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Ende Dezember 2019 hat die Pandemie mit den neuen Coronavirus SARS-CoV-2 begonnen. Seit dem 23. Januar 2020 poste ich auf Twitter und Facebook (und hier) regelmäßige kleine Informationshäppchen mit Fragen, Antworten und Kommentare zu Coronaviren. Einerseits wegen des zur Zeit natürlich großen Interesses an dieser Virusfamilie, andererseits auch weil es eine gute Gelegenheit ist um über wissenschaftliche Erkenntnisse zu sprechen, und über die Rolle der Wissenschaft in der Gesellschaft.

Mit verschiedenen Arbeitsgruppen insbesondere der Charité Berlin, der FU Berlin und des Max-Delbrück-Centrums arbeite ich vor allem zur molekularbiologischen Charakterisierung von mit Coronaviren infizierten Zellen sowie zu was bei COVID-19 in der Lunge geschieht, siehe dazu auch diesen Youtube-Film mit einem Vortrag von mir. Ein Übersichtsartikel zu SARS-CoV-2/COVID-19 in englischer Sprache, gemeinsam mit Marco Binder geschrieben, gibt es hier. Die komplette Liste der wissenschaftlichen Arbeiten, zu denen ich etwas beigetragen habe, ist auf Google Scholar verfügbar. Ein Essay zu Wissenschaft und Politik ist zugänglich auf laborjournal.de, die meisten anderen Interviews/Texte ansonsten hinter paywalls – falls Interesse an einem besteht, bitte melden. Thema Abwasser? Siehe hier. Bei WELT TV gibt es kurze Beiträge zum Novavax-Impfstoff und zur Kinderimpfung. Erklärvideos vom Max-Delbrück-Centrum:
Krankheitsphasen von COVID-19: https://www.youtube.com/watch?v=MIMmWFeJsqc
Kinderimpfung: https://www.youtube.com/watch?v=q1xzx4X7IgE
Omikron: https://www.youtube.com/watch?v=EOBGr_9l71Q&t=20s

Der erste Teil der CoronaInfos vom 23. Januar bis bis 7. Mai 2020 ist hier zu finden, der zweite Teil vom 11. Mai bis 19. Oktober 2020 hier, der dritte Teil von 22. Oktober 2020 bis 12. Februar 2021 hier, der vierte Teil vom 16. Februar 2021 bis 30. Juli 2021 hier, der fünfte Teil vom 3. August 2021 bis 8. April 2022 hier.

30. Juni: Der Totimpfstoff von Valneva

Der Impfstoff der österreichisch-französischen Firma Valneva ist als sechster Impfstoff gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 zugelassen worden. Hier zusammengefasst was diesen „Totimpfstoff“ ausmacht, und was über seine Wirksamkeit bekannt ist.
„Totimpfstoff“ bedeutet, dass das ganze SARS-CoV-2-Virus im Impfstoff drin ist, es aber mit starken Chemikalien komplett inaktiviert („abgetötet“) wurde. Bspw. der Polio-Impfstoff (Kinderlähmung) ist ebenfalls ein Totimpfstoff. Solche Impfstoffe brauchen ein Adjuvans, also einen Zusatz, der das Immunsystem anregt – ansonsten würde die kleine Menge toter Virus mehr oder weniger unbemerkt verschwindet. Bei Valneva wird einerseits das seit fast 100 Jahren verwendete Adjuvans Aluminium verwendet.
Andererseits ist CpG-DNA drin, also DNA mit der „Buchstaben“-Abfolge CG. Diese Kombination ist in menschlicher DNA selten, bzw. ist vor allem in Bakterien und Viren zu finden. Daher wird sie von menschlichen Zellen als fremd erkannt und aktiviert das Immunsystem. CpG-DNA als Adjuvans ist neueren Datums, und wird beispielsweise im Hepatitis-B-Impfstof Heplisav-B verwendet. Dort und mit anderen Impfstoffen hat sich gezeigt, dass CpG-DNA als Adjuvans zu einer sehr guten Immunantwort und damit wirksamer Impfung führt.
Für die Zulassung von Valneva wurden keine Daten zur Effizienz der Impfung gegen Ansteckung oder schwere Erkrankung erhoben (was in einer zunehmend immunen Bevölkerung auch schwierig wird) wie bei den ersten Impfstoffen vor eineinhalb Jahren. Stattdessen wurde gezeigt, dass die Menge Antikörper und T-Zellen gegen das Virus etwas besser sind als mit dem Adenovirus-Impfstoff von Uni Oxford/AstraZeneca; was als Beleg für die Wirksamkeit ausreichte. Die üblichen Impfreaktionen (Schmerzen im Impfarm, Müdigkeit usw.) kamen mit Valneva ungefähr halb so oft vor verglichen mit AstraZeneca. Schwerere/seltenere Nebenwirkungen waren mit der relativ geringen Anzahl Studienteilnehmer (3000) nicht einschätzbar.

Links:
Daten für die Zulassung: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4125252
CpG-DNA als Adjuvans: https://link.springer.com/protocol/10.1007/978-1-0716-0872-2_4
Phase-1-Studie: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0163445322003619

8. Juni: B-Zellen, T-Zellen, Antikörper – was entfernt das Virus?

Nach einer Ansteckung mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 kann die gezielte Immunantwort von B-Zellen/Antikörpern und T-Zellen das Virus komplett entfernen. Welchen Beitrag die verschiedenen Teile dieser „erworbenen Immunität“ leisten wird intensiv diskutiert.
Grob unterteilt gilt für die erworbene Immunität: B-Zellen entwickeln sich so, dass sie dann Antikörper produzieren, die das Virus direkt erkennen und es blockieren, wenn es bspw. in den Atemwegen zirkuliert. T-Killerzellen erkennen und zerstören infizierte Zellen. T-Helferzellen „unterstützen“ aber vor allem B-Zellen und T-Killerzellen in ihrer Funktion.
Um diese drei Teile der erworbenen Immunität auseinanderzuhalten, wurden gut 100 Krebspatient*innen untersucht, die sich mit SARS-CoV-2 angesteckt hatten. Ein Fünftel bekam Medikamente, die B-Zellen unterdrücken. Das ist bspw. bei Lymphomen notwendig, (unkontrollierte Vermehrung von B-Zellen). In diesen Fällen blieb das Virus wochenlang im Körper, d.h. B-Zellen/Antikörper sind notwendig um es (schnell) zu entfernen. In Abwesenheit von B-Zellen und damit ohne Virus-erkennende Antikörper gab es teilweise vermehrt T-Killerzellen. Diese sind wichtig, um schwere Fälle von COVID-19 zu verhindern; sie alleine schienen aber nicht ausreichend zu sein, um das Virus komplett zu entfernen.
Eine weitere Gruppe von Patient*innen ohne B-Zellen hatte aber zusätzlich noch sehr aktive T-Helferzellen. In diesen Fällen gelang es, das Virus trotzdem vollständig zu entfernen. Ob das durch die Aktivierung der wenigen noch übriggebliebenen B-Zellen gelang, oder über die bessere „Koordinierung“ der T-Killerzellen, war aber nicht klar.
Solche Studien helfen zu verstehen, was es es für eine erfolgreiche Virusbekämpfung braucht. Das ist insbesondere bei Immunschwächen oder immun-unterdrückenden Therapien wie eben mit einigen Krebsarten wichtig. Andererseits „trainieren“ Impfstoffe B- und T-Zellen unterschiedlich, je nach dem wie sie genau gemacht sind. Die Studie hier zeigt entsprechend, wie wichtig dabei die T-Helferzellen sind.
Link zur Studie: https://www.cell.com/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(22)00226-4
Mäuse ohne T-Zellen: https://www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.abl4509
Verschiedene Wirkungen von Impfstoffen: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/08/18/coronainfo-funfter-teil/#0104

2. Juni: Die Mechanik des Spike-Proteins

Auf der Oberfläche des Coronavirus SARS-CoV-2 ist das Spike-Protein. Damit kommt das Virus mit einem komplizierten Vorgang in unsere Zellen hinein. Ein neues Detail davon und Effekte auf die Immunität gegen das Virus zeigt die hier zusammengefasste Studie.
Das Spike-Protein ist in der Hülle des Virus verankert, und besteht darüber grob gesagt aus drei Teilen. Der erste Teil (genannt NTD) ragt nach außen, über seine Funktion ist aber nicht viel bekannt. Der zweite Teil (genannt RBD) ist am besten erforscht. Denn damit findet der Kontakt des Virus mit unseren Zellen statt, also der erste Schritt bei einer Ansteckung. Die wirksamsten Antikörper, die durch Impfung/Genesung entstehen, blockieren diesen Kontakt. Entsprechend sind gerade bei Omikron dort viele Veränderungen. Denn solche Veränderungen machen das Virus resistent gegen diese Antikörper. Der dritte Teil ist für die Verschmelzung des Virus mit unsere Zellen zuständig. Bekannt ist, dass auch Antikörper gegen den ersten Teil (NTD) die Virusansteckung blockieren können, obwohl dieser keinen direkten Kontakt mit der Zelle macht.
In der Studie hier wurde in Laborexperimenten gezeigt, dass die Antikörper gegen den ersten Teil (NTD) die Verschmelzung von Virus und Zelle blockieren. Das war bemerkenswert, weil diese Verschmelzung durch einen Teil „weit weg“ geschieht. Darauf aufbauend wurde dann eine Art „mechanische Verbindung“ zwischen Teil 1 (NTD) und Teil 3 entdeckt. Das deutet darauf hin, dass der erste Teil (NTD) bei der Verschmelzung von Virus mit Zelle, die am anderen Ende des Spike-Proteins geschieht, mitwirkt – und das wird durch Antikörper gegen diesen ersten Teil (NTD) blockiert. Die zur Zeit verwendeten Impfstoffe gegen SARS-CoV-2 bestehen aus dem Spike-Protein, aber nicht genau so wie es im Virus ist.
Forschung über die Mechanik des Spike-Proteins von vor der Pandemie hat gezeigt, wie kleine Veränderungen, die eben diese Mechanik beeinflussen, den Impfstoff besser machen können. Das noch bessere Verständnis des Spike-Proteins durch Grundlagenforschung wie diese hier kann daher zu deren weiteren Verfeinerung beitragen.

Link zur Studie: https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)00553-8

18. Mai: Der abgeschwächte Lebendimpfstoff

Weltweit wird an besseren Impfstoffen gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 geforscht. In einem Team aus FU/Charité/MDC Berlin haben wir einen „abgeschwächten Lebendimpfstoff“ (als Nasenspray) in Hamstern untersucht, und mit RNA/Adenovirus-Impfungen verglichen.
Die aktuellen Impfstoffe gegen SARS-CoV-2 erzeugen eine sehr gute „systemische“ Immunität. Das bedeutet u.a., dass viele Antikörper im Blut zirkulieren, was schwere Krankheit verhindert. Um das Virus aber schon in Nase/Hals zu stoppen, braucht es eine „lokale“ Immunität. Um diese lokale Immunität zu erzeugen, wird intensiv an Impfstoffen geforscht, die als Nasenspray gegeben werden. Das kann ein Impfstoff mit einem Trägervirus sein, wie der Adenovirus-Impfstoff von Oxford/AstraZeneca, oder ein richtiges Virus – aber stark abgeschwächt. Dieses Prinzip wird auch bei der Masern- oder Rötelnimpfung verwendet. Das Impfvirus erzeugt eine ganz leichte, meistens kaum spürbare Infektion (selten kann es aber zu den fast immer harmlosen „Impfmasern“ kommen).
Bei unserem Lebendimpfstoff wurden 200 von 30000 Stellen im Erbgut von SARS-CoV-2 verändert; dieses Virus ist ansteckend, kann sich aber kaum vermehren, und wird schnell eliminiert. Damit haben wir Hamster geimpft, und als Vergleich Biontech und ein Adenovirus-Impfstoff. Im Vergleich bot die zweifache Impfung mit dem Lebendimpfstoff den besten Schutz, gefolgt von der Kombination RNA + Lebendimpfstoff. Die 2x mit Lebendimpfstoff geimpften Tiere zeigten fast keine Anzeichen von Krankheit, und sehr geringe Entzündungswerte. Nach Infektion verschwand das Virus sehr schnell, und wir sahen eine sehr gute Reaktivierung des Immungedächtnisses durch die Impfung. In der Nasenschleimhaut gab es viel weniger Schäden durch die Virusinfektion, und die Riechnerven waren kaum beeinträchtigt. Insgesamt zeigte der Lebendimpfstoff also eine sehr gute Wirkung, bis zur Anwendung im Menschen ist es aber noch ein weiter Weg. Die Schweizer Firma RocketVax bereitet zur Zeit klinische Studien vor; dann wird sich zeigen, ob die Wirkung im Menschen ebenso gut ist. Lebendimpfstoffe sind zudem bei immungeschwächten Menschen grundsätzlich nicht ideal, bzw. muss erst noch geprüft werden ob ein Lebendimpfstoff auch bei ihnen anwendbar ist.

Link zur Studie: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.05.16.492138v1
Codagenix/Serum Institute of India beginnen mit einem vergleichbaren Lebendimpfstoff demnächst Phase 2/3 der klinischen Studien: https://codagenix.com/codagenix-intranasal-covid-19-vaccine-shows-potent-cellular-immune-response-against-conserved-viral-proteins-indicating-potential-for-immunogenicity-against-omicron-and-future-variants-in-phase-1-dat/?pag=1

10. Mai: Omicron vs. Delta

Um den Jahreswechsel 2021/2022 hat die Omikron-Variante von SARS-CoV-2 die davor dominierende Delta-Variante innert weniger Wochen vollständig abgelöst. Wie sich die „Fitness“ der beiden Variante unterscheidet, untersucht eine hier zusammengefasste Studie.
Die drei wichtigsten Eigenschaften der Coronavirus-Varianten sind: 1. Verbreitet sich das Virus schneller? 2. Kann es Immunität durch Impfung oder vorhergende Ansteckungen besser umgehen? 3. Macht es stärker krank? Die erste Eigenschaft kann in Tierexperimenten am besten gemessen werden, da bei der Ausbreitung des Virus in der Bevölkerung alle möglichen nicht bestimmbaren Einflüsse das Ergebnis verfälschen können. Für den direkten Vergleich wurden Omikron- und Delta-Viren 1:1 gemischt, und Hamster sowie Mäuse damit angesteckt. Schon nach 3 Tagen hatte in den Tieren drin die Delta-Variante Omikron weitgehend verdrängt. Omikron und Delta unterscheiden sich am meisten im Spike-Protein, das auf der Oberfläche des Virus (und im Impfstoff) ist. Das Spike hat zwei Funktionen gleichzeitig: das Virus kommt damit in unsere Zellen hinein, und es ist Haupt-Erkennungspunkt für das Immunsystem.
Von knapp 1300 Bausteinen (=Aminosäuren) des Spike sind 34 unterschiedlich bei Omikron und Delta. Außerhalb des Spike gibt es auch noch zahlreiche Unterschiede, deren Bedeutung kaum bekannt ist. Um daher klar sagen zu können, welche Rolle das Spike …spielt, wurden spezielle Viren wie folgt gebaut: nur noch das Spike war entweder Omikron oder Delta, und alle anderen Virus-Bauteile entsprachen dem ursprünglichen Virus. Damit kann man herausfinden, ob das Spike-Protein den Unterschied macht. Mit Spike-Omikron und Spike-Delta wurden dann geimpfte und ungeimpfte Mäuse infiziert. Spike-Delta vermehrte sich, wie erwartet, in ungeimpften viel mehr als in geimpften Tieren. Mit Spike-Omikron gab es aber kaum mehr Unterschiede.
In Kombination weisen die Experimente also darauf hin, dass sich Delta eigentlich schneller verbreiten kann als Omicron, d.h. alle die Veränderungen im Omicron-Spike machen das Virus „langsamer“. Da Omicron aber die Immunität durch Impfung/Genesung umgehen kann, wird es in einer zunehmend immunen Bevölkerung „fitter“, was die Verdrängung von Delta durch Omicron erklären kann.

Link zur Studie: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.04.28.489537v1.full

5. Mai: wer erstellt, nutzt, teilt, bezahlt Virus-Erbgut-Daten?

Die Veränderungen im Erbgut des Coronavirus SARS-CoV-2 werden weltweit intensiv verfolgt. Neue Varianten können dadurch innert weniger Wochen entdeckt und untersucht werden. Wie diese Erbgut-Daten verbreitet und (auch kommerziell) genutzt werden, ist aber umstritten.
Die wichtigsten Datenbank für Erbgut-Sequenzen von SARS-CoV-2 sind das ursprünglich für Grippeviren gegründete GISAID („Global Initiative on Sharing All Influenza Data“) und GenBank, das zu den National Institutes of Health in den USA gehört. GISAID (zur Zeit in Deutschland beheimatet) wird von Stiftungen und Regierungen aus verschiedenen Ländern finanziert. Die Daten daraus sind (nach Anmeldung) frei zugänglich, bei ihrer Verwendung muss aber das Labor einbezogen werden, das sie erstellt hat. Der Grund dafür ist, dass das Erbgut von Viren zwar häufig in ärmeren Ländern bestimmt wird (bei Omicron Botswana und Südafrika), wirtschaftlich aber oft in reicheren Ländern genutzt wird – bspw. für Anpassungen von Impfstoffen oder Medikamenten.
Im Jahr 2007 hat daher die indonesische Regierung, schlicht neue Grippevirus-Erbgut-Sequenzen nicht mehr publik gemacht, was wohl mit ein Grund für den Start von GISAID im Jahr 2008 war. Im Gegensatz zu GISAID sind Daten von Genbank ohne weiteres und anonym verwendbar. Das bedeutet, dass Virus-Erbgut-Daten ohne Nennung der Herkunft auch profitorientiert verwendet werden können. Und das geschieht v.a. in reicheren Ländern. Ein ähnliches Problem stellt sich auch bei einzelnen Proben. Ein PCR-Test wird von den Getesteten selber oder einer Krankenversicherung bezahlt. Daraus kann dann eine Virus-Erbgut-Sequenz gewonnen werden, die an anderer Stelle kommerziell genutzt wird. Es gibt aber keine Mechanismen, um diejenigen, von denen die Virus-Probe kommt und/oder die sie bezahlt haben, zu vergüten. Insgesamt: Wie und von wem biologische Daten erstellt, genutzt und bezahlt werden, wird ein wichtiges Thema der nächsten Jahre werden.

Text zum Thema: https://thebulletin.org/2022/05/how-a-dispute-over-sharing-coronavirus-genomes-is-threatening-a-vital-tool-for-tracking-variants/

29. April: das Coronavirus in nordamerikanischen Hirschen

Das Coronavirus SARS-CoV-2 kann nicht nur Menschen anstecken, sondern auch viele Tierarten. Betroffen sind Haustiere und Zuchttiere genauso wie Wildtiere; hier zusammengefasst der aktuelle Stand zur Verbreitung des Virus in nordamerikanischen Hirschen.
Das Coronavirus nutzt ein bestimmtes Protein auf der Oberfläche unserer Zellen als „Eintrittspforte“. Dieses Protein ist bei allen Säugetieren sehr ähnlich, daher kann SARS-CoV-2 so viele Tierarten anstecken. Wenn das Virus nun wie bei den Hirschen in einer Tierart kursiert, kann es sich laufend verändern. Bei den so neu entstehenden Varianten gibt es zwei Fragen: Erstens, sind sie besser auf diese Tierart spezialisiert und damit weniger ansteckend für Menschen? Oder, zweitens, sind die neuen Tier-Varianten auch für den Menschen ansteckender/gefährlicher?
Je nach Tierart kann das unterschiedlich sein. V.a. Omikron könnte durch längere Zirkulation in einer Tierart entstanden, und dann zurück auf den Menschen gesprungen sein. Verschiedene Studien haben nun gezeigt, dass bei nordamerikanischen Weißwedelhirschen je nach Zeitpunkt bis zu einigen Prozent der Tiere gleichzeitig infiziert sind. Weißwedelhirsche kommen Menschen oft recht nahe, und leben in größeren Gruppen eng zusammen. Die Bestimmung des Erbgutes der Viren aus den Hirschen im November/Dezember 2021 zeigte zwei Dinge. Erstens, das am nächsten verwandte, bekannte Virusgenom aus einem Menschen war von Anfang 2021. Das heißt, dass das Virus evtl. über Monate in den Hirschen zirkulierte. Zweitens, im Erbgut der Viren aus den Hirschen gab es Veränderungen, die auch schon bei Viren aus Menschen gesehen wurden – aber auch solche, die bisher nur bei Hirschen aufgetreten sind.
Das deutet darauf hin, dass es eine Anpassung des Virus an die Hirsche gibt. Ob diese an die Hirsche angepasste Virusvariante für Menschen mehr oder weniger ansteckend/gefährlich ist, ist noch nicht klar. Insgesamt zeigen die aktuellen Studien, dass SARS-CoV-2 sich auch in Tieren schnell ausbreiten und darin verändern kann. Daher wird vorgeschlagen, die zukünftige Evolution von SARS-CoV-2 im Sinne des „One-Health-Ansatzes“ nicht nur im Menschen (bspw. mit Abwasser) sondern auch in Tieren zu beobachten.

Übersichtsartikel: https://www.nature.com/articles/d41586-022-01112-4
Erbgut der Viren aus Weißwedelhirschen in Nordamerika: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.02.22.481551v1.full

26. April: wie das Coronavirus seine Baupläne macht

Bei der Virus-Vermehrung in unseren Zellen müssen die Bestandteile des Virus in den richtigen Mengen hergestellt werden. Coronaviren haben dafür einen besonders eleganten Mechanismus, der sogar noch wandelbar ist, wie eine neue Studie zeigt.
Coronaviren stellen 25 Proteine (=Eiweiße) her. Von einigen braucht es wenig, von anderen sehr viel. Die Lösung für dieses Problem muss sehr sparsam sein, denn das Erbgut von Viren ist sehr klein und komplizierte Mechanismen unmöglich. Und so funktioniert es: Das Erbgut von Coronaviren besteht aus ungefähr 30000 „Buchstaben“ in einer Kette. Die Baupläne für die Virus-Proteine sind auf dieser Kette verteilt. Um den Bauplan für ein bestimmtes Protein herzustellen, wird nur ein Teil des Erbgutes kopiert. Dabei werden die ersten ungefähr 60 Buchstaben der Kette mit dem Teil weiter hinten verknüpft, wo der Bauplan ist. Entscheidend ist nun die „Stärke“ der Verknüpfungspunkte: je stärker, desto mehr werden vom jeweiligen Bauplan und dem daraus entstehenden Protein gemacht. Diese „Verknüpfungsstärken“ sind nun genau so eingestellt, wie es für die Vermehrung des Virus am Besten ist.
Wie die hier zusammengefasste Studie zeigt, können aber auch neue Verknüpfungspunkte, und damit neue Virusproteine entstehen. Ein solcher neuer Verknüpfungspunkt führt zu einem Protein, das (wie einige schon bekannte Virusproteine) die Aktivierung des menschlichen Immunsystems gegen das Virus bremst. Dabei entstand der neue Verkünpfungspunkt in den letzten Jahren mehrmals. In den Virus-Varianten Alpha und Omikron ist er drin, nicht aber in Delta. Die Enstehung eines Erbgut-Merkmals mehrmals und unabhängig voneinander wird „konvergente Evolution“ genannt. Das ist ein deutlicher Hinweis, dass das Merkmal für die Virus-Vermehrung günstig ist. Das Coronavirus-Erbgut erscheint auf den ersten Blick relativ simpel und übersichtlich. Die Studie zeigt aber, wie vielfältig seine Anpassungsmöglichkeiten sein können, damit es sich trotz unseres Immunsystems effizient vermehren kann.

Link zur Studie: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.04.20.488895v1.full

22. April: SARS-CoV-2 im Darm

Coronaviren vermehren sich vor allem in unseren Atemwegen, können manchmal aber auch (bspw. beim Schweine-Corona-Durchfallvirus sogar hauptsächlich) den Darm befallen. Hier zusammengefasst zwei Studien, die mögliche Folgen davon untersuchen.
In der ersten Studie wurden über mehrere Monate nach der Ansteckung Stuhlproben von etwas mehr als Hundert Studien-Teilnehmenden auf Virus-Erbgut untersucht. Kurz nach Ansteckung waren bei ungefähr der Hälfte der Teilnehmenden Virus-Erbgut im Stuhl. Vier Wochen später war das Virus-Erbgut nur noch bei 5% im Hals nachweisbar, aber noch bei 20% im Stuhl. Nach einem halben Jahr hatte niemand mehr Virus-Erbgut im Hals, aber noch 1 von 8 (13%) im Stuhl. Bei allen Teilnehmen wurden zudem die Symptome während der akuten Erkrankung abgefragt. Insgesamt 17 Prozent berichteten von Durchfall/Bauchschmerzen/Übelkeit – und diese Symptome kamen gehäuft bei denjenigen vor, die Virus-Erbgut im Stuhl hatten. Das stützt die Vermutung, dass sich das Coronavirus SARS-CoV-2 in manchen Fällen auch in Darmzellen vermehren kann, was dann auch zu Bauchschmerzen, Durchfall usw. führt.
Die zweite Studie untersuchte Kinder mit und ohne MIS-C/PIMS (hohes Fieber usw. 2-5 Wochen nach einer SARS-CoV-2-Infektion; kommt bei ungefähr 1 von 4000 Kindern vor). Kinder mit MIS-C hatten Blut-Messwerte, die auf eine nicht ganz intakte Darmschleimhaut hindeuteten. Gleichzeitig waren auch noch höhere Werte des Spike-Proteins des Virus im Blut der Kinder mit MIS-C messbar. Dies zusammen könnte bedeuten, dass Virus-Vermehrung in den Darm-Zellen die Darmschleimhaut schädigt, und zudem Virus-Proteine ins Blut kommen. Da ungefähr 10% der Menschen mit LongCovid ebenfalls Magen-Darm-Probleme haben, könnte auch da ein Zusammenhang bestehen: d.h. länger andauernde Virus-Vermehrung im Darm führt entsprechend zu lang anhaltenden Beschwerden.

Magen-Darm-Symptome und Virus-RNA im Stuhl: https://www.cell.com/med/fulltext/S2666-6340(22)00167-2
Corona im Darm und MIS-C/PIMS bei Kindern: https://www.jci.org/articles/view/149633
MIS-C (PIMS): https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/08/18/coronainfo-funfter-teil/#0125

19. April: Vergleich der Symptome bei Delta und Omikron

Die seit Anfang Januar dominierende Omikron-Variante von SARS-CoV-2 macht die Menschen seltener schwer krank als die Delta-Variante davor. Das ist vor allem von Krankenhauseinweisungen bekannt, aber wie sind die Unterschiede bei milderen Verläufen?
Im Gegensatz zu moderaten bis schweren Fällen von COVID-19 von Patient*innen im Krankenhaus sind „mildere“ Krankheitsverläufe (d.h. alles ohne Atemnot) weniger gut erforscht. Das gilt vor allem für den Schweregrad und die Dauer der Symptome wie Husten, Fieber usw. Das ZOE-Projekt in Großbritannien nutzt Daten von Zehntausenden von Menschen, die in eine App Art, Stärke und Dauer ihrer Symptome eingeben. Auch wenn deren Wahrnehmung von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich ist, ermöglichen die großen Zahlen Vergleichbarkeit. Bei Omikron waren Halsschmerzen und Heiserkeit etwas häufiger als bei Delta. Auf der anderen Seite waren Verlust des Geruchssinnes fünfmal seltener, und auch eine veränderte Geruchswahrnehmung, Niesen oder eine laufende Nase kamen weniger oft vor. Das entspricht der aktuellen Forschung, die den Geruchs-Verlust auf eine Schädigung der Riechnerven durch Entzündung zurückführt (bei Omikron schwächer, daher seltener schwere Krankheitsverläufe), und bei Delta/Omikron unterschiedliche Infektionsmuster in der Nase sieht.
Zudem wurde die Dauer der Symptome abgefragt. Mit Delta dauerten sie im Durchschnitt wenige Tage länger an. Besonders stark war dieser Effekt bei den dreifach Geimpften, die zusätzlich für beide Virusvarianten von kürzerer Krankheit als die zweifach Geimpften berichteten. Das passt dazu, dass nach 3-5 Tagen das (mit Dreifachimpfung stärkere) Immun-Gedächtnis reaktiviert wird, und das Virus so schneller bekämpft wird.

Link zur Studie: https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(22)00327-0/fulltext
ZOE: https://covid.joinzoe.com/blog
ZOE-Studie Symptome mit/ohne Impfung: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/08/18/coronainfo-funfter-teil/#0903
Verlust Geruchssinn : https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/08/18/coronainfo-funfter-teil/#0204
Unterschiedliche Infektionen in der Nase bei Delta vs. Omikron: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.04.12.487379v1.full

13. April: Die Lunge bei COVID-19 unter dem Mikroskop

Bei COVID-19 wird die Lunge stark geschädigt. Die Histopathologie, also die Untersuchung von Gewebeproben unter dem Mikroskop, ist zentral beim Verstehen dieser Krankheit. Hier einige Beispielbilder der Lungen von COVID-19-Hamstern, aus der Veterinärpathologie der FU Berlin.

Diese Querschnitte durch die gesamte Lunge sind mit H&E gefärbt. Links, ohne Infektion, ist die Lunge frei, die Lungenbläschen (weiß) sind offen. Nach Infektion verstopfen Immunzellen (purpur) und Schleim die Lunge, die Sauerstoffaufnahme funktioniert nicht mehr richtig. Den Rest des Beitrags lesen »

In den letzten Tagen haben zwei neue Studien zu SARS-CoV-2/COVID-19 sehr große Aufmerksamkeit erregt. Bei der ersten ging es um die Frage, ob SARS-CoV-2 auch T-Zellen infiziert und damit schädigt: ACE2-independent infection of T lymphocytes by SARS-CoV-2. Die zweite untersuchte den Schwund von Hirnmaße sowie die reduzierte Hirnleistung nach COVID-19: SARS-CoV-2 is associated with changes in brain structure in UK Biobank. Beide Studie wurden teilweise sehr alarmistisch kommentiert, was meines Erachtens bei genauerer Betrachtung – siehe unten – nicht gerechtfertigt ist. Das ändert natürlich nichts daran, dass SARS-CoV-2 ein gefährliches Virus ist, und die Reduktion der Fallzahlen sowie die Impfung nach wie vor enorm wichtig sind.

