Infiziert, geimpft oder beides: Wie gut bin ich vor COVID geschützt?
Von Brenda Goodman, MA
9. November 2021 — Während in den USA das zweite Jahr der Pandemie zu Ende geht, versuchen viele Menschen herauszufinden, wie anfällig sie für eine COVID-19-Infektion sind und ob es endlich sicher ist, zu allen Aktivitäten zurückzukehren, die sie vermissen.
Der Grad und die Dauer der Immunität, die eine Person nach einer Impfung gegen eine Infektion erhält, ist im Einzelfall nicht leicht zu beantworten. Aber es ist eine Frage, die die Wissenschaft mit Nachdruck verfolgt.
Dieses Virus lehrt uns viel über Immunologie“, sagt Dr. Gregory Poland, der an der Mayo-Klinik in Rochester, MN, untersucht, wie der Körper auf Impfstoffe reagiert. Poland sagt, dieser Moment in der Wissenschaft erinnere ihn an ein Zitat, das Ralph Waldo Emerson zugeschrieben wird: Wir lernen etwas über Geologie am Morgen nach einem Erdbeben.
Und das ist hier der Fall. Wir werden auch in Zukunft viel über Immunologie lernen, sagt er.
Es ist von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie eine COVID-19-Infektion die körpereigene Immunabwehr umgestaltet, damit die Forscher Impfstoffe und Therapien so zuschneiden können, dass sie das Gleiche oder Besseres bewirken.
Denn natürlich ist es viel riskanter, sich mit dem eigentlichen Virus zu infizieren als mit dem Impfstoff, sagt Dr. Daniela Weiskopf, Forscherin am La Jolla Institute for Immunology in Kalifornien.
Bisher ist bekannt, dass der Schutz und die Dauer des Schutzes von mehreren Faktoren abhängen. Dazu gehören Ihr Alter, die Frage, ob Sie schon einmal an COVID-19 erkrankt waren und wie schwer Ihre Symptome waren, Ihr Impfstatus und wie lange es her ist, dass Sie infiziert oder geimpft wurden. Auch Ihr allgemeiner Gesundheitszustand spielt eine Rolle. Der Schutz durch das Immunsystem hängt auch vom Virus ab und davon, wie sehr es sich verändert, während es sich weiterentwickelt, um all unseren hart erkämpften Abwehrkräften zu entgehen.
In einem neuen wissenschaftlichen Kurzbericht untersucht die CDC die Beweise für den Immunschutz, der durch eine Infektion entsteht, im Vergleich zur Immunität nach einer Impfung. Hier ist, was wir bis jetzt wissen:
Dauerhaftigkeit der Immunität
Die Forscher der Agentur sagen, wenn Sie sich von einer COVID-19-Infektion erholt haben oder vollständig geimpft sind, sind Sie wahrscheinlich für mindestens 6 Monate in guter Verfassung. Deshalb ist dies der empfohlene Zeitraum für eine Auffrischungsimpfung.
Auch wenn der Schutz nach einer Infektion und einer Impfung im Allgemeinen stark ist, ist er nicht perfekt.
Eine Ansteckung mit COVID-19 nach einer Impfung oder einer Genesung ist immer noch möglich. Aber eine gewisse Immunität – sei es durch eine Infektion oder eine Impfung – verringert die Wahrscheinlichkeit, dass Sie sich anstecken, erheblich. Und wenn Sie sich doch mit COVID anstecken, ist es viel unwahrscheinlicher, dass Ihre Infektion im Krankenhaus oder im Leichenschauhaus landet, wenn Ihr Immunsystem bereits vor dem Virus gewarnt wurde.
Nach Angaben der CDC war auf dem Höhepunkt der Delta-Welle im August die Wahrscheinlichkeit, an einer COVID-19-Infektion zu erkranken, bei vollständig geimpften Menschen sechsmal geringer als bei ungeimpften, und die Wahrscheinlichkeit, daran zu sterben, elfmal geringer.
Wie stark ist die Immunität nach einer COVID-19-Infektion?
