Wie immun sind wir? Eine Frage, die für das Leben nach der Pandemie unerlässlich ist

Das formelle Ende der Pandemie am 11. Mai bedeutet weder Sieg noch Frieden: Es ist ein Ende der Feindseligkeiten mit einem gefährlichen Virus, das uns immer noch sehr beschäftigt.

Um einen solch unruhigen Waffenstillstand aufrechtzuerhalten, müssen die Amerikaner ausreichend geschützt bleiben, um zu verhindern, dass der virale Feind der Menschheit einen Ausbruch aus unserem wackeligen Abkommen inszeniert.

Die Bereitstellung dieser Zusicherung setzt wiederum voraus, dass Wissenschaftler und Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens sich alle einig sind, was es bedeutet, „ausreichend geschützt“ zu sein, und dass sie sagen können, ob die Menschen diese Marke erreichen.

In beiden Punkten greift die Bereitschaft der Nation, diesen Waffenstillstand zu überwachen, zu kurz.

Das Problem ist, dass niemand das Ausmaß der Immunität der Amerikaner gegen das Virus, das COVID-19 verursacht, eindeutig bestimmen kann. Und darunter liegt ein grundlegenderes Problem: dass Wissenschaftler und Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens sich immer noch nicht darauf geeinigt haben, was es bedeutet, immun zu sein, oder einen gemeinsamen Maßstab für die Messung angenommen haben.

„Wir sind immer an dem Punkt, Entscheidungen ohne diese Daten treffen zu müssen“, sagte Dr. Hayley Gans, eine Ärztin für Infektionskrankheiten aus Stanford, die die Food and Drug Administration in Bezug auf Impfstoffrichtlinien berät, kürzlich auf einer von der Behörde einberufenen öffentlichen Sitzung.

Es gibt einige beruhigende Trends. Krankenhauseinweisungen wegen COVID-19 sind stark zurückgegangen, und die wöchentlichen Todesfälle durch COVID-19 sind seit ihrem letzten Höchststand vor etwas mehr als einem Jahr um 90 % zurückgegangen.

Aber das ist nur „eine Momentaufnahme“, sagte Dr. Cody Meissner, ein Arzt für pädiatrische Infektionskrankheiten an der Dartmouth University, der dem Beratungsgremium der FDA für Impfstoffe angehört. Das Talent des Pandemievirus, für Überraschungen zu sorgen, lässt Wissenschaftler wünschen, sie hätten die COVID-19-Immunität gut genug verstanden, um ihren nächsten Schritt vorherzusehen.

Wissenschaftler haben ein Maß für die Immunität, das durch jahrzehntelange Forschung gestützt wird – das Zählen von Antikörpern. Es ist einfach und kostengünstig mit Labortests durchzuführen, die leicht verfügbar sind.

Das Zusammenzählen der Immunproteine, die sich nach einer Impfung oder Infektion bilden, ist eine Möglichkeit, um zu beurteilen, wie schnell eine Person eine Infektion blockieren oder beseitigen kann. Je mehr Antikörper, desto gründlicher ihr Schutz.

Um Einblicke in die Immunität des Landes insgesamt zu erhalten, messen Wissenschaftler Coronavirus-Antikörper in großen Personengruppen, beispielsweise bei Patienten, denen Blut für routinemäßige Labortests entnommen wurde, oder bei Freiwilligen, die an Blutbanken gespendet haben. Diese Seroprävalenzerhebungen haben gezeigt, dass bis Juni 2022 94 % der amerikanischen Erwachsenen – und ungefähr ebenso viele Kinder – geimpft, infiziert oder beides waren.

Eine Zeit lang hofften Beamte, dass hohe Antikörperspiegel das Virus vollständig aus dem Verkehr ziehen würden. Sobald genügend Amerikaner geimpft seien, so die Begründung, würden Antikörper so viele Infektionen blockieren, dass das Coronavirus mangels neuer Opfer einfach aussterben würde.

Aber als sich die Pandemie ausbreitete, wurden die Hoffnungen, diesen Zustand der „Herdenimmunität“ zu erreichen, zunichte gemacht.

Alle virusspezifischen Antikörper „zerfallen“ mit der Zeit und hinterlassen eine Vorlage, um bei Bedarf neue herzustellen. Aber dieser Erneuerungsprozess braucht Zeit, und die Delta- und Omicron-Varianten erwiesen sich als geschickt darin, Infektionen zu etablieren, bevor die körpereigenen Abwehrkräfte vorhanden sind.

Im Laufe der Zeit wurde klar, dass Antikörper allein nicht die ganze Geschichte der Immunität der Amerikaner erzählen. Menschen, die geimpft oder zuvor infiziert worden waren, erkrankten an COVID-19. Aber sie erkrankten oder starben nicht annähernd so häufig wie Menschen ohne Immunschutz. Irgendein anderer Prozess war eindeutig am Werk.

