Erster Toter nach Reinfektion bei uns, Herdenimmunität passé in Manaus – die Rolle neuer Varianten bei Reinfektionen

Michael van den Heuvel, Sonja Böhm

Interessenkonflikte

21. Januar 2021

Dass sich SARS-CoV-2 durch Mutationen verändern wird, haben Virologen erwartet. Die mittlerweile identifizierten neuen Varianten in Großbritannien (VOC202012/01, B.1.1.7 oder 501Y.V1) und in Südafrika (B.1.351), die dort für einen rapiden Anstieg von Neuinfektionen vor Ort gesorgt haben, bereiten auch in Deutschland vielen Wissenschaftlern Sorge. Dies nicht nur, weil sie sehr viel ansteckender sind, jetzt gibt es auch Hinweise, dass sie zu deutlich mehr Reinfektionen führen könnten.  

Ein Hinweis kommt aus der brasilianische Metropole Manaus. Dort schnellen die Infektionszahlen wieder nach oben – dies obwohl rund 76% der Einwohner bereits Kontakt mit SARS-CoV-2 hatten und man davon ausgegangen war, dass dort bereits Herdenimmunität erreicht war.

Der erste Tote nach Reinfektion in Deutschland

Und noch ein weiterer Anlass zur Sorge: Bislang war man auch davon ausgegangen, dass – wenn sich Menschen mit SARS-Cov-2 reinfizieren – die 2. Infektion weniger schwer verläuft. Doch nun gibt es Meldungen, nach denen in Deutschland erstmals ein Patient an einer Reinfektion gestorben sein soll. Das baden-württembergische Landesgesundheitsamt hat am Mittwochabend einen entsprechenden Bericht des Rechercheverbunds von WDR, NDR und Süddeutscher Zeitung  bestätigt.

Der 73-jährige Mann mit kardiovaskulären Vorerkrankungen aus dem Kreis Freudenstadt im Nordschwarzwald soll bereits im April eine Corona-Erkrankung überstanden haben.  Im Dezember wurde eine erneute Infektion diagnostiziert. Am 11. Januar ist der Mann laut Landesgesundheitsamt „an einer COVID-19-Pneumonie und Sepsis mit Multiorganversagen“ gestorben.

Welche Rolle spielen die neuen Varianten bei den Reinfektionen? Angaben zur Variante, an der der nun gestorbene Patient im Schwarzwald erkrankt war, liegen laut Gesundheitsamt nicht vor. Doch geht der Bioinformatiker Rolf Apweiler, Direktor des European Bioinformatic Institute (EBI), der auch die Bundesregierung berät, davon aus, dass die britische Variante bei uns „auf jeden Fall schon im Land ist“. Man wisse allerdings nicht, wie weit sie verbreitet sei, da in Deutschland „kein konstantes Monitoring der Situation“ stattfinde.

 
Wir müssen davon ausgehen, … dass dieses explosive Geschehen hier auch schon angefangen hat. Rolf Apweiler
 

In Dänemark und der Schweiz – mit einem besseren Monitoring – handle es sich bereits bei 2 bis 3% der Neuinfektionen um die neue Variante. „Wir müssen davon ausgehen, dass dann Deutschland nicht null hat, dass dieses explosive Geschehen hier auch schon angefangen hat“, sagte er im Morgenmagazin. Nun gelte es, dies „in den Anfängen zu stoppen“ – und dies gehe nur über eine Verminderung der Kontakte und Reduzierung der Mobilität.

Auffällige „Immun-Escape“-Mutation E484K in der SARS-CoV-2-Variante in Brasilien

Einige aktuelle Meldungen und Forschungsergebnisse in Form von Preprints beschäftigen sich mit dem Reinfektionsrisiko unter den neuen Varianten [1,2,3].

 
Dass das Reinfektionsrisiko durch solche neuen Virusvarianten steigt, halte ich für wahrscheinlich. Prof. Dr. Friedemann Weber
 

„Eine besonders auffällige ‚Immun-Escape‘-Mutation ist E484K, die in der SARS-CoV-2-Variante vorkommt, die in Brasilien gefunden wurde“, erklärt Prof. Dr. Friedemann Weber gegenüber dem Science Media Center Germany (SMC). Er ist Direktor des Instituts für Virologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Die E484K-Mutation betrifft Regionen des Spike-Proteins. Antikörper, die gegen andere Serotypen gebildet wurden, sind bei mutierten Erregern weniger wirksam.

 
Um … ‚Immun-Escape‘-Mutationen rechtzeitig zu identifizieren, sollte deutlich mehr sequenziert werden. Prof. Dr. Friedemann Weber
 

„Dass das Reinfektionsrisiko durch solche neuen Virusvarianten steigt, halte ich für wahrscheinlich“, kommentiert Weber. „Ich erwarte aber keine sprunghaften Änderungen, sondern eher einen inkrementellen Anstieg an Reinfektionen und eventuell auch an Impfdurchbrüchen.“ Bei Impfdurchbrüchen erkranken Menschen trotz der Gabe von Vakzinen. „Um ein klareres Bild der Lage zu bekommen und ‚Immun-Escape‘-Mutationen rechtzeitig zu identifizieren, sollte deutlich mehr sequenziert werden, unter Einbeziehung von Reinfektionen und Impfdurchbrüchen“, fordert der Experte.