Etwa 90 % der Menschen entwickeln nach einer COVID-19-Infektion eine gewisse Anzahl schützender Antikörper, so die CDC. Doch wie hoch diese Werte ansteigen, scheint sehr unterschiedlich zu sein. Studien zeigen, dass die Spitzenwerte der Antikörperkonzentration um das 200-fache, also um 2.000 %, schwanken können.
Wo Sie innerhalb dieser sehr großen Spanne liegen, hängt von Ihrem Alter und davon ab, wie krank Sie durch Ihre COVID-19-Infektion geworden sind. Es hängt auch davon ab, ob Sie eine Grunderkrankung haben oder ein Medikament einnehmen, das die Immunfunktion schwächt.
Unser Immunsystem verlangsamt sich mit zunehmendem Alter. Dieser Prozess, der als Immunoseneszenz bezeichnet wird, beginnt die Gesundheit eines Menschen um das 60. Es gibt jedoch keine klare Grenze für ein Versagen. Menschen, die sich sportlich betätigen und allgemein gesund sind, haben unabhängig von ihrem Alter eine bessere Immunfunktion als jemand, der dies nicht tut. Generell gilt jedoch: Je älter man ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass man nach einer Infektion oder einer Impfung eine robuste Immunreaktion zeigt. Deshalb wurde diese Gruppe sowohl bei der ersten Impfung als auch bei der Auffrischung bevorzugt behandelt.
Abgesehen vom Alter scheint der Schutz vor künftigen Infektionen auch davon abzuhängen, wie krank man bei der ersten Infektion war. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Blutspiegel von Immunabwehrstoffen, den so genannten Antikörpern, schneller ansteigen und bei Menschen mit schwereren Infektionen einen höheren Spitzenwert erreichen.
Im Allgemeinen sind Menschen mit erkältungsähnlichen Symptomen, die positiv getestet wurden, sich aber zu Hause erholt haben, besser geschützt als Menschen, die keine Symptome hatten. Und Menschen, die wegen ihrer Infektionen im Krankenhaus waren, sind langfristig besser geschützt als Menschen mit leichteren Infektionen. Allerdings haben sie möglicherweise einen hohen Preis für diesen Schutz gezahlt: Viele Patienten, die ins Krankenhaus eingeliefert wurden, leiden noch Monate nach ihrer Entlassung unter schwächenden Symptomen.
Im Durchschnitt scheint der Schutz nach einer Infektion jedoch mit dem einer Impfung vergleichbar zu sein, zumindest für eine gewisse Zeit. Sechs große Studien aus verschiedenen Ländern haben sich mit dieser Frage befasst, und in fünf von ihnen wurde der sehr empfindliche Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktionstest (RT-PCR) verwendet – der Test, der in ein Labor geschickt und dort bearbeitet werden muss, normalerweise nachdem ein unangenehm langer Abstrich tief in die Nasennebenhöhlen eingeführt wurde -, um die Menschen als wirklich vorher infiziert zu zählen. Diese Studien ergaben, dass 6 bis 9 Monate nach der Genesung die Wahrscheinlichkeit, erneut an COVID-19 zu erkranken, um 80 bis 93 % geringer war.
Es gibt jedoch einige Vorbehalte zu erwähnen. Zu Beginn der Pandemie, als die Vorräte knapp waren, war es schwierig, sich testen zu lassen, es sei denn, man war so krank, dass man im Krankenhaus landete. Studien haben gezeigt, dass die Konzentration der Antikörper, die eine Person nach einer Infektion bildet, offenbar davon abhängt, wie krank sie überhaupt war.
Menschen, die eine leichtere Infektion oder gar keine Symptome hatten, entwickeln möglicherweise nicht so viel Schutz wie Menschen mit schwereren Symptomen. Diese Studien spiegeln also möglicherweise die Immunität wider, die von Menschen entwickelt wurde, die während ihrer ersten Infektion ziemlich krank waren.
