In einer Analyse des Universitätsklinikums Frankfurt wurde die humorale Immunantwort einer Kohorte von 143 COVID-19-Patienten untersucht. Der SARS-CoV-2-spezifische Antikörper wurde durch einen enzymgebundenen Immunosorbent-Assay (ELISA) nachgewiesen. Die Neutralisationsaktivität von SARS-CoV-2 und HCoV-NL63 wurde mit pseudotypisierten lentiviralen Vektoren analysiert. Die Ergebnisse zeigen die humoralen Immunantworten gegen SARS-CoV-2 auf und könnten für die Impfstoffentwicklung hilfreich sein. Wie bereits bekannt, nimmt der Schweregrad von COVID-19 mit dem Alter zu, männliche Patienten zeigten schwerwiegendere Symptome als weibliche. Auch korrelierte der Schweregrad der Erkrankung mit der Menge an SARS-CoV-2-spezifischem IgG und IgA und der Neutralisationsaktivität der Antikörper. Die Menge an SARS-CoV-2-spezifischen IgG-Antikörpern nahm mit der Zeit ab. Ebenso nahmen die gegen das Nukleoprotein gerichteten Antikörper schneller ab als die gegen die Spikes gerichteten Antikörper. Im Gegensatz dazu schien die Schwere der COVID-19-Erkrankung beim gemeinsamen Grippe-Corona-Virus NL63 mit geringen NL63-neutralisierenden Aktivitäten zu korrelieren, was auf die Möglichkeit eines kreuzreaktiven Schutzes schließen lässt.
Quelle: Poster P4, 24.03.21 Schnierle B, Henss L, Analysis of humoral immune responses in SARS-CoV-2 infected patients, 24.03.21
Die Coronavirus SARS-CoV-2-Erkrankungen breiten sich weltweit schnell aus. Viele Risikogruppen wurden bereits definiert, jedoch gibt es immer noch keine Prognosemarker, die Patienten mit einer schlechten Prognose identifizieren könnten. Die Serumspiegel des Immunaktivierungsmarkers Neopterin haben sich bei Patienten mit SARS als prognostisch wertvoll erwiesen. Eine Studie untersuchte, ob der Abbau von Serum-Neopterin und Tryptophan mit dem Schweregrad eines COVID-19-Infekts zusammenhängt [1,2]. In der Untersuchung wurden 34 Patienten mit bestätigtem COVID-19-Infekt zwischen dem 3. und 30. März 2020 eingeschlossen. Davon hatten 15 Patienten eine leichte Erkrankung, 19 Patienten wiesen einen schweren Verlauf auf und mussten intensivmedizinisch betreut werden. Die Konzentrationen von Serum-Neopterin, Tryptophan und Kynurenin wurden bei und wiederholt nach dem Einschluss in die Studie ermittelt.
Bei schwerkranken Patienten (Mittelwert 42,0 nmol/l [SD 18,2]) wurde im Vergleich zu Patienten mit milden Symptomen (16,9 nmol/l [SD 11,0]) eine mehr als zweifach höhere mittlere Neopterinkonzentration beobachtet. Alle schweren Fälle hatten bei der ersten Probenahme erhöhte Neopterinkonzentrationen (> 9,1 nmol/l) mit Werten im Bereich von 17,2 bis 86,7 nmol/l. Im Vergleich dazu hatten 10 von 15 Patienten mit leichter Erkrankung Neopterinspiegel über 9,1 nmol/l mit Konzentrationen im Bereich von 4,9 bis 31,6 nmol/l. Die Neopterinspiegel nahmen im Verlauf von COVID-19 allmählich ab. In schweren Fällen blieben die Spiegel über einen längeren Zeitraum erhöht. Darüber hinaus wurden in der Gruppe mit schweren Fällen niedrigere Tryptophanspiegel und höhere Kynureninspiegel beobachtet. Das weist auf einen erhöhten Tryptophankatabolismus hin.
Serum-Neopterinspiegel sind mit dem Schweregrad von COVID-19 verbunden. Die signifikante Korrelation zwischen der Neopterinproduktion und dem Tryptophanabbau scheint miteinander verbunden zu sein. Gemeinsam ist die Aktivierung von aus Monozyten stammenden Zellen wie Makrophagen und dendritischen Zellen bei Patienten mit SARS-CoV-2-Infektion. Die Ergebnisse legen nahe, dass Neopterin als Prognosemarker verwendet werden könnte. Es sind jedoch weitere Studien erforderlich.