SARS-CoV-2 und T-Zellen

Die erste Studie untersuchte, ob SARS-CoV-2 auch T-Zellen infiziert, und was dann mit den T-Zellen geschieht. Die Schlussfolgerung der Studie ist, dass das Virus T-Zellen infiziert, und damit massiv schädigt – was zu langanhaltender Immunschwäche führen soll. Von einigen Kommentierenden wurde das auch mit HIV/AIDS verglichen; das HI-Virus infiziert T-Zellen, worauf diese absterben, was zur Immunschwächekrankheit AIDS führt.
Das Grundproblem dieser Studie ist, dass die Experimente teilweise ungeeignet sind, um dies zu schlussfolgern, und erhebliche technische Mängel aufweisen – zwei Beispiele im Detail:

  1. In Abbildung 1 wird jeweils eine einzige (!) Abbildung aus einer Lunge einer an COVID-19 verstorbenen Person, sowie Blutzellen gezeigt. Es wird ein Antikörper verwendet, um Virus-Protein nachzuweisen. Das ist ein übliches Verfahren im Labor; Antikörper, wie hier aus Kaninchen, werden als Werkzeug zum Nachweis des Virus verwendet. Solche Antikörper kann man kaufen, hier wurde ein selbst hergestellter Antikörper verwendet. Es wird aber nicht nachgewiesen, dass der Antikörper genau das nachweist, was er soll. Es ist oft so, dass solche Antikörper nicht nur das erkennen, was sie sollen, sondern auch andere Dinge, d.h. sie „reagieren unspezifisch“. Das mindeste hier wäre gewesen, Proben von gesunden Menschen zu zeigen, wo der Antikörper dann nichts erkennen sollte. In den zusätzlichen Informationen („supplementary information“) ist ein solches Vergleichsbild gezeigt, jedoch von einer anderen Probenart. Zudem ist in Abbildung 1d nicht klar, welche Lungenstruktur hier gezeigt wird; das wäre aber wichtig zu wissen um beurteilen zu können, ob das „Signal“ vom Nucleocapsid-Antikörper biologisch sinnvoll ist – schöne Bilder als Vergleich sind bspw. hier zu sehen. Verdächtig ist in diesen Bildern zudem das Muster der roten Farbe, die das vom Antikörper markierte Virusprotein NP (Nucleocapsid) darstellt. Es ist jeweils in einem Ring am Zellkern, beim sogenannten „endoplasmatischen Retikulum“. Das ist aber nicht unbedingt dort, wo das Nucleocapsid erwartet wird, siehe als Vergleich dazu die Bilder hier. Auf dieser Seite sind auch passende „Kontrollen“ für den Antikörper gezeigt, mit denen man beurteilen kann, ob der Antikörper tut was er soll.
    Die Studie macht hier also auf Grund eines technisch mangelhaften Experimentes eine relativ starke Aussage, die zudem neu ist bzw. der bisherigen wissenschaftlichen Literatur eher widerspricht. Als Gutachter dieser Studie hätte ich folgende Ergänzungen für notwendig befunden:
    – Genaue Beschreibung des neu hergestellten Antikörpers, die auch zeigt, dass der Antikörper tatsächlich das Nucleocapsid markiert.
    – Verwendung eines zweiten Antikörpers, wenn möglich einer der schon in anderen Studien funktioniert hat.
    – Mehr als nur ein Bild, d.h. Proben von mindestens 3 Patient*innen (Blut) bzw. Autopsien (Lunge).
    – Ein zweites, komplett anders funktionierendes Experiment: bspw. isolieren von T-Zellen aus dem Blut von COVID-19-Patient*innen, und darin eine nicht mikroskopie-basierte Nachweismethode. In Abbildung 4 (siehe Punkt 2. unten) wird das im Prinzip gemacht, aber nicht entsprechend analysiert.
  2. Das zweite Experiment mit Proben aus Patient*innen ist in Abbildung 4 zu sehen. Hier werden T-Zellen aus dem Blut von COVID-19-Patient*innen mit einem Zell-Sortierer analysiert. Die Zellen werden wie in Abbildung 4A auf einer zweidimensionalen Fläche angezeigt. Je weiter oben die Zellen sind, desto näher sind die Zellen dem Zelltod; je weitere rechts desto mehr SARS-CoV-2-Nucleocapsid-Protein ist in den Zellen drin. Blaue Punkte sind einzelne Zellen, grün bis rot bedeutes zunehmendes „Aufeinanderstapeln“ von Zellen. Die Zahlen zeigen an, wieviele Prozente in den jeweiligen Quadranten Q1-Q4 sind.
    Hier wird übrigens auch das oben erwähnte Kontroll-Experiment gemacht, nämlich es werden auch Zellen aus einem gesunden Menschen mit dem Antikörper markiert. Auffällig ist nun, dass 1,7% der Zellen aus dem gesunden Menschen mit dem Nucleocapsid-Antikörper markiert sind (Zahlen in Q2+Q3). Dieser Wert sollte eigentlich 0 sein, da da natürlich kein Virus drin ist. D.h., der Antikörper hat auch die Tendenz, andere Dinge als nur Virusprotein zu markieren.
    Zudem ist nicht klar, wie die Linien zur Abgrenzung der Quadranten gesetzt werden. Das ist vor allem deswegen wichtig, weil es zwei „Populationen“ von Zellen gibt, eine links unten, in der die meisten Zellen sind, und eine in der Mitte, ungefähr bei der Schnitstelle der Linien (und dann noch Vereinzelte daneben). Wenn nun die Linien rechts bzw. oberhalb diesem Fleck in der Mitte gesetzt würden – als Abgrenzung von der „Hintergrundsmarkierung“, gäbe es in Q2 (sterbende Zellen mit Virus drin; was auch im Balkendiagramm rechts gezeigt wird als „TUNEL+NP+“) kaum mehr Zellen. Eine schlüssige Begründung für das Setzen der Linien fehlt.
    Auch hier ist also dieses – zugegeben technisch anspruchsvolle – Experiment nicht auf eine Art und Weise durchgeführt, die die starke Botschaft „SARS-CoV-2 infiziert T-Zellen und schädigt sie“ belegen kann.

Die weiteren Experimente sind „in der Petrischale“ gemacht worden, und daher nur bedingt geeignet, Prozesse in einem Organismus nachzubilden; insbesondere können sie die erwähnten Bedenken nicht entkräften.

SARS-CoV-2 und Hirn

Die zweite Studie vergleicht Hirn-Scans vor und nach einer COVID-19-Erkrankungen, sowie Veränderungen von kognitiven Fähigkeiten. Die gesamte Studie ist solide, was auch an der guten Datenqualität und des recht einfachen Vergleichs führt – nämlich zwei Hirn-Scans im Abstand von einigen Monaten, von wenigen hundert Menschen vor und nach bzw. ohne Infektion. An den Resultaten an sich gibt es daher kaum Zweifel. In der Berichterstattung ging aber ein zentraler Punkt verloren: der Schwund an Hirnmasse und kognitiven Fähigkeiten ist altersabhängig und erst ab einem Alter von ungefähr 60 überhaupt wesentlich. Auch gute Zusammenfassungen wie bspw. die von BR Wissen heben diesen wichtigen Punkt kaum hervor. Das ist schon in den rein quantitativen Erhebungen sichtbar (Abbildung 1) und noch stärker bei den kognitiven Analysen (Abbildung 3 – beim „trail making test“ müssen a Bildschirm Zahlenmuster in der richtigen Reihenfolge angeklickt werden). Warum ist das wichtig? Es ist bekannt, dass die Gefährlichkeit einer Infektion mit SARS-CoV-2-Infektion mit dem Alter stark zunimmt. Diese Studie bestätigt diesen allgemein bekannten Befund, ergibt aber keine veränderte Beurteilung der Gefährlichkeit des Virus für unter 60jährige. Die Studie zeigt aber sehr gut auf, dass und in welchem Ausmaß eine Infektion mit SARS-CoV-2 – aus welchen Gründen auch immer – das Gehirn älterer Menschen schädigen kann, und eine Impfung gerade für diese Altersgruppe extrem wichtig ist.

Ende Dezember 2019 hat die Pandemie mit den neuen Coronavirus SARS-CoV-2 begonnen. Seit dem 23. Januar 2020 poste ich auf Twitter und Facebook (und hier) regelmäßige kleine Informationshäppchen mit Fragen, Antworten und Kommentare zu Coronaviren. Einerseits wegen des zur Zeit natürlich großen Interesses an dieser Virusfamilie, andererseits auch weil es eine gute Gelegenheit ist um über wissenschaftliche Erkenntnisse zu sprechen, und über die Rolle der Wissenschaft in der Gesellschaft.

Mit verschiedenen Arbeitsgruppen insbesondere der Charité Berlin, der FU Berlin und des Max-Delbrück-Centrums arbeite ich vor allem zur molekularbiologischen Charakterisierung von mit Coronaviren infizierten Zellen sowie zu was bei COVID-19 in der Lunge geschieht, siehe dazu auch diesen Youtube-Film mit einem Vortrag von mir. Ein Übersichtsartikel zu SARS-CoV-2/COVID-19 in englischer Sprache, gemeinsam mit Marco Binder geschrieben, gibt es hier. Die komplette Liste der wissenschaftlichen Arbeiten, zu denen ich etwas beigetragen habe, ist auf Google Scholar verfügbar. Ein Essay zu Wissenschaft und Politik ist zugänglich auf laborjournal.de, die meisten anderen Interviews/Texte ansonsten hinter paywalls – falls Interesse an einem besteht, bitte melden. Thema Abwasser? Siehe hier. Bei WELT TV gibt es kurze Beiträge zum Novavax-Impfstoff und zur Kinderimpfung. Erklärvideos vom Max-Delbrück-Centrum:
Krankheitsphasen von COVID-19: https://www.youtube.com/watch?v=MIMmWFeJsqc
Kinderimpfung: https://www.youtube.com/watch?v=q1xzx4X7IgE
Omikron: https://www.youtube.com/watch?v=EOBGr_9l71Q&t=20s

Der erste Teil der CoronaInfos vom 23. Januar bis bis 7. Mai 2020 ist hier zu finden, der zweite Teil vom 11. Mai bis 19. Oktober 2020 hier, der dritte Teil von 22. Oktober 2020 bis 12. Februar 2021 hier, der vierte Teil vom 16. Februar 2020 bis 30. Juli 2020 hier. Einen Rückblick anlässlich von 100 CoronaInfos hier und hier.

8. April: Monozyten, die Virus aufnehmen

Schwere Krankheitsverläufe von COVID-19 liegen zu einem guten Teil daran, dass das Immunsystem ungünstig auf das Coronavirus reagiert. Eine neue Studie, hier zusammengefasst, hat nun einen weiteren Schritt in diesem selbstschädigenden Prozess beschrieben.
Untersucht wurde, aus dem Blut von COVID-19-Patient*innen und Gesunden, ein spezieller Typ Immunzellen, die „Monoyzten“. Diese sind ein Bestandteil des angeborenen Immunsystem und reagieren als erste Alarmgeber innert weniger Tagen auf eindringende Krankheitserreger. Bei COVID-19 war der Anteil absterbender Monozyten höher als bei Gesunden. Die Vermutung war daher, dass in COVID-19 ein (gut bekannter) Mechanismus stattfindet, bei dem alarmierende Monozyten sich auflösen, und große Mengen Immun-Botenstoffe freisetzen. Das ist an sich notwendig, um das Immunsystem gegen das Virus zu aktivieren, kann aber auch zu einer überschießenden Entzündung führen. So wurden auch hier die (bekannten) großen Mengen entzündungsfördernder Immun-Botenstoffe im Blut bei COVID-19 gemessen.
Wie aber kommt es zu dieser Selbstauflösung der Monozyten und der folgenden schweren Entzündung? Der Grund scheint die Aufnahme von Virus in die Monozyten zu sein. Die geschieht aber nicht wie wie sonst wenn bspw. Zellen in der Nase infiziert werden. Denn um das Virus aufzunehmen, brauchten die Monozyten Antikörper gegen das Virus, wie sie 7-10 Tage nach Ansteckung gebildet werden (Patient*innen in dieser Studie waren ungeimpft) – zu dem Zeitpunkt kann sich der Zustand nach Infektion schnell verschlechtern. Das geht aber nicht mit allen Antikörpern; im Vergleich zum Blut von COVID-19-Patient*innen beförderte das Blut von Geimpften (in dem viele Antikörper gegen das Virus sind) diese Antikörper-vermittelte Aufname des Virus in die Monozyten nicht.
Was (v.a. ohne Impfung) also bei schwerem COVID-19 geschieht: 7-10 Tage nach Infektion werden erste „schwache“ Antikörper gegen das Virus gebildet. Die Monozyten nehmen es mit Hilfe der Antikörper auf, und verursachen eine starke Entzündung, die nicht „eingefangen“ wird. Sehr wahrscheinlich sind solche Prozess bspw. bei älteren Menschen häufiger, weswegen sie eher schwer krank werden. Ob, grob gesagt, das Alter schon beim Auslösen der Entzündung wichtig ist, oder dazu führt dass sie nicht „eingefangen“ wird, ist noch eine offene Frage.

Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04702-4

25. März: Wie wird das Virus in Proben von COVID-19-Verstorbenen nachgewiesen?

Für die COVID-19-Forschung werden oft Gewebeproben von Verstorbenen auf das Coronavirus untersucht. Die dabei verwendeten Methoden sind aber technisch anspruchsvoll und können zu Fehlinterpretationen führen, wie eine hier zusamengefasste Analyse zeigt.
Um eine Krankheit wie COVID-19 im menschlichen Körper zu verstehen, müssen Proben von Patient*innen untersucht werden. Es gibt aber enge Grenzen, was genau angeschaut werden kann: nur wenn eine kleine Belastung ensteht, oder es medizinisch notwendig ist. Dazu gehören bspw. einige Milliliter kleine Blutproben, oder bei Herzproblemen die Entnahme eines winzigen Stücks des Herzmuskels. Proben bspw. von Gehirn oder Niere sind aber nicht möglich. Diese können fast nur bei an COVID-19 Verstorbenen untersucht werden. Oft wird dann das Coronavirus in vielen verschiedenen Organen nachgewiesen – entweder mit Antikörpern, die im Labor als molekularbiologisches Werkzeug eingesetzt werden, oder mit Elektronenmikroskopie. Bestimmte Muster zeigen dann, ob das Virus da ist oder nicht. Das ist aber keineswegs eindeutig. Ein Antikörper kann nicht nur das Virus anzeigen, weil er sogenannt „unspezifisch“ andere Dinge in einer Probe markiert. Oder in der Elektronenmikroskopie sieht etwas nach Virus aus, ist es aber nicht. Von 16 kommerziell verfügbaren Antikörper, die in sehr vielen Studien verwendet wurden, waren die Hälfte gar nicht oder nicht für alle Anwendungen geeignet.
Zudem wurden in 9 von 18 Beispiel-Studien die Antikörper-Experimente möglicherweise mangelhaft durchgeführt. Das bedeutet nicht, dass die Studienergebnisse falsch sind, macht die Schlussfolgerungen daraus aber weniger verlässlich.
Bei 116 von 122 Studien, die das Virus in vielen verschiedenen Organen mittels Elektronenmikroskopie nachgewiesen haben wollten, kommt die Analyse hier zum Schluss, dass die Mikroskopiebilder gar keinen Virus zeigen. Ein Beispiel ist eine auch in der Öffentlichkeit wahrgenommen Studie von 2020, dass das Coronavirus auch das Herz infiziert (https://www.scinexx.de/news/medizin/coronavirus-greift-das-herz-direkt-an/). Was als Beleg dafür (https://academic.oup.com/cardiovascres/article/116/14/2207/5910550?login=false Fig. 4G) gezeigt wird, ist aber sehr wahrscheinlich kein Virus. Insgesamt zeigt die Analyse, wie wichtig eine genaue technische Analyse publizierter Forschungsdaten ist – insbesondere im Hinblick darauf wie gut sie die Schlussfolgerungen stützen.

Link zur Analyse: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.01.13.22269205v1
SARS-CoV-2 infiziert T-Zellen? Eine mögliche Fehlinterpretation des Antikörper-Signals: https://emanuelwyler.wordpress.com/2022/03/14/sars-cov-2-zerstort-hirn-und-t-zellen/

22. März: wie sich das Virus in immungeschwächten Menschen verändert und was man daraus lernen kann

In immungeschwächten Menschen kann sich das Coronavirus SARS-CoV-2 während Monaten vermehren, und verändert sich dabei laufend. Die hier zusammengefasste Analyse zeigt auf, was wir daraus über zukünftige Virusvarianten lernen können.
Insgesamt wurde die Virus-Evolution in 27 Patient*innen verfolgt, die immun-unterdrückende Behandlungen hatten (meist wegen Auto-Immunkrankheiten) oder eine Immunschwäche (Leukämie, AIDS). Dadurch kann das Immunsystem das Virus nicht vollständig aus dem Körper entfernen. Da trotzdem etwas Antikörper gegen das Virus entstehen, oder als Medikament gegeben werden, gibt es einen „Selektionsdruck“: zufällig entstehende Veränderungen, die nicht mehr so gut von den Antikörpern erkannt werden, vermehren sich schneller und verdrängen bisherige Varianten. Interessant war nun, dass in dieser monatelangen Entwicklung des Virus in einzelnen Personen ähnliche Veränderungen auftraten wie in den Virusvarianten der letzten Monate – Alpha, Omicron usw. – und zwar Veränderungen, mit denen sich das Virus vor Antikörpern „verstecken“ kann.
Was es aber nicht gab in den immungeschwächten Menschen, waren Veränderungen im Virus, die es ansteckender machten. Grund dafür kann sein, dass ansteckendere Varianten zwar einen Vorteil in der Bevölkerung haben, aber nicht innerhalb eines einzelnen Menschen. Virus-Veränderungen, die sich – weltweit gesehen – erfolgreich fortpflanzten, waren in den immungeschwächten Patient*innen kaum zu sehen. Es gibt also zwei Arten von Virus-Veränderungen: solche die es ansteckender machen, und solche die es vor Antikörpern verstecken. Und nun ist die Frage, ob diese beide Arten von Veränderungen sich gegenseitig ausschließen – d.h. ob das Virus sich entweder vor den Antikörpern verstecken kann *oder* ansteckenderer wird, aber nicht beides. Diese Frage lässt sich zur Zeit noch nicht beantworten, wird aber im Zentrum der Untersuchung kommender Varianten von SARS-CoV-2 stehen.

Link zur Studie: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.02.17.22270829v1.full-text

18. März: Herpes-Reaktivierung nach RNA-Impfung

Herpesviren im Menschen sind meist im „Tiefschlaf“, können aber bei Krankheiten usw. „aufwachen“. Nach Corona-RNA-Impfung kann das eine sehr seltene und gut behandelbare schwerere Nebenwirkung verursachen. Hier zusammengefasst die Hinweise auf deren Ursache –
Bei Menschen sind acht Herpesviren bekannt, mit denen man sich meist als Kleinkind das erste Mal infiziert. Beim Herpesvirus 6 führt das bspw. zum eher harmlosen „Dreitagesfieber“, beim Varizella-Zoster-Virus, um das es hier geht, zu den deutlich gefährlicheren Windpocken. Nach der akuten Krankheit bleibt das Virus im Körper. Wenn es, manchmal Jahrzehnte später, „aufwacht“, kann es eine Gürtelrose (=„Herpes zoster“) geben, die auch andauernde chronische Schmerzen zur Folge haben kann.
Seit der allgemeinen Varizella-Impf-Empfehlung für Kinder 2004 sind die Windpocken stark zurückgegangen. Seit 2018 wird auch für über 60jährige eine Impfung gegen das Virus empfohlen, die übrigens ein sehr ähnliches Adjuvans wie der Novavax-Corona-Impfstoff hat. Nach der Corona-RNA-Impfung wird bei zusätzlich ungefähr 5 von 100000 Geimpften eine Gürtelrose beobachtet. Die übliche Annahme für das Auftreten der Gürtelrose ist, dass das Immunsystem das Virus nicht mehr unter Kontrolle halten kann, und es daher ausbricht. Das ist wohl der Grund, warum Gürtelrose mit dem Alter zunimmt (weil das Immunsystem schwächer wird). Gürtelrose nach Impfungen wurde daher erstmal ähnlich erklärt, also dass das Immunsystem nach der Impfung kurzzeitig geschwächt oder anderweitig beschäftig ist. … (6/9)
Eine zweite Erklärung geht genau in die andere Richtung: die starke allgemeine Aktivierung des Immunsystems nach der RNA-Impfung (die bei vielen zu Fieber, Müdigkeit usw. verursacht) führt zur „Entdeckung“ des schlafenden Virus, worauf die Gürtelrose ausbricht. Gestützt wird diese zweite These der „Immun-Wiederherstellung“, die erstmals vor Jahrzehnten bei AIDS-Patient*innen nach Behandlungsbeginn beschrieben wurde, dadurch, dass Gürtelrose öfters bei RNA-Impfung von Immungeschwächten auftritt. Detailliertere Studien könnten nun die Ursache genauer eingrenzen, und für die Herpes-Forschung ingesamt interessant werden.

Links:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC8228758/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC8890790/

16. März: verschiedene Arten von LongCovid und mögliche Ursachen

#CoronaInfo – Nach einer Infektion mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 kann es zu monatelangen Beschwerden (LongCovid) kommen. Eine hier zusammengefasste systembiologische Studie unterscheidet verschiedene Arten von LongCovid und verknüpft diese mit biologischen Messwerten.
Untersucht wurden mehrere 100 COVID-19-Patient*innen und Gesunde. Die LongCovid-Gruppe wurde unterteilt in vier Untergruppen: Beschwerden in den Atemwegen; in Magen/Darm; neurologische Anzeichen (bspw. Erschöpfung); sowie anhaltender Geruchs-/Geschmacksverlust. Danach wurden verschiedene Messwerte mit diesen Untergruppen in Verbindung gebracht. Atemwegsbeschwerden gingen einher mit niedrigen Mengen des Hormons Cortisol im Blut, wie man es von der (behandelbaren) Nebennieren-Unterfunktion kennt. In der akuten COVID-19-Krankheitsphase war das Epstein-Barr-Virus EBV in 1 von 7 Patient*innen messbar. In fast allen Menschen „schlummert“ EBV und kann wie hier bei Erkrankungen kurzzeitig reaktivieren. Nach einigen Monaten war es fast immer wieder verschwunden. Bei denjenigen mit EBV-Reaktivierung in der akuten Krankheit kam es aber häufiger zu LongCovid mit Gedächtnisstörungen.
Eingehend untersucht wurden Auto-Antikörper, d.h. Antikörper die das Immunsystem (fälschlicherweise) gegen Teile des eigenen Körpers herstellt. Auto-Antikörper können zu Autoimmunkrankheiten führen, bei denen das Immunsystem den eigenen Körper schädigt. Schon bekannt ist, dass zumindest einige Auto-Antikörper die Wahrscheinlichkeit schwerer COVID-19-Krankheisverläufe erhöhen. Hier war zudem sichtbar, dass LongCovid-Patient*innen mit mehr Auto-Antikörpern weniger Antikörper gegen das Virus hatten, und häufiger Magen-Darm-LongCovid. Auch der andere Hauptteil des erworbenen Immunsystems, die T-Zellen, war mit bestimmten LongCovid-Untergruppen verknüpft. So wurden zwei unterschiedliche Entwicklungen von T-Zellen, die Bestandteile des Virus erkennen, beobachtet. Eine dieser Entwicklungen führte eher zu Magen-Darm-LongCovid, die andere zu Atemwegs-LongCovid – was die These stützt, dass es unterschiedliche Arten von LongCovid gibt, mit unterschiedlichen Ursachen.
Verschiedene problematische Entwicklungen im Immunsystem könnten also zu bestimmten Untergruppen von LongCovid führen. Bei der Entwicklung von Therapien ginge es also darum, diese Untergruppen erkennen und entsprechend passend behandeln zu können. Link zur Studie: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00072-1

16. Februar: Flaschenhals für das Virus

Während sich das Coronavirus SARS-CoV-2 in einem infizierten Menschen vermehrt, entstehen immer wieder kleine Veränderungen im Erbgut. Wie sehr solche veränderte Viren weitergegeben werden, zeigt die Untersuchung eines Virus-Ausbruchs auf einem Fischerboot.
Von 122 Crewmitgliedern waren bei der (erzwungenen) Rückkehr nach zwei Wochen auf See über vier Fünftel positiv getestet. Von 13 konnten schlussendlich sehr gute Erbgut-Sequenz-Daten gewonnen werden. Diese wurden dann auf kleine Veränderungen hin untersucht. Von den 30000 „Buchstaben“ des Virus-Erbgutes waren bei 12 von den 13 Personen einer bis fünf Buchstaben verändert. Das heißt, dass es bei den Milliarden von Erbgut-Kopiervorgängen in den infizierten Menschen gelegentlich kleine Änderungen im Erbgut gab. Diese leicht veränderten Viren waren selber wieder vermehrungsfähig, d.h. die Änderungen verschwanden nicht sofort wieder. Sie machten aber in den meisten Fällen weniger als einen Zehntel der gesamten Virus-Erbgut-Information aus einer Person aus. Bei einer akuten Ansteckung trägt man einige Milliarden Viruspartikel in sich. Über 100 Millionen davon haben also ein ganz leicht verändertes Erbgut.
Nun war es so, dass diese kleinen Änderungen in allen 13 Personen unterschiedlich waren. Warum ist das wichtig? Die Annahme ist, dass sich alle 13 direkt oder indirekt bei derselben Person angesteckt hatten, eine Art „Superspreading-Ereignis“. Das Virus wurde also von einer Person auf das Schiff gebracht, und auch bei ihr gab es Virus-Partikel mit kleinen Änderungen. Die waren aber nicht mehr sichtbar bei der nächsten Runde Ansteckungen; denn dann gäbe diese bestimmten Erbgut-Änderungen in mehr als einer Person.
So wie schon andere Studien vorher gezeigt haben, bedeutet das: es werden immer nur wenige Viren weitergegeben – vielleicht nur einige Dutzend. Die Chance, dass darunter ein Virus mit einer Erbgut-Veränderung darunter ist, ist recht klein. Das heißt, dass die Weitergabe von Mensch zu Mensch ein enger, bremsender „Flaschenhals“ in der beständigen Veränderung des Virus ist. Dazu passt, dass trotz wohl schon über einer Milliarde Ansteckungen weltweit eine doch recht überschaubare Anzahl Virusvarianten entstanden ist.

Link zur Studie: https://www.biorxiv.org/content/9.1101/2022.02.09.479546v1.full

11. Februar: Wirkung von Impfung und Genesung auf Varianten

Mittlerweile sind viele Menschen zumindest teilweise immun gegen das Coronavirus SARS-CoV-2, durch Impfung, Genesung, oder beides. Die hier zusammengefasste Studie widmet sich der Frage, wie damit der Schutz vor den verschiedenen Virusvarianten aussieht.
Als erstes wurde verglichen, wie gut die Antikörper von RNA-Geimpften und (vom ursprünglichen Virus) Genesenen ohne Impfung verschiedene Virusvarianten erkannten. Die Antikörper von Genesenen waren dabei stärker auf das ursprüngliche Virus ausgerichtet. Antikörper von Geimpften waren dagegen breiter wirksam und erkannten die Varianten besser. Ein ähnliches Bild gab es auch mit dem Totimpfstoff Sinopharm und den Adenovirus-Impfstoffen Sputnik und Oxford/AstraZeneca, auch wenn diese alle weniger Antikörper machten als die RNA-Impfstoffe. Als nächstes wurden die Antikörper von Genesenen mit Geimpft+Genesenen verglichen, und zwar nach Ansteckungen mit der Alpha- oder der Delta-Variante. Ohne Impfung erkannten die Antikörper wie erwartet bevorzugt die Variante, mit denen sich die Person angesteckt hatte. Wenn aber jemand vor der Ansteckung geimpft war (und die Impfung entspricht dem ursprünglichen Virus), dann war diese bevorzugte Erkennung der entsprechenden Variante nicht mehr sichtbar. Das bedeutet, dass die Impfung eine Art „immunologische Einprägung“ machte.
Diese auch genannte „Antigen-Erbsünde“ Beobachtung bedeutet: Obwohl durch die Genesung nach Impfung sehr viele Antikörper hinzukommen und der Schutz daher sehr gut war, enstanden nicht so sehr Antikörper gegen die neue Variante, mit der sich die Person angesteckt hatte. Zudem kommen hier zwei weitere Beobachtungen zur Erklärung der guten Antikörper-Reifung nach RNA-Impfung dazu.. Erstens wurde in Keimzentren (außerhalb nicht) der Lymphknoten, wo die Antikörper-Zellen reifen, noch einige Wochen nach Impfung die Impf-RNA nachgeweisen werden. Zweitens nahm entsprechend auch die Menge Spike-Protein im Blut langsam ab (ähnlich wie nach eine Ansteckung). Nach vier Wochen waren es noch knapp 1 Picogramm pro ml Blut. Als Vergleich, die lösliche Menge des Virus-Rezeptor-Proteins Ace2 ist ungefähr 100 Picogramm/ml.
Insgesamt zeigt die Studie, wie gut die Impfung gegen Varianten wirkt, dass die „Antigen-Erbsünde“ aber tatsächlich eine Rolle spielen kann. Das ist wichtig für die Ausgestaltung zukünftiger, an Varianten angepassten Impfstoffe.

Link zur Studie: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00076-9
CoronaInfo zur Antigen-Erbsünde/immunologische Einprägung: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/08/18/coronainfo-funfter-teil/#1123
CoronaInfo zur Antikörper-Reifung: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/08/18/coronainfo-funfter-teil/#0112

8. Februar: Vitamin D und COVID-19

#CoronaInfo – In den letzten Tagen fand eine Studie weite Verbreitung, die zeigen soll, dass Vitamin D gegen schwere COVID-19-Krankheitsverläufe hilft. Hier zusammengefasst warum die Studie das nicht glaubhaft zeigt, aber trotzdem einen wichtigen Punkt berührt.
In der Studie wurden 253 Menschen betrachtet, die zwischen April 2020 und Februar 2021 mit COVID-19 in ein Krankenhaus eingeliefert wurden, und bei denen in den zwei Jahren davor Vitamin-D-Werte im Blut gemessen wurden. Die 253 Menschen wurden gemäß den Vitamin-D-Messwerten in vier Gruppen eingeteilt. Die Gruppe mit dem niedrigsten Vitamin-D-Wert hatte im Vergleich zu denjeniger mit dem hächsten Vitamin-D-Wert folgende Unterschiede: Das Durchschnittsalter war mit 68 zehn Jahre höher; für COVID-19 wichtige Vorerkrankungen wie Bluthochdruck oder Diabetes waren viel häufiger; über die Hälfte der Patient*innen in dieser Gruppe hatte schweres/kritisches COVID-19, dagegen nur 3 von 40 mit viel Vitamin D. Das Problem ist nun, dass Vitamin-D-Mangel bei den hier untersuchten Menschen klar mit höherem Alter und mehr Vorerkrankungen einhergeht. Beides sind gut bekannte starke Risikofaktoren für schwere COVID-19-Krankheitsverläufe.
So wie die Daten also vorliegen, ist nicht klar, ob die unterschiedliche Häufigkeit der schweren COVID-19-Krankheitsverläufe auch unabhängig von Alter/Vorerkrankungen mit wenig Vitamin D einhergehen. Um das herauszufinden, wurde ein mathematische Modell verwendet. Das ist aber nicht nachvollziehbar, denn es ist gemäß Text „not presented“ (nicht gezeigt). Daher ist nicht überprüfbar, ob die Menge Vitamin D tatsächlich einen Effekt haben könnte. Obwohl die Kernaussage der Studie daher wenig glaubhaft ist, ist das Thema Vitamin-D-Mangel wichtig und relevant.
Zuwenig Vitamin D ist eine sehr häufige Form von Mangelernährung, und generell schlecht für Gesundheit und Immunsystem. Denn Vitamin D ist kaum in Nahrungsmitteln vorhanden, und der Körper braucht sehr viel Sonneneinstrahlung, um es selber herzustellen. Gegebenenfalls wird daher die Einnahme von Vitamin-D-Tropfen/Tabletten empfohlen (wobei zuviel Vitamin D schädlich ist!). Der günstige Effekt von Vitamin D kommt von der langfristigen Einnahme in der richtigen Menge. Auch wenn ein Zusammenhang zwischen Vitamin D und COVID-19-Schweregrad bestünde, würde es als Medikament bei akuter Krankheit kaum nützen.

