In einer kürzlich veröffentlichten Studie bioRxiv* Preprint-Server untersuchten die Forscher die Kreuzreaktivität, Avidität und Kinetik von Gedächtnis-B-Zellen und Serumantikörpern bei geimpften und mit dem schweren akuten respiratorischen Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infizierten Personen.
Hintergrund
Mit dem Aufkommen von SARS-CoV-2-Omicron-Subvarianten hat die Inzidenz der Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) bei geimpften und zuvor mit SARS-CoV-2 infizierten Personen zugenommen. Studien haben gezeigt, dass Mutationen in Regionen, die die Rezeptorbindungsdomäne des SARS-CoV-2-Spike (S)-Proteins codieren, den entstehenden Varianten eine verbesserte Fähigkeit verliehen haben, der humoralen Immunität zu entgehen.
Gedächtnis-B-Zellen zirkulieren nach einer Infektion oder Immunisierung im Körper und können schnell neutralisierende Antikörperreaktionen hervorrufen, wenn sie erneut auf das Antigen treffen. Während viele Studien über die Immunumgehungs-Fähigkeiten der entstehenden Varianten und einen Rückgang der neutralisierenden Antikörpertiter bei geimpften und zuvor infizierten Personen berichtet haben, zeigen die Begierde und Wirksamkeit neutralisierender Antikörper, die von SARS-CoV-2-spezifischen Gedächtnis-B-Zellen als Reaktion auf Reinfektionen produziert werden müssen untersucht werden.
Über das Studium
In der vorliegenden Studie verwendeten die Forscher aus Australien, der Schweiz und den Vereinigten Staaten Längsschnittproben von Personen mit und ohne vorherige SARS-CoV-2-Infektion, die drei Dosen des Boten-Ribonukleinsäure (mRNA)-Impfstoffs BNT162b2 von Pfizer/BioNTech erhalten hatten, um dies durchzuführen eine Einzelspeicher-B-Zell-Repertoire-Analyse.
Periphere mononukleäre Blutzellen und Plasma wurden aus Blutproben für die Analyse des Antigen-spezifischen Repertoires an Gedächtnis-B-Zellen isoliert. Toll-like-Rezeptor-7/8-Agonist R848 und Interleukin-2 (IL-2) wurden verwendet, um die B-Gedächtniszellen selektiv zu proliferieren und in Antikörper-sekretierende Zellen zu differenzieren.
Mehrere Enzyme-linked Immunosorbent Assays (ELISA) wurden durchgeführt, um Antikörper nachzuweisen, die spezifisch für das Spike-Protein, die S1-Domäne, die S2-Domäne, die Rezeptorbindungsdomäne (RBD), die N-terminale Domäne (NTD) und das Nukleoprotein (N) eines breiten Spektrums sind Reihe von Viren, darunter SARS-CoV-2, Human Coronavirus Hong Kong University 1 (HCoV-HKU1), Human Coronavirus Organ Culture 43 (HCoV-OC43) und Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV).
Die Häufigkeit und Spezifität von Gedächtnis-B-Zellen bei gesunden Personen, die mit dem BNT162b2-mRNA-Impfstoff geimpft wurden, wurden auch nach jeder der drei Dosen analysiert.
Die Kreuzreaktivität von Gedächtnis-B-Zellen, die als Reaktion auf die Infektion mit Wuhan-Hu-1- und Alpha-Stämmen hervorgerufen wurden, wurde unter Verwendung von Beta-, Delta- und Omicron-Varianten und Omicron-Unterlinien BA.1, BA.2, BA.3 getestet und BA.4/BA.5.
Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigten, dass, obwohl die für SARS-CoV-2 spezifischen Serumantikörper mit der Zeit nach der Infektion oder Impfung abnahmen, die Gedächtnis-B-Zellen progressiv zunahmen und bis zu 16 Monate nach der Infektion oder Impfung auf Steady-State-Spiegeln stabil blieben.
Die Längsanalyse der Proben zeigte eine fortschreitende Zunahme und ein Plateau von SARS-CoV-2 S-, RBD-, N-, S2- und NTD-spezifischen B-Gedächtniszellen. Im Vergleich dazu blieben die für die S- und N-Proteine von HCoV-HKU1 und HCoV-OC43 spezifischen Gedächtnis-B-Zellen weitgehend konstant.