Eine Studie mit 25 000 Beschäftigten des Gesundheitswesens, die alle 2 Wochen getestet wurden – unabhängig davon, ob sie Symptome hatten oder nicht -, könnte ein klareres Bild ergeben. In dieser Studie war die Wahrscheinlichkeit, dass Beschäftigte des Gesundheitswesens, die zuvor positiv auf COVID-19 getestet wurden, 84 % geringer, erneut positiv auf das Virus zu reagieren. Sie erkrankten mit 93 % geringerer Wahrscheinlichkeit an einer Infektion, die sie krank machte, und mit 52 % geringerer Wahrscheinlichkeit an einer Infektion ohne Symptome, und das mindestens 6 Monate lang nach ihrer Genesung.
Wie ist der Schutz nach einer Infektion im Vergleich zur Impfung?
Zwei Wochen nach der letzten Impfdosis ist der Schutz vor einer COVID-19-Infektion hoch – etwa 90 % bei den mRNA-Impfstoffen von Pfizer und Moderna und 66 % bei der Ein-Dosis-Impfung von Johnson & Johnson. Vom Hersteller durchgeführte klinische Studien haben gezeigt, dass eine zweite Dosis des Johnson & Johnson-Impfstoffs, die mindestens zwei Monate nach der Impfung verabreicht wird, den Schutz vor einer Erkrankung in den USA auf etwa 94 % erhöht, weshalb allen Empfängern des Johnson & Johnson-Impfstoffs zwei Monate nach der ersten Impfung eine weitere Dosis empfohlen wird.
Die Impfung führt zu einem starken Anstieg der neutralisierenden Antikörper – Y-förmige Proteine, die von den Zellen des Immunsystems speziell angefertigt werden, um sich an bestimmte Stellen eines Virus zu heften und es zu neutralisieren, damit es keine Zellen infizieren und keine weiteren Kopien von sich selbst herstellen kann.
Es ist noch nicht bekannt, wie lange die COVID-19-Impfstoffe schützen. Es gibt Hinweise darauf, dass der Schutz vor symptomatischen Infektionen im Laufe der Zeit etwas nachlässt, wenn die Antikörperspiegel sinken. Der Schutz vor schweren Erkrankungen, einschließlich Krankenhausaufenthalten und Todesfällen, ist jedoch bisher auch ohne Auffrischung hoch geblieben.
Sind die Antikörper nach einer Infektion anders als nach einer Impfung?
Ja. Und die Forscher verstehen noch nicht, was diese Unterschiede bedeuten.
Es scheint auf eine Frage der Qualität gegenüber der Quantität hinauszulaufen. Impfstoffe scheinen höhere Spitzenwerte an Antikörpern zu erzeugen als natürliche Infektionen. Diese Antikörper sind jedoch hochspezialisiert und können nur die Teile des Virus erkennen, auf die sie ausgerichtet sind.
Der mRNA-Impfstoff lenkt alle Immunreaktionen auf das einzelne Spike-Protein, sagt Dr. Alice Cho, die an der Rockefeller University in New York die Unterschiede zwischen Impfstoff und durch Infektion erzeugter Immunität untersucht. Bei einem Virus gibt es viel mehr zu beachten als bei einem Impfstoff.
Während einer Infektion lernt das Immunsystem, viele Teile des Virus zu erkennen und sich daran festzuhalten, nicht nur an seiner Spitze.
Die Aufgabe, sich die verschiedenen Teile eines fremden Eindringlings zu merken, damit er schnell erkannt und entschärft werden kann, falls er jemals zurückkehrt, fällt den Immunzellen zu, den so genannten Gedächtnis-B-Zellen.
B-Gedächtniszellen wiederum bilden Plasmazellen, die dann Antikörper produzieren, die speziell auf ihre Ziele zugeschnitten sind.