Link zur Studie: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0263069
RKI zu Vitamin D: https://www.rki.de/SharedDocs/FAQ/Vitamin_D/Vitamin_D_FAQ-Liste.html
Übersichtsartikel zu Vitamin-D-Mangel, bspw.: https://academic.oup.com/ajcn/article/87/4/1180S/4633477 und https://link.springer.com/article/11.1007/s11154-017-9424-1

4. Februar: Beeinträchtigung der Riechnerven nach SARS-CoV-2-Infektion

Nach einer Ansteckung mit dem Coronaviren SARS-CoV-2 kommt es oft zu Geruchs- und Geschmacksverlust. Eine hier zusammengefasste Studie zeigt, wie die Riechnerven indirekt durch das Virus geschädigt werden.
Zuerst wurden die Zellen in der Nase von Goldhamster untersucht nach Ansteckung nit SARS-CoV-2. Am meisten Virus wurde in den Stützzellen gesehen, die um die Riechnerven herum sind; in den Riechnerven selber war nur wenig Virus. Das bedeutet, dass die Riechnerven kaum, die Stützzellen aber sehr stark vom Virus infiziert werden. In der Folge sterben die Stützzellen ab, werden aber innert einiger Tagen erneuert. Dabei produzieren sie verschiedene Immunsystem-Botenstoffe. Obwohl die Riechnerven kaum selber Virus abbekommen, ist deren Gen-Aktivierungs-Programm stark verändert. Unter anderem waren für das Riechen wichtige Gene weniger aktiv.
Grund dafür waren sehr wahrscheinlich die Immunsystem-Botenstoffe. Diese Botenstoffe würden demzufolge von den Riechnerven wahrgenommen, die darauf ihr Gen-Aktivierung verändern – und dadurch weniger fähig werden, Gerüche wahrzunehmen und ans Gehirn weiterzuleiten. Ein ähnliches Muster fand sich auch in Proben von Menschen, die an COVID-19 verstorben sind: auch darin waren dieselben Riech-Gene wie in den Hamstern weniger aktiv.
Insgesamt deutet das darauf hin, dass SARS-CoV-2 auch in Zellen in der Nase eine ganz starke Aktivierung von Immunsystem-Botenstoffen macht. Die Riechnerven werden zwar selber nicht infiziert und sterben auch nicht ab, sind aber trotzdem so beeinträchtigt dass der Geruchsverlust über Tage bis Wochen anhalten kann.

Link zur Studie: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00135-0

1. Februar: Antikörper mit und ohne Fucose

Nach Ansteckung mit einem Virus beginnt das Immunsystem Antikörper dagegen herzustellen. Eine hier zusammengefasste Studie zeigt: bei COVID-19 ist nicht nur wichtig, wieviele Antikörper wie schnell gemacht werden, sondern auch wie sie „dekoriert“ sind.
Antikörper kommen in verschiedenen Formen vor. Ein Teil dieser Form wird von der sogenannten „Glykosylierung“ bestimmt. Das bedeutet, das an Antikörper einige Zucker-Moleküle angehängt werden. Welche genau das sind ist wichtig für die Funktion des Antikörpers. Die Studie hat nun einmal 109 und einmal 69 COVID-19-Patient*innen untersucht, die mit anfänglich milden Symptomen ins Krankenhaus kamen. Bei den meisten blieb es dabei, bei 8 bzw. 7 nahm die Krankheit aber einen schweren Verlauf. Der erste Unterschied zwischen leichter und schwerer Krankheit war die Menge Antikörper kurz nach Beginn der Krankheitsbeginn; denn diejenigen mit schwerem Verlauf machten wirksame Antikörper quasi mit etwas Verspätung.
Der zweite Unterschied war, dass bei den Patient*innen mit schwerem Verlauf an den Antikörper generell weniger Fucose-Zucker dranhing. Solche Antikörper befördern evtl. auch die schwere Entzündung in COVID-19. Denn sie werden von bestimmten Arten von Immunzellen erkannt, die daraufhin entzündungsfördernde Botenstoffe produzieren. D.h. die Antikörper ohne Fucose können die überschießende Immunreaktion in schwerere COVID-19-Verläufen noch verschlimmern.
Schlussendlich wurden noch die Antikörper untersucht, die nach der Corona-Impfung entstanden. Sie zeigten günstige „Zuckerdekorationen“, und waren insgesamt den Antikörpern der Patient*innen mit mildem Verlauf ähnlicher als denen mit schwerem Verlauf.

Link zur Studie: https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abm7853

28. Januar: Reaktivierung der Gedächtnis-B-Zellen

Die Corona-Impfung schützt zuverlässig vor schwerer Erkrankung, wenn man sich trotzdem mit SARS-CoV-2 ansteckt. Denn wenn das Virus reinkommt, springt das Immungedächtnis an. Hier zusammengefasst eine Studie, die diese Reaktivierung untersucht hat.
In der Studie wurden gut 30 Personen aus dem Gesundheitswesen untersucht, die nach einige Monate nach der Impfung eine Ansteckung hatten. Die meisten hatten kaum Krankheitszeichen, die anderen hatten einen milden Verlauf (d.h. leichte bis schwere Erkältung). Im Vergleich mit einer Gruppe ohne Ansteckung wurden Antikörper gemessen, die gegen zwei Bestandteile des Virus gerichtet sind; nämlich gegen das Spike-Protein (mit dem auch geimpft wird), und gegen das N-Protein. Wie schon bekannt, nahm einige Monate nach Impfung die Menge der Antikörper gegen das Spike-Protein im Blut deutlich ab. Dagegen nahm die Anzahl von Gedächtnis-B-Zellen, aus denen nach Ansteckung diese Antikörper hervorgehen können, mit der Zeit eher zu. Der Grund dafür könnte die über Monate andauernde „Reifung“ dieser Gedächtnis-B-Zellen sein.
Wenn nun eine Ansteckung auftrat, nahm die Menge Antikörper gegen das Spike-Protein des Virus schon nach ungefähr 4-6 Tagen stark zu. Dagegen enstanden Antikörper gegen das N-Protein des Virus – das nicht im Impfstoff drin ist – erst nach ungefähr 10 Tagen. Ursache dafür ist, dass diese neu gemacht werden, während die Spike-Antikörper aus dem Immun-Gedächtnis entstehen. Auch die Menge der Spike-Antikörper im Speichel nahm innert 4-6 Tagen zu – das ist besonders wichtig, denn diese sind ein Maß dafür, wie gut das Virus dort wo es sich vermehrt (Hals/Nase) bekämpft werden kann. Die Studie zeigt also die schnelle Reaktivierung der Gedächtnis-B-Zellen nach Ansteckung, die wohl wesentlich dazu beiträgt, dass die Krankheit nach Impfung milder verläuft.

Link zur Studie:
https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(22)00039-7
CoronaInfo Reifung B-Zellen: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/08/18/coronainfo-funfter-teil/#0112
CoronaInfo zu Antikörpern in den Schleimhäuten: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/08/18/coronainfo-funfter-teil/#0910

25. Januar: Das Multi-Entzündungs-Syndrom MIS-C bei Kindern

Bei Kindern hat eine Ansteckung mit SARS-CoV-2 eher selten schwerwiegende Folgen. Dazu gehört neben LongCovid (wochen-/monatelange Erschöpfung) das „Multi-Entzündungs-Syndrom“ MIS-C (hohes Fieber usw. nach 2-8 Wochen). Wie ist der Forschungsstand zu MIS-C?
MIS-C kommt bei unter 12jährigen bei ungefähr 1 von 1000 bis 1 von 4000 Ansteckungen vor – bspw. bei den aktuellen Fallzahlen in Berlin also ungefähr 3-15x pro Woche. Wie meistens bei Kindern hatten auch diejenigen mit MIS-C in den Tagen nach der Ansteckung nur leichte Symptome. Das hohe Fieber, das eine – üblicherweise erfolgreiche Behandlung ohne Folgeschäden – im Krankenhaus notwendig macht, kommt dann erst nach einigen Wochen.
Zur Zeit werden verschiedene mögliche Ursachen diskutiert. Dazu gehört eine genetische Veranlagung, evtl. in Zusammenhang mit vorherigen Infektionen mit anderen/verwandten Viren. Auch für eine andauernde Virusvermehrung im Darm gibt es Hinweise. Eine neue Studie stützt nun eher die zweite Möglichkeit. Denn im Vergleich von SARS-CoV-2-genesenen Kindern mit und ohne MIS-C zeigte sich, dass Kinder mit MIS-C deutlich weniger T-Zellen gegen das Virus machen. Antikörper dagegen gab es bei beiden Gruppen gleich viele. Antikörper können Virus außerhalb unserer Zellen direkt neutralisieren. T-Zellen dagegen erkennen und entfernen infizierte Zellen, um die Ausbreitung des Virus zu verhindern.
Es könnte nun sein, dass in Kindern mit MIS-C bei der Ansteckung keine T-Zellen entstehen, die das Virus erkennen. Dann könnte das Virus, von Antikörpern unerkannt und auf niedrigem Niveau, sich noch Wochen im Darm vermehren, was schlussendlich zum Entzündungsschub in MIS-C führen könnte.

Übersichtsartikel zu MIS-C: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1074761322000437
Link zur Studie: https://insight.jci.org/articles/view/155145

21. Januar: geschlechtsspezifische Unterschiede in der COVID-19-Sterblichkeit

Die allgemeine Annahme ist, dass Männer eher an COVID-19 sterben als Frauen – bspw. wegen möglicherweise unterschiedlichen Immunsystemen. Eine hier zusammengefasste Studie zeigt aber, dass die Unterschiede eher sozial als biologisch begründet sind.
Die Studie vergleicht Daten aus den US-Bundesstaaten von April 2020 bis Mai 2021. In dieser Zeit gab es bei Männern/Frauen 14,89/15,38 Millionen bestätigte Corona-Fälle, sowie 273/228 Tausend Todesfälle. Divers/nicht-binäre Geschlechtskategorien wurden nicht erfasst Auffällig war: auch wenn es *insgesamt* mehr Todesfälle von Männern gab, starben je nach Zeitperiode und Bundesstaat teilweise mehr Frauen. Im Staat New York starben zu Beginn der Pandemie mehr Männer, danach war das Verhältnis ausgeglichen. Im Staat Massachusetts starben insgesamt und über alle Zeitperioden hinweg sogar Frauen häufiger. Die Geschlechtsunterschiede sind also abhängig von den Umständen, und nicht unbedingt von unterschiedlichen biologischen Vorbedigungen. In der Studie werden verschiedene Ursachen diskutiert.
Erstens ist die Lebenserwartung bei Männer allgemein niedriger, und sie haben häufiger Herz-Kreislauf-Krankheiten, die Risikofaktor für schwere COVID-19-Verläufe sind. Zweitens ist auffällig, dass es deutlich mehr Fälle bei Frauen gibt – was daran liegen könnte dass bspw. Schwangere oder das mehrheitlich weibliche Gesundheitspersonal häufiger getestet werden; das senkt das Sterbe-Fallzahl-Verhältnis. Drittens kann es auch sein, dass COVID-19-Todesfälle bei Frauen weniger oft als solche gezählt wurde, bspw. da ein Drittel aller Toten in Alters- und Pflegeheimen waren, und dort zu 70% Frauen leben. Viertens ist das Schutzverhalten (bsp. Tragen von Masken) u.a. auch geschlechtsabhängig. Und fünftens die Berufe; so war die Sterblichkeit unter Nahrungsmittel-/Landwirtschaftsarbeitern in Kalifornien besonders hoch, und darunter sind 75% Männer. Die Schlussfolgerung ist daher, dass für das Verständnis der COVID-19-Sterblichkeit neben biologischen auch eine Reihe von sozialen Faktoren miteinbezogen werden muss.

Link zur Studie: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277953622000193

18. Januar: chronische Entzündung in LongCovid

LongCovid bezeichnet über Monate anhaltende Erschöpfung usw. nach einer Ansteckung mit SARS-CoV-2. Die Ursachen sind unklar – die hier zusammengefasste Studie stützt die Möglichkeit, dass eine lang andauernde chronische Entzündung dahintersteckt.
In der Studie wurden Botenstoffe des Immunsystems im Blut gemessen, die eine Entzündungsreaktion nach der Ansteckung mit einem Virus vermitteln. Diese ist an sich zentral, um das Virus überhaupt zu bekämpfen – sollte aber nach einigen Tagen wieder zurückgehen. Die Menge dieser Botenstoffe wurden neben LongCovid-Patient*innen als Vergleich gemessen bei: SARS-CoV-2-Genesene ohne LongCovid, Gesunden und Menschen, die eines der vier Erkältungscoronaviren hatten. Vier Monate nach Infektion waren alle Entzündungs-Botenstoffe nach SARS-CoV-2-Ansteckung mit und ohne LongCovid ähnlich erhöht im Vergleich zu Gesunden und denjenigen mit Erkältungscoronaviren. Nach acht Monaten gingen die meisten der gemessenen Entzündungs-Botenstoffe deutlich runter, bei LongCovid blieben aber zwei davon noch erhöht. Passend dazu war die Zusammensetzung von Immunzellen im Blut anders bei LongCovid; diese zeigten eine andauernde Aktivierung von bestimmten Unterarten von Immunzellen, die von den erhöhten Entzündungs-Botenstoffen herrühren könnten. Was die Studie nicht messen konnte, war, ob in einigen Körperteilen (bspw. Darm) eine andauernde Virusvermehrung stattfand.
Dazu passend untersuchte eine andere Studie ebenfalls in Mäusen Entzündungs-Botenstoffe. Die Mäuse waren genetisch so verändert, dass das Virus sich nur in den Atemwegen vermehren konnte. Trotzdem zeigten auch sie noch Wochen nach Infektion mehr Entzündungs-Botenstoffe im Blut, was gegen die andauernde Virusvermehrung spricht. Insgesamt deutet die Studie darauf hin, dass Ursache von LongCovid eine durch das Virus erzeugte beständiger „Alarmzustand“ des Immunsystems wie in der akuten Infektion ist, d.h. das Immunsystem „beruhigt“ sich nicht von selber bzw. nicht ausreichend.

Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s41590-021-01113-x?s=09
Studie in Mäusen: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.01.07.475453v1.full (siehe dazu auch https://twitter.com/TheBinderLab/status/1482978497626787841 für Erklärungen dazu)

12. Januar: Antikörper-Reifung bei RNA-Impfungen

Nach der Coronaimpfung bildet unser Immunsystem Antikörper gegen das Virus. Wie das geschieht und die besonderen Qualitäten der RNA-Impfstoffe werden intensiv erforscht – hier zusammengefasst eine Studie über Antikörper-Reifung in den Lymphknoten.
Die RNA-Impfstoffe werden bevorzugt von sogenannten „antigen-präsentierenden Zellen“ aufgenommen. Diese übersetzen die Information in der RNA und zeigen das so entstandene Virusbauteil auf ihrer Oberfläche. Das geschieht besonders in den Lymphknoten. Lymphknoten sind überall im Körper verteilt, viele davon sind unter den Achseln, die nach der Impfung in den Oberarm besonders wichtig sind. Im Keimzentrum der Lymphknoten zeigen die antigen-präsentierenden Zellen u.a. den B-Zellen das Virusbauteil. Aus den mehreren Millionen B-Zellen im Körper sammeln sich dann im Keimzentrum diejenigen an, die das Virusbauteil zumindest ein bisschen erkennen. Diese B-Zellen können dann später zu Antikörper-produzierenden Zellen werden.
Vorher werden die B-Zellen aber noch „gereift“. Das heißt, es verbleiben vor allem diejenigen B-Zellen im Keimzentrum, die durch zufällige Veränderungen im Erbgut ihre Antikörper gegen das Virus passender machen. Um das bei den RNA-Impfstoffen zu untersuchen, …wurden bei dieser Studie bis sechs Monate nach Impfung Proben aus dem Blut, den Achsel-Lymphknoten und dem Knochenmark entnommen. Das bemerkenswerte Resultat war, dass über Monate hinweg viruserkennende B-Zellen in den Lymphknoten waren. Diese über Monate andauernde B-Zellen-Reifung führte dazu, dass die Antikörper gegen das Virus über die Zeit immer besser wurden – „gereifter“. Zudem gab es nicht nur Gedächtnis-B-Zellen, sondern auch langlebige antikörperproduzierende Zellen im Knochenmark.
Die Studie zeigt, dass und wie die RNA-Impfung eine sehr robuste und wirksame Immunantwort auslöst. Auch wenn nach einigen Monaten nicht mehr genug Antikörper bei den Schleimhäuten vorhanden sind, um jegliche Ansteckung zu verhindern – die Menge und vor allem Qualität …der Gedächtnis-B-Zellen macht die Impfung auch dann noch wirksam gegen schwerere Krankheit.

Link zur Studie: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.10.31.466651v1.full
Übersichtsartikel: https://www.nature.com/articles/s41577-021-00657-1
Artikel zu RNA-Impfungen von 2019: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2019.00594/full

11. Januar: Die Furin-Schnittstelle

#CoronaInfo – Besonders wichtig im Coronavirus SARS-CoV-2 ist die „Furin-Schnittstelle“. Sie macht das Virus gefährlich (und ist bei Omikron etwas abgeschwächt). Hier zusammengefasst eine Analyse über ihr Vorkommen in Fledermaus-Coronaviren bzw. mögliche Herkunft.
Die Furin-Schnittstelle ist nach Umschreiben des Erbguts im Spike-Protein (Oberfläche des Virus und Impfstoff). Auch andere Coronaviren haben sie, und auch Grippeviren: dort macht sie den Unterschied zwischen gefährlichen und nicht so gefährlichen Virusarten. Sie kommt in vielen Coronaviren vor, in zwei von vier Erkältungscoronaviren oder im MERS-Virus; aber nicht in den nächsten Verwandten von SARS-CoV-2, die bisher im Tierreich gefunden wurden. Das hat auch Spekulationen genährt, dass SARS-CoV-2 künstlich hergestellt wurde. Die Analyse hier hat nun neben zahlreichen bekannten Fledermaus-Coronaviren (meist aus Südostasien) neue aus europäischen Fledermäusen untersucht.
In vielen dieser Erbgutsequenzen wurden nun an der Stelle der Furin-Schnittstelle ähnliche Gensequenzen gefunden. Wo in SARS-CoV-2 die Furin-Schnittstelle ist, ist in diesen Fledermaus-Coronaviren eine Sequenz, die nur wenige Veränderungen braucht, um zu einer Furin-Schnittstelle zu werden – oder umgekehrt, es war mal eine Furin-Schnittstelle war, die sich etwas verändert hat. In Fledermaus-Coronaviren scheint die Furin-Schnittstelle also nicht notwendig oder sogar hinderlich zu sein – im Gegensatz zu Menschen-Coronaviren. Dazu passt folgende Beobachtung: wenn in Zellen in der Plastikschale Viren vermehrt werden, kann die Furin-Schnittstelle bald verloren gehen, und muss daher ständig überprüft werden. In Hamstern (und Menschen) können sich dann aber (auch aus einem Gemisch heraus) ausschließlich die Viren mit Furin-Schnittstelle vermehren.
Insgesamt zeigt die Analyse, dass in Coronaviren der Teil mit der Furin-Schnittelle variabel und anpassungsfähig ist – ein Hinweis für die zukünftige Beobachtung der Coronaviren in der Natur im Hinblick auf neue, für Menschen wieder gefährliche Formen.

Link: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.12.15.472779v1

6. Januar: T-Zellen und Komplement in schwerem COVID-19

Ein schwerer Verlauf der Krankheit COVID-19 kann verschiedene Ursachen haben. Einen neuen Aspekt haben wir in einer aus Charité/HU Berlin geleiteten Studie gefunden. Dabei wird durch die Virusinfektion eine fehlgeleitete Immunantwort ausgelöst.
Die erste Beobachtung in der Studie war, dass eine bestimmte Unterart von T-Zellen in Patient*innen mit schwerem COVID-19 häufiger vorkamen. Diese Zellen zeigten Gen-Aktivierungsmuster für T-Zellen, die andere Zellen eliminieren können („zytotoxische“ Zellen). Dann wurden T-Zellen aus dem Blut von COVID-19-Patient*innen gewonnen. Je schwerer die Krankheit, desto stärker war auch die Kraft dieser T-Zellen, andere Zellen zu eliminieren. Um das zu überprüfen, wurden die T-Zellen im Labor zu Zellen der Blutgefäßwände gegeben. Tatsächlich schädigten die T-Zellen von schweren COVID-19-Fällen diese Zellen der Blutgefäßwände. In Lungengewebe von an COVID-19 Verstorbenen wurden diese T-Zellen zudem gefunden, was darauf hindeutet, dass sie an den bei COVID-19 sehr häufig beobachteten und gefährlichen Schäden der Blutgefäße beteiligt sind. Diese speziellen T-Zellen nehmen einerseits mit dem Alter zu, und entstehen andererseits wegen eines Teils des Komplementsystems („C3a“). Das Komplement ist ein Teil unseres Immunsystems. Es neutralisiert Bakterien/Viren, und alarmiert Zellen des Immunsystems.
Zusammengenommen bedeutet das, dass eine Infektion durch SARS-CoV-2 eine (vielleicht besonders starke oder unkoordinierte) Aktivierung des Komplementsystems macht, die dann zu großen Mengen dieser für die Blutgefäße schlussendlich schädlichen T-Zellen führt. Zudem kann es eine Veranlagung geben, wenn schon ohne Infektion viele dieser T-Zellen sowie Komplement da sind, was bspw. mit zunehmendem Alter der Fall ist.

Link zur Studie: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867421015622?via%3Dihub

4. Januar: wie wirken Impfstoffe?

Wie genau die verschiedenen Arten von Corona-Impfstoffen wirken, wird zur Zeit intensiv erforscht. In einem Projekt, das von einer Forschungsgruppe des Paul-Ehrlich-Instituts getragen wird, untersuchen wir, ob bestimte Impfstoffe sogar schaden könnten.
Dabei vergleichen wir zwei Impfstoffe, die beide aus dem Spike-Protein bestehen. Das Spike-Protein ist auf der Oberfläche des Coronavirus und macht auch die in Europa verwendeten RNA- und Adenovirus-Impfstoffe aus. Das Spike-Protein wird hier aber anders in den Körper transportiert, entweder auf einem abgeschwächten Masernvirus, oder als gereinigtes Protein, das mit Aluminium vermischt wurde. Alu wird schon seit Jahrzehnten in Impfstoffen zur Aktivierung des Immunsystems verwendet. In den Experimenten wurden Syrische Hamster mit dem einen oder dem anderen (oder gar nicht) geimpft, und nach einigen Wochen mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 infiziert. Schon nach der Impfung zeigte sich, dass das Immunsystem unterschiedlich aktiviert wurde.
Protein+Alu erzeugte eher eine sogenannte Th2-Aktivierung, während es bei der Impfung mit dem Hilfsmasernvirus eher eine Th1-Aktivierung war. Beide Impfstoffe führten zu vielen Antikörper in den Hamstern, aber die mit Protein+Alu waren weniger wirksam.
Nach der Infektion mit dem Coronavirus wurden die Hamster, die mit Protein+Alu geimpft wurden, sogar stärker krank als die ungeimpften Tiere: die Art und Weise, wie dieser Impfstoff das Immunsystem aktiviert hatte, war also ungünstig. Das zeigt erstens bei Coronaviren Th1-Impfstoffe notwendig sind (wie alle derzeit zugelassenen Impfstoffe sind). Zweitens ist es wichtig, bei der Entwicklung von Impfstoffen genau zu verstehen, wie sie wirken.

Link zur Studie (noch nicht begutachtet): https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.12.28.474359v1

27. Dezember: wie krank macht Omikron?

#CoronaInfo – Wichtige Frage zur Zeit ist: macht die neue Omikron-Variante des Coronavirus mehr oder weniger krank als bisherige Varianten? Nach ersten Hinweisen, die eher in Richtung „weniger“ deuten, gibt es jetzt erste Resultate aus Labor-Experimenten.
Klar ist: Die neue Omikron-Variante des Coronavirus ist teilweise resistent gegen Immunität durch Impfung/vorhergehende Infektion, sodass sich auch Genesene/Geimpfte schnell anstecken. Auch oder vor allem deswegen breitet sie sich so schnell aus. Die beiden hier vorgestellten Studien aus Großbritannien und Japan (in Zusammenarbeit der beteiligten Arbeitsgruppen) führten teilweise ähnliche Experimente aus, aber mit unterschiedlichen Ansätzen, was die Aussagekraft stärkt.
Zuerst untersuchten sie die Spaltung des Spike-Proteins, das die Virusoberfläche und die meisten verwendeten Impfstoffe ausmacht. Es wird zweimal gespalten, zuerst wenn das Virus in infizierten Zellen gemacht wird, das zweite Mal bei der Infektion der nächsten Zelle. Beide Spaltungen werden durch zelleigene Proteine gemacht (genannt Furin und TMPRSS2), die für die Virusvermehrung umgenutzt werden. Je besser die Spaltungen, desto besser kann sich das Virus von Zelle zu verbreiten. Während bei der Delta-Variante eine bestimmte Veränderung im Spike-Protein nahe der Spaltstelle die Spaltung sehr effizient gemacht hat, scheint bei Omikron das Gegenteil der Fall zu sein: die Veränderungen die Omikron hat, scheinen die Spaltung zu behindern. Dazu passt, dass Omikron Im Vergleich zu Delta und der Variante von 2020 sich weniger gut in Zellen in der Plastikschale vermehrte. Zudem hatten damit infizierte Hamster deutlich weniger Anzeichen von Lungenentzündung (kein Gewichtsverlust, kaum verstopfte Lungen). Auch war tief in der Lunge etwas weniger Virus zu finden. Ingesamt könnte das also darauf hindeuten, dass sich die Omikron-Variante im Körper nicht so gut ausbreitet und weniger in die Lunge kommt – was beides zu einem milderen Krankheitsbild beitragen könnte.
Als nächstes sollten diese Resultate bestätigt und vertieft, und der Unterschied im Menschen genauer verstanden werden. Zudem: ein etwas weniger gefährliches Virus, das sich aber schneller verbreitet, könnte in der Gesamtschau für uns schwieriger sein.

Links zu den beiden Studien:
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.12.17.473248v2.full
https://drive.google.com/file/d/1rhCazFav1pokFKmsZI5_oqIeH9ofFckR/view

Effiziente Spaltung bei Delta: https://www.nature.com/articles/s41586-021-04266-9

22. Dezember: Wirkung von Dexamethason und Antikörpern

Weltweit werden bei Behandlung von schwereren COVID-19-Krankheitsverläufen standardmäßig der Entzündungshemmer Dexamethason sowie Antikörper gegen das Virus eingesetzt. In einer neuen Studie haben wir deren Wirkungsweise in Zwerghamstern untersucht.
Dexamethason ist ein Corticosteroid, und wird seit 60 Jahren verwendet, bspw. bei chronischen Entzündugen wie Arthritis. Seit Sommer 2020 wird es bei COVID-19 eingesetzt, da auch da oft eine übermäßige, den Körper schädigende Entzündung vorliegt. In diesem Bild der täglichen Medikamente auf der COVID-19-Intensivstation ist das Dexamethason die zwei kleinen Glasampullen mit weiß-grün-blauem Etikett vorne links. Roborovski-Zwerghamster zeigen nach Infektion mit SARS-CoV-2 einen schweren Krankheitsverlauf, was dem von COVID-19-Patient*innen im Krankenhaus und auch auf den Intensivstationen entspricht.
Nach Infektion untersuchten wir die Lungen der Zwerghamster. Antikörper waren zwar gut darin, die Menge Virus effizient zu reduzieren – was aber den Hamstern kaum half. Denn das „Verstopfen“ der Lunge durch Zellen des eigenen Immunsystems, die Ursache für das schwere Krankheitsbild, war auch mit Antikörperbehandlung noch zu sehen. Dexamethason alleine half schon relativ viel, und mit der Kombination aus beidem überlebten die Hamster die Infektion quasi unbeschadet. In der Einzelzellsequenzierung sahen wir, dass Dexamethason besonders stark auf eine bestimmte Art von Immunzellen wirkte, die sogenannten Neutrophilen. Diese werden bei Infektionen mit Bakterien/Viren sehr schnell aktiv, bevor Antikörper oder T-Zellen u.a. dazukommen. Das Dexamethason hinderte die Neutrophilen daran, große Mengen von bestimmten Botenstoffen zu produzieren, die andere Zellen des Immunsystems in großer Menge anlocken – was eben zu verstopften und nicht mehr funktionierenden Lungen führt.
So effizient Dexamethason auch ist, so sehr ist es ein sehr grobe Maßnahmen mit diversen Nebenwirkungen wie Pilzinfektionen. Ein genaueres Verständnis seiner Wirkungsweise kann helfen, gezielter die zu starke Entzündung bei COVID-19 oder anderen Krankheiten anzugehen. Zudem zeigen unsere Resultate die Stärke der Kombination aus anti-viraler und anti-entzündlicher Therapie bei COVID-19.