Daten aus 2020: Kaum Reinfektionen mit SARS

Zum Hintergrund: Reinfektionen mit SARS-CoV-2 galten zwischen Frühjahr und Herbst 2020 als seltene Ereignisse. In der wissenschaftlichen Literatur wurden nur Einzelfälle beschrieben, wie Medscape berichtet hat.

So hatten z.B. Prof. Dr. Laith J. Abu-Raddad von der Cornell University in Doha, Qatar, und Kollegen in einer Studie während der 1. Welle Daten von 33.266 Patienten mit bestätigter Infektion ausgewertet. Nur bei 243 Personen (0,18%) aus der Kohorte wiesen Ärzte das Virus 45 oder mehr Tage nach dem 1. Test erneut nach. Und nur in 54 Fällen gab es dabei „starke oder gute Hinweise“ auf Reinfektionen.

23 aller 54 Fälle (42,6%) wurden in Kliniken oder Praxen diagnostiziert, was auf mögliche Symptome der zum 2. Mal Erkrankten hinweist, während 31 (57,4%) Infektionen zufällig durch stichprobenartige Testkampagnen, Befragungen oder Kontaktverfolgung identifiziert wurden.

Der Verlauf der Reinfektionen schien eher milde zu sein: Nur eine Person musste stationär behandelt werden, konnte aber am nächsten Tag wieder entlassen werden. Todesfälle gab es nicht.

Als Risiko, sich 2-malig anzustecken, errechnen die Autoren 0,02%. „Eine SARS-CoV-2-Reinfektion kann auftreten, ist jedoch ein seltenes Phänomen, das auf eine schützende Immunität gegen eine Reinfektion hinweist, die mindestens einige Monate nach der Erstinfektion anhält“, schreiben sie als Fazit.

Das bestätigen auch Victoria Hall von Public Health England und Kollegen in einem Preprint. Sie fanden in ihrer Kohorte mit 6.614 Teilnehmern mit Erstinfektion 44 Reinfektionen. Dem standen 318 neue PCR-positive Infektionen und 94 Antikörper-Serokonversionen in einer Vergleichsgruppe mit 14.173 Teilnehmern ohne Erstinfektion gegenüber.

„Eine SARS-CoV-2-Infektion in der Vorgeschichte war mit einem 83% niedrigeren Infektionsrisiko assoziiert“, so das Fazit der Autoren. Betrachteten sie nur symptomatische Reinfektionen, reduzierte sich das Risiko sogar um 95%.

Soweit die Daten aus 2020. Doch die Situation hat sich verändert. Während der 2. Pandemiewelle deutet nun viel auf Reinfektionen durch neue Varianten hin.

Anstieg der Fallzahlen in Manaus

Neue Varianten könnten auch erklären, warum es in der Amazonas-Metropole Manaus derzeit zu einem starken Anstieg an Infektionen kommt. Während der 1. Pandemiewelle hatten sich schätzungsweise 76% der Einwohner infiziert, Stand Oktober 2020. Das geht aus Screenings von Blutspendern hervor; Blutproben wurden auf Immunglobulin G-Antikörper untersucht. Eigentlich war Manaus auf dem Weg zur Herdenimmunität. Doch nun geht die Zahl an Neuinfektionen wieder steil nach oben.

Eine mögliche Erklärung haben Forscher um Dr. Nuno R. Faria vom Imperial College London gefunden [3]. Sie sequenzierten das Genom von SARS-CoV-2 aus 31 Isolaten. In 13 Proben (42%) fanden sie die sogenannte P.1-Linie. Sie unterscheidet sich an 17 Stellen im Genom von bekannten Stamm B.1.1.28 aus Brasilien. P.1 trägt u.a. die Mutationen N501Y, E484K und K417T. Bislang ist bekannt, dass E484K und N501Y zu Veränderungen der Rezeptorbindungsstelle des Spikeproteins führen. Dies könne sich auf die Infektiosität auswirken, schreiben Faria und seine Koautoren.

Fallberichte aus Brasilien

Von einem Fall berichten jetzt Dr. Paola Cristina Resende vom Oswaldo Cruz Institute im brasilianischen Fiocruz und Kollegen [1]. Ein 37-jähriger Mitarbeiter im Gesundheitswesen erkrankte 2-malig an COVID-19. In beiden Fällen wurden Infektionen per RT-PCR labordiagnostisch bestätigt.