Quellen:
[1] Robertson J, Gostner JM, Nilsson S, Andersson LM, Fuchs D, Gisslen M, Serum neopterin levels in relation to mild and severe COVID-19, BMC Infect Dis 20: 942, 2020
[2] Gisslen M, Fuchs D, Laboratory diagnostic value of neopterin measurements in patients with COVID-19 infection. Pteridines (in press)
Poster P9, Robertson J et al., Serum neopterin levels and tryptophan breakdown in relation to mild and severe COVID-19, 24.03.21
Um diagnostische Marker, Medikamente und Impfstoffe entwickeln zu können, ist ein detailliertes Verständnis der Immunogenität und Pathogenese von SARS-CoV-2 wichtig. Es liegen mehrere Studien vor, in denen die humorale Reaktion gegen SARS-CoV-2 untersucht wird. Bei solchen Studien liegt der Fokus auf einem einzigen Zielprotein, wobei nur ein kleiner Teil der humoralen Antwort aufgezeigt wird. Microarray-basierte Technologien eignen sich zur Profilierung der proteomweiten Antikörperantwort. Sie bieten einen systemischen Überblick über die SARS-CoV-2-spezifische humorale Antwort. Das Ziel einer Studie war eine proteomweite Analyse der SARS-CoV-2-spezifischen humoralen Immunantworten und die Identifizierung diskriminativer Marker für den Krankheitsverlauf. Es wurden Peptid-Microarrays verwendet. Die Antikörperprofile von bestätigten COVID-19-Patienten mit mildem (n = 7) Verlauf wurden analysiert und die IgG- und IgA-Reaktion bei Patienten mit einem leichten (n = 9) oder schweren (n = 7) COVID-19-Verlauf verglichen. Als Negativkontrolle wurden die Seren von SARS-CoV-2-naiven (n = 7) Personen verwendet. Die IgG-Reaktionen gegen neun Peptide waren bei Patienten in Woche 9/10 PSO statistisch signifikant im Vergleich zu SARS-CoV-2-negativen Personen, trotz einer Heterogenität der IgG- und IgA-Reaktionen bei COVID-19-Patienten. Bemerkenswerterweise waren die IgG-Reaktionen gegen ein ORF1a/b-Peptid während der frühen akuten Phase und des gesamten verbleibenden Beobachtungszeitraums einschließlich der Gedächtnisphase der Infektion signifikant. Für IgA-Reaktionen wurden bei COVID-19-Patienten im Vergleich zu naiven Kontrollen keine Peptide signifikant festgestellt.
Der Vergleich der IgG- und IgA-Antikörperantwort bei Patienten mit leichtem oder schwerem Krankheitsverlauf ergab mehrere lineare B-Zell-Epitope in ORF1a/b, ORF8, ORF3a und Spike, die mit einem schweren Krankheitsverlauf assoziiert waren. Der COVID-19-Diskriminanzmarker, der dem ORF1a/b zugeordnet war, für schwere Krankheitsverläufe wurde festgestellt. Darüber hinaus war die Reaktion von IgG- und IgA-Antikörpern gegen ein Peptid in ORF3a signifikant mit einem schweren Verlauf assoziiert. Insgesamt deuten die Daten lineare B-Zell-Epitope als potenzielle Marker für die akute und Gedächtnisphase der Infektion sowie als diskriminierende Marker für den schweren Krankheitsverlauf aus.
Quelle: Poster PS2, Schwarz T et al., SARS-CoV-2 proteome-wide analysis revealed significant epitope signatures in COVID-19 patients, 24.03.21
Um die anhaltende Bedrohung durch SARS-CoV-2 zu minimalisieren, müssen verschiedene Werkzeuge eingesetzt werden. Die Zulassung der ersten Impfstoffe gegen SARS-CoV-2 war ein erster Erfolg, jedoch müssen weiterhin Impfungen, Therapien und diagnostische Optionen entwickelt werden. In einer Untersuchung wurde bereits gezeigt, dass AAV-Vektoren zur Immunisierung gegen Influenza-A-Viren (IAV) gegenüber inaktiviertem Impfstoff vorteilhaft sind. Sie induzierten nicht nur eine neutralisierende Antikörperantwort, sondern verliehen eine schützende Immunität und eine Fcγ-Rezeptor-aktivierende Antwort. Ein vielversprechender Ansatz für Diagnostik und Impfstoffe ist das Spike(S)-Protein auf der Oberfläche des Virus, das die Rezeptorbindungsdomäne (S-RBD) enthält, die die Bindung an den ACE2-Rezeptor vermittelt.
In der vorgestellten Untersuchung wurden eukaryotische Expressionsplasmide für die Verwendung in AAV-Vektoren entwickelt, die das S-Protein in voller Länge und nur das S-RBD enthalten. Ein AAV-Vektor wurde erzeugt, der das oben erwähnte RBD-Plasmid (AAV-S-RBD) zur Bewertung von Immunantworten in Mäusen enthielt. Beide konstruierten Plasmide zeigen in vitro eine starke Expression entweder des S-Proteins in voller Länge oder des S-RBD. Auch die funktionelle Aktivität der exprimierten Proteine wurde in einem ACE2-bindenden ELISA (immunologische Bestimmungsmethoden) gezeigt. Darüber hinaus konnten wir nach Immunisierung mit dem AAV-S-RBD-Vektor eine Induktion von Anti-SARS-CoV-2-S-Protein-Antikörpern in Mäusen zeigen. Es wurde eine neutralisierende Aktivität festgestellt. Weitere Untersuchungen finden statt.
