilden werden, die gegen SARS-CoV-2-Varianten schützen sollten.

Gedächtnis-B-Zellen gegen das Coronavirus

Während der Immunantwort aktivierte B-Zellen interagieren mit T-Zellen desselben Ursprungs und beginnen sich zu teilen, bevor sie — teilweise abhängig von ihrer Affinität zum Antigen — zur Aufteilung in Plasmazellen, Gedächtniszellen oder Keimzentrums-B-Zellen ausgewählt werden. B-Zellen, die hochaffine Antikörper exprimieren, werden bevorzugt für Teilungen in langlebige Plasmazellen ausgewählt. Die Gedächtniszellteilungen sind dagegen vielfältiger und können direkt aus aktivierten B-Zellen oder aus einem Keimzentrum entstehen. Gedächtniszellen aus einem Keimzentrum tragen mehr Mutationen als solche, die direkt aus aktivierten B-Zellen entstehen, da sie zusätzliche Zellteilungen durchlaufen.

Nachfolgend ist der Aufbau eines Lymphknotens zu sehen, in dem B-Zellen produziert werden:

Eine SAR-CoV-2-Infektion führt zu anhaltenden Anti-RBD-Antikörpern im Serum und entsprechenden neutralisierenden Antworten. Etwa 93% der neutralisierenden Plasmaaktivität bleiben zwischen 6 und 12 Monaten erhalten. Die Impfung erhöht die Neutralisierungsantwort um das 1,5-Fache, indem sie eine zusätzliche Plasmazelldifferenzierung aus Gedächtnis-B-Zellteilungen auslöst. Die Verstärkung weiterentwickelter Gedächtnis-B-Zellen, die Antikörper mit breiter und starker neutralisierender Aktivität produzieren, hin zur Plasmazellteilung erklärt höchstwahrscheinlich die außergewöhnliche serologische Aktivität geimpfter und genesender Menschen gegen relevante Varianten.

Über Auswahl und Erhaltung der Gedächtnis-B-Zellteilung ist wenig bekannt. Eine SARS-CoV-2-Infektion führt zu einer Gedächtniszellteilung, die sich durch die Ansammlung somatischer Mutationen, das Auftreten neuer Klone und eine zunehmende Affinität noch 12 Monate nach der Infektion weiterentwickelt. Dies alles ist mit einem lang anhaltenden Fortbestehen des Keimzentrums vereinbar. Die Zunahme der Aktivität gegen SARS-CoV-2-Mutanten verläuft parallel zur Zunahme der Affinität und stimmt mit Befunden überein, wonach sich die ausgeprägte Affinität von Anti-SARS-CoV-2-Antikörpern durch Dimerisierung oder die Bildung spezifischer Antikörper steigern lässt, die zusätzlich die Resistenz gegenüber RBD-Mutationen erhöhen.

Epitope und Neutralisationsbreite

Die fortlaufende Entwicklung von Antikörpern in Keimzentren erfordert Antigene, die lange in diesen Strukturen bestehen bleiben können. Außerdem wurde berichtet, dass SARS-CoV-2-Protein und -Nukleinsäure mindestens 2 Monate nach der Infektion in der Darmflora nachweisbar waren. Unabhängig von der Antigenquelle begünstigt die Antikörperentwicklung Epitope (Bereiche von Antigenen, an die Antikörper binden), die mit der ACE2-Bindungsstelle auf der RBD überlappen — vermutlich, weil diese Epitope auf dem trimeren Spike-Protein oder auf Viruspartikeln exponiert sind.

Impfung nach einer SARS-CoV-2-Infektion

Eine Impfung nach einer SARS-CoV-2-Infektion erhöht wiederum die Zahl der an Gedächtniszellen gebundenen RBD, indem neue B-Zell-Klone in das Gedächtnis aufgenommen und bestehende Klone erweitert werden. Bestehende Klone vermehren sich, ohne viele zusätzliche Mutationen anzusammeln. Dies zeigt, dass die klonale Expansion menschlicher Gedächtnis-B-Zellen keinen erneuten Eintritt in Keimzentren erfordert, sondern über die Teilung aktivierter B-Zellen erfolgt.

Die bemerkenswerte Zunahme der Breite nach der Infektion sowie die starke Verstärkung serologischer Antworten und des B-Zell-Gedächtnisses durch einen mRNA-Impfstoff legen nahe, dass geimpfte und genesende Menschen einen hohen Schutz vor neu auftretenden Varianten haben sollten, ohne die bestehenden Impfstoffe verändern zu müssen. Falls sich Gedächtnisantworten bei geimpften, zuvor nicht infizierten Menschen ähnlich entwickeln, sollten zeitlich passend verabreichte zusätzliche Dosen der bestehenden Impfstoffe eine schützende Immunität gegen zirkulierende Varianten bewirken.

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