Der zeitliche Abstand lag bei 116 Tagen. Sequenzierungen des viralen Genoms zeigten, dass es sich um 2 in Brasilien mit am häufigsten vorkommende SARS-CoV-2-Linien B.1.1.33 (Primärinfektion) bzw. B.1.1.28 (Reinfektion) gehandelt hat. Eine Koinfektion aufgrund einer langfristigen viralen Persistenz schließen die Forscher nach statistischen Analysen aus.

„Bemerkenswert ist, dass das bei der Reinfektion nachgewiesene B.1.1.28-Virus einer neuen, aufstrebenden brasilianischen Viruslinie entspricht, die zunächst im Bundesstaat Rio de Janeiro nachgewiesen wurde und die Mutation E484K im Spike-Protein enthält“, schreiben Resende und ihre Koautoren. Die neue Variante trat vermutlich um den 27. August 2020 erstmalig in Brasilien auf. Sie konnte bislang in mehreren Bundesstaaten im Süden, Nordosten und Norden des Landes nachgewiesen werden.

Dr. Carolina Kymie Vasques Nonaka vom São Rafael Hospital, Salvador, und Kollegen haben Details zu einem weiteren Fall veröffentlicht [2]. Eine 45-jährige Mitarbeiterin im Gesundheitswesen zeigte am 26. Mai 2020 und 26. Oktober 2020 Symptome einer viralen Infektion. Während der 1. Episode litt sie 7 Tage lang an Durchfall, Muskelschmerzen, Schwäche und Schluckstörungen. Die Patientin nahm 5 Tage lang 40 mg Prednison pro Tag ein und kehrte 21 Tage später ohne Folgeerscheinungen an ihren Arbeitsplatz zurück.

Ihre 2. Krankheitsphase wurde jedoch von deutlich schwereren Symptomen wie Kopfschmerzen, Unwohlsein, Durchfall, Husten und Halsschmerzen geprägt. Hinzu kamen Muskelschmerzen, Atemnot, Kurzatmigkeit, Schlaflosigkeit und ein Verlust der Geschmacksempfindung.

Anhand genetischer Analysen belegten die Forscher eindeutig, dass sich ihre Patientin mit unterschiedlichen SARS-CoV-2-Linien angesteckt hat. Zur Reinfektion führte eine Variante mit der E484K-Mutation-Mutation. Vasques Nonaka und ihre Koautoren gehen – wie zuvor Resende – davon aus, dass sich Viren mit dieser Besonderheit in Brasilien stark verbreitet haben.

Konsequenz: Hygieneregeln auch nach ausgeheilter Erkrankung wichtig

„Die Daten sprechen einerseits dafür, dass nach einer ausgeheilten SARS-CoV-2-Infektion bei den meisten Patienten für Wochen und Monate eine signifikante Immunität aufgebaut wird“, kommentiert PD Dr. Julian Schulze zur Wiesch gegenüber dem SMC. Er ist Leitender Oberarzt Sektion Infektiologie und Leiter des Ambulanzzentrum Virushepatologie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE), Hamburg.

 
Diese Studienergebnisse bedeuten ganz klar, dass man sich auch nach einer ausgeheilten COVID-19-Erkrankung und mit positivem Antikörper-Test weiter an die Hygieneregeln halten muss. PD Dr. Julian Schulze zur Wiesch
 

„Auf der anderen Seite bedeuten diese Studienergebnisse ganz klar, dass man sich auch nach einer ausgeheilten COVID-19-Erkrankung und mit positivem Antikörper-Test weiter an die Hygieneregeln halten muss.“ Eine Reinfektion und damit auch eine Ansteckung weiterer Personen scheine möglich zu sein. „Dabei besteht die Hoffnung, dass Patienten mit einem asymptomatischen Verlauf einer (Zweit-)Infektion im Durchschnitt weniger Patienten anstecken“, ergänzt der Experte. „Die Rolle von neuen SARS-CoV-2-Virusvarianten müssen wir genau beobachten.“

Unklare Folgen für Vakzine

Bleibt als Frage: Sind bereits zugelassene Impfstoffe gegen die neuen Varianten wirksam? „Ein direkter Vergleich der Schutzwirkung nach ausgeheilter Infektion und nach Impfung ist anhand der Daten nicht möglich“, erklärt Prof. Dr. Jörg Timm, Leiter des Instituts für Virologie am Universitätsklinikum Düsseldorf, gegenüber dem SMC.

 
Ein direkter Vergleich der Schutzwirkung nach ausgeheilter Infektion und nach Impfung ist anhand der Daten nicht möglich. Prof. Dr. Jörg Timm
 

„Die experimentellen Daten für Substitutionen in der Position E484 des Spike-Proteins und die Tatsache, dass ähnliche Varianten in verschiedenen Ländern selektiert wurden, sprechen durchaus dafür, dass ein ‚Immune-Escape‘ eine Rolle spielt“, ergänzt der Experte. „Das bedeutet aber nicht zwingend, dass eine Impfung oder eine natürlich erworbene Immunität nach Infektion gegen diese Varianten unwirksam sind oder es trotz Immunität auch zu schweren Verläufen kommt.“

 

Kommentar

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