Die hier beschriebenen Vektoren können in mehreren Anwendungen wichtig sein. Der AAV-S-RBD-Vektor ist nicht nur ein nützliches Werkzeug für Diagnostik und Therapie, sondern kann auch ein geeigneter Impfstoffkandidat für SARS-CoV-2 sein. Daher wird diese Impfstoffplattform weiterhin hinsichtlich detaillierterer Immunogenitätsparameter, Antikörperqualität und Schutzeffizienz gegen Infektionen bewerten.
Quelle: Poster P177, Stelzer S et al., Design and immunogenicity evaluation of Adeno-associated virus (AAV) – vectors containing SARS-CoV-2 receptor-binding domain (S-RBD), 24.03.21
Männliche Patienten hatten ein höheres Risiko für einen schweren SARS-CoV-2-Verlauf als Frauen. Dementsprechend drängte sich die Frage auf, ob Sexualhormone eine wichtige Rolle bei der Pathophysiologie und Immunität von COVID-19 spielen. Unklar war jedoch, ob Sexualhormone tatsächlich mit einem schweren Verlauf assoziiert sind. In einer Untersuchung wurden die Sexualhormone, Zytokin- und Chemokinreaktionen untersucht. Bei kritisch kranken männlichen und weiblichen COVID-19-Patienten wurde eine Analyse von 600 Metaboliten durchgeführt. Es zeigte sich, dass dysregulierte Sexualhormone, IFN-γ-Spiegel und einzigartige metabolomische Signaturen bei COVID-19-Patienten mit einem kritischen Krankheitsverlauf verbunden sind. Sowohl männliche als auch weibliche COVID-19-Patienten weisen erhöhte Estradiolspiegel auf, die positiv mit den IFN-γ-Spiegeln korrelieren. Männliche COVID-19-Patienten weisen im Vergleich zu weiblichen Patienten und gesunden Kontrollpersonen zusätzlich schwere Testosteron- und Triglyceridmängel auf. Die Ergebnisse legen nahe, dass männliche COVID-19-Patienten an mehreren Stoffwechselstörungen litten, was zu einem höheren Risiko für einen tödlichen Ausgang führt.
Poster PS 55, Schröder M et al., Sex hormone and metabolomic dysregulations are associated with critical illness in male Covid-19 patients, 25.03.2021
Aufgrund der weltweit steigenden Anzahl schwerer Infektionen mit dem SARS-CoV-2 sind die Ressourcen für Echtzeit-Tests auf der Basis der reversen Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (rRT-PCR) erschöpft. Um der Menge der Tests gerecht zu werden und die Übertragung zu reduzieren, werden SARS-CoV-2-Antigen-detektierende Schnelltests (Ag-RDT) in Betracht gezogen. Diese Tests sind schnell, kostengünstig und einfach anzuwenden. In einer Untersuchung wurden Lateral-Flow-Assays, SARS-CoV-2-Antigen-Schnelltest, NADAL® COVID-19-Ag-Test und ein Mikrofluidik-Test Immunfluoreszenztest (SARS-CoV-2 Ag-Test), unter Verwendung von 100 klinischen Proben, verglichen. Parallel dazu wurden diagnostische rRT-PCR- und Zellkulturtests als Marker für Infektiosität durchgeführt. Die Gesamt-Ag-RDT-Empfindlichkeit für rRT-PCR-positive Proben lag zwischen 24,3 und 50 %. Bei Proben mit einer Viruslast von mehr als 6 log10-RNA-Kopien/ml (22/100), die typischerweise bei infektiösen Personen beobachtet wurden, lag die Ag-RDT-Positivität jedoch zwischen 81,8 und 100 %. Nur 51,6 % (33/64 Patienten) der rRT-PCR-positiven Proben waren in der Zellkultur infektiös. Im Gegensatz dazu zeigten drei Ag-RDT eine signifikantere Korrelation mit der Zellkulturinfektiosität (61,8‒82,4 %). Die Ergebnisse zeigten, dass SARS-CoV-2 Ag-RDT-basierte Tests in großem Maßstab in Betracht gezogen werden können, um potenziell infektiöse Personen zu erkennen und somit die Virusausbreitung einzudämmen.
Quelle: Poster PS 62, Riepler L, Comparison of four SARS-CoV-2 neutralization assays, 25.03.2021