Dieser unsichtbare Mechanismus war das, was Wissenschaftler zelluläre Immunität nennen, und seine Fußsoldaten sind T-Zellen.

Dr. Dan H. Barouch, ein Immunologe in Harvard, nennt T-Zellen „die unbesungenen Helden“ des Immunsystems. Sie erledigen die Naharbeit, indem sie Zellen jagen und töten, die vom Coronavirus befallen und entführt wurden.

Der zellulären Immunität wird weithin zugeschrieben, die schlimmsten Verwüstungen von COVID-19 abzuwehren. Sogar bei einigen, deren geschwächtes Immunsystem eine anämische Antikörperreaktion auf die Impfung hervorruft, kann die zelluläre Immunität robust eingreifen und vor dem Tod schützen.

Da neue Mutationen dem Coronavirus halfen, Antikörpern auszuweichen, schienen die T-Zell-Antworten angesichts neuer Varianten, einschließlich der vielen Varianten von Omicron, stark zu bleiben.

Es gibt auch ermutigende Beweise dafür, dass diese zelluläre Immunität langanhaltend ist. Wissenschaftler haben starke T-Zell-Antworten ein Jahr nach der SARS-CoV-2-Infektion und mindestens sechs Monate nach der Impfung bestätigt. Darüber hinaus zeigten Patienten, die mit dem SARS-CoV-Coronavirus infiziert waren – einem nahen Verwandten des Pandemievirus, das 2003 für den Ausbruch des schweren akuten respiratorischen Syndroms verantwortlich war – 17 Jahre später Anzeichen einer T-Zell-Immunität.

All dies hat den Impfstoffexperten Dr. Paul Offit von der University of Pennsylvania dazu gebracht, den Wert wiederholter Auffrischungsimpfungen als Mittel zur Aufrechterhaltung des Schutzes der Amerikaner gegen COVID-19 in Frage zu stellen.

Es häufen sich die Beweise dafür, dass die Immunität der meisten Amerikaner jetzt mehr auf T-Zellen beruht als auf der Stützung der Antikörperspiegel, sagte Offit. Infolgedessen sei die Strategie der US-Regierung mit wiederholten Auffrischimpfungen wahrscheinlich für alle außer Patienten mit geschwächtem Immunsystem unnötig, fügte er hinzu.

Offit räumte ein, dass jeder Stich die Antikörperspiegel erhöht. Aber es ist nicht klar, dass diese zusätzlichen Antikörper die Wahrscheinlichkeit einer schweren Krankheit oder des Todes verringern, was mittlerweile die Definition von „geschützt“ sein sollte, sagte er.

Meissner geht weiter.

„Dieses Virus ist wie der Wind – man kann den Wind nicht aufhalten“, sagte er. „Es wird weiter mutieren und ansteckender werden. Aber solange wir uns in diesem Stadium der Pandemie vor schweren Krankheiten schützen können, kann ich damit leben.“

Bei einem kürzlich von der FDA einberufenen Treffen, um die künftigen Impfstoffstrategien zu prüfen, forderten Offit, Meissner und andere die Agentur auf, klarzustellen, was die Schüsse bewirken sollen und welche Metrik sie verwenden wird, um sie zu beurteilen.

„Wir müssen definieren, was wir von diesem Impfstoff erwarten“, sagte Offit bei dem Treffen. Wenn es darum geht, vor schwerer Krankheit und Tod zu schützen, „sind T-Zellen wichtig“.

Leider ist der Status der zellulären Immunität einer Person schwieriger zu erfassen und zu quantifizieren. Es gibt Tests, die diese Immunzellen messen, aber sie sind weder billig noch einfach durchzuführen.

Die Bewohner des zellulären Immunsystems sind ein bunt gemischter Haufen, dessen Funktionen sich mit der Zeit und den Umständen ändern. Wichtige Details darüber, wie dieses komplexe System auf das Coronavirus reagiert, entziehen sich Wissenschaftlern immer noch, sagte Meissner.

„Wir wissen nicht, welche dieser T-Zellen beim Schutz vor Atemwegsviren eine wichtige Rolle spielen“, sagte er. „Es ist also nicht einfach, sich T-Zellen anzusehen und zu fragen, ob wir genügend davon haben, um sie zu schützen.“

Es gibt Tests, die die zelluläre Immunität erfassen, aber ihre Durchführung ist sehr teuer. Die meisten erfordern ein großes Blutvolumen einer Person, spezielle chemische Reagenzien und komplexe Manipulationen, um Ergebnisse zu erzielen. Viele verlangen hochqualifizierte Labormitarbeiter oder umfangreiche Rechenressourcen, um nützliche Daten zu erhalten.

