Ursache für Durchbruchinfektionen: mehr Fragen als Antworten?

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Coronavirus: immer mehr Infektionen bei geimpften & genesenen Personen. Was steckt hinter den Durchbruchsinfektionen und Reinfektionen bei Genesenen?

In der aktuellen Sommerwelle der Coronainfektionen 2022 fällt auf, das sich auch immer mehr geimpfte Personen mit dem Coronavirus anstecken. Doch was steckt hinter diesen Impfdurchbrüchen bzw. Durchbruchsinfektionen? Und warum gibt es offenbar auch immer mehr Reinfektionen bei Genesenen?

Die Impfung gegen das SARS-CoV-2-Virus schützt vor COVID-19. Wie gut, hängt aber von der Stärke der Antikörperantwort ab, die der Körper gegen das Virus entwickelt – und das ist von Mensch zu Mensch verschieden.

Das zeigt die größte deutsche Impfstudie zu COVID-19, die ein Forschungsteam der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen (UDE) seit über einem Jahr am Universitätsklinikum Essen durchführt.

Doch daneben gibt es eine weitere Entwicklung: Immer häufiger hört man von Zweifachinfektionen, doch offizielle Zahlen liegen noch nicht vor (Stand: 11.7.22) Die neue Omikron-Variante BA.5 sorgt offenbar dafür, dass viele bereits Genesene sich abermals anstecken. Diese schnell übertragbare Mutante dominiert laut Robert-Koch-Institut (RKI) derzeit das Infektionsgeschehen und macht 66 Prozent der Fälle in Deutschland aus.

Mit dieser Entwicklung beschäftigen sich die Studienbetreiber der Medizinischen Hochschule Hannover und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. I

Was ist eine Durchbruchsinfektion?

Das Robert-Koch-Institut (RKI) definiert einen Impfdurchbruch bzw. eine Durchbruchsinfektion als eine symptomatische Infektion, die bei einem Geimpften (im Falle von Corona ist damit eine Grundimmunisierung mit zumindest zwei mRNA Impfungen gemeint) bezeichnet, die mittels RT-PCR-Test diagnostiziert wurde.

Grundimmunisierten Personen, die PCR-positiv getestet wurden aber keinerlei Symptome (asymptomatische Verläufe) zeigen, gelten nach dieser Definition wohlgemerkt nicht als Impfdurchbrüche.

Doch wie kommt es zu derartigen Infektionen bei geimpften Personen?

Grundsätzlich ist ein Impfdurchbruch überhaupt nicht ungewöhnlich, da es bisher keine 100% wirksamen Impfstoffe gibt. Aber auch eine Mutation des Krankheitserregers (Pathogens), gegen das geimpft worden ist ist eine mögliche Ursache. Dabei wird der Erreger nicht mehr vom Immunsystem erkannt und so kommt es trotz einer vorangegangenen Impfung oder einer überstandenen Infektion zu einer Erkrankung.

Derartige Mutationen hat das Coronavirus aufgewiesen, aktuell ist es die hoch ansteckende Omikron-Subvariante BA.5, die auch das Immunsystem von Geimpften und Genesenen austrickst.

Größte deutsche Impfstudie untersucht mögliche Ursache für Durchbruchinfektionen

Unter der Leitung des Instituts für Pharmakogenetik (Direktor: Prof. Dr. Winfried Siffert) und des Instituts für Virologie (Direktor: Prof. Dr. Ulf Dittmer) wurden ab dem Frühjahr 2021 mehr als 2.500 Beschäftigte der Universitätsmedizin Essen in diese Studie aufgenommen und kontinuierlich untersucht.

Es wurden regelmäßig nach der Erst-, Zweit-, und Drittimpfung Blutproben entnommen und die Menge der Antikörper gegen das SARS-CoV-2-Virus bestimmt, der sogenannte Antikörpertiter. Zusätzlich beantworteten die Teilnehmenden Fragen zu ihrem Gesundheitszustand und ob Corona-Infektionen trotz Impfung auftraten.

Seine ersten Studienergebnisse hat das Forschungsteam jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Frontiers in Immunology“ publiziert, in die die Daten von 1391 Teilnehmenden eingeflossen sind. Im Zeitraum von Ende November 2021 bis Anfang März 2022 infizierten sich trotz Boosterimpfung 102 Personen (7%) mit der SARS-CoV-2 Omikron-Variante.