Link zur Studie: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.12.17.473180v1

20. Dezember: Veränderungen im Nucleocapsid

Die meisten Veränderungen in der Omikron-Variante sind im Spike-Protein, dem Bauteil auf der Oberfläche des Virus. Aber auch in einem anderen Bauteil, dem Nucleocapsid-Protein (das Protein das in den Schnelltests erkannt wird) ist einiges ander.
Das Nucleocapsid ist im Inneren der Virus-Partikel, und dort das „Verpackungsmaterial“ für das Virus-Erbgut. Da es im Innern des Virus ist, ist Gegensatz zum Spike-Protein beim Nucleocapsid wenig wichtig, ob es von unseren Antikörper erkannt wird. Deswegen verändert es sich grundsätzlich wenig. Das Nucleocapsid von SARS-CoV-2 ist zu über 90% gleich dem des ersten SARS-Virus von 2002/2003, beim ersten Teil des Spike-Protein sind nur ungefähr 60% gleich.
Die hier vorgestellte Studie beginnt mit einer Durchsicht aller seit Anfang 2020 bestimmten Erbgutsequenzen. Dabei fiel auf, das mehrmals an zwei Stellen die selben Bausteine (d.h. Aminosäuren) gleich ausgetauscht waren, u.a. in den Varianten Alpha und Gamma. Alpha hatten wir Februar bis April, Gamma (erstmals in Brasilien gesehen) kam in Europa kaum vor. Und auch bei Omikron sind nun genau diese beiden Bausteine wieder in der selben Art und Weise verändert. Wenn unabhängig voneinander die selben Veränderungen mehrmals vorkommen, spricht man von „konvergenter Evolution“, was ein klares Anzeichen ist, dass diese Veränderungen das Virus „fitter“ (d.h., angepasster an den Menschen) machen. In Laborexperimenten führten diese beiden Veränderungen tatsächlich dazu, dass sich das Virus schneller vermehrte. Das war auch in Tierexperimenten so, zudem führten die Veränderung zu stärkeren Krankheitszeichen. Warum die Veränderungen das Virus fitter machen, ist nicht klar. Erste Experimente deuten daraufhin, dass Interaktionen des Nucleocapsids in unseren Zellen mit anderen Zellbestandteilen günstiger sind, und so mehr Virus gemacht werden kann.
Die Studie zeigt also, dass in gewissem Maße auch außerhalb des Spike-Proteins Veränderungen das Virus fitter machen können – wenn auch bisher ohne große Sprünge wie beim Spikeprotein in Omikron.

Link zur Studie: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.10.14.464390v1.full

17. Dezember: mathematisches Modell mit Gruppen

Um den Verlauf der Infektionszahlen voraussagen zu können, werden verschiedene mathematische Modelle verwendet. Ein etwas älterer Ansatz zeigt auf, wie man sich die relativ schnellen und spitzen Wellen wie jetzt in Deutschland vorstellen könnte. Die am häufigsten verwendeten Modelle gehen davon aus, dass alle Menschen in der Bevölkerung gleich wahrscheinlich miteinander in Kontakt kommen. Das ist vereinfachend, erlaubt aber ohne weiteres, verschiedene Bedingungen zu vergleichen wie bspw. ein ein mehr oder weniger ansteckendes Virus, ein mehr oder weniger impfresistentes Virus oder unterschiedliche Impquoten in der Bevölkerung.
Das hier zusammengefasste Modell geht dagegen von Gruppen in der Bevölkerung aus, die stärker unteinander verbunden sind als mit allen anderen Menschen. Entsprechend verbreitet sich ein Virus innerhalb der Gruppe schneller als zwischen Gruppen. Beim Coronavirus SARS-CoV-2 entspricht das bspw. Haushalten, innerhalb deren sich das Virus relativ schnell verbreitet, aber dann nicht so einfach darüber hinaus kommt. Mit diesem Modell kann die Ausbreitung des Virus in einer virtuellen Bevölkerung simuliert werden, wobei viele einzelne „Einstellungen“ verändert werden können: wie ansteckend das Virus ist, wie langlebig die Kontakte sind, usw.
Je nach de kommen andere Verläufe der Infektionszahlen zu Stande, die aber jeweils enden, lange bevor die gesamte Bevölkerung infiziert ist – also was auch bei der aktuellen Welle der Fall ist. Was man sich dann auch vorstellen kann wenn eine neue Virusvariante kommt: dass sie in ganz neue Netzwerke/Gruppen hineinkommt als das bisherige Virus, und sich da rasend schnell verbreitet, bevor auch sie wieder an eine Grenze kommt – bis die nächste Welle ansetzt.

Link zur Studie: https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif.2011.0403

14. Dezember: Omikron und Neutralisierung

Die neue Omikron-Variante hat auf auf der Virusoberfläche einige Veränderungen. Damit wird das Virus nicht mehr so gut vom durch Impfung oder vorhergende Infektion „trainierten“ Immunsystem erkannt. Wie gut sind wir dann noch gegen Omikron geschützt?
In einer vor zwei Wochen hier vorgestellten Studie wurden mögliche zukünftige Veränderungen auf der Virusoberfläche, d.h. im Spike-Protein, untersucht. Dabei kam eine „perfekt unempfindliche“ Form heraus, die einige Veränderungen mit Omikron gemeinsam hat. Die Antikörper im Blut von Genesenen oder zweifach RNA-Geimpften konnten diese Virus-Form kaum mehr neutralisieren – interessanterweise aber diejenigen aus dem Blut von genesen und dann geimpften. Die Autor*innen dieser Studie haben nun die Omikron-Variante dazugenommen, und auch noch das Blut von dreifach RNA-Geimpften untersucht.
Omikron war ähnlich wie die „perfekt unempfindliche“ Form, und die Antikörper aus genesen und dann geimpften waren sehr gut in der Lage, auch Omikron zu neutralisieren. Ähnlich (wenn auch nicht ganz so gut) war es mit den Antikörper aus 3x RNA-Geimpften. Diese konnten sowohl die „perfekt unempfindliche“ Form wie auch Omikron recht gut neutralisieren. Aus solchen Laborexperimenten lässt sich nur ansatzweise schließen, was tatsächlich im Menschen geschieht. Die Deutlichkeit der Resultate lässt aber schon vermuten, dass eine Drittimpfung auch mit den gegenwärtigen Impfstoffen nicht nur vor schwerer Krankheit, sondern auch von einer Ansteckung überhaupt mit Omikron schützt.

Vorheriges #CoronaInfo: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/08/18/coronainfo-funfter-teil/#1130
Link zur Studie: https://drive.google.com/file/d/1zjJWsybGaa3egiyn5nQqTzBtl0kmvMUu/view

10. Dezember: abgeschwächte Lebendimpfstoffe

eit Pandemiebeginn werden viele verschiedenen Arten von Impfstoffen gegen das Coronavirus erforscht. Dazu gehören auch „abgeschwächte Lebendimpfstoffe“ – hier zusammengefasst wie diese funktionieren, mit einem Beispiel aus der FU Berlin.
„Lebendimpfstoff“ bedeutet, dass das Virus selber für die Impfung verwendet wird, wenn auch in abgeschwächter Form. Dazu gehört auch die Impfung gegen Masern-, Mumps und Rötelnviren. „Totimpfstoff“ dagegen bedeutet, dass das richtige Virus als Impfstoff verwendet wird, aber erst nach dessen vollständigen Inaktivierung mit Chemikalien. Die Polio-Impfung ist ein Totimpfstoff, oder Sinovac gegen SARS-CoV-2 (hier nicht zugelassen). Bei Antigen-Impfstoffen wird nur ein Teil des Virus als Impfstoff verwendet.
Dieses Teil wird direkt verimpft, oder die Bauanleitung dafür, wie bei den RNA-Imfpstoffen (die man daher, wie die Adenovirus-Impfstoffe von Oxford/AstraZeneca oder Johnson&Johnson, auch als „Vektor-Impfstoffe“ bezeichnet). Die Viren von Lebendimpfstoffen sind so abgeschwächt, dass sie höchstens eine ganz milde und kurze Erkrankung verursachen (bspw. „Impf-Masern“). Die ersten davon, Mitte des 20. Jahrhunderts, entstanden durch zufällige Veränderungen.
Die Forschungsgruppe in der FU Berlin dagegen ging gezielt vor: eine Teil des Erbgutes von SARS-CoV-2 wurde mit einer etablierten Methode so verändert, dass es kaum mehr abgelesen werden kann. Dadurch fehlt dem Virus ein Teil seiner „Kopiermaschine“. Getestet wurde dieses abgeschwächte Virus dann in Hamstern. Eine Impfdosis mit Nasentropfen sorgte für eine sehr starke Immunität gegen eine Infektion mit dem richtigen Virus. Durch die Impfung selber kam es nur zu einer sehr milden, kaum messbaren Erkrankung. Trotz der Abschwächung kann das Virus weiter im Labor vermehrt und hergestellt werden. Das hier angewandte systematische Vorgehen zur Abschwächung des Virus ist also (wie vorher schon mit dem Grippevirus gezeigt) ein schneller Weg, um abgeschwächte Lebendimpfstoffe herzustellen.

Link zur Studie: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk0172
Frühere Studie mit Grippevirus: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124720305350

7. Dezember: der Weg zu Omikron

Die neue Omikron-Variante des Coronavirus SARS-CoV-2 unterscheidet sich in gut 50 Bausteinen der insgesamt knapp 10000 von bekannten Varianten. Wie vergleicht sich das mit der bisherigen Entwicklung des Virus, wie könnte Omikron entstanden sein?
Bei Delta-Variante, die sich ungefähr ab Februar 2021 auszubreiten begann und seit dann weltweit alle anderen Varianten verdrängt hat, waren nur einige wenige Bausteine anders als im Vorgänger-Virus. Jede dieser Änderungen hat das Virus ein wenig „besser“ gemacht. Im Gegensatz zu dieser Evolution in kleinen Schritten hat Omikron einen großen Sprung gemacht. Auffällig ist, dass sich die gut 30 ausgetauschten Bausteine im Spike-Protein (das auf der Oberfläche des Virus ist und mit dem geimpft wird) an drei bestimmten Stellen häufen. Ein Vergleich mit bekannten Coronavirus-Sequenzen zeigte, dass diese veränderten Bausteine jeweils für sich das Virus schlechter machen – aber besser wenn sie zusammen auftreten. Solche Baustein-Veränderungen treten aber zufällig eine nach der anderen auf. Es sind also zwischendurch „Übergangsvarianten“ aufgetreten, die schlechter waren als das Virus davor, und daher nie sichtbar wurden. Erst als die anderen Baustein-Veränderungen dazu gekommen sind, entstand eine Virusvariante, die sich ausbreiten konnte.
Wie schon vor einem Jahr bei Alpha wird vermutet, dass das Virus in einem immungeschwächten Menschen entstanden ist. In diesen Fällen hält sich das Virus über viele Wochen bis Monate (sonst 10-14 Tage) im Körper, und hat entsprechend Zeit sich zu verändern. Aber auch dass das Virus zwischendurch wieder in Tieren war, und zurück zum Menschen kam ist eine Möglichkeit; oder dass Zwischenstufen unerkannt und kleinräumig zirkulierten. Insgesamt zeigt Omikron aber, dass der „Variantenraum“ des Virus, den es ohne langwierige Entwicklungen erreichen kann, vielleicht deutlich vielfältiger ist als die „Mutationsstille“ nach dem Aufkommen von Delta vermuten ließ.

Link zur hier zusammengefassten Analyse:
https://virological.org/t/selection-analysis-identifies-significant-mutational-changes-in-omicron-that-are-likely-to-influence-both-antibody-neutralization-and-spike-function-part-1-of-2/771
https://virological.org/t/selection-analysis-identifies-significant-mutational-changes-in-omicron-that-are-likely-to-influence-both-antibody-neutralization-and-spike-function-part-2-of-2/772

3. Dezember: Fibrose bei COVID-19

Wichtig bei schwereren Verläufen der Krankheit COVID-19 ist die problematische Reaktion von Zellen des eigenen Immunsystems auf das Coronavirus SARS-CoV-2. Eine neue Charité-Studie zeigt, wie das auch zu Verhärtung des Lungegewebes führt (Fibrose).
Untersucht wurden Zellen, die aus der Lunge von COVID-19-Patient*innen herausgespühlt wurden. Im Fokus waren „Fresszellen“ (Macrophagen/Monocyten), die überall im Körper zirkulieren unter anderem Viren wie das Coronavirus aufnehmen. Diese Fresszellen wurden in verschiedene Gruppen eingeteilt mit verschiedenen Genaktivierungs-Zuständen. Eine Gruppe davon ähnelte denen, die in der Krankheit „Idiopathische Lungenfibrose“ gefunden werden. Dabei verhärtet sich die Lunge mehr und mehr durch die Bildung von Bindegewebe. In den Daten zeigte sich, dass das durch die erwähnte Gruppe von Fresszellen angeregt wird, also dass diese die Lungenverhärtung (mit-)verursachen. Unter dem Mikroskop wurden in den Lungen von an COVID-19 Verstorbenen denn auch beginnende Lungenverhärtungen gesehen. Schlussendlich wurden Fresszellen aus dem Blut von gesunden Menschen im Labor mit SARS-CoV-2 oder Grippeviren behandelt. Aber nur SARS-CoV-2 aktivierte in diese Zellen die Gene, die schlussendlich zu den Lungenverhärtungen führten.

Link zur Studie: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)01383-0

30. November: Wie können wir vermuten was bei Omikron anders ist?

Von der neuen Omikron-Variante des Coronavirus SARS-CoV-2 ist bisher nur die Erbgutsequenz mit Sicherheit bekannt. Hier zusammengefasst, wie damit trotzdem schon gut begründete Vermutungen über die Eigenschaften von Omikron gemacht werden können.
Die Erbgutsequenz zeigt uns, wo welche Bausteine (= Aminosäuren) in den Proteinen sind, aus denen das Virus aufgebaut ist. Auffällig bei Omikron ist, das relativ viele Bausteine im Spike-Protein auf der Virusoberfläche verändert sind gegenüber dem Ursprungsvirus. Das Spike-Protein ist ein wichtiger Angriffspunkt für unser Immunsystem, und Veränderungen darin können das Virus etwas weniger empfindlich gegen Immunität durch Impfung oder vorhergehende Infektion machen.
In den letzten Jahren gab es nun viele Studien, die in Laborexperimenten simuliert haben, wie solche Veränderungen aussehen könnten. In einer solchen Studie aus New York wurde ein Virusmodell im Labor mit Blut von Genesenen „unter Druck“ gesetzt. Durch die Antikörper in dem Blut wurden neu entstehende Virusvarianten begünstigt, die von den Antikörpern nicht mehr so gut erkannt wurden: weil einzelne Bausteine (also Aminosäuren) ausgetauscht wurden. Einige von diesen Baustein-Austauschungen sind nun auch in der Omikron-Variante zu sehen. Und das ist ein Hinweis darauf, dass diese weniger empfindlich ist gegen Immunität durch Impfung oder vorhergehende Infektion.
Interessanterweise gab es Veränderungen nur in relativ kleinen Regionen im Spike-Protein. Ein Grund dafür könnte sein, dass die unveränderten Regionen für die Funktion des Spike-Proteins so wichtig sind, dass Veränderungen darin das Virus zu stark bremsen. Eine andere zweite interessante Erkenntnis war, dass eine künstliche, „perfekt unempfindliche“ Variante des Spike-Proteins weder vom Blut von Geimpften noch von Genesenen neutralisiert werden konnte, aber vom Blut von genesen und dann geimpften. Die Studie zeigt also, welche Veränderungen in neuen Virusvarianten das Virus weniger empfindlich machen, aber auch dass noch unbekannte Mechanismen des Immunsystems auch sehr „unempfindliche“ Varianten noch erkennen können.
Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s41586-021-04005-0

26. November: Veränderungen im Spike-Protein

Auf der Oberfläche des Coronavirus ist das Spike-Protein. Dieses Teil des Virus und alle Veränderungen darin werden besonders intensiv erforscht. Hier zusammengefasst warum das so ist, und welche Muster in diesen Veränderungen bisher gefunden werden.
Das Spike-Protein hat zwei zentrale Funktionen. Erstens heftet sich damit das Virus an und verschmilzt mit unseren Zellen. Jede Veränderung, die diesen Vorgang besser macht, macht das Virus schlussendlich ansteckender. Zweitens ist das Spike-Protein der Hauptangriffspunkt für die Antikörper unseres Immunsystems. Damit können Veränderungen darin auch die Impfung weniger effizient machen. Bisher haben sich vor allem (zufällig entstandene!) Veränderungen durchgesetzt, die das Virus ansteckender machen. Die Varianten Beta/Gamma (erstmals in Südafrika/Brasilien beobachtet) waren sehr wahrscheinlich impfresistenter, aber weniger ansteckender als Delta. Mit der zunehmend geimpften/genesenen Bevölkerung werden nun die Veränderungen wichtiger, die das Virus etwas resistenter gegen die Impfung machen. Es gibt also zwei Richtungen, in denen sich das Virus veränderen kann, und bei jeder neuen Variante ist die Frage: Ist sie ansteckender, oder impfresistenter, oder beides?
Nun geschehen alle diese Veränderungen auf relativ kleinem Raum. In einer Analyse von über einer Million Virus-Erbgut-Sequenzen von überall auf der Erde zeigten sich vor allem zwei Dinge: es gibt „hotspots“ für Veränderungen auf dem Spike-Protein, also Orte an denen viele Veränderungen beobachtet wurden – und daneben gibt es auch große Teil des Spike-Proteins, die sich kaum verändern. Die naheliegende Erklärung dafür ist, dass Veränderungen dort biochemisch nicht „toleriert“ werden können, d.h. damit würde das Spike-Protein nicht mehr richtig funktionieren. Zudem waren einige Veränderungen miteinander gekoppelt, d.h. es müssen zwei Veränderungen gleichzeitig geschehen damit das Spike-Protein weiterhin funktioniert.
Insgesamt ermöglichen solche Studien, die möglichen zukünftigen Entwicklungen des Spike-Proteins vorauszusagen, und den möglichen Effekt neuer Veränderungen einzuordnen.
Link zur Studie: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2665928X21000258
#CoronaInfo vom Februar zum Thema: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/10/22/coronainfo-dritter-teil/#0202

23. November: Die Antigen-Erbsünde

Unser Immunsystem hat eine spezielle Eigenschaft mit dem Namen „Antigen-Erbsünde“, die bei Infektionen mit ähnlichen Viren wichtig werden kann. Hier zusammengefasst was diese „Erbsünde“ genau ist und welche Bedeutung sie beim Coronavirus hat.
Als Reaktion auf eine Virusinfektion stellt unser Immunsystem viele verschiedene Antikörper her, die jeweils eine bestimte Stelle auf dem Virus erkennen. Nun sind sich manche Viren, und damit auch die von den Antikörpern erkannten Teile, einigermaßen ähnlich. Das ist beispielsweise beim Pandemie-Coronavirus SARS-CoV-2 und dem am nächsten verwandten Erkältungs-Coronavirus OC43 der Fall. Fast alle von uns haben ein Immungedächtnis gegen das ständig zirkulierende OC43. Wenn jetzt aber eine Infektion mit SARS-CoV-2 kommt (oder die Impfung dagegen), werden nicht nur neue Antikörper gegen SARS-CoV-2 gemacht. Sondern es wird zu einem guten Teil auch das Immungedächtnis gegen das OC43 aktiviert. Dadurch werden viele Antikörper (nochmals) hergestellt, nämlich die gegen OC43 – die aber gegen SARS-CoV-2 wenig bis nichts helfen. Wegen dieser „Erbsünde“ wird die Reaktion des Immunsystems also weniger wirksam.
Eine Studie aus den USA hat nun bei 10 Menschen nach SARS-CoV-2-Infektion sowie bei 28 Menschen nach Impfung den Anstieg der Antikörper gegen das Spike-Protein von OC43 und SARS-CoV-2 untersucht. Das Spike-Protein ist auf der Oberfläche der Viren und in den zur Zeit verwendeten Impfstoffen drin. Der erste Teil des Spike ist relativ unterschiedlich zwischen den beiden Viren, der zweite Teil ist sich recht ähnlich. Wie erwartet führten sowohl Infektion wie auch Impfung zu einem starken Anstieg von Antikörper gegen das SARS-CoV-2-Spike – aber eben auch zu vielen Antikörpern gegen das OC43-Spike. Wie erwartet wegen der höheren Ähnlichkeit galt das vor allem für den zweiten Teil des Spike-Protein. Im Vergleich zur Impfung kamen bei der Infektion es etwas mehr OC43-Antikörper und etwas weniger SARS-CoV-2-Antikörper dazu, d.h. die „Erbsünde“ war bei der Infektion stärker.
Ob die Antigen-Erbsünde nun tatsächlich eine wesentliche Rolle spielt bei SARS-CoV-2, ist weiter Gegenstand der Forschung; eine Hypothese ist, dass sie in einigen schweren Krankheitsverläufen relevant sein kann.

Link: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.09.30.21264363v1.full

19. November: Ansteckungen mit Erkältungscoronaviren und T-Zellen

Seit Beginn der Pandemie wird intensiv diskutiert, ob und wie vorangegangene Infektionen mit den vier Erkältungs-Coronaviren auch vor SARS-CoV-2 schützen. Hier zusammengefasst eine neue Studie, die diese These stützt.
In dieser Studie werden T-Zellen untersucht, diese erkennen infizierte Zellen im Körper und räumen sie weg. Denn diese präsentieren kleine Schnipsel von Virus-Bausteinen auf ihrer Oberfläche. Gedächtnis-T-Zellen, die diese Schnipsel erkennen, werden dann aktiv. Diese Gedächtnis-T-Zellen werden sehr effektiv durch Impfung und vorhergegangen Infektion erzeugt, und machen folgende Ansteckungen weniger schlimm, bzw. verhindern sie mehr oder weniger vollständig. Die Schnipsel von Virus-Bausteinen von Erkältungs-Coronaviren und SARS-CoV-2 ähneln sich stellenweise so sehr, dass T-Zellen von den (sehr häufigen) Erkältungs-Coronavirus-Ansteckungen in gewissen Fällen auch SARS-CoV-2-infizierte Zellen erkennen können.
In einer Gruppe von Gesundheitspersonal, von der vor/während der Pandemie immer wieder Blutproben genommen wurden zeigte sich: wer solche breit wirksamen Anti-Corona-T-Zellen schon vor der Pandemie hatte, hatte häufiger sehr milde/kaum erkannte Infektionen.
Dabei vermehrten sich diese breit wirksamen Anti-Corona-T-Zellen sehr, was darauf hindeutet, dass sie durch die SARS-CoV-2-Infektion tatsächlich aktiviert wurden – weil sie eben nicht nur die Schnipsel der Erkältungscoronaviren erkennen sondern auch die von SARS-CoV-2.
Unklar ist, warum einige diese breit wirksamen T-Zellen haben und andere nicht; denn Erkältungscoronaviren zirkulieren ständig. Sie könnten aber ein Faktor sein, warum die Ansteckung mit SARS-CoV-2 eine so große Spannbreite von Krankheits-Schweregraden hervorruft.

Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s41586-021-04186-8

17. November: Wie gut wirkt die Impfung gegen schwere Krankheitsverläufe?

Eine wichtige Frage zur Zeit ist: Wie lange hält die Wirksamkeit der Corona-Impfung an, v.a. gegen schwere Verläufe mit Krankenhauseinweisung? Ein Überblick über einige Studien, und welche Mängel die oft zitierte Analyse aus Schweden hat.
Vier Studien aus Kalifornien/USA (im Gegensatz zu den anderen erwähnten hier auch begutachtet), North Carolina/USA, Québec und British Columbia (Kanada) und Großbritannien zeigen hierbei ein relativ einheitliches Bild. Bei allen vieren war der Schutz der Impfung gegen schwere Krankheitsverläufe, die einen Krankenhausaufenthalt notwendig machen, auch sechs Monate nach der Impfung noch um 90%. Bei den Studien aus Kalifornien und GB wurde auch die Wirksamkeit der Impfung abhängig vom Alter unterschieden. Nicht unerwartet nahm bei älteren Menschen die Schutzwirkung der Impfung mit der Zeit schneller abnimmt als bei jüngeren. Auch beim Vergleich der Impfstoffe (GB und North Carolina) der Impfstoffe ist nicht überraschend, dass die Wirksamkeit der Adenovirus-Vektorimpfstoffe (v.a. J&J/Janssen mit nur einer Dosis) über die Zeit eher abnimmt als die der RNA-Impfstoffe.
Die Studie aus Schweden dagegen gibt eine Impfeffzienz gegen schwere Krankheit nach sechs Monaten von nur noch ungefähr 40% an. Die Zahlen der Krankenhauseinweisungen sind aber sehr gering, und daher ist der mögliche statistische Fehler sehr groß. In der Kontrollgrupe nach mehr als 6 Monate sind nur noch 6 Krankenhauseinweisungen drin. Wenige Fehler bei der Datenerhebung können dann einen großen Effekt haben. Insgesamt wurden bei dieser Studie gut 1000 Krankenhauseinweisungen miteinbezogen. Bei der aus Kalifornien waren es 12000, bei denen aus GB und North Carolina sogar über 20000. Grundsätzlich machen große Zahlen solche Erkenntnisse sicherer, und entsprechend sind die möglichen Fehlerspannen dieser Studien auch kleiner. Zudem ist die Abbildung S1 der Studie aus Schweden irreführend, weil sie eine kontinuierliche Kurve aus einzelnen Werten interpoliert (erstes Bild). Die m.E. korrekte Darstellung der Daten aus Tabelle S2 wäre wie im zweiten Bild.

Übernommen wurde diese irreführende Darstellung auch vom Wissenschaftsmagazin „Spektrum“ . Zudem wurde dort, was durchaus problematisch ist, die Fehlerspanne weggelassen. Insgesamt stehen vier Studien mit sehr kleinen Fehlerspannen bei 6 Monaten Zeiten nach Impfung einer gegenüber, die stark abweichende Werte hat, aber auch große Fehlerspannen. Auch wenn das noch keinen Konsens bedeutet, ist letztere daher sehr vorsichtig zu betrachten.

Studienübersicht:
Kalifornien: https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(21)02183-8/fulltext
Großbritannien: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.09.15.21263583v2.full-text
North Carolina: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.10.25.21265304v1.full-text
Kanada: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.10.26.21265397v1.full-text
Schweden: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3949410

Artikel Spektrum: https://www.spektrum.de/news/corona-impfung-welche-impfstoffe-schuetzen-wie-lange/1945216

12. November: Wie entstehen Schäden im Gehirn?

Eine Ansteckung mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 kann viele Organe im Körper schädigen. Wie fast überall außerhalb der Atemwege ist auch beim Gehirn die Frage: verursacht das Virus den Schaden direkt, oder ist es wegen des fehlgeleiteten Immunsystems?
Das Virus könnte auf zwei Wegen ins Gehirn kommen: erstens durch die Nase (wo es sich sowieso stark vermehrt) und die Riechnerven zwischen Nase und Gehirn. Die Nervenzellen gleich hinter der Nase sind oft vom Virus befallen, was wohl auch wesentlich ist für der Geruchsverlust, den viele spüren. Dagegen wird das Virus näher zum Gehirn hin aber immer seltener messbar. Der zweite Weg ist durch die „Blut-Hirn-Schranke“, die das Gehirn vor Krankheitserregern im Blut schützt.
Da wegen starker Entzündungen und Blutgefäßschäden als Teil von COVID-19 diese Schranke auch beschädigt werden, könnte das direkte Infektionen im Hirn begünstigen. Andererseits wird im Blut und auch in der Hirn-Rückenmarks-Flüssigkeit selten Virus gefunden. Daher gehen die Meinungen insgesamt eher in die Richtung, dass indirekte (trotzdem durch das Virus ausgelöste) Reaktionen des Körpers das Gehirn schädigen. Dazu gehören bspw. Schlaganfälle durch erhöhtes Thromboserisiko. Zudem hat ein detaillierte Untersuchung der Gehirne von an COVID-19 verstorbenen Menschen gezeigt, dass einige Zellarten Zustände annehmen, die denen in neurodegenerativen Krankheiten ähneln. Bei diesen Studien ist immer zu berücksichtigen, dass bei Menschen das Gehirn fast nur bei Verstorbenen untersucht werden kann. Laborexperimente sind einfacher, werden aber oft mit Krankheitsmodellen gemacht, die die Biologie im Menschen nur begrenzt abbilden.
Insbesondere wegen LongCovid werden vermehrt Autoantikörper untersucht – also Antikörper, die der Körper gegen sich selber herstellt. Trifft es dann bspw. Proteine im Gehirn, kann das wiederum neurologische Schäden wie langfristige chronische Müdigkeit hervorrufen.

Links:

Übersichtsartikel:
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.698169/full
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8577294/
https://fluidsbarrierscns.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12987-021-00267-y

Einzelzellkernanalyse von an COVID-19 Verstorbenen: https://www.nature.com/articles/s41586-021-03710-0

Virus durch Nase ins Hirn: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/10/22/coronainfo-dritter-teil/#1214
Autoantikörper/LongCovid: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/02/18/coronainfo-vierter-teil/#0521

9. November: Paxlovid und Molnupiravir

In den letzten zwei Wochen sind zwei vielversprechende neue mögliche Corona-Medikamente bekanntgeworden, nämlich Paxlovid von Pfizer und Molnupiravir (Merck). Hier zusammengefasst was es damit auf sich hat, und was v.a. bei Ersterem bemerkenswert ist.
Grundsätzlich ist es schwierig, gegen akute Viruserkrankungen wie Corona oder Grippe Medikamente zu machen. Wenn Symptome auftreten, ist das Virus oft schon auf derm Rückzug. Die Krankheit COVID-19 liegt v.a. an vom Virus ausgelösten, fehlgeleiteten Immunreaktionen. Medikamente, die direkt gegen das Virus wirken (und nicht die Immunreaktionen dämpfen), müssen daher so früh wie möglich gegeben werden, um noch etwas zu bewirken. Oder sie werden präventiv genommen, bspw. bei Virusausbrüchen in Altersheimen. Entsprechend war bei Paxlovid die Wirksamkeit besser, wenn es innerhalb der ersten drei statt fünf Tage nach Symptombeginn gegeben wurde. Sehr wichtig ist auch, dass beide Medikamente als Tablette genommen werden können und nicht, wie frühere mögliche Medikamente als Spritze/Infusion. Denn nach einem positiven Virus-Test müssten sie sofort genommen werden.
Die beiden Medikamente richten sich gegen verschiedene Teile des Virus. Molnupiravir, ursprünglich gegen Grippe entwickelt, wird in infizierten Zellen bei der Vermehrung des Viruserbgutes darin eingebaut, und macht es damit fehlerhaft und unbrauchbar. Paxlovid dagegen blockiert die virale Protease, die die Kopiermaschinerie des Virus „zurechtschnippelt“. Diese Protease zu treffen wurde schon lange diskutiert, trotzdem ist es erstaunlich, wie schnell die Wissenschaftler*innen bei Pfizer eine Substanz finden konnten die so wirksam und dann auch noch bequem in Tablettenform verabreichbar ist. Auf Grund des Ziels sind m.E. bei Paxlovid auch weniger Nebenwirkungen zu erwarten als bei Molnupiravir.
Da wie gesagt Geschwindigkeit entscheidend ist, wird es darum gehen, ein System zu finden mit dem die Medikamente sofort nach einer möglichst frühen Diagnose gegeben werden – oder präventiv im Umfeld von Ansteckungen.