Die Antikörperspiegel sinken im Laufe einiger Monate allmählich, wenn die Plasmazellen, die sie produzieren, absterben. B-Gedächtniszellen leben jedoch über längere Zeiträume. Eine Studie, in der versucht wurde, die Lebensdauer einzelner Gedächtnis-B-Zellen in Mäusen zu messen, ergab, dass diese Zellen wahrscheinlich so lange leben wie die Maus selbst. B-Gedächtniszellen, die durch eine Pockenimpfung induziert wurden, können mindestens 60 Jahre alt werden – praktisch ein ganzes Leben lang.
Diese bleiben in unseren Lymphknoten und vor allem in unserem Knochenmark und werden immer dann abgerufen, wenn der Körper denselben Krankheitserreger wiedersieht, sagt Poland.
Chos Forschungsteam hat herausgefunden, dass B-Gedächtniszellen, die durch den Impfstoff trainiert werden, zu Einmalwundern werden, die immer wieder große Mengen der gleichen Art von Antikörpern produzieren.
B-Gedächtniszellen, die durch eine Virusinfektion trainiert werden, sind dagegen vielseitiger. Sie entwickeln sich über mehrere Monate hinweg weiter und produzieren hochwertigere Antikörper, die im Laufe der Zeit anscheinend stärker werden und sogar eine Aktivität gegen zukünftige Varianten entwickeln können.
Die Forscher betonen jedoch, dass es nicht klug ist, auf eine COVID-19-Infektion zu warten, um diese vielseitigeren Antikörper zu erhalten.
Während eine natürliche Infektion die Reifung von Antikörpern mit einer breiteren Aktivität als ein Impfstoff induzieren kann, kann eine natürliche Infektion auch tödlich sein, sagt Michel Nussenzweig, MD, PhD, Leiter des Rockefellers Laboratory of Molecular Immunology.
Sicher, durch Infektionen erzeugte B-Gedächtniszellen können immunologische Schweizer Armeemesser sein, aber vielleicht, so argumentiert Donna Farber, PhD, Immunologin an der Columbia University in New York, brauchen wir wirklich nur eine einzige Klinge.
Das Besondere an dem Impfstoff ist, dass er wirklich zielgerichtet ist, sagt sie. Man bekommt nicht all diese anderen viralen Proteine. Man erhält nur den Spike.
Der Impfstoff könnte sogar besser sein als die neutralisierenden Spike-Antikörper, die man bei einer Infektion bekommt, sagt sie. Bei einer Virusinfektion hat die Immunreaktion wirklich viel zu tun. Sie wird durch all diese anderen Proteine abgelenkt.
Mit dem Impfstoff hingegen wird der Immunreaktion nur gesagt: Das ist die Immunität, die wir brauchen“, so Farber. Erzeuge einfach diese Immunität. Es geht also darum, die Immunreaktion auf eine Weise zu fokussieren, die eine schützende Reaktion garantiert.
Was ist, wenn Sie COVID hatten und später geimpft wurden?
Das nennt man hybride Immunität, und sie ist das Beste aus beiden Welten.
Sie haben den Vorteil einer sehr tiefen, aber schmalen Immunität, die durch den Impfstoff erzeugt wird, und einer sehr breiten, aber nicht sehr tiefen Immunität, die durch die Infektion erzeugt wird, sagt Poland. Er sagt, man habe sein Immunsystem effektiv quer trainiert.
In Studien mit Personen, die sich von COVID-19 erholten und dann einen mRNA-Impfstoff erhielten, waren ihre Antikörper nach einer Dosis so hoch wie bei Personen, die vollständig geimpft worden waren. Nach zwei Dosen waren ihre Antikörperspiegel etwa doppelt so hoch wie bei Personen, die nur geimpft worden waren.
Studien haben gezeigt, dass diese Art von Immunität auch echte Vorteile mit sich bringt. Eine aktuelle Studie von Forschern der Universität von Kentucky und der CDC ergab, dass Menschen, die sich im Jahr 2020 mit COVID-19 angesteckt hatten, aber nicht geimpft worden waren, im Mai und Juni mit etwa doppelt so hoher Wahrscheinlichkeit erneut infiziert wurden wie diejenigen, die sich erholt hatten und anschließend geimpft wurden.
