Weder Impfung noch Erkrankung bieten langfristigen Schutz vor einer Coronainfektion. US-Forschende finden einen möglichen Grund.

Frankfurt – Husten, Schniefen und Heiserkeit scheinen seit Wochen allgegenwärtig zu sein. Laut Robert Koch-Institut leidet derzeit nahezu jeder oder jede Zehnte an einem akuten Atemwegsinfekt, ein Höchstwert im Vergleich zu früheren Jahren. Hauptverantwortliche sind an erster Stelle Rhinoviren, gefolgt von Sars-CoV-2, alle weiteren Erreger liegen unter fünf Prozent. Beim Coronavirus dominieren in Deutschland aktuell die Varianten KP.3.1.1 und XEC, beide entstammen der Omikron-Linie.

Man kann davon ausgehen, dass es viele wiederholt erwischt hat. Das gilt für Schnupfengeplagte ebenso wie für jene, die sich Corona eingefangen haben. Dass man eine Erkältung immer wieder kriegen kann, weiß nahezu jeder Mensch aus Erfahrung. Es hat vor allem damit zu tun, dass rund 160 verschiedene Rhinoviren existieren und eine Infektion mit einem Typ nicht vor Ansteckung mit einem anderen schützt – ein Grund, warum es bislang keine „Schnupfenimpfung“ gibt und auf absehbare Zeit wohl nicht geben wird.

Warum stecken sich so viele Menschen immer wieder mit Corona an?

Doch was ist mit Corona? Warum stecken sich so viele Menschen schon zum dritten oder vierten Mal an, obwohl sie geimpft sind und die Erkrankung mehrfach durchgemacht haben? Eine Ursache ist die Mutationsfreudigkeit des Erregers. Sars-CoV-2 wartet mit ständig neuen Varianten auf, die eine bestehende Immunität unterlaufen können. Der Wechsel geschieht in einer Geschwindigkeit, dass selbst die jeweils neuesten Impfstoffe hinterherhinken.

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Ein Team der Emory University in Atlanta (USA) hat nun eine weitere mögliche Ursache gefunden. In ihrer im Fachmagazin Nature Medicine veröffentlichten Studie gehen die Forschenden vor allem der Frage nach, warum die mRNA-Vakzine keine langfristige Immunität bewirken (andere Technologien wie die chinesischen Totimpfstoffe wurden nicht untersucht). Das Ergebnis: Die Impfung führt nicht zur Bildung langlebiger Plasmazellen im Knochenmark, die spezifische Antikörper produzieren.

Für die von Mai 2021 bis März 2024 laufende Studie wurden 19 gesunde Erwachsene einer Knochenmarkpunktion unterzogen, um bei ihnen langlebige Plasmazellen (LLPC) zu messen. Alle Teilnehmenden hatten in den vorangegangenen drei Jahren zwischen zwei und fünf Dosen eines mRNA-Impfstoffs erhalten, fünf gaben an, auch noch eine Covid-Erkrankung hinter sich gebracht zu haben. Außerdem hatten die Probandinnen und Probanden kürzlich eine Influenza-Impfung und eine Auffrischungsimpfung gegen Tetanus (Wundstarrkrampf) bekommen. Für alle drei Krankheiten wurde geprüft, ob sich langlebige Plasmazellen finden ließen.

Als Erstes kämpft das angeborene Immunsystem gegen einen Krankheitserreger

Zum Hintergrund: Infiziert man sich mit einem Erreger, tritt als Erstes das angeborene Immunsystem in Aktion, das mit einer schnellen, unspezifischen Abwehrreaktion Eindringlinge bekämpft. Das erworbene Immunsystem braucht etwas länger und kommt später mit gezielten Maßnahmen hinzu. Dazu gehören etwa T-Zellen, die infizierte Zellen zerstören und Antikörper, die Viren oder Bakterien passgenau neutralisieren.