Links:
Paxlovid: https://www.pfizer.com/news/press-release/press-release-detail/pfizers-novel-covid-19-oral-antiviral-treatment-candidate
Molnupiravir: https://www.merck.com/news/merck-and-ridgebacks-investigational-oral-antiviral-molnupiravir-reduced-the-risk-of-hospitalization-or-death-by-approximately-50-percent-compared-to-placebo-for-patients-with-mild-or-moderat/
CoronaInfo zu anderen Protease-Hemmern: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/08/18/coronainfo-funfter-teil/#0816
Weitere CoronaInfos zu Medikamenten: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/02/18/coronainfo-vierter-teil/#0623 und https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/02/18/coronainfo-vierter-teil/#0216

5. November: „Natural-Killer“-Zellen in COVID-19

Bei schwereren Verläufe der Krankheit COVID-19 (d.h. mit beginnender Atemnot oder schlimmer) löst die Virusinfektion auch einige „Entgleisungen“ des Immunsystems aus. Einen neuen Aspekt davon zeigt eine Studie der Charité, hier zusammengefasst.
Dabei geht es um die „Natural Killer“-Zellen (NK-Zellen), eine Art von Immunzellen, die infizierte Zellen im Körper erkennen und zerstören. Sie sind sehr wichtig, um das Virus frühzeitig einzudämmen, und die Infektion zu stoppen. In einer ersten Beobachtung fand die Studie, dass bei Patient*innen mit weniger NK-Zellen die Menge Virus nach Ansteckung langsamer abnahm. Es war aber nicht nur die Menge wichtig, sondern auch die Qualität der NK-Zellen. Denn in Laborexperimenten waren die NK-Zellen von COVID-19-Patient*innen, die im Krankenhaus lagen, weniger gut in der Lage, die Virusvermehrung in Zellen in der Petrischale abzubremsen.Der Grund dafür ist wahrscheinlich: Die Fähigkeit der NK-Zellen, infizierte Zellen zu zerstören, ist bei schwereren COVID-19-Fällen schwächer – im Vergleich mit den NK-Zellen von Gesunden oder von Menschen mit anderen Atemwegserkrankungen.
Eine (oder *die*) Ursache dafür ist gemäß der Studie dass die NK-Zellen in schwereren COVID-19-Fällen nicht die richtigen Gene aktivieren – was daran liegt dass ein spezifischer Botenstoff des Immunsystems (genannt TGFbeta) insgesamt, oder zum falschen Zeitpunkt zu stark produziert wird. Warum das so ist, ist dann die nächste Frage – es fügt sich aber in das Bild ein, das verschiedene Mechanismen im Immunsystem, und vor allem die Produktion von dessen Botenstoffen durch die Virusinfektionen auf eine Art und Weise „durcheinandergebracht werden“, dass eine schwere Krankheit entstehen kann.

Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s41586-021-04142-6

2. November: warum ist die Delta-Variante so ansteckend?

Seit Juni dominiert die Delta-Variante des Coronavirus die Pandemie. Warum sich diese Variante so schnell ausbreiten und die anderen Varianten verdrängen konnte, hat eine hier zusammengefasste Studie im Detail untersucht.
Was schon vorher bekannt war, und hier nochmals bestätigt wurde: die Delta-Variante umgeht die Immunität durch Impfung oder vorangegangene Infektion nicht sehr gut. Das geschieht bei Beta und Gamma (erstmals in Südafrika bzw. Brasilien beobachtet), viel mehr. Umso größer müssen andere Vorteile von Delta sein, damit es sich auch in einer zunehmend immunen Bevölkerung durchsetzen kann.
Auf der Oberfläche des Virus ist das Spike-Protein (das auch in den Impfstoffen drin ist). Bei der Infektion einer Zelle im Körper heftet sich das Virus mit dem Spike zuerst an ein bestimmtes menschliches Protein auf Zelloberflächen (ACE2). In einem zweiten Schritt verschmilzt das Spike-Protein die Hülle des Virus mit der Hülle der Zelle. Dadurch kommt das Virus-Erbgut in die Zelle hinein, und das Virus beginnt sich zu vermehren.
Bei der Delta-Variante ist nun vor allem dieser zweite Schritt, das Verschmelzen, viel schneller als bei den anderen Varianten. Das bedeutet erstens, dass es eine kleinere Virusmenge braucht für eine Ansteckung – die damit wahrscheinlicher wird.Zweitens kommt das Virus dann in Zellen rein, die nur wenig ACE2 auf ihrer Oberfläche haben (die Menge ACE2 ist sehr unterschiedlich auf den verschiedenen Zelltypen unserer Körpers). Eine Folgerung daraus könnte sein, dass ein größerer Teil der Zellen in Hals/Nase überhaupt infiziert sind und Virus produzieren – und wenn mehr Virus produziert wird, ist man wiederum ansteckender. Die Delta-Variante kann sich also (was Beta/Gamma könnten) nicht deswegen besser gegen die Impfung behaupten, weil sie teilweise immun ist, sondern weil sie sich schneller und effizienter ausbreitet.

Link zur Studie: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl9463

29. Oktober: vermehrt sich das Virus in den Zellen der Blutgefässwände?

Seit Pandemiebeginn wird diskutiert, ob das Coronavirus auch Organe außerhalb der Atemwege infizieren kann. Viele wissenschaftliche Artikel, die sowas zeigten, wurden inzwischen widerlegt. Hier zusammengefasst eine Studie zu den Blutgefäßwänden. Das Blut im Körper strömt durch kleinere und größere Blutgefässe, deren Wände „Endothel“ genannt werden. In schwereren Fällen von COVID-19 werden immer wieder Beschädigungen dieses Endothels gefunden, sowie Blutverklumpungen (Thrombosen).
Grundsätzlich war die Frage, ob diese Schäden durch direkte Virusvermehrung im Endothel stattfinden, oder durch eine Entzündungsreaktion, die von Botenstoffen des Immunsystems ausgelöst wird. Hier wurde Lungengewebe von an COVID-19 verstorbenen untersucht, und wie in mit dem Virus angesteckten Affen oder Hamstern wurde zwar viel Virus in der Lunge gefunden, aber nicht im Endothel der Blutgefässe in der Lunge. Danach wurden Zellen des Endothels im Labor kultiviert, die einerseits die „Eintrittspforten“ des Virus nicht aufwiesen. Andererseits fand in diesen Zellen auch mit sehr großen Mengen dazugegebenem Virus keine Virusvermehrung statt. Trotzdem begannen die Endothel-Zellen darauf Entzündungen auslösende Botenstoffe zu produzieren, wenn auch in geringen Mengen.
Ein „Nachbau“ der Situation in der Lunge, in der dem Endothel benachbarte Lungenzellen infiziert wurde, führte ebenfalls zu einer solchen leichten Entzündungsreaktion, d.h. Endothel-Zellen reagieren selber auf Immun-Botenstoffe die von infizierten Zellen produziert werden.Insgesamt ist die Schlussfolgerung dieser Studie, dass eine direkte Infektion von Zellen des Endothels in COVID-19 kaum vorkommt, und Schäden der Blutgefässe daher von der Entzündungsreaktion verursacht sind.

Link: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cti2.1350

25. Oktober: was ist ein Replicon?

Mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 im Labor zu arbeiten ist aufwändig wegen der Biosicherheit, bspw. braucht es einen Helm mit Atemgerät. Um das zu vereinfachen, werden daher sogenannte „Replicons“ gemacht – hier zusammengefasst was das bedeutet.
Zuerst wird das Erbgut des Virus mit Hilfe von Hefe zusammengebaut. Dabei wird aber das Spike ausgelassen: das ist der Bestandteil des Virus, der bei einer Ansteckung an unsere Zellen koppelt; und der auch den Impfstoff gegen das Coronavirus ausmacht. Damit ist alles da in dem Replicon des Virus, aber es ist nicht mehr ansteckend. Das bedeutet, dass man nun auch in der einfacheren Schutzstufe 2 damit arbeiten kann. Die einzelnen Bestandteile des Virus lassen sich damit experimentell einfacher studieren. Dieses Replicon wird nun mit der sogenannten „Elektroporation“ in Zellen im Labor eingebracht, in denen sich es sich auch vermehrt (=repliziert, daher „Replicon“).
In dem Artikel hier wird nun ein Bestandteil des Virus, das Nsp1, in dem Replicon inaktiviert. Dadurch wird das Replicon, wie erwartet, empfindlicher gegen antivirale Immun-Botenstoffe (Interferone). Das zeigt, dass sich mit dem Replicon solche Experimente einfacher und auch sicherer machen kann, da man ja nicht mit dem richtigen Virus hantieren muss. Um trotzdem eine Ansteckungsrunde zu simulieren (um bspw. Antikörper zu testen), kann Spike-Protein dazugegeben werden. Das so produzierte Virus kann dann noch einmal neue Zellen anstecken, kommt dann aber nicht mehr weiter.
Randnotiz: diese Arbeit stammt aus der Arbeitsgruppe des diesjährigen Nobelpreisträgers Charles Rice. In den 1990ern hat er wesentlich dazu beigetragen, eine Laborversion des Hepatitis-C-Virus verfügbar zu machen, was entscheidend dafür war dass jetzt so gute Hepatitis-Medikamente möglich geworden sind.

Link zum Artikel: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj8430
CoronaInfo zu Nsp1: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/02/18/coronainfo-vierter-teil/#0219

15. Oktober: das Schutzkorrelat

Was es in der Coronapandemie noch nicht gibt, aber dringend gebraucht wird: einen einfach zu bestimmender Messwert, der angibt ob jemand (mit hoher Wahrscheinlichkeit) immun ist. Was hat es mit diesem sogennanten „Schutzkorrelat“ auf sich?
Bei Masern ist dieses Schutzkorrelat (englisch „correlate of protection“) eindeutig/absolut bestimmt: ab einem Antikörper-Wert von 120 mIU pro Milliliter gilt man als immun. In Deutschland muss seit 2020 dieser Schutz nachgewiesen werden, um bspw. in einer Schule arbeiten zu können. Dieser Grenzwert geht auf eine relativ kleine Studie von 1990 zurück (Maserimpfungen gibt es seit den 1960ern), und ist nicht ganz unumstritten, hat aber weiterhin Bestand.
Aktuell beim Coronavirus würde ein solches Schutzkorrelat u.a. Studien mit neuen/angepassten Impfstoffen erleichtern, bei immungeschwächten Personen anzeigen ob Auffrischimpfungen notwendig sind, usw. Die Frage ist nun, welcher Messwert wirklich geeignet ist. Da Coronaviren (fast) nicht ins Blut gehen, im Gegensatz zu Masernviren, sind Antikörperbestimmungen aus dem Blut nicht ganz so aussagekräftig. Messungen von bspw. T-Zellen wären evtl. besser, sind aber wohl zu aufwändig für eine wirklich breite Anwendung. Daher werden nun u.a. Messungen von „neutralisierenden“ Antikörpern erwogen, also wie gut eine Blutprobe tatsächlich das Virus neutralisiert. Denn das bloße Vorhandensein von Antikörpern gegen Virusbestandteile ist wohl zu ungenau, auch wenn sie schon einen guten Hinweis geben. Auch da braucht es aber noch eine Definition, bei welchem Wert ein Schutz genug wahrscheinlich ist.
Insgesamt braucht es für den Messwert also einen „Kompromiss“, der einfach genug zu messen, aber doch aussagekräftig ist – und darüber besteht zur Zeit noch keine Einigkeit unter den Fachleuten.

Zusammenfassung und weiterführende Links: https://www.nature.com/articles/s41591-021-01432-4
Schutzkorrelat bei Masern: https://academic.oup.com/jid/article/221/10/1571/5610905

13. Oktober: entstehen Autoantikörper nach Virusinfektion?

Schwerere Fälle von COVID-19 wie auch Langzeitfolgen nach der Virusinfektion („LongCovid“) werden vom eigenen Immunsystem mitverursacht. Ein Teil davon sind die sogenannten „Autoantikörper“ – hier die Zusammenfassung einer Studie dazu.
Normalerweise macht unser Immunsystem Antikörper gegen alles was von außen in den Körper kommt, also Viren usw. Eigentlich verhindert das Immunsystem, dass (oft schädliche) Antikörper gegen den eigenen Körper entstehen. Bei Autoimmunkrankheiten wie Jugenddiabetes kann das geschehen, und, wie auch diese Studie zeigt, bei einer Infektion mit SARS-CoV-2. Auch hier wurden viele Autoantikörper gegen Botenstoffe des Immunsystems gesehen. Dazu kamen auch noch Autoantikörper gegen weitere körpereigene Proteine – aber nicht gegen alle möglichen, sondern in jeder Person gegen einige wenige.
Besonders interessant ist, dass diese Autoantikörper oft mit der COVID-19-Erkrankung entstehen, und nicht schon vorher da waren – wobei noch weitergehende Studien folgen müssen, um das zu bestätigen. Wie können die Autoantikörper schaden? Sie (gerade diejenigen gegen Immun-Botenstoffe) können bspw. das Immunsystem durcheinanderbringen, und die COVID-19 kennzeichende, zu starke Entzündung verursachen. Oder wenn sich in den Blutbahnen „Klumpen“ mit den Autoantikörpern bilden würden, gibt es Gefässschädigungen und -verstopfungen.
Als mögliche Ursache wird erwähnt, dass in der starken Immunreaktionen auf das Virus die Mechanismen, die uns gegen solche Autoantikörper schützen, außer Kraft gesetzt werden. Aber auch Ähnlichkeiten von Virus-Proteinen mit körpereigenen Proteinen sind möglich, oder dass Virusproteinen mit körpereigenen Proteinen so wechselwirken, dass sie de Immunsystem „zum Fraß vorgeworfen“ werden.

Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s41467-021-25509-3

CoronaInfo zu Autoantikörpern vom 21. Mai 2021: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/02/18/coronainfo-vierter-teil/#0521

8. Oktober: eine genetische Variante beeinflusst den Schweregrad von COVID-19

Nach einer Ansteckung mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 werden die einen schwer krank, die anderen haben nur eine leichte Erkältung. Eine neue genetische Erklärung für diese große Unterschiedlichkeit beschreibt eine hier zusammengefasste Studie.

Bekannte Risikofaktoren wie Alter, Geschlecht oder Vorerkrankungen (bspw. hoher Blutdruck oder Diabetes) erklären zu einem Teil, warum Menschen so verschieden schwer krank werden. Daneben muss es aber noch mehr Dinge geben, die das beinflussen.

Einige genetische Ursachen (d.h. „Veranlagungen“) sind schon bekannt, in dieser Studie wurde nun eine weitere untersucht. Dabei geht es um ein Protein (Eiweiß) des „angeborenen Immunsystems“, also der Teil des Immunsystems, der nichts zu tun hat mit Antikörper, T-Zellen, Impfungen usw. Dazu gehören Proteine, die in unsere Zellen eindringende Viren erkennen, und danach „Alarmsignale“ erzeugen. Hier wurde das Protein „Oas1“ untersucht, das das Erbgut von bestimmten Viren (darunter Coronaviren, aber bspw. nicht Grippeviren oder RSV) erkennt, wenn diese unsere Zellen infizieren. Diese Wirksamkeit ist aber davon abhängig, ob das Oas1 sich frei in der Zelle bewegt, oder in den sogenannten „Membranen“ in der Zelle verankert ist. Diese Membrane unterteilen die Zellen in Abteilungen. Coronaviren vermehren sich an diesen Membranen, und entsprechend war das Oas1 in den Experimenten nur wirksam gegen SARS-CoV-2, wenn es in der Membran verankert war.

Ob der Anker nun aber dran ist am Oas1, ist abhängig von einer kleinen genetischen Variante – und beim Vergleich von schwer und milde Erkrankten zeigte sich: Menschen mit der Variante ohne Anker haben eine höhere Wahrscheinlichkeit eines schweren Krankheitsverlaufs. Diese genetisch bedingten Varianten in Oas1 könnten daher ein Faktor (von vermutlich sehr vielen) sein, der die Schwere des Krankheitsverlauf beeinflusst.

Link zur Studie: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj3624

6. Oktober: Immunität nach Infektion

Nach einer Ansteckung mit dem Coronavirus gilt man für 6 Monate offiziell als geschützt wie nach einer Impfung. Wie kam es zu diesen 6 Monaten, und warum ist die Gesellschaft für Virologie nun dafür, dass dies für 12 Monate gilt?

Der einfachste Weg, Immunität gegen das Virus zu messen, ist ein Antikörpertest. Diese Tests sind günstig, schnell, und brauchen nur sehr wenig Blut. Im letzten Jahr wurden sie innert wenigen Monaten etabliert, und in vielen Studien angewandt. Immer wieder zeigte sich, dass nach einer Infektion die Menge Antikörper gegen das Virus innerhalb von einigen Monaten deutlich abnimmt. Die vorläufige Schlussfolgerung war daher, dass die Immunität nach einer Infektion nicht lange anhält – daher die 6 Monate.
Deutlich aufwändigere Studien, die erst in den letzten Monaten abgeschlossen wurden, haben nun verschiedene Teile des Immun-Gedächtnisses untersucht. Dazu gehören bspw. Untersuchungen von B-Zellen aus dem Knochenmark, oder auch T-Zellen. Man sieht das bspw. daran, dass erst seit Kurzem von Diagnoselaboren neben Antikörpertests auch T-Zell-Tests verkauft werden. Diese sind zudem mit ungefähr 120 Euro sechsmal so teurer als Antikörpertests, und brauchen eine größere Menge Blut.
Zahlreiche wissenschaftliche Studien haben nun aber gezeigt, dass das Immungedächtnis gegen das Virus sehr robust ist, und Genesene auch nach 12 Monaten noch gut geschützt sind vor einer Neuinfektion. Die Schlussfolgerung der Gesellschaft für Virologie ist daher, den Genesenen-Status bei den relevanten Regelungen auf „mindestens ein Jahr“ zu verlängern.

Link zur Stellungnahme der Gesellschaft für Virologie: https://g-f-v.org/2021/09/30/4411/

22. September: Neue Virusvarianten mit Rekombination?

Neue Coronavirus-Varianten gibt es, wenn einzelne “Buchstaben“ im Virus-Erbgut sich ändern, oder verschiedene Virusvarianten gemischt werden. Das Zweite kann geschehen wenn ein Mensch/ein Tier von zwei Varianten gleichzeitig infiziert wird. Diese Mischung wird “Rekombination” genannt. So können auch neue Coronaviren entstehen, wenn in Milliarden von Fledermäusen vielleicht hunderte verschiedener Coronavirusarten herumgehen.
In Großbritannien hat nun eine Studie bis März 2021 in 279 Tausend Proben untersucht, bei denen das Virus-Erbgut bestimmt wurde. In 12 Fällen wurden Virusvarianten gefunden, die aus einer Rekombination hervorgingen.
Vier davon haben sich dann auch kurz ausgebreitet, sind aber mittlerweile “ausgestorben”. Das zeigt, dass Rekombinationen eigentlich wie erwartet selten sind, weil sie ja überhaupt erst möglich sind, wenn zwei verschiedene Varianten in einem Menschen zusammenkommen.
Sie können aber durchaus vorkommen, und theoretisch dem Virus auch eine sprunghafte Entwicklung ermöglichen. Die Autor*innen der Studie betonen daher, wie wertvoll eine permanente Überwachung des Viruserbgutes ist, und wie ständige Infektionen die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass problematischere Virusvarianten entstehen.

Link zur Studie:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867421009843
Rekombination von Coronaviren in Fledermäusen:
https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/02/18/coronainfo-vierter-teil/#0531

10. September: Immunität in Hals/Nase

Eine wichtige Frage bei der Corona-Impfung ist: macht sie genügend Immunität in Nase/Hals, um das Virus dort gleich nach der Ansteckung zu stoppen? Zwei Studien, hier zusammengefasst, haben dafür Corona-Antikörper im Speichel gemessen.
Die in den Muskel gespritzten Impfstoffe sind sehr gut darin, Immunität im Blut zu erzeugen. Es braucht sie aber auch in den Schleimhäuten von Nase/Hals, um das Virus sofort zu stoppen – was auch dazu führen würde, dass Geimpfte das Virus nicht weitergeben. Wie erwartet hatte von einer Ansteckung Genesene sehr viele Antikörper gegen das Virus im Speichel. Das war aber auch so bei Menschen die einen RNA-Impfstoff erhalten haben – nicht jedoch bei der Gruppe mit dem Vektor-Impfstoff von Johnson&Johnson. Die naheliegende Erklärung war nun, dass das Antikörper sind, die aus dem Blut gekommen sind. Überraschenderweise war das aber nicht so: die Antikörper hatten eine Struktur als wären sie bei den Schleimhäuten gemacht worden.
Warum die RNA-Impfstoffe diesen sehr günstigen Effekt haben (der dann auch zu ihrer hohen Wirksamkeit beiträgt), ist nicht klar. Es könnte sein, dass das Virus-Spike-Protein (das die Körperzellen aus der RNA machen) nach der Impfung über das Blut die Schleimhäute und eine lokale Immunreaktion hervorruft. Oder dass die Immunreaktion gegen die Impfung im Darm stattfindet, und „wandernde“ Immunzellen erzeugt, die dann auch Nase/Hals erreichen.

Links:
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.08.22.21262168v1
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.08.01.21261297v2

7. September: Fragen zur Anpassung des Impfstoffes an neue Varianten

Beim Grippevirus gibt es zweimal pro Jahr einen neuen Impfstoff. Wie wird die Anpassung des Coronavirus-Impfstoffes laufen? Hier die Fragen, die derzeit diskutiert werden.
1. Wann ist eine Anpassung notwendig? Erste Daten zeigen, dass eine Auffrischung mit dem aktuellen Impfstoff bspw. sehr gut gegen Delta schützt. Und wenn der Impfstoff ausreichend wirkt, gibt es keinen Grund, etwas Neues einzuführen. Wann wird es nicht mehr so sein?
2. Gegen welche Variante wird der neue Impfstoff sein, und wird es (wie bei Grippe) Impfstoffe gegen mehrere Varianten gleichzeitig geben? Im Frühling schien klar dass Beta/Gamma die nächsten Varianten sein würden; diese sind aber mittlerweile verdrängt worden.
3. Welche Anforderungen werden die Zulassungsbehörden an neue Impfstoffe stellen? Muss jeweils das komplette Programm an klinischen Studien durchlaufen werden, oder nur einzelne Schritte davon?
4. Wie schnell/günstig lässt sich die Produktion tatsächlich umstellen? Das ist wichtig auch im Zusammenhang mit den Fragen 2 und 3.
5. Was geschieht mit dem „alten“ Impfstoff, der zumindest jetzt in gigantischen Mengen produziert worden ist? Wer finanziert den Überschuss?
6. Weltweit sind ja hunderte Impfstoffe in der Entwicklung, werden solche schon passend auf neue Varianten hergestellt werden, und damit die jetzigen Hersteller verdrängen?

Link zum Thema Anpassung des Grippe-Impfstoffs:
https://www.cdc.gov/flu/prevent/vaccine-selection.htm

3. September: was geschieht bei Infektion trotz Impfung?

Eine wichtige Frage zur Zeit ist, bei wem trotz Impfung Infektionen mit SARS-CoV-2 geschehen, und welche Folgen sie haben. Das ist wichtig, um abzuschätzen ob und wann Auffrisch-Impfungen sinnvoll sind. Hier zusammengefasst eine Studie aus Großbritannien zum Thema.
Die Studie wertet Daten einer COVID-Symptom-App aus, die 4,5 Millionen Menschen nutzen. In der App werden neben persönlichen Informationen Symptome eingegeben, Impfstatus, Corona-Testresultate usw. Verschiedene Eigenschaften waren häufiger zwischen in der Gruppe der Geimpften mit Ansteckung verglichen mit der Kontrollgruppe mit Impfung aber ohne Ansteckung. Die Unterschiede waren aber relativ klein; so gab es bspw. leichte Hinweise, dass Menschen aus sozial benachteiligten Wohngegenden häufiger trotz Impfung angsteckt wurden. Insgesamt könnten die Resultate auch darauf hindeuten, dass die in dieser Studie untersuchten Umstände nicht sehr relevant sind für die Frage, ob jemand trotz Impfung noch angesteckt wird.
Robuster erscheinen die Resultate zu den Symptomen nach Infektion. Mit Impfung gab es weniger Symptome (öfters auch gar keine), und wenn, dann dauerten sie weniger lange. Wie schon aus anderen Studien bekannt verkleinerte die Impfung auch hier das Risiko einer Krankenhaus-Einweisung besonders stark. Bei den einzelnen Symptomen waren mit Impfung vor allem Fieber, Geruchs-/Geschmacksverlust und Müdigkeit seltener – Niesen hingegen war bei Geimpften und Ungeimpften gleich häufig.

Link zur Studie:
https://www.thelancet.com/journals/laninf/article/PIIS1473-3099(21)00460-6/fulltext

31. August: Immunität nach Impfung über die Zeit bei Jüngeren und Älteren

Zur Zeit wird intensiv diskutiert, ob, wann und bei wem eine dritte Corona-Impfung notwendig sein könnte. Dazu eine Studie der Charité Berlin, die die Immunität in jüngeren (um 35 Jahre) und älteren (um 82 Jahre) Geimpften vergleicht.
Alle Teilnehmenden wurden Anfang des Jahres geimpft. In einer ersten Auswertung siehe (https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/02/18/coronainfo-vierter-teil/#0723) zeigte sich, dass die älteren Menschen klar eine Immunantwort zeigten.
Diese war aber deutlich schwächer als bei Jüngeren, und brauchte die zweite Impfdosis viel mehr. Jetzt, sechs Monate nach der Impfung konnte das Blut von nur noch 60% der Älteren die Delta-Variante im Labor neutralisieren, verglichen mit 95% bei den Jüngeren. Die Mengen wirksamer Antikörper im Blut gehen daher bei älteren Menschen wohl deutlich schneller zurück. Auch die T-Zellen waren bei den Jüngeren noch viel aktiver.
Im Vergleich verschiedener aktueller Virusvarianten zeigte sich, dass sich Beta (ehemals B.1.351, erstmals in Südafrika gesehen) wohl noch am besten der Impfung entziehen kann, deutlich besser als Delta.
Insgesamt zeigt die Studie, dass messbare Werte der Immunität wie erwartet mit der Zeit zurückgehen (was aber noch nichts über das Risiko schwerer Krankheitsverläufe nach Infektion mit SARS-CoV-2 aussagt). Bei älteren Menschen war dieser Rückgang deutlich stärker als bei Jüngeren, was für eine Auffrischimpfung für diese Altersgruppe spricht.

Link zur Studie: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.08.26.21262468v1

24. August: Interferone und Unterschiede Kinder/Erwachsene

Nach wie vor ist unklar, warum eine Ansteckung mit SARS-CoV-2 so verschiedene Krankheitsbilder macht: von leichten Erkältungen bis lebensbedrohlichen Verläufen. Hier zusammengefasst zwei Studien, die Antworten in Genaktivierungen in Hals/Nase suchen.
In der ersten Studie wurden die Zellen in Nase/Hals von gesunden und mit SARS-CoV-2 angesteckte Kindern und Erwachsenen verglichen. Dabei zeigten sich drei wesentliche Unterschiede. Erstens gab es in den Kindern mehr sogenannte „Neutrophile“. Dieser Typ von Immunzellen bekämpft allgemein Viren, Bakterien oder Pilze, die eingeatmet werden. Zweitens hatten andere Arten von Immunzellen schon ohne Ansteckung eine höhere Aktivierung, und produzierten mehr Warn-Botenstoffe. Und drittens gab es in den Kinderzellen mehr Virus-Sensoren, die bei einer beginnenden Infektion ihrerseits die Produktion von gewissen Warn-Botenstoffen auslösen. Diese, genauer gesagt die sogenannten Interferone, sind Thema der zweiten Studie.
Dort wurde untersucht, welche genaue von den ungefähr 20 verschiedenen Interferonen bei moderat bis lebensgefährlich Erkrankten wie sehr produziert werden. Je nach Schweregrad der Krankheit gab es unterschiedliche Interferon-Kombinationen. Woher diese Unterschiede aber kommen, ist nicht klar. Wichtig ist aber zu wissen, welche Kombination eher schützen: denn Interferonen können auch als Medikamente eingesetzt werden, müssen aber sehr sorgfältig dosiert werden.
Interessanterweise war es nicht so, dass mehr Virus gefährlicher war – es wäre auch umgekehrt möglich, dass mehr Virus eher zu schützenden Interferon-Kombinationen führt. Das ist im Hinblick auf die Delta-Variante wichtig.
Denn die Delta-Variante macht oft viel mehr Virus als bisherige Varianten. Das muss aber demzufolge nicht heißen, dass sie gefährlicher ist, da nicht einfach gilt dass mehr Virus = schwerer krank.

Links:
Vergleich Kinder/Erwachsene: https://www.nature.com/articles/s41587-021-01037-9
Interferone und COVID-19-Schweregrad: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00990-9

19. August: Forschungsdaten zeigen und auswerten

In der biomedizinischen Forschung werden Daten fast immer in Bildern dargestellt und gedeutet. Hier einige Beispiele, an Hand unser Arbeit zu was in der Lunge von mit dem Coronavirus infizierten Goldhamstern (Tiermodell für moderates COVID-19) geschieht.

Mehr zu den Inhalten der Publikation:
https://www.mdc-berlin.de/de/news/press/lungenschaeden-bei-covid-19-erkrankungen-verstehen
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/10/22/coronainfo-dritter-teil/#0114

Zentrales Element der Studie ist die Untersuchung von einigen Zehntausend einzelnen Zellen aus der Lunge. Wir verwenden bekannte Daten, um festzustellen welche Zelle von welchem Typ ist. Oben links bspw. Endothelzellen der Blutgefässwände.

Für die Datenanalyse und Darstellung werden auf dem Computer sogenannte Skript-Sprachen verwendet, hier „R“. Der Computercode muss, wie die Rohdaten, gemeinsam mit der Studie publiziert werden, damit andere die Arbeit nachvollziehen können.

Dann geht es darum, biologische Mechanismen in den Daten zu finden. Diese Graphik stellt daher, wie Zellen des Immunsystems eine bestimmte Klasse von Genen aktivieren wenn sie das Virus aufnehmen – was die starke Entzündungsreaktion in COVID-19 auslöst.