Welcher Antikörperspiegel ist schützend?
Die Wissenschaftler sind sich nicht genau sicher, wie hoch der Antikörperspiegel sein muss, um Schutz zu bieten, und auch nicht, welche Arten von Antikörpern oder anderen Immunkomponenten am wichtigsten sind.
Aber Impfstoffe scheinen höhere Antikörperspiegel zu erzeugen als Infektionen. In einer kürzlich in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie beschreiben Weiskopf und ihre Kollegen vom La Jolla Institute of Immunology die Ergebnisse einer Deeskalationsstudie, bei der sie Menschen ein Viertel der normalen Dosis des Moderna mRNA-Impfstoffs verabreichten und dann im Laufe der Zeit Blutproben entnahmen, um ihre Immunreaktionen zu untersuchen.
Ihre Immunreaktionen wurden mit der Dosis heruntergeschraubt.
Wir sahen, dass dies genau die gleichen Werte hat wie eine natürliche Infektion“, sagt Weiskopf. Menschen, die geimpft sind, haben ein viel besseres Immungedächtnis als Menschen, die auf natürlichem Wege infiziert wurden, sagt sie.
Die Antikörperspiegel sind in der Praxis nicht leicht zu bestimmen. Kann man einen Test machen, um herauszufinden, wie geschützt man ist? Die Antwort lautet nein, denn wir wissen noch nicht, welche Antikörperspiegel oder sogar welche Art von Antikörpern mit dem Schutz korrelieren.
Außerdem gibt es viele verschiedene Arten von Antikörpertests, die alle eine leicht unterschiedliche Skala verwenden, so dass es noch keine allgemein anerkannte Methode gibt, um sie zu messen. Es ist schwierig, die Werte von Test zu Test zu vergleichen.
Wochen oder Monate zwischen den Dosen? Was ist am besten?
Sowohl der Impfstoff von Pfizer als auch der von Moderna wurden für einen Abstand von 3 bzw. 4 Wochen getestet. Doch als die Impfstoffe auf den Markt kamen, sahen sich einige Länder aufgrund von Engpässen veranlasst, den Abstand zwischen den Dosen auf 4 oder mehr Monate auszudehnen.
Forscher, die die Immunreaktionen von Menschen untersucht haben, die nach einem verlängerten Dosierungsschema geimpft wurden, stellten etwas Interessantes fest: Wenn das Intervall ausgedehnt wurde, hatten die Menschen bessere Antikörperreaktionen. Ihre Antikörperreaktionen ähnelten sogar den himmelhohen Werten, die Menschen mit hybrider Immunität erhalten.
Susanna Dunachie, PhD, Professorin für globale Forschung an der Universität Oxford im Vereinigten Königreich, fragte sich, warum. Sie leitet ein Forscherteam, das die Immunreaktionen von Mitarbeitern des Gesundheitswesens nach deren Impfungen eingehend untersucht.
Wir haben festgestellt, dass die Zahl der B-Zellen, also der Zellen, die nach der Impfung Antikörper gegen das virale Spike-Protein bilden, zwischen 4 und 10 Wochen nach der Impfung weiter zunimmt“, sagt sie.
Mit der zweiten Impfung 6 bis 14 Wochen zu warten, scheint das Immunsystem zu stimulieren, wenn alle seine Antikörper produzierenden Fabriken endlich in Gang gekommen sind.
Aus diesem Grund könnte es verfrüht sein, die zweite Dosis nach 3 Wochen zu verabreichen, sagt sie.
Das Abwarten hat jedoch einen Nachteil. Wenn das Virus in einer Gemeinschaft in großen Mengen zirkuliert, sollten die Menschen so schnell wie möglich vollständig geimpft werden, um ihren Schutz in einem möglichst kurzen Zeitfenster zu maximieren, was wir in den USA beschlossen haben.
Die Forscher halten es für eine gute Idee, das Dosierungsintervall zu überdenken, wenn es weniger riskant ist, es zu versuchen.