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Die für die Studie untersuchten langlebigen Plasmazellen gehen aus B-Zellen – die Teil des erworbenen Immunsystems sind – hervor. Bei einer Infektion oder nach einer Impfung scannen B-Zellen zunächst die Oberfläche des eingedrungenen oder verabreichten Antigens und bilden nach dieser Vorlage Antikörper, die wie ein Schlüssel ins Schloss passen. Später wandert ein Teil der B-Zellen dann ins Knochenmark, um zu Plasmazellen zu werden. Diese verbleiben dort idealerweise jahrzehntelang und produzieren bei Bedarf wieder neutralisierende Antikörper.

Die Studienautorinnen und -autoren stellten fest, dass alle Teilnehmenden langlebige Plasmazellen im Knochenmark hatte, um Antikörper gegen Tetanus und Grippe zu bilden (dass die Influenza-Impfung jährlich erneuert werden muss, ist dem Wechsel der jeweils zirkulierenden Stämme geschuldet). Im Gegensatz dazu verfügte aber lediglich ein Drittel über Plasmazellen, die Antikörper gegen Corona erzeugen können und selbst von diesen waren nur 0,1 Prozent spezifisch für Sars-CoV-2.

Menschen, die Covid hinter sich haben, mangelt es an spezifischen langlebigen Plasmazellen

Eine im Sommer veröffentlichte Studie der University of Maryland School of Medicine hatte bereits gezeigt, dass es Menschen, die Covid hinter sich hatten und nicht geimpft waren, an Sars-CoV-2-spezifischen langlebigen Plasmazellen mangelt. Es ist also ein Problem nach Impfung und Infektion gleichermaßen.

Woran liegt das? Das Team der aktuellen Studie um die Immunologin Frances Eun-Hyung Lee und ihren Kollegen Doan Ngyuen vermutet die Ursache in der Oberflächenstruktur des Coronavirus, konkret in der Art, wie die Spike-Proteine angeordnet sind. Um sich an virale Proteine zu binden und die Grundlage für die späteren Antikörper zu schaffen, verfügen B-Zellen über Y-förmige Rezeptoren. Binden die Arme des Ypsilons an die Virusproteine, so lösen sie einen Prozess namens Vernetzung aus, der wiederum die B-Zellen veranlasst, sich in Plasmazellen zu verwandeln.

Bei Untersuchungen von Sars-CoV-2 zeigte sich, dass die Spike-Proteine auf der Virusoberfläche zu weit voneinander entfernt sind, als dass sich der B-Zell-Rezeptor problemlos an zwei binden könnte. Auch die Spike-Proteine, die körpereigene Zellen nach der mRNA-Impfung produzieren, ragen dann in zu weiten Abständen aus diesen Zellen heraus. Deshalb bleibe vermutlich die Vernetzung und somit die Bildung langlebiger Plasmazellen aus, schlussfolgern die Forschenden.

Ist das mRNA-Prinzip die optimale Technologie für Corona-Impfstoffe?

In einem Artikel zur Studie im Fachmagazin Science wird infrage gestellt, ob angesichts dieser Problematik das mRNA-Prinzip die optimale Technologie für Corona-Impfstoffe ist. In diesem Zusammenhang wird der Immunologe Martin Bachmann von der Universität Bern mit der Aussage zitiert, er sei überzeugt, dass virusähnliche Partikel die beste Plattform seien. Für Impfstoffe dieser Art werden Viruspartikel zu einem künstlichen Konstrukt angeordnet. Weltweit wird bereits an Covid-Impfstoffen auf dieser Basis gearbeitet.

Die Autorinnen und Autoren der Studie selbst sprechen keine Empfehlung für einen Wechsel der Technologie aus. Sie schreiben aber, die Erzeugung langlebiger Plasmazellen sei „der heilige Gral der Vakzinologie“. Die Haltbarkeit des Schutzes durch mRNA-Impfungen müsse deshalb verbessert werden. (pam)

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