SARS-CoV-2 spezifische T-Zellantwort

Nach einer Infektion mit SARS-CoV-2 aktiviert der Körper sein Immunsystem. Es kommt zur Bildung von spezifischen Antikörpern, die nach der 2.-3. Krankheitswoche mit hoher Wahrscheinlichkeit im Blut nachgewiesen werden können. Gleichzeitig bilden sich spezifische Immunzellen, die SARS-CoV-2 infizierte Zellen erkennen und eliminieren können. Es bildet sich ein immunologisches Gedächtnis der Immunzellen, das einen Schutz der Person bei einer späteren zweiten Infektion ermöglicht.

Die Dauer einer Immunität nach einer überstandenen Infektion ist zurzeit unbekannt. Nach SARS-CoV-2 Infektionen wurde beobachtet, dass die Antikörpertiter mehrere Monate später wieder abnehmen können und trotz früherer Infektion nicht mehr nachweisbar sind [1,2]. Hingegen scheint die zelluläre Immunabwehr länger anzuhalten im Vergleich zu den gebildeten Antikörpern [3]. Für den verwandten Erreger SARS-CoV-1 waren noch Jahre nach einer Infektion spezifische T-Zellen im Blut der Personen nachweisbar [4,5].

Einsatzmöglichkeiten des SARS-CoV-2 spezifischen T-Zelltests

  • Mit dem Test kann eine akute Infektion weder sicher nachgewiesen noch sicher ausgeschlossen werden!
  • T-Zelltest nach Infektion:
    Die Symptome bei COVID-19 können sehr stark variieren, bei der Mehrzahl der Personen treten jedoch nur milde Symptome auf [6]. Liegt kein Nachweis des Erregers mittels PCR vor, so kann es zu einem späteren Zeitpunkt schwierig sein zu ermitteln, ob frühere Symptome durch eine SARS-CoV-2 Infektion verursacht waren. Sind Antikörper gegen SARS-CoV-2 nachweisbar, so spricht dies für eine zurückliegende SARS-CoV-2 Infektion. Sind keine spezifischen Antikörper nachweisbar, jedoch eine spezifische T-Zellantwort, kann dies insbesondere bei zurückliegenden Kontakt und/oder COVID-19 Symptomen durch eine frühere SARS-CoV-2 Infektion bedingt sein [7].

  • T-Zellantwort ohne SARS-CoV-2 Infektion
    Beim Menschen sind vier weitere Coronaviren mit den Bezeichnungen HKU1, OC43, 229E und NL63 bekannt. Infektionen mit diesen „endemischen“ Coronaviren führen meist zu eher milden, gelegentlich auch schweren Krankheitsverläufen. Es wird geschätzt, dass diese Coronaviren ca. 15% der Erkältungskrankheiten verursachen [8]. Die Proteine dieser endemischen Coronaviren zeigen große Strukturähnlichkeiten zu SARS-CoV-2. Studien zu SARS-CoV-2 spezifischen T-Zellen zeigen, dass auch bei vielen gesunden Personen ohne SARS-CoV-2-Kontakt eine spezifische zelluläre T-Zellantwort vorhanden ist [9,10]. Diese T-Zellantwort gegen SARS-CoV-2 wurde vermutlich durch frühere Infektionen mit den endemischen Coronaviren gebildet. Inwiefern diese kreuzreaktiven T-Zellen einen möglichen Schutz vor Infektion bieten oder den Verlauf von COVID-19 verbessern oder gar verschlechtern, ist zurzeit unklar [11].
  • T-Zellantwort nach Impfung
    Nach einer Impfung werden spezifische Antikörper und gleichzeitig auch eine zelluläre Immunantwort gegen SARS-CoV-2 gebildet [12]. Ob die Messung einer SARS-CoV-2 spezifischen zellulären Immunantwort weitere Informationen zur Impfung bezüglich Erfolg und Dauer einer Immunität liefern kann, ist zurzeit unbekannt.