Mikroskopie-Bilder von Lungenstücken, Zellen mit Virus sind rot gefärbt. Unten links ein mit eingewanderten Immunzellen gefüllter Luftkanal. In der Computertomographie von COVID-19-Patient*innen erscheinen solche Stellen, wo kein Luftaustausch mehr statfinden kann, trübe wie Milchglas.

Mit statistischen Methoden muss gezeigt werden, ob ein biologischer Effekt tatsächlich bedeutsam ist. Dargestellt wird das mit Fehlerbalken und Sternchen – hier geht es wieder um die Aktivierung der Immunzellen nach Virusaufnahmen.

Gezeigt wird nur was schön und aussagekräftig ist. Bis dahin ist es aber ein monate- bis jahrelanger Weg, und die meisten Graphiken sind eher… unbrauchbar.

Dafür manchmal mit Katzen!

16. August: wie weiter mit Corona-Medikamenten?

Nach wie vor gibt es kaum Medikamente gegen COVID-19. Warum das so ist und wie es besser werden kann, wird intensiv diskutiert und erforscht. Hier ein aktueller Zwischenstand. –
Wie oft bei akuten Viruserkrankungen, und noch mehr bei SARS-CoV-2, kommen Medikamente gegen das Virus selber meistens zu spät: bis die Krankheit bemerkt wird, ist das Virus im Körper wegen des Immunsystems meistens schon auf de Rückzug.
Die schweren Verläufe von COVID-19 werden aber sowieso meistens vom überschießenden eigenen Immunsystem verursacht. Wirksam sind daher bislang nur das Immunsystem dämpfende Medikamente wie das Corticosteroid Dexamethason bewährt.
Daher werden nun in der neuen Runde der Medikamentenstudien der Weltgesundheitsorganisation solche Immunsystem-Dämpfer getestet. Antikörper gegen das Virus könnten dagegen nur wirken, wenn sie sehr früh oder präventiv (bspw. an Kontaktpersonen) gegeben werden.
Bei der Suche nach Medikamenten direkt gegen das Virus werde oft schon existierende und im Menschen angewendete Stoffe getestet. In einer exzellenten Studie der Universität Chicago wurden 1900 solcher Substanzen nicht direkt gegen SARS-CoV-2 getestet, sondern gegen das verwandte Erkältungscoronavirus OC43. Eine der gefundenen Substanzen wirkt gegen einen zentraler Faktor verschiedener Corona- und auch anderen Viren, und schützte auch Mäuse gegen SARS-CoV-2.
Da die meisten solcher Studien aber nicht so sorgfältig ausgeführt werden, werden sie zunehmend kritisiert, da sie auf falsche Fährten locken. Ein Grund dafür ist ein biochemischer Prozess namens Phospholipidose, der eine Substanz im Labor zwar vielversprechend aussehen lässt. In Untersuchungen in Tieren oder Menschen scheitern diese aber regelmäßig, wodurch viel Zeit und Geld verlorengeht.

Links:
Medikamenten-Studien der WHO: https://www.sciencemag.org/news/2021/08/giant-trial-covid-19-treatments-restarting-here-are-drugs-it-s-betting
Antikörper gegen das Virus: https://www.berliner-zeitung.de/news/charite-mediziner-positive-bilanz-der-antikoerpertherapie-li.176275
Medikamenten-Suche mit OC43: https://science.sciencemag.org/content/early/2021/07/19/science.abg5827
Kritik an Medikamenten-Screenings: https://science.sciencemag.org/content/373/6554/488.full

9. August: die drei wichtigsten Fragen zur Corona-Impfung

Die wichtigsten Fragen zur Coronaimpfung, v.a. mit Blick auf neue Varianten, sind: wie gut schützt die Impfung vor (schwerer) Krankheit? Geben Geimpfte das Virus seltener weiter? Schützt Impfung vor Long Covid? Zwei Studien dazu hier zusammengefasst.
Die erste Frage lässt sich grundsätzlich klar mit Ja beantworten, wobei mit jeder neuen Variante der Schutz etwas reduziert ist. Die Effizienz der RNA-Impfstoffe, um Symptome (egal wie schwer) nach einer Corona-Infektion zu verhindern ist beim Virus von 2020 beispielsweise über 90%, während es bei der Delta-Variante noch etwa 80-85% sind. Letztes ist eher ein Durchschnittswert aus verschiedenen Studien, da sich noch kein klares Bild ergeben hat. Auch mit Delta ist es aber nach wie vor so, das Geimpfte kaum ins Krankenhaus müssen oder and COVID-19 sterben.
Der zweite Frage ist schwieriger zu beantworten. Die meisten schon durchgeführten Studien, v.a. zur Delta-Variante, messen die Menge Virus-Erbgut in Abstrichen. Das ist zwar grundsätzlich ein gutes Maß dafür, wie ansteckend jemand ist. Was aber nicht klar ist, ob es grundsätzliche biologische Unterschiede gibt: bspw. dass Virus-Erbgut von Geimpften eher von kaputten Viren kommt als bei Ungeimpften, oder wann gemessen wird: bspw. da Ungeimpfte dies immer häufiger willentlich sind, gehen sie vielleicht bei Symptomen später zum Testen, wenn die Viruslast schon wieder tiefer ist.
Aufschluß geben die großen REACT-Studien aus Großbritannien. Darin werde alle drei Wochen Hunderttausend zufällig ausgewählte Menschen PCR-getestet. Mittlerweile ist der Bericht der 13. Runde da, mit Daten von Ende Juni/Anfang Juli. Dort zeigte sich, dass dass in den Abstrichen von Geimpften nicht nur seltener, sondern wenn, dann auch weniger Virus-Erbgut war. In einem Drittel der geimpften Fälle war es aber so wenig, dass ein verlässlicher Nachweis nicht möglich war. Wenn diese als negativ zählen, gibt es kaum mehr einen Unterschied in der Menge Viruserbgut bei Geimpften und Ungeimpften.
Diese Zahlen sagen aber nicht klar aus, ob jetzt Geimpfte auch weniger ansteckend sind. Zahlen dafür (wenn auch mehrheitlich mit der Alpha-Variante) zeigt eine kleine Studie mit Gesundheitspersonal in Israel. Bei 37 von 39 Fällen ist bekannt wo sie sich angesteckt haben – alle bei Ungeimpften, bei Arbeitskolleg*innen, Patient*innen, oder in zwei Fällen beim eigenen Kind. Das Virus weitergegeben hat aber niemand von den Geimpften. Insgesamt ist Antwort auf die zweite Frage daher tendenziell Ja, wenn auch die Evidenz noch schwach ist.
In dieser Studie hatten nach sechs Wochen noch ein Fünftel (LongCovid-)Symptome, was darauf hindeutet dass dies bei Infektionen trotz Impfung auch auftreten kann. Wegen der kleinen Fallzahlen ist das keine Antwort auf die dritte Frage, zeigt aber, dass das Thema vertieft untersucht werden muss.

Links:
Effizienz der Impfung gegen Delta (Beispiel): https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2108891
REACT-Studie Runde 13: https://spiral.imperial.ac.uk/handle/10044/1/90800
Ansteckungen bei geimpften Krankenhauspersonal: https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2109072
Früheres CoronaInfo zur Virusmenge bei Geimpften: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/02/18/coronainfo-vierter-teil/#0803

3. August: Delta-Variante und Impfung

Weltweit wird intensiv erforscht, wie die Delta-Variante des Coronavirus auf Geimpfte wirkt. Einzelne Studie (wie die hier als Beispiel zusammengefasste) sind dabei wenig aussagekräftig. Was zählt, ist das Gesamtbild, das noch nicht fertig ist.
In der Studie werden 218 Fälle von Ansteckungen beschrieben, darunter auch bei Menschen ohne Symptomen, die bspw. bei Kontaktpersonen, Einreisenden oder Krankenhauspersonal gefunden wurde. Von den 218 Menschen waren 71 vollständig geimpft mit einem RNA-Impfstoff. Die Geimpften hatten deutlich weniger Symptome, insbesondere seltener Fieber, Husten, oder Atemnot. Es gab auch einige Fälle von Lungenentzündungen darunter, jedoch auch das deutlich seltener und ohne Intensivstation/invasive Beatmung.
Die Menge Virus-Erbgut in Abstrichen (ein grobes Maß dafür, wie ansteckend jemand ist) war gleich nach Ansteckung bei Geimpften und Ungeimpften gleich hoch, nahm dann aber bei Geimpften sehr schneller ab. Das könnte bedeuten, dass auch Geimpfte ansteckend sind, aber deutlich weniger lange als Ungeimpfte.
Bei den Geimpften war schon kurz nach Ansteckung die Menge Antikörper sehr groß. Da aber kein Vergleich mit vor der Ansteckung möglich war, ist nicht klar ob das von der Impfung kommt, oder ob es wegen der Ansteckung noch einen schnellen Anstieg gab. Trotzdem kann diese große Menge Antikörper (ob schon vorhanden oder noch stimuliert durch die Impfung) eine (Mit-)Ursache für die schnellere Eliminierung des Virus sein.

Links:
Früheres CoronaInfo zum Thema: https://emanuelwyler.wordpress.com/2021/02/18/coronainfo-vierter-teil/#0720
Link zur Studie: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.07.28.21261295v1

Der zweite Teil des vorläufigen Rückblicks (erster Teil siehe hier) – wo wurde besonders viel geforscht?

Verbreitung, Wetter, Superspreader

Zu Beginn der Pandemie standen Ansteckungen durch Kontakt- und Schmierinfektionen im Zentrum (wir erinnern uns ans Händewaschen!), mit der Zeit wurden mehr und mehr Tröpfchen- und Aerosolinfektionen als wichtigster Übertragungsweg erkannt. Zahlreiche Berichte von Massenansteckungen in Großraumbüros, Clubs, Kirchen usw. trugen dazu bei, dass zur Zeit Anlässe mit vielen Menschen, die über längere Zeit in geschlossenen Räumen zusammen sind, als Haupttreiber der Pandemie gelten. Im Rückblick wäre daher das schnelle Verbot von Großveranstaltungen Anfang März die entscheidende Maßnahme gewesen, warum bspw. in Deutschland oder der Schweiz die Epidemie relativ glimpflich verlief. Das ist auch in Einklang mit der Hypothese von „superspreading“ als Hauptübertragung, also dass an wenigen Orten eine Person viele andere ansteckt, und nicht an vielen Orten eine Person wenige andere. Ob das neue Coronavirus wie grundsätzlich alle Atemwegsviren vor allem ein Winterhalbjahrvirus ist, ist natürlich noch nicht klar. Die zur Zeit vielerorts niedrige Fallzahl spricht aber zumindest nicht dagegen.

Insgesamt zeigen aber bspw. die auf eher hohem Niveau stagnierenden Neuansteckungen in Schweden oder den USA, und natürlich die „zweite Welle“ im Iran oder die massiv zunehmenden Fälle in Mexiko, Brasilien, Russland und Indien, dass es wohl die starken Anstrengungen gebraucht hat und auch weiterhin braucht, um das Virus zu bremsen.

Weiterhin eifrig diskutiert wird die Bedeutung asymptomatischer oder prä-symptomatischer Übertragungen – also wie wahrscheinlich es ist, dass jemand das Virus überträgt, ohne sich irgendwie auch nur wenig krank zu fühlen.

Immunität

In kaum einem anderen Thema konnte die Forschung auf so viel Wissen und jahrzehnte langen Bemühungen aufbauen. Wichtige Fragen sind bspw.:
– wie ist es mit der „Hintergrundimmunität“ durch kürzlich Ansteckung mit den vier zirkulierenden Coronaviren? (kann ein Faktor sein und Infektionen zumindest abschwächen, aber die Bedeutung für die Pandemie insgesamt noch unklar)
– ist man nach überstander Infektion immun, und wie lange? (ja; wie bei anderen Coronaviren ist es gut möglich dass die Immunität sich nach einigen Monaten  zurückbildet, aber eine Neuinfektion zumindest abschwächt?)
– ist die Immunität zwischen Individuen unterschiedlich, und können überhaupt alle geimpft werden? (noch eher unklar)
– gegen welche Virusbestandteile sind die Antikörper gerichtet? (wurde schon relativ gut eingegrenzt auf einen Teil des Spike-Oberflächenproteins, was wichtig ist für die Impfstoffentwicklung)

Impfstoffe

Ein wirksamer und in Milliardenausführung verfügbarer (und verteilbarer!) Impfstoff könnte dem Virus tatsächlich weitgehend den Garaus machen. Erste Resultate sind ermutigend, und mit mehr als hundert parallel laufenden Projekten steigt natürlich die Wahrscheinlichkeit, das etwas funktioniert. Die Aufgabe ist aber derart gigantisch, dass der Optimismus noch vorsichtig bleiben sollte.

Medikamente

Grundsätzlich wurden bisher noch kaum wirksamen Medikamente gegen akute Virusinfektionen entwickelt, abgesehen von Ansätzen bei Grippe (Tamiflu) und Ebola (therapeutische Antikörper). Erfolgsgeschichten bei antiviralen Medikamenten richten sich gegen chronische Infektionen, vor allem bei HIV (AIDS-Virus) und dem Hepatitis-Virus HCV – bei beiden gibt es nach Jahrzehnten der Forschung etablierte Behandlungen. Andererseits werden auch in diesem Thema zu Zeit Forschungs- und Testprogramme aufgezogen, die absolut neu sind. Wie bei den Antikörpertests geht es auch wegen zahlreichen minderwertigen und sehr umstrittenen Studien nur langsam vorwärts. Auch hier gilt aber: wenn so viel parallel versucht wird, steigt die Wahrscheinlichkeit, das tatsächlich sinnvolle Therapien (eventuell aus einer Kombination verschiedener Medikamente) insbesondere für schwere Krankheitsverläufe etabliert werden können.

Kinder

Ob Kinder mehr oder weniger ansteckend sind als Erwachsene, oder sich schneller oder weniger schnell ansteckend ist so wichtig wie umstritten und unklar. Der Grund ist relativ einfach: Schulen und Kindergärten schlossen sehr früh, und aus Ländern, in denen sie offen blieben (bspw. Schweden) oder früh öffneten, sind noch keine Studien verfügbar. Die Erkenntnisse über die Rolle von Kindern in der Pandemie sind daher alle relativ indirekt, und lassen nur zu einem gewissen Maß Schlüsse darüber zu, was bei Öffnungen von Schulen und Kitas geschehen wird.

Die ersten Bilder von Coronaviren, aus den 1960ern (aus: Almeida and Tyrell, The Morphology of Three Previously Uncharacterized Human Respiratory Viruses that Grow in Organ Culture, Journal of General Virology (1967)

Vor zwanzig Wochen, am 22. Januar, schrieb ich das erste CoronaInfo – vor zwei Tagen, am 9. Juni, das Hundertste. Zeit für einen vorläufigen Rückblick! 1. Teil – welche Themen kamen immer vor?

Wo kommt das Virus her?

Dass das Virus in einer ursprünglichen Form aus Fledermäusen kommt, ist nach wie vor die wahrscheinlichste Variante. Ob es einen „Zwischenwirt“ gab, also eine Tierart via der das Virus zum Menschen, ist nach wie vor unklar. Eine langsame „Optimierung“ in Menschen, d.h. gelegentliche Übertragungen und Veränderungen im Virus-Erbgut, bis es perfekt auf den Menschen angepasst war, erscheint gut denkbar. Das würde auch erklären, warum die Zwischenstufen zwischen dem Fledermaus-Coronavirus und SARS-CoV-2 kaum gefunden wurden: weil sich nur die optimierte Variante im Menschen durchgesetzt hat.

Und ja, es ist grundsätzlich unmöglich, hunderprozentig zu widerlegen dass das Virus im Labor gemacht wurde, oder aus einem Labor entwichen ist. Letztes geschah mit dem ersten SARS-Virus auch, im Jahr 2004, was zu massiv gestiegenen Sicherheitsvorkehrungen führte. Beides erscheint mir aber nach wie vor sehr unwahrscheinlich – man darf nicht unterschätzen wie gigantisch die „Virenküche“ der Natur ist, wieviele Viren da ständig neu entstehen, und durch Selektion auch gleich auf effiziente Verbreitung getrimmt werden.

Insgesamt ist, meines Erachtens nichts herausgekommen, dass den Jahrzehnten Forschung zu Coronaviren und Fledermäusen widersprechen würde, nämlich dass Coronaviren hauptsächlich in Fledermäusen entstehen, und der immer wieder befürchtete Sprung auf den Menschen stattfinden kann und wird.

Wie wird auf das Virus getestet?

Der PCR-Test auf das neue Virus war schon im Januar verfügbar. Dieser Test misst ob eine Person akut infiziert ist. Ab Februar war dann die Testkapazität zentrales Thema, weil zahlreiche und schnelle Tests helfen, die Pandemie in den Griff zu kriegen. Wichtig: die Probenlogistik ist eigentlich das größere Problem als bspw. die Maschinenkapazität. Mit immer mehr Übung, weltweit gestiegenen Produktionskapazitäten und technischen Verbesserungen konnte die Testung mit der Ausbreitung des Virus mithalten (wobei die Frage ist, ob das in den zur Zeit stark betroffenen Ländern wie Brasilien, Mexiko oder Russland auch der Fall ist). Als Vorbereitung für eventuell steigende Fallzahlen sind solide Test-Abläufe zentral – technisch scheint man da nun gerüstet zu sein.

Der zweite Test ist der Antikörper-Test, der auf Grund von Antikörpern im Blut eine Aussage darüber erlaubt, ob jemand eventuell mit dem Virus in Berührung gekommen ist. Da haben sich eine Reihe von Fragen aufgetan. Biologische, wie bspw. welchen Einfluss Infektionen mit den vier endemischen Coronaviren haben, oder ob überhaupt alle Infizierten Antikörper haben. Technische, also wie zuverlässig die Tests überhaupt sind. Sehr viele Studien aus allen Erdteilen sind erschienen, die einer zentralen Frage auf den Grund gehen wollten: wieviel mehr Menschen haben sich angesteckt als die auf dem PCR-Test basierten Statistiken zeigen? Die allermeisten Studien sind zwar schnell, aber mit zuwenig Getesteten und/oder technisch unsauber durchgeführt worden. Entsprechend gibt es eine breite und umstrittene Spannbreite von Resultaten von wenigen bis zu vierzig Prozent.

Verändert sich das Virus?

Coronaviren verändern sich deutlich langsamer als bspw. Grippeviren. Es wurden schon Virusvarianten festgestellt, die sich mehr auszubreiten scheinen als andere. Das heißt aber noch nicht, dass das Virus gefährlicher wird. Solche Hinweise gibt es (noch) nicht, das Thema Virusvarianten wird aber noch intensiv beforscht werden.

Symptome und Krankheitsverlauf

Die wesentlichsten Punkte waren eigentlich schon früh geklärt, insbesondere dank systematischen Untersuchungen in China im Januar/Februar: ältere Menschen und solche mit Vorerkrankungen sind mehr gefährdet. Dazu gehören insbesondere Herz-Kreislauf-Probleme wie hoher Blutdruck. Auch waren Husten und Fieber als (wenn auch nicht sehr spezifische) Leitsymptome bald etabliert, dazu Müdigkeit, Gliederschmerzen, und (kurzzeitiger) Verlust des Geruchssinns. Große Frage sind zur Zeit, wie es zu den schweren, lebensgefährlichen Verläufen von COVID-19 kommt (die vor alle dem überschießenden Immunsystem zurechnen sind), und wie Schäden an Organen des Atemwegstrakt (v.a. Herz und Niere) zu Stande kommen.

Wie das Virus zu uns ins Labor kam: die ersten Proben mit infizierten Zellen Anfang März.

Seit Ende Dezember hat sich von der chinesischen Stadt Wuhan aus ein neues Coronavirus ausgebreitet. Daher poste ich seit 23. Januar auf Twitter und Facebook (fast) täglich kleine Informationshäppchen mit Fragen, Antworten und Kommentare zu Coronaviren. Einerseits wegen des zur Zeit natürlich großen Interesses an dieser Virusfamilie, andererseits auch weil es eine gute Gelegenheit ist um über wissenschaftliche Erkenntnisse zu sprechen, und über die Rolle der Wissenschaft in der Gesellschaft. Die CoronaInfos von 23. Januar bis bis 7. Mai 2020 sind hier zu finden, der dritte Teil ab 22. Oktober hier. Einen Rückblick anlässlich von 100 CoronaInfos hier und hier.

Als Hintergrund: wir arbeiten mit der Arbeitsgruppe von Christian Drosten in der Charité Berlin zur molekularbiologischen Charakterisierung von mit Coronaviren infizierten Zellen.

19. Oktober: Stand der Dinge bei Medikamenten

#CoronaInfo – Um die Ansteckung mit SARS-CoV-2 und ihre Folgen zu kurieren, werden keine neuen Medikamenten entwickelt, denn sowas dauert nach wie vor Jahre. Wie aber geht es mit der „Wiederverwendung“ schon existierender Medikamente voran?

Schon im Februar hat die Weltgesundheitsorganisation WHO begonnen, einige aussichtsreiche Substanzen zu testen, insbesondere auch solche, die die Vermehrung des Virus im Körper blockieren sollen. Eine erste Auswertung hat nun gezeigt, dass keine der Behandlungsmöglichkeiten etwas nützen. Eine von diesen Medikamenten (Remdesivir) hat in einer anderen Studie einen leicht positiven Effekt gezeigt, weswegen auch noch weitere Untersuchungen folgen werden. Insgesamt ist aber die begrenzte Wirksamkeit von Medikamenten, die eine akute Virusinfektion bremsen sollen, nicht ganz überraschend. Es dauert plusminus eine Woche von der Ansteckung bis zum Beginn der Behandlung, da es einige Tage dauert bis Symptome auftreten, und dann noch der Virustest gemacht und ausgewertet sein muss. Die für den schweren Krankheitsverlauf eventuell entscheidende Überreaktion des eigenen Immunsystem ist zu diesem Zeitpunkt vielleicht schon im Gange, und eine dann erfolgende Blockade der Virusvermehrung schon zu spät.
Besser sieht es bei einem zweiten Medikmanet aus, dem Corticosteroid Dexamethason, das schon seit fast 60 Jahren bei allerlei Krankheiten angewandt wird. Auch wenn die genaue Art und Weise der Anwendung noch verfeinert werden muss, und es auch Studien gibt die keinen Effekt der Dexamethason-Behandlung zeigen: es mehren sich die Hinweise, dass Dexamethason die Überlebenschance bei schweren Fällen erhöht bzw. die Patientinnen und Patienten schneller gesund werden.

Medikamente gegen das Virus:
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.10.15.20209817v1
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2007764

Dexamethason:
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0618
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2770279
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2770278
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2770276
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2770277

16. Oktober: Labortiere in der Coronaforschung

#CoronaInfo – In der biomedizinischen Forschung werden nach wie vor oft Experimente mit Tieren gemacht, um Medikamente/Impfungen zu setzen oder einen Krankheitsverlauf zu erforschen. Welche Tiere werden beim neuen #Coronavirus SARS-CoV-2 verwendet und warum?

Häufigstes Labortier ist nach wie vor die Maus. Mäuse lassen sich aber nicht mit SARS-CoV-2 infizieren. Das Protein, mit dem das Virus an die Zellen im Körper andockt (genannt ACE2) ist in der Maus vorhanden, sieht aber leicht anders aus und wird daher vom Virus nicht erkannt. Die Mäuse werden daher genetisch so verändert, dass sie das menschliche ACE2 produzieren. Wenn infiziert, entwickeln diese Tiere einen ähnlichen Krankheitsverlauf wie schwer an COVID-19 erkrankte Menschen, bspw. mit den verstopften Lungen.

Wie schon länger bekannt, lassen sich dagegen Hamster ohne weiteres mit SARS-CoV-2 infizieren. Bei syrische Goldhamster werden ältere Tiere (über 8 Monate) viel stärker krank als junge (einige Wochen), ähnlich also wie beim Menschen. Von den verschiedenen Zwerghamsterarten gibt es solche, die die Infektion gut überleben; der Roborowski-Zwerghamster hingegen stirbt nach wenigen Tagen an Lungenschäden.

Aus den Tierexperimenten lassen sich viel Erkenntnisse gewinnen. Da das Virus aber so weit verbreitet ist, ist es teilweise einfacher, Medikamente oder Impfungen direkt in Menschen zu testen. Denn einerseits gibt es (wie bei anderen Krankheiten fast nie) genug Probandinnen und Probanden, andererseits sind dafür keine komplexe Tierversuchsanträge, sonder „nur“ Einverständniserklärungen der Teilnehmenden notwendig.

Links Mäuse
https://www.nature.com/articles/s41590-020-0778-2
https://rupress.org/jem/article/217/12/e20201241/151999/Mouse-model-of-SARS-CoV-2-reveals-inflammatory

Links Hamster:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2342-5
https://www.mdpi.com/1999-4915/12/7/779
https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3659394

13. Oktober: Erbgutvarianten und Interferonantikörper

#CoronaInfo – in einer der entscheidenden Fragen der Pandemie, nämlich wie es zu schweren COVID19-Verläufen als Folge von Ansteckungen mit SARS-CoV-2 kommt, gibt es immer mehr Hinweise. Da die Biologie so unendlich komplex ist, wird es nicht *die eine* Antwort geben.

Aber auch wenn bspw. 20 Eigenschaften (dazu gehören auch die bekannten, wie Alter, Geschlecht oder Blutdruck) bekannt wären, die das Risiko eines schweren Krankheitsverlauf erhöhen, wäre das hilfreich. Denn dann könnten frühzeitig, also wenn der Virustest positiv ist und die Symptome nicht nur mild sind, diese Eigenschaften getestet werden, und entsprechend eine intensivere Pflege begonnen werden.

Ein wichtiger Faktor ist auch bei COVID19, die „Veranlagung“, was unter anderem Varianten im Erbgut einschließt. In drei Studien (Links am Ende) wurden bei Patientinnen und Patienten mit schwereren Verläufen Varianten im Erbgut gefunden. Alle diese Varianten sind in oder in der Nähe von Genen, die eine Rolle im Immunsystem spielen. Es kann also sein, dass sie das Funktionieren des Immunsystems leicht verändern, so dass es eher zu schweren COVID19-Verläufen kommt.

In einer anderen Studie wurde festgestellt, dass schwer Erkrankte viel häufiger Antikörper gegen Interferone haben. Interferone sind körpereigene Botenstoffe des Immunsystems und wesentlich für eine koordinierte Immunantwort gegen die Virusinfektion. In sogenannten Autoimmunkrankheiten, und dazu gehören diese Interferon-Antikörper, werden Teile des eigenen Organismus angegriffen. Das ist bspw. auch beim Jugend-Diabetes der Fall, wo das Immunsystem die eigene Bauchspeicheldrüse zerstört.

Links:
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2768926
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/09/29/science.abd4570
https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2020283
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/09/23/science.abd4585

9. Oktober: wie die Impfstoffe bewertet werden

#CoronaInfo – In den nächsten Wochen und Monaten wird es oft Berichte aus den laufenden Impfstudien geben. Die Interpretation dieser Resultate wird weitreichende Folgen haben. Auf welche Kriterien wird dabei geachtet werden?

Am wichtigsten ist natürlich, ob die geimpften Menschen weniger SARS-CoV-2 Infektionen haben werden als die nicht geimpfte sogenannte Kontrollgruppe. Ob ein solche Aussage überhaupt möglich ist, hängt aber von der Anzahl der Testpersonen ab, und wieviele Ansteckungen es insgesamt geben wird. Mit statistischen Berechnungen wird dann eventuell eine Aussage möglich sein, ob die Impfung erfolgreich war.

Dann wird die Art der Immunantwort genau geprüft werden. Grob gesagt gibt es zwei wesentliche Teile des Immunsystems, die Antikörper und die T-Zellen (siehe Links am Ende des Threads). In den Vorstudien (einige Dutzend Geimpfte) sahen diese Immunantworten oft sehr gut aus, nun ist die Frage, wie erfolgsversprechend die Messwerte sind bei den Tausenden von Testpersonen in den größeren Studien. Zudem ist wichtig, wie bspw. die Immunantwort abhängig vom Alter ausfällt.

Viele Impfstoffkandidaten, und vor allem die am weitesten fortgeschrittenen, verwenden neue, d.h. bisher noch nie erfolgreich breit angewandte Technologien. Das ist insbesondere im Hinblick auf die Nebenwirkungen relevant, die bei den Impfstoffen mit den neuen Technologien eher stärker sind. Zusätzlich wichtig wird das, wenn zwei Impfdosen (im Abstand von einigen Wochen) notwendig sind, um genügend Immunität zu erzeugen. Denn die zweite Dosis neigt üblicherweise dazu, stärkere Nebenwirkungen zu erzeugen.

Daneben werden natürlich noch Fragen der Produktionsmengen und Verteilung beantwortet werden müssen. Und nicht vergessen sollte auch dass es hier auch einen harten Wettbewerb zwischen privaten Firmen und zwischen Ländern gibt, die die Interpretation der Resultate natürlich auch beeinflussen wird.

Links / mehr Details:
https://www.nature.com/articles/s41577-020-00434-6 (Hinweis von @jo_nur_jo)
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2798-3
Antikörper: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0721
T-Zellen: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0717
Neue Impfstofftechnologien: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0331

2. Oktober: Forschungsförderung

#CoronaInfo – Was tut sich in der Forschungsförderung? Seit März hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung in verschiedenen Programmen viele Millionen Euro für die Coronaforschung bereitgestellt.
Das sind Finanzierungen für kleinere Projekte (von denen wir auch was abgekriegt haben), aber auch große Kisten wie das neue „Netzwerk Universitätsmedizin“. Dazu gehören alle Universitätskliniken in Deutschland, und mit 150 Millionen Euro werden nun 13 Verbundprojekte gefördert. Die Themen sind sehr vielfältig. Erforscht werden Handy-Apps, soziale Faktoren auf COVID-19, Palliativversorgung, Teststrategien in Schulen und Kitas, usw. Wir sind in einem aus der Lungenklinik der Berliner Charité koordinierten Verbund „Organo-Strat“ dabei, bei dem mit Hilfe von menschlichen Organmodellen der Effekt der SARS-CoV-2-Infektion auf die verschiedensten Organe im Körper untersucht wird.
Links:
Forschungsförderung kleinere Projekte (seit Juni): https://www.gesundheitsforschung-bmbf.de/de/erforschung-von-covid-19-im-zuge-des-ausbruchs-von-sars-cov-2-11483.php
Netzwerk Universitätsmedizin, 13 Projekte: https://www.bmbf.de/de/karliczek-netzwerk-universitaetsmedizin-startet-vertiefte-forschungsarbeit-zu-covid-19-12649.html
Video der Pressekonferenz: https://www.bmbf.de/de/media-video-43390.html

29. September: Grippe- und andere Atemwegsviren

Das neue #Coronavirus ist nur eines von vielen Viren, die unsere Atemwege befallen. Wie verhalten sich andere, wie Grippe- oder Erkältungsviren, in der SARS-CoV-2-Pandemie?

