Akut- und Langzeitimmunität – was serologische Tests wirklich über den Immunstatus preisgeben

Zusammenfassung

Im letzten Jahr hat uns die durch SARS-CoV-2 ausgelöste COVID-19-Pandemie nicht nur gesellschaftlich, sondern auch wissenschaftlich weltweit vor viele Herausforderungen gestellt. Verlässliche Kenntnisse über die Persistenz der Immunantwort des Menschen auf SARS-CoV-2 sind wichtig, um Fragen bezüglich einer langanhaltenden effektiven Immunität zum Schutz vor Reinfektionen und dem Erreichen einer Herdenimmunität sicher zu beantworten. Erste Studien weisen zwar auf die Ausbildung einer humoralen und zellulären Immunität hin, allerdings stehen Langzeitstudien, die uns Informationen über die Dauer einer Immunreaktion geben können, noch aus. Da besonders immunologische Tests, wie die Antikörpertests, dabei helfen, wichtige Informationen über die durch SARS-CoV-2 induzierte Immunreaktion zu liefern und den Immunstatus der Bevölkerung zu ermitteln, werden diese neben den bereits vorhandenen Studien über die SARS-CoV-2-spezifische Immunantwort diskutiert.

Abstract

During the last year, the SARS-CoV-2-induced COVID-19 pandemic posed many challenges worldwide, not only socially but also scientifically. Reliable knowledge about the persistence of the human immune response to SARS-CoV-2 is important to answer questions regarding a long-lasting effective immunity to protect against reinfection and herd immunity. Although initial studies indicate the development of humoral and cellular immunity, long-term studies that provide information about the duration of an immune response are still pending. Especially immunological tests, such as antibody tests help provide important information about the SARS-CoV-2 induced immune response and help determine the immune status of the population. Therefore, these tests will be discussed in addition to the already existing studies on the SARS-CoV-2 specific immune responses.

Was ist wichtig?

Studien, welche die SARS-CoV-2-spezifische Immunantwort untersuchen, weisen auf die Ausbildung einer humoralen und zellulären Immunreaktion hin. Langzeitstudien werden jedoch benötigt, um wichtige Informationen zum protektiven Immungedächtnis zu erhalten.

Das Genom und der Aufbau von SARS-CoV-2 ist anderen humanen Coronaviren (z. B. SARS-CoV-1, MERS-CoV) sehr ähnlich. Umfassende Studien mit diesen Coronaviren können daher einen ersten Anhaltspunkt über die Immunantwort und den zukünftigen Verlauf der COVID-19-Pandemie geben.

Serologische Tests können ein besonders wirksames Hilfsmittel sein, um das wahre Ausmaß der COVID-19-Pandemie zu erforschen und einen ersten Eindruck über das Erreichen der Herdenimmunität zu bekommen. Sie sind bisher allerdings nur für den Gebrauch in Forschungslaboren geeignet.

Schlüsselwörter

SARS-CoV-2 - humorale Immunität - Herdenimmunität - Antikörperpass - Antikörpertest - neutralisierende Antikörper

Key words

SARS-CoV-2 - antibody tests - neutralizing antibodies - humoral immunity - herd immunity - antibody pass