Nach einer SARS-CoV-2-Infektion ist (wie nach anderen viralen Infektionen auch) davon auszugehen, dass eine Immunität gegenüber einer Neuinfektion besteht. Erste Studien zeigen, dass nach einer zurückliegenden Infektion das Risiko für eine erneute SARS-CoV-2 Infektion deutlich verringert ist [13,14]. Nach einer Infektion kommt es zu einer Bildung von spezifischen Gedächtnis- B- und T-Zellen, die vermutlich vor einem neuen schweren Krankheitsverlauf schützen [9]. Wie lange eine Immunität gegenüber SARS-CoV-2 nach einer Infektion anhält, ist bislang unbekannt. Ob der Nachweis einer spezifischen T‑Zellantwort auch eine Immunität anzeigt, ist aufgrund der fehlenden Studien bisher nicht geklärt.

Bitte beachten Sie, dass die Erkenntnisse zu SARS-CoV-2 und COVID-19 sehr dynamisch sind. Unsere Informationen werden regelmäßig überprüft und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Labormethode

Die Messung der T-Zellantwort kann mit verschiedenen Methoden erfolgen. Meist wird die ELISPOT-Methode verwendet, die einen Nachweis der SARS-CoV-2-spezifischen T-Zellen über die Zytokinbildung dieser Zellen ermöglicht. Auch wir verwenden den ELISPOT, da diese Methode seit Jahren in unserem Labor zuverlässige Ergebnisse liefert [15,16].

Die Teste für die Messung der SARS-CoV-2-spezifischen T-Zellantwort sind nicht standardisiert. Je nach Hersteller variieren die Tests in den eingesetzten Peptiden für die T-Zellstimulation, den Inkubationsbedingungen und der Beurteilung der Stimulationsantwort. Wir haben im Labor Enders mehrere Testverfahren überprüft und uns für eine ELISPOT-Methode entschieden, die eine Immunantwort gegen die SARS-CoV-2-Proteine Spike (S), Nucleoprotein (N), Membranprotein (M) und die Proteine ORF-3a und ORF-7a (O) bestimmt. Nach unseren bisherigen Ergebnissen ist dieses Testverfahren sehr zuverlässig. Bei allen bisher untersuchten Personen mit kürzlicher SARS-CoV-2-Infektion war der Nachweis einer spezifischen zellulären Immunantwort möglich.

Das Auftreten von Veränderungen bei SARS-CoV-2 (z.B. VOC-202012/01, auch als Linie B.1.1.7 bezeichnet) mit Mutationen insbesondere im viralen S-Protein scheint zu einer erhöhten Übertragbarkeit des Virus zu führen [17]. Da unser ELISPOT-Test die Immunantwort gegen die bereits erwähnten SARS-CoV-2 Proteine SNMO mit insgesamt 254 verschiedenen Peptiden nachweist, gehen wir davon aus, dass einzelne Mutationen in Virusproteinen keinen wesentlichen Einfluss auf unsere ELISPOT-Methode haben.

Untersuchungsmaterial:

Bitte beachten Sie, dass die Untersuchung aktuell nur nach telefonischer Voranmeldung möglich ist (Dr. Meier, 0711 6357 131) !

Für den Test benötigen wir eine Heparinmonovette (Li-Heparin mit 7,5 ml) und eine Serummonovette (7,5 ml). Die Anforderung der T-Zellantwort beinhaltet den Nachweis SARS-CoV-2 spezifischer Antikörper im ELISA.

Die Blutentnahme bitte Mo bis Do vornehmen. Das Material sollte am Tag der Abnahme bis spätestens 14 Uhr in unserem Labor eintreffen.

Bei jeder Einsendung bitten wir um folgende Angaben:

  • Wurde beim Patienten SARS-CoV-2 mittels PCR oder Schnelltest nachgewiesen? Falls ja, wann war das?
  • Gab es COVID-19-Symptome? Falls ja, wann?
  • Erfolgte eine SARS-CoV-2 Impfung? Falls ja, wann/wie oft und welcher Impfstoff wurde verwendet?

Abrechnung:

Der Test ist keine Leistung der gesetzlichen Krankenkassen.
Die Kosten für Selbstzahler betragen 163,19 €.