Infolgedessen werden sie bei der Behandlung von Patienten sparsam eingesetzt. Und sie werden nie verwendet, um breite Bevölkerungsgruppen zu testen.

Wenn ein Labortest die zelluläre Immunität so einfach messen könnte wie Antikörper, „würde sich das wie ein Lauffeuer ausbreiten, weil alle danach suchen“, sagte Meissner.

Ein solcher Test könnte nicht nur beurteilen, ob eine Person eine Auffrischungsimpfung benötigt; weit verbreitet, könnte es eine Rückkehr zu Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit wie soziale Distanzierung und Maskierung anregen. Wenn der T-Zell-Schutz in allen Populationen gesunken ist, könnten die Impfstoffhersteller sogar darauf aufmerksam gemacht werden, dass sie die Zusammensetzung der Impfstoffe aktualisieren müssen, um sie besser an den zirkulierenden Stamm anzupassen.

Ein solcher Test kann ein Anfang sein.

Im vergangenen Jahr hat die Europäische Arzneimittelagentur einen kommerziellen Assay abgesegnet, der Wissenschaftlern und Gesundheitsbehörden eine einfache Möglichkeit bietet, die T-Zell-Immunität zu messen.

Die beworbene Verwendung des Tests besteht darin, immungeschwächten Patienten zu zeigen, ob sie ein hohes Risiko haben, schwer krank zu werden oder zu sterben, wenn sie sich mit dem Coronavirus infizieren. Aber Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens in Spanien nutzten es, um die Immunität der Einwohner Madrids zu bewerten, nachdem die meisten einen Impfstoff erhalten hatten und mehrere Wellen von COVID-19 durch die Stadt gefegt waren.

An 40 aufeinanderfolgenden Tagen entnahmen Phlebotomisten 100 Blutproben pro Tag. Jede Nacht wurden die Proben von einem einzigen Labortechniker verarbeitet, der mit einer PCR-Maschine arbeitete, einer Standardvorrichtung in praktisch jedem kommerziellen Testlabor. Die Ergebnisse liefern eine Ja/Nein-Antwort auf die Frage, ob es eine zelluläre Immunantwort auf das SARS-CoV-2-Virus gibt.

„Sogar mein 12-jähriger Sohn kann den Test durchführen“, sagte Jordi Ochando, ein Immunologe an der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York, der die Umfrage in Madrid beaufsichtigte. Die Ergebnisse können innerhalb eines Tages nach der Blutentnahme verfügbar sein und sofort zur Analyse, Weitergabe und Speicherung hochgeladen werden, fügte er hinzu.

Ochando bekam schnell seine Antwort: Im Durchschnitt 10 Monate nach der Impfung zeigten 90,2 % der getesteten Bevölkerung immer noch eine zelluläre Immunantwort auf das Pandemievirus.

Der von der britischen Biotech-Firma Hyris entwickelte Test ist bei weitem nicht vollständig. Es führt keine T-Zellzählung durch oder untersucht ihre Stärke oder Diversität, wie es einige Labortests tun. Und anstatt die Reaktion des zellulären Immunsystems zu erkennen, sucht es nach einem genetischen Signal, das eine solche Aktivierung anzeigt.

Aber es ist einfach und billig in der Anwendung. In Europa seien die Kosten pro Person „auf dem Niveau eines Standard-PCR-Tests“ für COVID-19, sagte Stefano Lo Priore, Gründer und Chief Executive von Hyris.

“Es ist A Methode – die einzige skalierbare Methode, die wir jetzt haben – zur Quantifizierung der zellulären Immunität“, sagte Ernesto Guccione, ein Immunologieforscher am Mount Sinai, der an der Entwicklung des Tests mitgewirkt hat und für den ein Patent angemeldet ist.

Ein solcher Test könnte es erschwinglich machen, die zelluläre Immunität bei Bewohnern eines Internats, eines Pflegeheims oder einer Stadt zu messen, sagte Lo Priore. Die Ergebnisse könnten den Beamten bei der Entscheidung helfen, Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit wie Maskenpflichten in Innenräumen einzustellen oder wieder einzuführen oder den Zeitpunkt von Auffrischungsimpfungen zu bestimmen.

Mit der Zeit, sagte Guccione, könnte der Test zusammen mit anderen Assays verwendet werden, um mehr darüber zu erfahren, wie und wie lange T-Zellen schützen. Es muss die Musterung bei der FDA bestehen, bevor es in den Vereinigten Staaten vermarktet werden kann, ein Prozess, auf den sich das Unternehmen derzeit vorbereitet.

Als nächstes wollen Guccione und Ochando die T-Zell-Immunität von New York City messen, das wiederholt das Epizentrum der Pandemie in den Vereinigten Staaten war.

Los Angeles könnte als nächstes kommen, sagte Ochando.