Publication History

Article published online:
28 January 2021

• Literatur

• 1 Pezzutto A, Ulrichs T, Burmester GR. Taschenatlas der Immunologie. 2. Aufl.. Stuttgart: Thieme; 2006
• 2 Vabret N, Britton GJ, Gruber C. et al. Immunology of COVID-19: Current State of the Science. Immunity 2020; 52: 910-941 doi:10.1016/j.immuni.2020.05.002
• 3 Poland GA, Ovsyannikova IG, Kennedy RB. SARS-CoV-2 immunity: review and applications to phase 3 vaccine candidates. Lancet 2020; 396: 1595-1606 doi:10.1016/S0140-6736(20)32137-1
• 4 Padoan A, Sciacovelli L, Basso D. et al. IgA-Ab response to spike glycoprotein of SARS-CoV-2 in patients with COVID-19: A longitudinal study. Clin Chim Acta 2020; 507: 164-166 doi:10.1016/j.cca.2020.04.026
• 5 Adams ER, Ainsworth M, Anand R. et al. Antibody testing for COVID-19: A report from the National COVID Scientific Advisory Panel. Wellcome Open Res 2020; 5: 139 doi:10.12688/wellcomeopenres.15927.1
• 6 Cañete PF, Vinuesa CG. COVID-19 Makes B Cells Forget, but T Cells Remember. Cell 2020; 183: 13-15 doi:10.1016/j.cell.2020.09.013
• 7 Grifoni A, Weiskopf D, Ramirez SI. et al. Targets of T Cell Responses to SARS-CoV-2 Coronavirus in Humans with COVID-19 Disease and Unexposed Individuals. Cell 2020; 181: 1489-1501.e15 doi:10.1016/j.cell.2020.05.015
• 8 Peng Y, Mentzner AJ, Liu G. et al. Broad and strong memory CD4+ and CD8+ T cells induced by SARS-CoV-2 in UK convalescent individuals following COVID-19. Nat Immunol 2020; 21: 1336-1345 doi:10.1038/s41590-020-0782-6
• 9 Papachristodoulou E, Kakoullis L, Parperis K. et al. Long-term and herd immunity against SARS-CoV-2: implications from current and past knowledge. Pathog Dis 2020; 78: ftaa025 doi:10.1093/femspd/ftaa025
• 10 Sekine T, Perez-Potti A, Rivera-Ballesteros O. et al. Robust T Cell Immunity in Convalescent Individuals with Asymptomatic or Mild COVID-19. Cell 2020; 183: 158-168.e14 doi:10.1016/j.cell.2020.08.017
• 11 Le Bert N, Tan AT, Kunasegaran K. et al. SARS-CoV-2-specific T cell immunity in cases of COVID-19 and SARS, and uninfected controls. Nature 2020; 584: 457-462 doi:10.1038/s41586-020-2550-z
• 12 O’Murchu E, Byrne P, Walsh KA. et al. Immune response following infection with SARS-CoV-2 and other coronaviruses: A rapid review. Rev Med Virol 2020; DOI: 10.1002/rmv.2162.
• 13 Ng KW, Faulkner N, Cornish GH. et al. Preexisting and de novo humoral immunity to SARS-CoV-2 in humans. Science 2020; 370: 1339-1343 doi:10.1126/science.abe1107
• 14 Deng W, Bao L, Liu J. et al. Primary exposure to SARS-CoV-2 protects against reinfection in rhesus macaques. Science 2020; 369: 818-823 doi:10.1126/science.abc5343
• 15 To KKW, Hung IFN, Ip JD. et al. COVID-19 re-infection by a phylogenetically distinct SARS-coronavirus-2 strain confirmed by whole genome sequencing. Clin Infect Dis 2020; DOI: 10.1093/cid/ciaa1275.
• 16 Wang M, Li M, Ren R. et al. International Expansion of a Novel SARS-CoV-2 Mutant. J Virol 2020; 94: e00567-20 doi:10.1128/JVI.00567-20
• 17 Oude Munnink BB, Sikkema RS, Nieuwenhuijse DF. et al. Jumping back and forth: anthropozoonotic and zoonotic transmission of SARS-CoV-2 on mink farms. bioRxiv 2020; DOI: 10.1101/2020.09.01.277152.
• 18 Omer SB, Yildirim I, Forman HP. Herd Immunity and Implications for SARS-CoV-2 Control. JAMA 2020; 324: 2095-2096 doi:10.1001/jama.2020.20892
• 19 Sette A, Crotty S. Pre-existing immunity to SARS-CoV-2: the knowns and unknowns. Nat Rev Immunol 2020; 20: 457-458 doi:10.1038/s41577-020-0389-z
• 20 World Health Organization (WHO). Antigen-detection in the diagnosis of SARS-CoV-2 infection using rapid immunoassays: interim guidance (11.09.2020). Im Internet (Stand: 28.12.2020): http://www.who.int/publications/i/item/antigen-detection-in-the-diagnosis-of-sars-cov-2infection-using-rapid-immunoassays
• 21 Stadlbauer D, Amanat F, Chromikova V. et al. SARS-CoV-2 Seroconversion in Humans: A Detailed Protocol for a Serological Assay, Antigen Production, and Test Setup. Curr Protoc Microbiol 2020; 57: e100 doi:10.1002/cpmc.100
• 22 Robert Koch-Institut (RKI). Hinweise zur Testung von Patienten auf Infektion mit dem neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 (15.10.2020). Im Internet (Stand: 28.12.2020): http://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Vorl_Testung_nCoV.html;jsessionid=;02B69941B2086520FE449A7A7E1619F7.internet102#Start
• 23 Ghaffari A, Meurant R, Ardakani A. COVID-19 Serological Tests: How Well Do They Actually Perform?. Diagnostics (Basel) 2020; 10: 453 doi:10.3390/diagnostics10070453
• 24 Zettl F, Meister TL, Vollmer T. et al. Rapid Quantification of SARS-CoV-2-Neutralizing Antibodies Using Propagation-Defective Vesicular Stomatitis Virus Pseudotypes. Vaccines (Basel) 2020; 8: 386 doi:10.3390/vaccines8030386
• 25 U.S. Food and Drug Administration. EUA Authorized Serology Test Performance (12.11.2020). Im Internet (Stand: 28.12.2020): http://www.fda.gov/medical-devices/coronavirus-disease-2019-covid-19-emergency-use-authorizations-medical-devices/eua-authorized-serology-test-performance
• 26 Altmann DM, Boyton RJ. SARS-CoV-2 T cell immunity: Specificity, function, durability, and role in protection. Sci Immunol 2020; 5: eabd6160 doi:10.1126/sciimmunol.abd6160
• 27 World Health Organization (WHO). Advice on the use of point-of-care immunodiagnostic tests for COVID-19 (08.04.2020). Im Internet (Stand: 28.12.2020): http://www.who.int/news-room/commentaries/detail/advice-on-the-use-of-point-of-care-immunodiagnostic-tests-for-covid-19
• 28 Peeling RW, Wedderburn CJ, Garcia PJ. et al. Serology testing in the COVID-19 pandemic response. Lancet Infect Dis 2020; 20: e245 doi:10.1016/S1473-3099(20)30517-X
• 29 Long QX, Liu BZ, Deng HJ. et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients with COVID-19. Nat Med 2020; 26: 845-848 doi:10.1038/s41591-020-0897-1
• 30 Zhao J, Yuan Q, Wang H. et al. Antibody Responses to SARS-CoV-2 in Patients With Novel Coronavirus Disease 2019. Clin Infect Dis 2020; 71: 2027-2034 doi:10.1093/cid/ciaa344