Obwohl die für SARS-CoV-2 RBD-, S- und N-Proteine spezifischen Immunglobulin G (IgG)-Antikörper im Laufe der Zeit abnahmen, wurde keine Korrelation zwischen der Abnahme von IgG-Antikörpern und der Zunahme von Gedächtnis-B-Zellen festgestellt. Unmittelbar nach der SARS-CoV-2-Infektion wurde ein leichter Anstieg der IgG-Antikörper gegen HCoV-HKU1 und HCoV-OC43 verzeichnet, die jedoch schnell abfielen.
Durch Impfstoffe induzierte Gedächtnis-B-Zellen zielten nur auf Präfusions-S ab, aber die Gedächtnis-B-Zellen von Personen mit früheren Infektionen mit den Wuhan-Hu-1- und Alpha-Stämmen banden sowohl an Prä- als auch Postfusions-S. Darüber hinaus binden die Gedächtnis-B-Zellen dass erkanntes Post-Fusion-S eine Kreuzreaktivität mit humanen Betacoronaviren zeigte.
Zwei Impfstoffdosen führten sowohl bei nicht infizierten als auch bei zuvor infizierten Personen zu hohen RBD-spezifischen Gedächtnis-B-Zellen, wobei S2- und NTD-spezifische Gedächtnis-B-Zellen in geringerer Häufigkeit vorhanden waren. Bei nicht infizierten Personen lösten nachfolgende Dosen des Impfstoffs stark unterschiedliche Antikörperspiegel aus. Im Gegensatz dazu erreichten die Antikörpertiter im Serum bei infizierten Personen nach der ersten Dosis die Höchstwerte und stiegen bei nachfolgenden Dosen nicht an.
Die Avidität der Serum-Antikörper und der aus Gedächtnis-B-Zellen stammenden Antikörper nahm mit der Zeit gegen alle getesteten SARS-CoV-2-Varianten zu. Die Resilienz gegenüber den Unterlinien BA.4 und BA.5 war jedoch teilweise.
Schlussfolgerungen
Insgesamt zeigte die Studie, dass, obwohl die als Reaktion auf eine SARS-CoV-2-Infektion oder COVID-19-Impfungen gebildeten Serumantikörper mit der Zeit abnahmen, das Repertoire der Gedächtnis-B-Zellen zunahm und in den Monaten nach der Infektion oder Impfung stabile Frequenzen erreichte. Darüber hinaus folgt auf die Zunahme der Häufigkeit eine Reifung und Expansion, die es dem Körper ermöglicht, eine starke sekundäre Immunantwort auf nachfolgende Infektionen aufzubauen.
Hybride Immunität durch eine Kombination aus früheren SARS-CoV-2-Infektionen und Impfungen kann zu Gedächtnis-B-Zellen mit hoher Avidität führen, die in der Lage sind, auf ein breites Spektrum von SARS-CoV-2-Varianten und anderen Sarbecoviren abzuzielen. Die verringerte Resilienz selbst dieser hochaviden Antikörper gegen die Omicron-Unterlinien BA.4 und BA.5 gibt jedoch Anlass zur Sorge.
*Wichtiger Hinweis
bioRxiv veröffentlicht vorläufige wissenschaftliche Berichte, die nicht von Fachleuten begutachtet wurden und daher nicht als abschließend angesehen werden sollten, die klinische Praxis/das gesundheitsbezogene Verhalten leiten oder als etablierte Informationen behandelt werden sollten.
Referenz:
- Die Reifung von SARS-CoV-2-Spike-spezifischen B-Gedächtniszellen fördert die Resilienz gegen Virusflucht: Roberta Marzi, Jessica Bassi, Chiara Silacci-Fregni, Istvan Bartha, Francesco Muoio, Katja Culap, Nicole Sprugasci, Gloria Lombardo, Christian Saliba, Elisabetta Cameroni , Antonino Cassotta, Jun S Low, Alexandra C. Walls, Matthew McCallum, M. Alejandra Tortorici, John E. Bowen, Exequiel A. Dellota Jr., Josh R. Dillen, Nadine Czudnochowski, Laura Pertusini, Tatiana Terrot, Valentino Lepori, Maciej Tarkowski, Agostino Riva, Maira Biggiogero, Alessandra Franzetti Pellanda, Christian Garzoni, Paolo Ferrari, Alessandro Ceschi, Olivier Giannini, Colin Havenar-Daughton, Amalio Telenti, Ann Arvin, Herbert W. Virgin, Federica Sallusto, David Veesler, Antonio Lanzavecchia, Davide Corti und Luca Piccoli. bioRxiv. 2022. DOI: https://doi.org/10.1101/2022.09.30.509852 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.30.509852v1
.