Literatur

1. Liu A, Wang W, Zhao X, Zhou X, Yang D, Lu M, et al. Disappearance of antibodies to SARS-CoV-2 in a -COVID-19 patient after recovery. Clin Microbiol Infect 2020;26:1703–5. doi: 10.1016/j.cmi.2020.07.009

2. Long Q-X, Tang X-J, Shi Q-L, Li Q, Deng H-J, Yuan J, et al. Clinical and immunological assessment of asymptomatic SARS-CoV-2 infections. Nat Med 2020;26:1200–4. doi: 10.1038/s41591-020-0965-6

3. Sariol A, Perlman S. Lessons for COVID-19 Immunity from Other Coronavirus Infections. Immunity 2020 18;53:248–63. doi: 10.1016/j.immuni.2020.07.005

4. Li CK, Wu H, Yan H, Ma S, Wang L, Zhang M, et al. T cell responses to whole SARS coronavirus in humans. J Immunol 2008 15;181:5490–500. doi: 10.4049/jimmunol.181.8.5490

5. Le Bert N, Tan AT, Kunasegaran K, Tham CYL, Hafezi M, Chia A, et al. SARS-CoV-2-specific T cell immunity in cases of COVID-19 and SARS, and uninfected controls. Nature 2020;584:457–62. doi: 10.1038/s41586-020-2550-z

6. Wu Z, McGoogan JM. Characteristics of and Important Lessons From the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Outbreak in China: Summary of a Report of 72 314 Cases From the Chinese Center for Disease Control and Prevention. JAMA 2020 7;323:1239–42. doi: 10.1001/jama.2020.2648

7. Schwarzkopf S, Krawczyk A, Knop D, Klump H, Heinold A, Heinemann FM, et al. Cellular Immunity in COVID-19 Convalescents with PCR-Confirmed Infection but with Undetectable SARS-CoV-2-Specific IgG. Emerg Infect Dis 2021;27. doi: 10.3201/2701.203772

8. Perlman S, McIntosh K. Coronaviruses, including severe acute respiratory syndrome (SARS) and Middle East respiratory syndrome (MERS). In: Mandell, Douglas, and Bennett’s Principles and Practice of Infectious Diseases. Elsevier; 2019. p. 2072-2080.e2.

9.  Sekine T, Perez-Potti A, Rivera-Ballesteros O, Strålin K, Gorin J-B, Olsson A, et al. Robust T Cell Immunity in Convalescent Individuals with Asymptomatic or Mild COVID-19. Cell 2020 1;183:158-168.e14. doi: 10.1016/j.cell.2020.08.017

10. Braun J, Loyal L, Frentsch M, Wendisch D, Georg P, Kurth F, et al. SARS-CoV-2-reactive T cells in healthy donors and patients with COVID-19. Nature 2020;587:270–4. doi: 10.1038/s41586-020-2598-9

11. Perez-Potti A, Lange J, Buggert M. Deciphering the ins and outs of SARS-CoV-2-specific T cells. Nat Immunol 2021;22:8–9. doi: 10.1038/s41590-020-00838-5

12. Folegatti PM, Ewer KJ, Aley PK, Angus B, Becker S, Belij-Rammerstorfer S, et al. Safety and immunogenicity of the ChAdOx1 nCoV-19 vaccine against SARS-CoV-2: a preliminary report of a phase 1/2, single-blind, randomised controlled trial. Lancet 2020 15;396:467–78. doi: 10.1016/S0140-6736(20)31604-4

13.  Hall V, Foulkes S, Charlett A, Atti A, Monk EJM, Simmons R, et al. Do antibody positive healthcare workers have lower SARS-CoV-2 infection rates than antibody negative healthcare workers? Large multi-centre prospective cohort study (the SIREN study), England: June to November 2020. medRxiv 2021 15;2021.01.13.21249642. doi: 10.1101/2021.01.13.21249642

14. Lumley SF, O’Donnell D, Stoesser NE, Matthews PC, Howarth A, Hatch SB, et al. Antibody Status and Incidence of SARS-CoV-2 Infection in Health Care Workers. N Engl J Med 2020 23;doi: 10.1056/NEJMoa2034545

15. Meier T, Eulenbruch H-P, Wrighton-Smith P, Enders G, Regnath T. Sensitivity of a new commercial enzyme-linked immunospot assay (T SPOT-TB) for diagnosis of tuberculosis in clinical practice. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2005;24:529–36. doi: 10.1007/s10096-005-1377-8

16. Meier T, Enders M. High reproducibility of the interferon-gamma release assay T-SPOT.TB in serial testing. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases 2021 1;40:85–93. doi: 10.1007/s10096-020-03997-3

17. Robert Koch-Institut (RKI). Neuartiges_Coronavirus [Internet]. 2021 [cited 2021 28];doi: www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/nCoV.html