Im letzten März ging die Grippesaison mit dem Beginn der Maßnahmen zur Kontakteinschränkungen relativ abrupt zu Ende. Gemäß Grippe-Report der Welt-Gesundheitsorganisation WHO gab es zudem in den letzten Monaten auf der südlichen Erbhalbkugel, also im dortigen Winter, sehr wenig Grippefälle. In Australien oder Neuseeland bspw. gab es eher mehr Grippevirustests in vorherigen Jahren, trotzdem wurden sehr wenig Fälle gesehen. Auch wenn die Maßnahme gegen die Ausbreitung von SARS-CoV-2 wohl auch die Grippeviren eindämmen, können auch natürliche Schwankungen einen Einfluss haben, oder dass Erkrankte seltener in Arztpraxen gingen.
Im September beginnt bei uns die „Erkältungssaison“ wieder, üblicherweise mit den Rhinoviren. Das sind über 100 Virusvarianten, die jetzt Erkältungen mit Husten und Schnupfen auslösen. In Wellen lösen sich verschiedene Virusfamilien ab, Grippe beginnt oft im Januar, die Erkältungs-Coronaviren dann im Februar. Es kann daher auch gewisse Wechselwirkungen geben, oft ist es so dass eine Virusinfektion das Immunsystem in einen aktiven Zustand versetzt, der eine weitere Virusinfektion erst mal verhindert. Welchen Einfluss das neue #Coronavirus haben wird, und was die vielen Hygienemaßnahmen mit den anderen Atemwegsviren machen, ist eine interessante Frage für die nächsten Monate.

Links:
CoronaInfo zur Grippe im März 2020: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0422
WHO Grippe-Report: https://www.who.int/influenza/surveillance_monitoring/updates/latest_update_GIP_surveillance/en/
Rhinoviren: https://www.wired.com/story/colds-nearly-vanished-under-lockdown-now-theyre-coming-back/

24. September: Review zu Übertragungswegen

Zu den Übertragungswegen des neuen #Coronavirus SARS-CoV-2 gibt es sehr viele Berichte. Umso wichtiger werden Metastudien, die einzelne Untersuchungen bewerten zusammenfassen und allgemeine Schlüsse ziehen – im #CoronaInfo heute ein solcher sogenannter „review“.
Sehr begünstigt wird die Virusübertragung durch längere Aufenthalte im selben Raum – insbesondere Schlafen neben Infizierten, wie Studien in Haushalten oder Schiffen zeigen. Auch beim Virusausbruch bei Tönnies waren Ansteckungen wahrscheinlicher bei Angestellten, die in der selben Wohnung wohnten oder gemeinsam im Auto zur Arbeit fuhren. Das passt zum mittlerweile recht klaren Bild, dass Ansteckungen draußen deutlich weniger wahrscheinlich sind als in geschlossenen Räumen.
Eine zweite wichtige Frage ist, wann im Verlaufe einer Infektion man besonders ansteckend ist. Vorläufige Schlussfolgerung ist, dass die Ansteckungsgefahr 2-3 Tage vor bis einige Tage nach Symptombeginn am höchsten ist. Dabei sind auch Infizierte ohne Symptome ansteckend, wenn auch wohl eher weniger als solche mit Symptomen.
Da Menschen mit wenig Geld leben häufig beengter und bspw., weil sie Dienstleistungsjobs ohne Möglichkeit für home office haben und deswegen trotzdem zur Arbeit fahren, weniger Distanzierungen machen können, waren sie in New York überdurchschnittlich von Ansteckungen betroffen. Demgegenüber gab es in Deutschland in wohlhabenderen Gebieten eher mehr Ansteckungen, was mit höherer internationaler Mobilität zusammenhängen könnte.
Auch hier wird wieder betont, wie wichtig „superspreading events“ sind, wo eine Person sehr viele ansteckt – obwohl erst genaue Analysen des Viruserbgutes zeigen können, wie das Geschehen genau ablief.

Review: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3692807
Zahlen nach Einkommen Deutschland: https://interaktiv.tagesspiegel.de/lab/corona-analyse-in-welchen-regionen-die-zahlen-wieder-steigen/

18. September: Entwicklung der Infektionszahlen in Frankreich

In Frankreich gibt es seit Mitte Juli einen starken Anstieg der Ansteckungen mit dem #Coronavirus SARS-CoV-2. Im #CoronaInfo heute ein Blick darauf, wie der zeitliche Verlauf in verschiedenen Altersgruppen und bei Krankenhauseinweisungen aussieht.
Auf der Website „Géodes“ sind sehr detaillierte Gesundheitsdaten verfügbar. Dazu gehören auch die Anzahl der Neuansteckungen nach Altersgruppen. Die Region Provence-Alpes-Côte d’Azur mit den Städten Marseille und Nizza am Mittelmeer ist besonders betroffen.
Die Anstieg der wöchentlichen Anzahl Neuinfektionen pro 100000 EinwohnerInnen hat sich bei der Altersgruppe der 20-29jährigen und der über 90jährigen deutlich verschoben entwickelt:

– das könnte bedeuten, dass bei den jungen Menschen das Maximum dieser Welle schon vorbei ist, während bei den über 90jährigen die Fälle zeitverzögert und immer noch stetig zunehmen.

Daher nicht überraschend steigt auch die Anzahl der Krankenhauseinweisungen wegen COVID-19 verzögert zur Anzahl Ansteckungen bei den 20-29jährigen, weil ja vor allem ältere Menschen ins Krankenhaus müssen:

Diese Entwicklungen könnten auf einen ähnlichen Verlauf wie bspw. im März/April in Berlin hindeuten, wo auch zuerst jüngere und erst später ältere Menschen betroffen waren – anders als in Italien, wo das Virus von Beginn weg bei über 60jährigen verbreitet war, und entsprechend die Anzahl Todesfälle deutlich höher war:
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0324
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0505

Datenquelle Géodes: https://geodes.santepubliquefrance.fr/#view=map2&c=indicator

15. September: Einfluss von Alter und Geschlecht auf COVID-19

Das neue #Coronavirus ist gefährlich, weil es bei einigen Prozent der Infektionen zu schweren/tödlichen Krankheitsverläufen kommt. Besonders gefährdet sind ältere Menschen und solche mit Vorerkrankungen, und Männer* mehr als Frauen* – dazu das heutige #CoronaInfo.
Schon seit Beginn der Pandemie wird diskutiert, wie sehr die direkte Zerstörung bspw. der Zellen in der Lunge durch das Virus zur schweren Krankheit führt und welcher Anteil das überreagierende Immunsystem hat. Letzteres führt zu einer übermäßigen Entzündung. Entzündungsreaktionen dienen eigentlich dazu, Viren, Bakterien usw. abzuwehren. Sie können aber auch, wie bei Autoimmunkrankheiten (bspw. Jugenddiabetes), Allergien oder eben eventuell auch bei COVID-19 den eigenen Körper schädigen. Messbar wird die Entzündung mit bestimmten Botenstoffen im Blut.
Bei älteren Menschen kann es nun sein, dass konstant höhere Mengen von diesen Botenstoffen vorhanden sind, und das System bei COVID-19 daher schneller „kippt“. Ursache könnten alternde Zellen sein (auch Fettgewebe macht solche Botenstoffe, was Übergewicht als Risikofaktor bei COVID-19 erklären könnte). Zudem kann im Alter das Funktionieren der T-Zellen (die infizierte Zellen wegputzen) gestört sein.
Interessanterweise wurde nun ähnliche Unterschiede bei Vergleichen von Männern* und Frauen* gefunden: erstere hatten tendenziell höhere Mengen von Entzündungsbotenstoffen, bei letzteren war die T-Zell-Antwort besser geeignet, um das Virus zu eliminieren, insbesondere auch mit zunehmendem Alter.
Insgesamt deuten diese und andere Studien darauf hin, dass bei Behandlungen nicht nur das Virus an sich, sondern auch das Immunsystem anvisiert werden muss – und Faktoren wie Alter, Geschlecht u.a. beachtet werden müssen.

Alter: https://science.sciencemag.org/content/369/6501/256.full
Geschlecht: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2700-3
Wie kommt es zu schweren Verläufen: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0408

11. September: Das Coronavirus in afrikanischen Ländern

Das #CoronaInfo heute zum Umgang mit der SARS-CoV-2-Pandemie in Ländern auf dem afrikanischen Kontinent. Vielerorts gibt es nur wenige (schwere) Erkrankungen. Das sicher auch damit zu tun, dass die Bevölkerung im Durchschnitt jünger als etwa in Europa ist.
Trotzdem sind einige spezifische Einflüsse denkbar, die auch mit der großen Erfahrung mit Infektionskrankheiten wie Masern, Malaria, Ebola oder Parasiten zu tun haben. Eine Überlegung ist bspw. dass der häufige Kontakt mit solchen Mikroben das Immunsystem auf eine generell stärkt, und damit auch die Ansteckung mit einem neuen Virus reduziert. Dazu passt, dass eine Impfung mit dem Tuberkulose-Impfstoff BCG evtl. auch etwas gegen SARS-CoV-2 schützt.
In einem Bericht aus Senegal wird auf die Erfahrung mit der Ebola-Epidemie 2014 verwiesen, weswegen viel schneller Maßnahmen wie Kontaktpersonen-Überprüfung oder Quarantäne-Hotels (analog zu China, siehe https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0323) eingerichtet wurden. Darüber hinaus ist mehrfach zu lesen, dass in vielen Ländern Eindämmungsmaßnahmen wie Tragen von Masken oder Schließen von Moscheen/Kirchen relativ schnell beschlossen und diszipliniert aufrecht erhalten wurden.

Immunsystem: https://www.deutschlandfunk.de/sars-cov-2-was-bremst-die-corona-pandemie-in-afrika.676.de.html?dram:article_id=483781
BCG-Tuberkulose-Impfung: https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/news/artikel/2020/05/22/schuetzt-eine-bcg-tuberkulose-impfung-vor-covid-19
Senegal: https://eu.usatoday.com/story/news/world/2020/09/06/covid-19-why-senegal-outpacing-us-tackling-pandemic/5659696002/ und https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S127984792030104X?v=s5
Maßnahmen und Modelle: https://medicalxpress.com/news/2020-04-africa-coronavirus-outbreak-slower.html und https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.07.03.20144949v1

7. September: SARS-CoV-2 und Tiere

Das neue #Coronavirus kann zwischen Menschen und verschiedenen Tierarten hin- und herspringen, so begann wohl auch die Pandemie – das #CoronaInfo heute was das sonst für Verbreitung des Virus und die Forschung bedeutet.
In den Niederlanden gab es mehrere Ausbrüche des Virus auf (noch bis 2024 erlaubten) Nerzfarmen. Eine Studie einer Forschungsgruppe aus Rotterdam, die wesentliche Beiträge zum Verstehen des MERS-Coronavirus 2012/2013 beigetragen hat, untersuchte 16 betroffene Farmen. Fast alle MitarbeiterInnen haben sich angesteckt, was ein Hinweis darauf ist, dass die Ansteckungen auf von den Tieren ausging. Zudem wurden die Erbgut-Varianten der Viren analysiert. Diese waren sehr unterschiedlich, was auf mehrere Übertragungsgenerationen innerhalb der Tiere hindeutet. Es ist auch möglich, dass sich das Virus in Nerzen schneller verändert, wobei aber keine klare Richtung der Veränderung hin zu einer ansteckenderen Variante festgestellt wurde.
Um zu untersuchen, was im Virus-infizierten Körper geschieht, oder um Wirkstoffe und Impfungen zu testen, werden auch bei SARS-CoV-2 Versuche mit Tieren gemacht. Häufigstes Labortier ist die Maus, die aber ohne genetische Veränderung nicht mit SARS-CoV-2 infiziert werden kann. Der Grund ist, dass das ACE2-Protein, über das das Virus in die Zellen kommt, bei Maus in einer Art und Weise anders ist, dass das Virus es nicht erkennt. Deswegen wurden Mäuse genetisch so verändert, dass sie auch das menschliche ACE2 beinhalten. So infizierte Mäuse entwickeln auch einen schwere COVID-19-Verlauf, und sterben innert 1-2 Wochen.
Hamster (Goldhamster, aber auch Zwerghamster) können dagegen ohne weiteres mit dem zirkulierenden Virus infiziert werden. Interessanterweise wurde bei Goldhamster wie beim Menschen ebenfalls beobachtet dass junge Tiere (sechs Wochen) nach zwei Wochen wieder gesund werden, während ältere Tiere (acht Monate; Lebenserwartung ist gegen zwei Jahre) oft einen schweren Krankheitsverlauf erleiden und sterben.

Links:
Studie zu Nerzfarmen in den Niederlande: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.09.01.277152v1
Mäuse mit menschlichem ACE2: https://www.nature.com/articles/s41590-020-0778-2
Goldhamster als Infektionsmodell: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2342-5 und https://www.mdpi.com/1999-4915/12/7/779
Übertragung auf Haustiere: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0519

31. August: neue Virus-Testmethoden

In den letzten Monaten gab es deutliche technische Verbesserungen bei den Tests auf das neue #Coronavirus – dazu das heutige #CoronaInfo. Getestet wird, ob jemand akut infiziert, und damit möglicherweise ansteckend ist. Dabei wird geschaut, ob in Rachen/Hals Material vom Virus ist. Standard ist zur Zeit der Abstrich, gefolgt vom PCR-Test.
Die Handhabung bis das Abstrichstäbchen korrekt in der Maschine ist, ist aufwändig, und ein wesentlicher Grund bspw. für die Rückstaus bei den Flughafentests. Zudem braucht es Geräte, die nur in Diagnostiklabors stehen. Eine wichtige künftige Vereinfachung ist die Verwendung von Spucke statt Abstrich, oder Gurgeln mit etwas Flüssigkeit. Mit RT-LAMP (statt RT-PCR) steht nun auch eine deutlich billigere und einfachere Methode für den Nachweis des Virus-Ergbutes bereit.
Die neuen Antigen-Tests messen Virus-Protein (für das das Virus-Erbgut den Bauplan liefert). Protein ist biochemisch stabiler und einfacher im Umgang als die RNA-Moleküle des Virus-Erbgutes. Der eben in den USA zugelassen Antigen-Test kann deswegen mit einem einfachen Papierstreifen in einer kleiner Plastikkassette funktionieren, ähnlich den schon etablierten Antikörper-Schnelltests. Der Test soll nur 5 Dollar kosten, und innert zehn Minuten ein sehr verlässliches (aber natürlich auch nicht 100% sicheres!) Resultat liefern.

Links:
Nachweis des Virus-Erbgutes: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/03/08/wie-werden-viren-in-rachen-und-nasenabstrichen-nachgewiesen/
Corona-Tests mit Spucke: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0622
RT-LAMP: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.06.23.166397v2
Neuer Antigen-Test: https://www.sciencemag.org/news/2020/08/milestone-fda-oks-simple-accurate-coronavirus-test-could-cost-just-5#

24. August: gibt es wiederholte Ansteckungen mit dem neuen Coronavirus?

Beim neuen Coronavirus ist schon länger die Frage, ob man sich wiederholt anstecken kann. Dieses CoronaInfo zu einer Studie aus Hong Kong, die (im Vergleich zu früheren Berichten) wohl tatsächlich eine solche wiederholte Infektion beschreibt.
Der 33jährige Patient hatte Ende März für einige Tage Husten, Halsschmerzen, Fieber und Kopfschmerzen, und wurde am 26. März positiv getestet. Mitte April wurde er an zwei aufeinanderfolgenden Tagen negativ getestet.
Mitte August wurde er nach Rückkehr aus Spanien (via Großbritannien) am Flughafen positiv getestet, und hatte auch relativ viel Virus im Speichel, aber keine Symptome. Diese „Viruslast“ nahm über die folgenden Tage ab.
Antikörper des Typ IgG gegen das Virus wurden zehn Tage nach Beginn der ersten Erkrankung keine gefunden; diese brauchen aber oft 2-3 Wochen, um sichtbar zu werden. Ebenso gab es keine Antikörper zu Beginn der zweiten Erkrankung, wohl aber einige Tage später.
Der Patient ist also in der Lage, Antikörper gegen das Virus zu entwickeln, was nicht unbedingt immer der Fall ist. Es ist daher möglich, dass die Antikörper zwischenzeitlich da waren, aber im August dann wieder weg.
Insgesamt entspricht das dem bei Coronaviren erwarteten Bild: Antikörper können relativ schnell verschwinden, und Neuansteckungen schon nach wenigen Monaten wieder möglich werden, dank „Teilimmunität“ ist dann aber die Krankheit, wie hier, deutlich milder.

Studie als screenshots der Reporterin Lilian Cheng:
https://twitter.com/cwylilian/status/1297857565385093121
https://twitter.com/cwylilian/status/1297857727251673088

Medienmitteilung Uni Hongkong
https://twitter.com/cwylilian/status/1297835718513815552

Bisherige CoronaInfos zum Thema:
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0717
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0721

(thanks @HayesLuk for discussion!)

20. August: Wie verändert sich das neue #Coronavirus?

Wie verändert sich das neue #Coronavirus? Das #CoronaInfo heute mit einigen Studien zu einzelnen Änderungen mit Erbgut des Virus. Im März war die „L/S-Variante“ ein Thema, also die Änderung eines einzelnen der 30 Tausend „Buchstaben“ des Virus-Erbgutes. Tatsächlich gibt es mittlerweile fast nur noch die L-Variante. Ähnlich ist es mit der Veränderung „D614G“. Während die G-Variante noch im Februar eine Randerscheinung war, ist sie nun weltweit die vorherrschende Form. Im Labor zumindest vermehrt sich das G-Virus etwas schneller, was eine Erklärung für dessen schnelle Ausbreitung sein könnte.
In Singapur und Taiwan zirkuliert zudem eine Form, die 382 Buchstaben verloren hat (∆382), und zwar im Gen „ORF8“ – das ist schon deswegen bemerkenswert, weil das erste SARS-Virus 2002/2003 im selben Gen 29 Buchstaben verloren hat, wodurch das Virus etwas weniger gefährlich wurde. PatientInnen, die die ∆382-Form hatten, wurden tendenziell weniger krank. Unklar ist aber, ob die ∆382-Variante mehr oder weniger ansteckend ist. Insgesamt verändert sich das Virus trotz der extrem schnellen Ausbreitung sehr langsam; mit zunehmender Immunität/Impfungen könnte sich das aber auch ändern.

CoronaInfo März L/S-Variante: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0305
CoronaInfo Verlust von 29 Buchstaben im alten SARS: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0226
Studie D614G: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420308205
Virusdiversität innerhalb einzelner Personen: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.28.118992v3

14. August: Aktueller Stand der Impfstoffforschung

Das heutige #CoronaInfo zu einer der ganz großen Fragen der Pandemie: wann gibt es Impfungen? Üblicherweise dauert die Entwicklung eines Impfstoffes viele Jahre, jetzt soll es in Monaten soweit sein. Das ist nicht unrealistisch, weil es doch schon viel Vorwissen gibt dank Forschung zu anderen Coronaviren, über hundert Ansätze parallel entwickelt werden, und neue/schnellere Verfahren zum Zug kommen. Damit werden auch verschiedene Ziele einer Impfung getestet: soll die Impfung nur vor schwerer Erkrankung schützen, d.h. vor allem in der Lunge wirken? Oder auch eine Immunität auch in Nase/Hals erreichen, was eine Ansteckung quasi völlig blockiert? Bspw. kann nur bei letzterem eine Weitergabe des Virus zumindest deutlich reduziert werden.
Von einigen der Impfstoffe gibt es schon relativ detaillierte Daten aus ersten Tests an Menschen mit jeweils einigen Dutzend bis 1000 ProbandInnen. Bei den neuartigen Impfstoffen sind die Nebenwirkungen (vor allem Fieber, Müdigkeit, Kopfschmerzen, Schmerzen bei der Einstichstelle) nicht zu unterschätzen. Das ist insbesondere nach der zweiten Impfung bei denjenigen die in zwei Dosen im Abstand von Tagen/Wochen gegeben werden.
Grundsätzlich sehen bei allen fünf hier verlinkten Studien die verschiedenen Aspekte der Immunantwort, die die Impfung hervorruft, vielversprechend aus. Damit ist aber noch nicht gezeigt, dass sie im großen Maßstab wirksam und sicher sind. Das wird wohl frühestens Ende des Jahres möglich sein. Insbesondere wird es wichtig sein, inwieweit die verschiedenen Impfstoffe unterschiedlich wirken: einer hat vielleicht mehr Nebenwirkungen, schützt aber robust vor schweren Verläufen, was ihn für ältere Menschen geeignet macht. Der andere ist vielleicht nicht so effizient, aber hat kaum Nebenwirkungen und lässt sich schnell in großer Menge produzieren, und ist daher für breite Impfkampagnen bei Kindern und Jugendlichen geeignet.

Bisherige CoronaInfos aus März und Mai zum Thema
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0331
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0525
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0526

Links zu den Studien:
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31208-3/fulltext
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.06.30.20142570v1
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.08.05.20168435v1
https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2022483
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31604-4/fulltext

7. August: das derangierte Immunsystem in schweren COVID-19-Erkrankungen

Das #CoronaInfo heute zu zwei Studien, die das durcheinander geratene Immunsystem in schweren COVID-19-Erkrankungen untersuchen – eine davon von einem großen Netzwerk deutscher Forschungsinstitutionen, zu dem wir auch einen kleinen Beitrag geleistet haben.
Die Krankheit COVID-19, verursacht durch Infektionen mit dem neuen Coronavirus SARS-CoV-2, verläuft nach aktuellen Erkenntnissen in zwei Phasen. Nach der akuten Virusinfektion reagiert das Immunsystem zu stark bzw. in einer Art und Weise, die im ganzen Körper Schaden anrichten kann – auch wenn in dieser zweiten Phase das Virus wohl schon nicht mehr im Körper ist. Beide Studien haben nun im Detail untersucht, welche der sehr vielen verschiedenen Typen von Immunzellen bei schwer Erkrankten auffallen. Einerseits fehlen diesen PatientInnen eine Art Immunzellen, die aktiv gegen die Infektion wirken, und bei milde Erkrankten sehr häufig sind. Andererseits führt die Kombination von verschiedenen Botenstoffen des Immunsystems dazu, dass im Knochenmark viele neue, unreife Immunzellen gebildet werden. Diese hemmen das Immunsystem in einer ungünstigen Weise, und führen in einem eventuell sich selber verstärkenden Effekt zu einer für den Körper insgesamt schädlichen Menge und Kombination von eben diesen Botenstoffen. Vorerkrankungen bspw. des Herz-Kreislauf-Systems, die ein höheres Risiko für einen schwere COVID-19-Verlauf mit sich bringen, begünstigen vielleicht diesen Teufelskreis.
Erkenntnisse wie in diesen Studien (und es müssen und werden noch weitere folgen) können anzeigen, auf welche Zellen in der Diagnose genau geachtet werden muss, um vorhersagen zu können, ob eine bestimmte Person schwer erkranken wird. Zudem sind schon viele Medikamente bekannt, die Immunzellen beeinflussen, wie das Corticoid Dexamethason, das bei schwerer COVID-19 hilfreich sein kann. Genaues Wissen um die Prozesse im Immunsystem könnten daher wirksame Eingriffe in das ausartende Immunsystem erlauben.

Links zu den Studien:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30992-2
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30993-4

Pressemitteilung:
https://www.dzne.de/aktuelles/pressemitteilungen/presse/covid-19-immunsystem-auf-irrwegen

3. August: Coronavirus in Brasilien

Das #CoronaInfo heute zu zwei Studien aus Brasilien, die untersucht haben wie sich das neue #Coronavirus in dem schwer getroffenen Land verbreitet hat; bisher wurden fast 3 Millionen Infektionen gemeldet, zur Zeit sind es 50-60 Tausend neue pro Tag.
Auch hier zeigt sich, wie Maßnahmen zur Kontaktbeschränkung die Ausbreitung des Virus sehr schnell bremsen konnten. Um die Ausbreitung innerhalb des Landes zu verfolgen, wurde das Virus-Erbgut von mehreren Hundert PatientInnen bestimmt. Ein Vergleich der Varianten im Erbgut zeigte, dass das Virus Ende Februar/Anfang März nach Brasilien kam; dem entspricht auch, das insbesondere zu Beginn der Epidemie Fälle vor allem in São Paulo gemeldet wurde, das sehr viele internationale Flugverbindungen hat. In einer zweiten Phase ab Ende März breitete sich das Virus dann vor allem innerhalb Brasiliens aus, hin in den dünner besiedelten Norden des Landes.
Passend dazu wird in der zweitne Studie gezeigt, dass zu Beginn der Epidemie das Durchschnittseinkommen der Infizierten relativ hoch war, weil v.a. diese reisen können. Auf der anderen Seite kommen schwere Lungenerkrankungen „ohne erkannte Ursache“ v.a. bei Menschen mit wenig Geld vor, da diese sich kostenpflichtige Tests nicht leisten können. In ärmeren Regionen wird die Epidemie daher evtl. unterschätzt.
Auch hier sind Fieber, Husten und Atemprobleme als häufigste Symptome genannt; zudem Herz-Kreis-Lauf-Probleme und Diabetes als häufigste Vorerkrankungen.
Links:
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/07/22/science.abd2161
https://www.nature.com/articles/s41562-020-0928-4

24. Juli: Umfragen zum Coronavirus

Weltweit laufen viele regelmäßige Befragungen der Bevölkerung zu allen möglichen Themen rund um das neue #Coronavirus. Im #CoronaInfo heute zwei davon, das Projekt COSMO der Uni Erfurt (Fach Gesundheitskommunikation) sowie die iCare-Studie der Uni Montréal/Kanada. Bei COSMO werden seit dem 3. März wöchentlich bis zweiwöchentlich jeweils etwa 1000 Menschen befragt. So schätzen bspw. zwei Drittel eine Infektion mit dem Virus als teils bis extrem gefährlich ein. Angst/Besorgnis vor dem Virus ist ähnlich weit verbreitet. Sorgen machen v.a. wirtschaftliche Aspekte (Konkurse, Rezession) und gesellschaftliche (mehr Egoismus, Unterschiede Arm/Reich werden größer). Der Wissensstand ist sehr hoch, auch was Präventionsmaßnahmen angeht. Mund-Nasen-Masken sind weitgehend akzeptiert bzw. werden verwendet. Vertrauen in Behörden usw. ist allgemein hoch; interessant hier dass einzig das Vertrauen in das Robert-Koch-Institut sich über die Zeit verändert (d.h., abgenommen) hat.
Die Impfabsicht ist da, wenn auch nicht sehr ausgeprägt, mit 5 auf einer Skala von 1 (gar nicht) bis 7 (sicher impfen). Auch wenn sonst Präventionsmaßnahmen insgesamt sehr akzeptiert sind, kommt eine Impfpflicht nicht übermäßig gut an (4,25 mit 1=Ablehnung, 7=Zustimmung).
Bei iCare ist erst die erste Befragungswerte analysiert (erste Aprilhälfte). Auch hier fällt, wie bei COSMO, die große Akzeptanz der Präventionsmaßnahmen sowie das Vertrauen in die Behörden auf. Interessant ist, dass jüngere Menschen und solche mit wenig Geld sich eher striktere Maßnahmen wünschen würden.

COSMO: https://projekte.uni-erfurt.de/cosmo2020/cosmo-analysis.html
iCare: https://mbmc-cmcm.ca/covid19/stats-wave1/stats-wave1b/

21. Juli: Entwicklung der Antikörper über die Zeit

Immunität gegen das neue #Coronavirus hat verschiedene Teile. Neben den T-Zellen (#CoronaInfo vom 17. Juli) sind Antikörper zentral. Im #CoronaInfo heute 3 Studien, die u.a. die Veränderung der Antikörpermenge im Blut über die Zeit nach Infektion gemessen haben.
In zwei von drei Studien wurde abermals gezeigt, dass Infektionen mit (starken) Symptomen zu deutlich höheren Mengen Antikörper führen, als wenn die Symptome mild bzw. nicht spürbar sind.
Was die Menge Antikörper über die Zeit angeht, sind die Resultate unterschiedlich. Die Studie aus New York/USA fand insgesamt stabile Mengen zwischen einem und drei Monate nach Symptombeginn, bzw. eine gewisse Abnahme bei Menschen mit von Beginn weg sehr viele Antikörpern. Die Studie aus Chongqing/China hingegen zeigte auch insgesamt eine Abnahme der Menge SARS-CoV-2-Antikörper im Blut, ein ähnliches Resultat kommt aus London. Hier wurden zudem die Antikörper einzelner PatientInnen sehr detailliert analysiert. Da zeigt sich, wie unterschiedlich Antikörper zwischen Indidivduen sein können.
Zusammengefasst – Immunität ist keine entweder-oder-Frage. Die unterschiedliche Stärke der einzelnen Teil des Immunsystems können eine Teil-Immunität gegen SARS-CoV-2 machen, die zumindest den Krankheitsverlauf deutlich milder machen kann. Es zeichnet sich eventuell ab, dass Antikörper dabei nicht der stärkste Teil sind, und Antikörpertests nicht unbedingt aussagekräftig sind, wenn es darum geht, Immunität festzustellen.

Links:
https://www.nature.com/articles/s41591-020-0965-6
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.07.09.20148429v1
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.07.14.20151126v1

17. Juli: Die T-Zellen in der Immunität gegen SARS-CoV-2

Die Forschung zur Immunität gegen das neue #Coronavirus macht relativ schnelle Fortschritte – im #CoronaInfo heute eine Studie aus Singapur, die die Rolle der sogenannten T-Zellen untersucht.
Die T-Zellen erkennen, wenn eine Zelle im menschlichen Körper das Virus aufgenommen hat. T-Zellen können infizierte Zellen zerstören, oder andere Teile des Immunsystems mit Botenstoffen aktivieren. Dabei macht es einen großen Unterschied, ob der Körper schon mal infiziert war: es gibt T-Zellen mit Gedächtnis, d.h. sie erkennen: dieses Virus war schon mal da! Wenn dieses zelluläre Gedächtnis im Körper vorhanden ist (durch eine vormalige Infektion oder eine Impfung), wird man nach Ansteckung mit dem Virus weniger oder gar nicht krank.
Wie erwartet hatten COVID19-PatientInnen T-Zellen, die kleine Stück von Virusproteinen erkannten. Dazu kam aber, dass Menschen, die vor 17 Jahren mit dem ersten SARS-Virus angesteckt wurden, immer noch T-Zellen gegen dieses Virus hatten, die nun sogar auch teilweise das neue SARS-CoV-2 spürten. Und es zeigte sich wieder, das sehr wahrscheinlich durch Infektionen mit den vier Erkältungs-Coronaviren ebenfalls T-Zellen gebildet werden, die zumindest zu einem gewissen Grad das neue Coronavirus SARS-CoV-2 auch erkennen.
Insgesamt lernt man immer mehr, dass der T-Zell-Teil des Immunsystems (der erst mal nichts mit Antikörpern zu tun hat, die wohl schwieriger sind) relativ solide auf Coronaviren reagiert, und damit auch bei fehlenden Antikörpern ein Teilimmmunität bieten kann.