Die meisten Infektionen erfolgten im privaten Umfeld und nicht am Arbeitsplatz im Krankenhaus. „Das Gute an der Nachricht ist“, so Prof. Siffert, „dass bei allen Infizierten die Erkrankung nur kurz dauerte und milde verlief, ähnlich wie bei einer Erkältung. Niemand musste im Krankenhaus behandelt werden. Wir sehen also bestätigt, dass man nach Booster-Impfung trotz Infektion vor einem schweren Verlauf geschützt ist.“

Das Forschungsteam ging auch der Frage nach, wer von einer Durchbruchinfektion betroffen war. „Alter, Geschlecht, Vorerkrankungen oder ähnliches haben hier keine Rolle gespielt“, so Prof. Dittmer. „Allerdings hatten Infizierte im Vergleich zu Nicht-Infizierten niedrigere Antikörpertiter, haben also schlechter auf die Impfung angesprochen – warum ist Gegenstand weiterer Untersuchungen.“

Auch die sogenannte Neutralisierungsfähigkeit der Antikörper wurde im Rahmen der Studie untersucht. Sie misst, wie gut die Antikörper das Virus binden und es an der Infektion von Zellen hindert.

Hier fiel ein weiterer Unterschied auf: Das Blutserum von Infizierten konnte die Virusvariante Omikron deutlich schlechter neutralisieren, als dies bei Nicht-Infizierten der Fall war. Die Ursache liegt neben der geringeren Antikörperzahl vermutlich in der Beschaffenheit der Antikörper. Auch diesen Punkt will das Essener Team zukünftig näher untersuchen.

Studie: Kaum Immunschutz gegen Omikron-Subvariante BA.5 für Geimpfte und genesene

Wissenschaftler des Deutschen Primatenzentrums (DPZ) der Medizinischen Hochschule Hannover und der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg untersuchten in einer aktuellen Studie (06/2022) Antikörper von ungeimpften Omikron-Genesenen, Dreifach-Geimpften sowie genesenen Geimpften.

Das Ergebnis war ernüchternd: Infektionen mit den „alten“ Omikron-Untervarianten BA.1 und BA.2 schützen kaum vor der für die aktuelle Sommerwelle 2022 verantwortlichen SARS-CoV-2-Untervariante BA.5, selbst eine dreifache Impfung wirkt gegenüber früheren Corona-Varianten nur abgeschwächt.

„BA.2.12.1 sowie insbesondere BA.4 und BA.5 sind Antikörperfluchtvarianten. Die Impfung wird dennoch vor einem schweren Verlauf schützen, der Schutz wird jedoch wahrscheinlich etwas geringer ausfallen als bei den vorher zirkulierenden Varianten“, befindet Markus Hoffmann, Letztautor der Studie.

„Unsere zukünftigen Studien müssen zeigen, ob BA.2.12.1 und BA.4 und BA.5 nicht nur schlechter durch Antikörper gehemmt werden, sondern auch Lungenzellen besser infizieren. Wenn das der Fall sein sollte, ist ein Anstieg der Hospitalisierungen nicht auszuschließen. Allerdings wurde ein solcher Effekt zumindest in Südafrika, wo BA.4 und BA.5 zuerst nachgewiesen wurden, bislang noch nicht beobachtet“, sagt Stefan Pöhlmann, der die Studie gemeinsam mit Markus Hoffman geleitet hat.

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Quellen:

¹ Individuals With Weaker Antibody Responses After Booster Immunization Are Prone to Omicron Breakthrough Infections. (Möhlendick B, Čiučiulkaitė I, Elsner C, Anastasiou OE, Trilling M, Wagner B, Zwanziger D, Jöckel K-H, Dittmer U and Siffert W (2022) in Front. Immunol. 13:907343.) doi: 10.3389/fimmu.2022.907343; Originalstudie: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2022.907343/full
² Augmented neutralisation resistance of emerging omicron subvariants BA.2.12.1, BA.4, and BA.5. (P. Arora, A. Kempf, I. Nehlmeier, S. R. Schulz, A. Cossmann, M. V. Stankov, H.-M. Jäck, G. M. N. Behrens, S. Pöhlmann, M. Hoffmann in The Lancet Infectious Diseases; 2022) DOI: https://doi.org/10.1016/S1473-3099(22)00422-4; Originalstudie: https://www.thelancet.com/journals/laninf/article/PIIS1473-3099(22)00422-4/fulltext

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