CoronaInfos zum Thema:
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0424
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0602
Link zur Studie:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2550-z

13. Juli: wieviele Menschen sind mit dem Virus in Kontakt gekommen?

Das #CoronaInfo – die wichtige Frage “wieviel Prozent der Bevölkerung hatten Kontakt mit dem neuen #Coronavirus?” kann immer besser beantwortet werden. Seit den ersten Antikörpertests im Februar hat sich die Forschung weiterentwickelt (siehe https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/ – Beiträge vom 24. Februar, und 23. April). Erst gab es kleinere Studien, und jetzt erscheinen Länderstudien mit Zehntausenden Untersuchten in begutachteter Form. Heute zu einer Studie aus Spanien, das mit 250 Tausend bestätigten Fällen (bei einer Bevölkerung von knapp 50 Millionen Menschen, also ungefähr 0.5%) stark betroffen war. Das wichtigste Resultat ist, dass ungefähr 5% der Bevölkerung Antikörper gegen SARS-CoV-2 hatten – also ungefähr zehnmal mehr als bestätigte, akut infizierte Menschen. Glaubwürdig wird die Zahl durch erwartete Muster: so sind in den am stärksten betroffenen Regionen (um Madrid herum, bis 13%) die Werte viel höher waren als in Regionen mit wenig bestätigten akuten Fällen (1-2%). Auch ist der Wert für Beschäftigte im Gesundheitswesen mit 10% deutlich überdurchschnittlich, und für Menschen mit bestätigten akuten Infektionen beträgt der Wert 90%. Das ist auch abhängig von der Zeit zwischen Erkrankung und Test, da es um die zwei Wochen braucht, bis Antikörper messbar werden.
Interessante neue Werte sind bspw. die 2 Prozent Menschen mit Antikörper, die keine Symptome hatten. Umgekehrt bedeutet das, dass ungefähr ein Drittel der Infektionen ohne Symptome verlaufen. Von denjenigen, die im selben Haushalt einen bestätigten Fall hatten, zeigten ungefähr ein Drittel Antikörper. Diese Ansteckungsrate im selben Haushalt ist etwas höher als bisher vermutet. Bei Kindern war der Anteil mit Antikörpern etwas geringer als bei Erwachsenen. Insgesamt verdichten sich mit dieser Studie die Hinweise, dass der Anteil Menschen, die mit dem Virus in Kontakt gekommen sind, ungefähr zehnmal so groß ist  wie die Anzahl bestätigter Fälle; und dass ein Viertel bis die Hälfte der Infizierten keine Symptome zeigt.
Link zur Studie: https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31483-5/fulltext

6. Juli: Können schwere Krankheitsverläufe vorhergesagt werden?

Die Infektionen mit dem neuen #Coronavirus SARS-CoV-2 können sehr unterschiedlich verlaufen, von unbemerkt bis tödlich. Im #CoronaInfo heute zwei Studien, mit möglichen Methoden und Resultaten, um einen schwere Verlauf voraussagen zu können.
Die erste Studie ist aus der Charité Berlin (von @RalserLab und @Sander_Lab). Sie etablierte eine Methode um zu testen, welche Proteine im Blut von COVID-19-Erkrankten mehr oder weniger vorhanden sind, verglichen mit Gesunden. Dabei fielen ungefähr 15 (von Tausenden möglichen) Proteine auf, die insbesondere bei Schwerkranken in größerer Menge vorkamen. Einige davon sind bekannt dafür, mit dem Botenstoff IL-6 in Verbindung zu stehen. Zuviel IL-6 wird oft als mögliche Mitursache schwerer COVID-19-Erkrankungen mit Schäden an Lunge und andere Organen diskutiert. In der zweiten Studie aus Wuhan wurde es ebenfalls in erhöhten Mengen in schwer vs. mild Erkrankten gefunden, wie auch ein anderer Botstoff, IL-10. Zudem hatten schwer Erkrankte weniger von einigen Arten von Immunzellen. Diese Zellen können als Bremse für das überschießende Immunsystem und zuviel IL-6 funktionieren, weniger davon ist also möglicherweise auch schädlich.

Links:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405471220301976
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7165294/

30. Juni: Virus-Ergbut im Abwasser

Im Stuhl von Menschen, die mit dem neuen #Coronavirus infiziert sind, kann man Erbgut des Virus finden. Das #CoronaInfo heute zu einer Studie, die prüft, wie sich das nutzen lässt, um den Verlauf der Epidemie an einem Ort zu verfolgen.

Wie schon beim ersten SARS-Virus 2002/2003 hat sich gezeigt, dass bei einer Infektion relativ viel Virus-Erbgut ausgeschieden wird – was aber nicht heißt, dass da auch ansteckende Viruspartikel drin sind (das ist eher nicht der Fall). Das Virus-Ergbut ist das, was mit dem PCR-Test nachgewiesen wird. Der wird auch bei Abstrichen aus Nase/Rachen angewandt, um zu prüfen, ob jemand akut infiziert ist.

Die Studie hier hat zwischen Mitte März und Anfang April in der Stadt Yale in den USA täglich die Menge Virus-Erbgut in Proben aus der Kläranlage gemessen. Dabei entwickelte die Menge Virus-Erbgut sich über die Zeit sehr ähnlich wie die Anzahl neuer Fälle in der Stadt – mit einem Vorlauf von ungefähr vier Tagen. Das könnte daran liegen, dass das Ausscheiden von Virus-Erbgut schon ganz zu Beginn der Infektion beginnt, während bis zur Meldung einer neuen Infektion nach positivem Test immer einige Tage vergehen. Wenn sich das bestätigt, könnten über permanente Tests in Abwässern eine Zunahme der Infektionen schnell festgestellt werden.

Link zur Studie: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.19.20105999v2

26. Juni: Hat das Geschlecht einen Einfluss auf den Krankheitsverlauf?

Im neueren Forschungszweig der Gender-Medizin werden geschlechtsspezifische Unterschiede in der Medizin untersucht. Auch beim neuen #Coronavirus spielt das Geschlecht beim Krankheitsverlauf sehr wahrscheinlich eine Rolle, wie beispielhaft drei Studien im heutigen #CoronaInfo zeigen.
In einer „Metastudie“ aus China wurden insgesamt 39 Studien mit fast 80000 Patientinnen und Patienten analysiert. Insbesondere bei Menschen über 50 waren die Krankheitsverläufe bei biologischen Männern deutlich schwerer. Dies kann natürlich verschiedene soziale Gründe haben; hier wurden als ein möglicher biologischer Grund einerseits die Menge der Proteine in Atemwegszellen analysiert, die das Virus benutzt um in die Zelle zu gelangen (ACE2 und TMPRSS2). Davon war in männlichen Lungen mehr vorhanden, was mit männlichen Geschlechtshormonen zu tun haben könnte. Eine Analyse aus Italien gelangte zu einem ähnlich Schluss.
Bei 54 COVID19-PatientInnen in einem Krankenhaus in den USA wurden über den Kranheitsverlauf hinweg zahlreiche Werte gemessen, und zwischen Männern und Frauen verglichen. Der Unterschied in der Virusmenge war nicht wesentlich. Bei einige Botenstoffen des Immunsystems im Blut (sogenannten Zytokinen) wurden aber Unterschiede festgestellt. Dasselbe war der Fall bei bestimmten Zelltypen des Immunsystems. Insbesondere war das bei T-Zellen der Fall, die für die direkte Bekämpfung der Infektion wichtig sind. Auch hier wurde beobachtet, dass insbesondere bei älteren Menschen die Unterschiede zwischen Geschlechtern deutlicher werden.
Insgesamt könnte es also biologische Unterschiede geben zwischen den Geschlechtern, die mit der Menge von Geschlechtshormonen in Verbindung stehen, und vor allem bei älteren Männern schwerere Krankheitsverläufe wahrscheinlicher machen.

Links
Metastudie aus China: https://arxiv.org/pdf/2003.13547.pdf
Analyse aus Italien: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.03.30.20047878v2.full.pdf
Kohorte USA: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.06.06.20123414v1

22. Juni: Corona-Tests aus Spucke?

Um die Ausbreitung des neuen #Coronavirus in den Griff zu kriegen, muss mehr und schneller getestet werden. Dieses #CoronaInfo zu zwei Studien, die geprüft haben, ob Tests auch aus Speichelproben gemacht werden können.
Denn um eine akute Ansteckung festzustellen, werden zur Zeit üblicherweise Nasen-/Rachen-Abstriche gemacht. Das ist einerseits unangenehm, andererseits fehleranfällig, wenn nicht von Profis gemacht. In einer Studie aus Hong Kong mit 12 PatientInnen spuckten die ProbandInnen in ein Röhrchen. Danach wurde gezeigt, dass Virus-Erbgut im Speichel verlässlich nachgewiesen konnte und auch, dass infektiöse Viruspartikel im Speichel drin waren.

In einer zweiten Studie aus den USA wurden die Menge Virus in Nasenabstrichen und Speichel von 29 Krankenhaus-PatientInnen verglichen. Dabei war die Menge Virus, die aus Speichelproben nachgewiesen wurde, sogar etwas höher als aus Abstrichen, und in Zeitverläufen weniger variabel.

Beide Studien deuten also darauf hin, dass Virustests mit einfachen Spuckeproben mindestens so gut durchgeführt werden können wie mit Abstrichen. Das ist insofern wichtig, weil für große Testungen wie in Großbetrieben oder Schulen schnelle, einfache und trotzdem verlässliche Probenahmen notwendig sind.

Links:
https://academic.oup.com/cid/advance-article/doi/10.1093/cid/ciaa149/5734265
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.16.20067835v1

20. Juni: Wissenschaft, Medien, Öffentlichkeit

Bei WELT WISSEN habe ich über die Reibung zwischen Wissenschaft und Medien/Öffentlichkeit geschrieben: https://www.welt.de/wissenschaft/article209941957/Corona-Forschung-Warum-Wissenschaft-und-Oeffentlichkeit-in-der-Krise-aneinandergeraten.html

Kurzfassung: Gerade in einer Pandemie ist es schwierig, zwischen Wissenschaft einerseits und Medien/Öffentlichkeit andererseits zu übersetzen. Hauptgrund meines Erachtens ist der unterschiedliche Umgang mit Unsicherheit und unterschiedliche Zeithorizonte.

18. Juni: erste Resultate aus der großen Medikamenten-Studie in Großbritannien

In Großbritannien läuft seit März eine groß angelegte klinische Studie, um verschiedene Behandlungsmöglichkeiten bei COVID-19 zu testen. Das #CoronaInfo heute zu ersten Resultaten (erst sehr summarisch bekannt, also mit Vorsicht anzuschauen).
Bislang sind 11600 PatientInnen an 176 Orten in der Studie. Das sind pro Behandlung Tests mit Ein- bis Zweitausend Menschen, was aussagekräftige Resultate erlaubt.
Interessant ist, dass Dexamethason bei schweren Verläufen (PatientInnen mit Beatmung) die Überlebenschance deutlich erhöht hat. Dexamethason ist ein Corticoid, und wirkt als solches entzündungshemmend. Da schwere Krankheitsverläufe sehr wahrscheinlich wegen der zu starken Immunreaktion des Körper geschehen, passt auch, dass Dexamethason bei leichteren Verläufen kaum einen Unterschied macht (siehe auch CoronaInfo vom 8. April).
In einem anderen Teil der Studie wurde kein Effekt bei der Behandlung mit Chloroquin gefunden (siehe auch CoronaInfo vom 4. Juni).

Link zur Studie:
https://www.recoverytrial.net/

16. Juni: Lockdown und Schlaf

Dass die Kontaktbeschränkungen wegen des neuen #Coronavirus starke soziale Auswirkungen haben, ist unbestritten. Das #CoronaInfo heute zu zwei Studien aus der Schweiz und den USA zum Thema Schlaf während des lockdowns.

Die erste Studie befragte 435 Menschen (v.a. Frauen unter 40 mit hoher formaler Bildung) , die zweite 139 Studierende der Universität Colorado. Zwei Resultate waren relativ ähnlich: erstens war die Schlafdauer während der Woche länger. Zweitens war der „soziale Jetlag“ kleiner, also der Zeitunterschied zwischen den Einschlaf-/Aufwachzeiten, die ein Person von sich aus wählt im Gegensatz zu was aus gesellschaftlichen Verpflichtungen (Veranstaltungsbeginn am Morgen usw.) ensteht.
Die erste Studie fand aber auch leicht reduzierte Schlafqualität, in Verbindung mit geringerem physischen und psychischen Wohlergehen auf Grund von Stress.

Links:
https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S0960-9822%2820%2930837-X
https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S0960-9822%2820%2930838-1

9. Juni: Ansteckend bevor man Symptome hat?

Eine immer noch wichtige Frage beim neuen #Coronavirus ist, wie wichtig die Verbreitung durch Menschen ohne Symptome ist. Im #CoronaInfo heute die Untersuchung eines Ausbruchs in einem Pflegeheim Anfang März im US-Bundesstaat Washington. Am 1. März wurde jemand vom Personal aus Abteilung 1 positiv getestet. Eine Woche später hatten von 13 Getesteten in der Abteilung 6 das Virus. Schlussendlich wurden 48 von 89 BewohnerInnen positiv getestet. Davon hatten gut die Hälfte zum dem Zeitpunkt keine Symptome, entwickelten sie aber in den Tagen danach (ähnlich wie beim Kreuzfahrtschiff „Diamond Princess“, das im Februar vor Japan in Quarantäne lag). Von den infizierten BewohnerInnen starb ein Viertel.
Entsprechend betonen die AutorInnen auch hier, ähnlich wie bei anderen Studie (siehe CoronaInfo vom 20. Mai), wie wichtig es ist, unabhängig von Symptomen zu testen. Auch wenn die meisten Infizierten irgendwann Symptome entwickeln, können sie doch davor schon ansteckend sein. Das wird bspw. in der Berliner Teststrategie für Schulen und Kitas umgesetzt, die Tests für Personal ohne Symptome aus 48 Bildungseinrichtungen anbietet.

Studie: https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2008457
Berliner Teststrategie: https://www.berlin.de/sen/wissenschaft/aktuelles/pressemitteilungen/2020/pressemitteilung.940675.php

4. Juni: Wie geht es mit Medikamenten voran?

Das CoronaInfo zu den praktischen Schwierigkeiten beim Testen und Einführen von Medikamenten – am Beispiel von Chloroquin (bzw. der Variante Hydroxychloroquin), das schon seit März in der Klinik getestet wird (siehe auch CoronaInfo vom 26. März) In großer Eile wurden Studien begonnen, um möglichst schnell zu Resultaten zu kommen. Viele davon wurden mit nur kleinen Gruppen von PatientInnen gemacht, teilweise auch ohne direkte Vergleichsgruppen, was keine soliden Aussagen über die Wirksamkeit erlaubt. Die Folge war eine unübersichtliche Anzahl Publikationen mit geringer Aussagekraft. Dazu wurde, auch unter dem großen Druck, schnell eine Behandlungsmöglichkeit zu finden, in der Öffentlichkeit breit über Chloroquin diskutiert – auch US-Präsident Trump erwähnte und pries es als Wundermittel. Als eine Studie aus Brasilien keine Wirksamkeit von Chloroquin fand, wurde sie auf Twitter als Teil einer linken Kampagne gegen das mögliche Medikament bezeichnet.
Mehrere sogenannte Metastudien versuchten, erschienen einzelnen Studien zusammen zu analysieren. Eine viel beachtete solche Analyse (als Folge unterbrach die WHO ihre Studien mit Chloroquin) von Ende Mai fand, wie andere auch, keine Wirksamkeit von Chloroquin, sondern eher negative Effekte. Diese Studie wurde aber sofort stark kritisiert, u.a. auf Grund der statistischen Methoden und weil die Analyse auf der Datenbank einer privaten Firma beruhte, die nicht direkt zugänglich ist. Das Fachjournal „Lancet“ fügte der Analyse daher eine „Bedenklichkeitserklärung“ bei (englisch „expression of concern“).
Während einige einzelne Untersuchungen sehr ermutigende Ergebnisse zeigen, kamen auch andere Metastudien zur Wirksamkeit von Chloqoruin eher zum Schluss, dass die Substanz nicht wirksam sei, ohne aber schon eine definitive Schlussfolgerung und klare Praxisempfehlung präsentieren zu können – wobei sich die Frage stellt, ob dies in der angespannten Situation überhaupt noch möglich sein wird.

Nachtrag: die Chloroquinstudie in „Lancet“ wurde am 5. Juni zurückgezogen (https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31324-6/fulltext)

Kommentar zur Studie in Brasilien:
https://www.thelancet.com/journals/laninf/article/PIIS1473-3099(20)30383-2/fulltext

Metastudien Wirksamkeit von Chloroquin:
https://www.acpjournals.org/doi/10.7326/M20-2496
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.14.20101774v2

Metastudie in Lancet:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140673620311806
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31290-3/fulltext
https://www.the-scientist.com/news-opinion/disputed-hydroxychloroquine-study-brings-scrutiny-to-surgisphere-67595

3. Juni: Animation im Tagesspiegel

Die Berliner Zeitung „Tagesspiegel“ hat eine sehr schöne Animation gemacht, was bei der Infektion mit SARS-CoV-2 im Körper geschieht: https://interaktiv.tagesspiegel.de/lab/grafik-erklaerstueck-wie-das-coronavirus-den-koerper-befaellt/

2. Juni: Langzeitstudie zu Infektionen mit den vier endemischen Coronaviren

Neben dem neuen Coronavirus gibt es vier nah verwandte Coronviren, die ständig bei uns zirkulieren. Im CoronaInfo heute eine Studie, die 10 Erwachsene ab 1985 über Jahrzehnte regelmäßig auf Antikörper gegen diese vier Viren getestet hat.
(Siehe CoronaInfo vom 28. März zu mehr Hintergrund über diese vier Coronaviren) – Durchschnittlich fand ungefähr alle zwei Jahre eine Infektion statt, d.h. die mehrere Infektionen mit dem selben Coronavirus sind die Regel. Das passt zu früheren Berichten, die bei Coronaviren eine über Monate bis Jahre abnehmende Immunität feststellen – anders als bpsw. bei Masern, wo eine Impfung oder Infektion üblicherweise lebenslang schützt. Das bedeutet aber nicht, dass man immer wieder schwer erkranken kann. So wie nun schon mehrmals gezeigt, gibt es auf Grund der Infektionen mit den anderen vier Coronaviren eventuell eine gewisse „Hintergrundimmunität“ gegen SARS-CoV-2. Das kann auch bedeuten, dass nochmalige Infektionen nach Monaten oder Jahren deutlich milder verlaufen. Ob und wie das der Fall ist, wird intensiv erforscht.
Die Studie bestätigte auch die deutliche Saisonalität der Coronaviren, mit weniger Infektionen von Mai bis September. Wäre dies bei der SARS-CoV-2 auch der Fall, könnte das ein Grund sein, warum die Neuinfektionszahlen zur Zeit recht niederig sind, und warum ab Oktober erhöhte Vorsicht geboten ist.

Link zur Studie:
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.11.20086439v1

Hintergrundimmunität durch Infektionen mit anderen Coronaviren:
CoronaInfo vom 24. April
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30610-3

28. Mai: Studien zu wirksamen Antikörpern

Genaues Wissen über die Antikörper, die bei der Infektion mit dem neuen #Coronavirus entstehen, ist wichtig für die Impfstoffentwicklung, kann aber auch zu als Medikament nutzbaren Antikörpern führen – zwei Studien zum Thema in diesem #CoronaInfo.
Ausgangspunkt ist das Blut von infizierten Menschen, die wieder genesen, oder in einem Fall wegen der Infektion gestorben sind. Im Blut sind B-Zellen, diejenigen Zellen des Immunsystems, die Antikörper produzieren. Aus den Millionen B-Zellen in der Blutprobe, wurden mit dem Spike-Proteins (das auf der Virusoberfläche ist) als Angel die wenigen rausgefischt, die Antikörper gegen SARS-CoV-2 herstellen.
Mit Laborversuchen wurde dann gezeigt, dass die Antikörper aus diesen B-Zellen die Infektion tatsächlich verhindern können, es sind sogenannte „neutralisierende Antikörper“. Diese könnten auch zur Behandlung bei Infizierten verwendet werden.
Wie schon mehrmals gezeigt, erkennen die besten Antikörper den RBD-Teils des Spike-Proteins, das damit eine gute Möglichkeit für einen Impfstoff darstellt. Wenn nun im Blut von Geimpften auch tatsächlich ungefähr die Antikörper gefunden werden, die in den Studien hier als wirksam beschrieben wurden, kann das ein Hinweis auf eine erfolgsversprechende Impfung sein.

Links zu den Studien:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2380-z
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2381-y

26. Mai: weitere Resultate aus der Impfstoffentwicklung

Das #CoronaInfo heute als Forsetzung zu ersten Resultaten aus der Impfstoffentwicklung (siehe CoronaInfo vom 25. Mai) – neben traditionell hergestellten „Totimpfstoffen“, wie gestern beschrieben, werden verschiedene neuartige Verfahren gestet. Diese Impfstoffe hätten einen grundsätzlichen Vorteil: sie könnten viel viel schneller in den notwendigen gigantischen Mengen hergestellt werden könnten, um Hunderte von Millionen von Menschen innert Monaten zu impfen.
Dazu gehören die DNA-Impfstoffe. Dabei wird ein kleines Stück DNA, also Erbinformation, gespritzt. Die Körperzellen produzieren mit dieser Information ein Protein, das auf der Oberfläche vom Virus ist, und das Immunsystem beginnt Antikörper usw. dagegen zu produzieren.
In der ersten Studie wurde ein existierendes System, das ursprünglich für das MERS-Coronavirus entwickelt wurde, angepasst. Mit der MERS-Variante wurden in ersten Tests eine sehr gute Verträglichkeit bei Menschen festgestellt. Der entsprechende Impfstoff für SARS-CoV-2 wurde nun in Mäusen und Meerschweinchen gestetet, und erzeugte eine starke Immunantwort gegen SARS-CoV-2. In einer zweiten Studie wurde ein ähnlicher Stoff schon in Rhesusaffen getestet. Bei den infizierten und geimpften Affen verlief die Krankheit deutlich milder als in der Kontrollgruppe, und das Virus konnte sich kaum vermehren. Allerdings war der Effekt nicht ganz so stark wie beim gestern erwähnten Totimpfstoff.
Insgesamt gibt es also durchaus ermutigende Resultate. Bis zu einem (teilweise) wirksamen Impfstoff ist es aber noch ein weiter Weg, und insbesondere die Produktion für die Impfung großer Teile der Weltbevölkerung wird eine Herausforderung.

Links:
https://www.nature.com/articles/s41467-020-16505-0
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/05/19/science.abc6284.full

25. Mai: erste Resultate aus der Impfstoffentwicklung

Weltweit sind um die 100 Impfstoffe gegen das neue Coronavirus in Arbeit. In den letzten Tagen gab es von einigen davon erste Resultate, zusammengefasst im CoronaInfo heute und morgen.
Eine in der Impfstoffentwicklung schon sehr lange verwendete Methode ist die chemische Inaktivierung von im Labor produzierten Viren (sogenannter „Totimpfstoff“). In einer begutachteten Studie einer chinesischen Firma mit der dortigen Akademie der Wissenschaften wurde ein solcher Impfstoff zuerst erst in Mäusen getestet, die daraufhin viel Antikörper gegen ein Protein auf der Oberfläche des Virus machten, dabei aber keine (unerwünschten) Entzündungen zeigten. Danach wurden Rhesusaffen geimpft und infiziert. Bei den geimpften Affen war viel weniger Virus zu sehen in Rachenabstrichen verglichen mit der nicht geimpften Kontrollgruppe, und kein Virus in der Lunge.
Eine zweite Studie wendete eine neuartige Art von Impfstoffen an. Dabei wurde das Oberflächenprotein des neuen Coronavirus auf ein anderes Virus aufgesetzt; dieses andere Virus (ein Adenovirus) ist eines der vielen Viren, mit denen man sich schon in der Kindheit ansteckt, die nicht oder kaum Symptome hervorrufen, und gegen die man lebenslang immun ist. Es wurden 100 Freiwilligen dieser Impfstoff gespritzt. Bei jeweils ungefähr der Hälfte gab es nicht zu unterschätzende Nebenwirkungen wie Fieber Kopfschmerzen, Müdigkeit oder Schmerzen bei der Einstichstelle. Die Immunantwort war auch hier sehr gut (Voraussetzung dass die Impfung wirken könnte), zudem war eine Impfung in Frettchen erfolgreich.
Diese Resultate sind erste Schritte, die zeigen dass die verwendeten Impfstoffe funktonieren *könnten*. Als nächstes stehen nun klinische Studien mit größeren Gruppen von Menschen an, um die Wirksamkeit zu prüfen.
Links:
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/05/06/science.abc1932
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31208-3/fulltext

20. Mai: Systematische Testung von Krankenhausangestellten

Zur Zeit werden vielerorts Teststrategien eingeführt (Berlin bspw. https://www.berlin.de/rbmskzl/aktuelles/pressemitteilungen/2020/pressemitteilung.935676.php), um Ansteckungen mit dem neuen #Coronavirus schnell zu finden. Das #CoronaInfo heute über eine systematische Testung der Angestellten eines Krankenhauses in England.
Insgesamt wurden 1270 Menschen getestet. Von 1032 Getesteten ohne Symptome wurden 3% positiv getestet. Darunter vor allem solche, die auf Stationen mit #COVID19-PatientInnen gearbeitet haben. Das war bei denjenigen mit Symptomen ähnlich, deutet also auf ein gewisses Ansteckungsrisiko bei PatientInnen hin.
Die 32 positiv getesteten Angestellten, die keine Symptome hatten, als der Abstrich genommen wurde, wurden detailliert auf Symptome hin befragt. Es zeigte sich, dass die meisten in den 1-2 Wochen davor gewisse Symptome hatten, wenn auch oft nicht die typischsten wie Husten und Fieber. Bei fünf Menschen traten keine Symptome auf, d.h. sie waren umbemerkt infiziert. Ohne Anlass zu häuslicher Quarantäne haben sie daher eventuell das Virus weitergegeben.
Insgesamt zeigt die Studie, wie wichtig es ist, systematisch und unabhängig von Symptomen zu testen. Gleichzeitig betonen die AutorInnen der Studie auch, wie wichtig eine vertrauensvolle und gute Zusammenarbeit mit den Angstellten ist bei solchen Untersuchungen.
Link zur Studie: https://elifesciences.org/articles/58728

19. Mai: auch Haustiere können sich anstecken

Das neue #Coronavirus wurde von Tieren auf den Menschen übertragen. Das #CoronaInfo heute dazu, wie das Virus von Menschen auf (andere) Tiere überspringen kann.
Eine Studie aus Hong Kong hat gezeigt, dass Hunde von infizierten Menschen im selben Haushalt angesteckt werden können. Wie auch bei Menschen wurden in Nasenabstrichen mehr Virus gefunden als im Rachen oder im Darm. Die Hunde entwickelten ebenfalls Antikörper gegen das Virus. Eine weitere Publikation hat zudem gezeigt, dass Katzen sich sowohl infizieren wie auch das Virus auch weitergeben können. Wie sehr Haustiere zur Ausbreitung des Virus tatsächlich beitragen, muss sich noch weisen. Die Untersuchungen zeigen aber klar, wie einfach das Virus zwischen Arten hin- und herspringen kann.

Links zu den Studien:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2334-5
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/04/07/science.abb7015

18. Mai: mehr zum Thema Immunität und Antikörper

Solides Wissen um die Immunität gegen das #Coronavirus ist Voraussetzung für die Einschätzung der Verbreitungsgeschwindigkeit und die Impfstoff-Herstellung. Das #CoronaInfo zu drei Studien, die sich mit bestehender Teil-Immunität gegen das Virus befassen, und wie sehr eine Infektion (oder eine Impfung) schützen kann.
Die erste Studie fand, dass bei 10-20% der Menschen, die nicht mit dem neuen Coronavirus SARS-CoV-2 infiziert wurden, trotzdem Antikörper gegen das neue Virus gefunden wurden. Am wahrscheinlichsten ist es, dass diese wegen früher Infektionen mit anderen Coronaviren entstanden (siehe auch CoronaInfo vom 24. April für ähnliche Analysen). Interessant ist, dass diese Antikörper zumindest teilweise und im Labor eine Infektion mit dem neuen Coronavirus verhindern konnten. In einer Publikation von 2015 wurde aber eher gefolgert, dass Antikörper gegen das „alte“ SARS-CoV nicht gegen allfällige neue Coronaviren aus Fledermäusen schützen könnten. Hier wird es wohl noch einige Arbeiten brauchen für einigermaßen gesicherte Erkenntnisse.
Ein verwandtes Thema ist die Stärke der Immunantwort in Infizierten, und vor allem: gegen welche Bestandteile des Virus richten sich diejenigen Antikörper, die am besten gegen eine Infektion schützen? Zwei Studien bestätigten, dass die Immunantwort in fast allen Infizierten sehr solide ist und vergleichbar mit anderen Viren. Zudem konnten sie teilweise eingrenzen, gegen welche Bestandteile des Virus die beste Immunantwort entsteht – diese könnten am ehesten für Imfpstoffe in Frage kommen.

Links zu den Studien:
Hintergrundimmunität: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.14.095414v1
Antikörper gegen Fledermaus-Coronas (von 2015): https://www.nature.com/articles/nm.3985
Immunantwort gegen welche Virusbestandteile: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.13.092619v1 und https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30610-3#%20

14. Mai: Nachtrag zum Rauchen

Das #CoronaInfo heute als Nachtrag zu gestern, über den Zusammenhang Rauchen und #Coronavirus, mit zwei weiteren Studien, auf die ich aufmerksam gemacht wurde. –

Die erste Studie aus Großbritannien errechnet an Hand aufgezeichneter Gesundheitsdaten Risikofaktoren für das Risiko, an der Virusinfektion zu sterben, darunter auch ob gegenwärtiges oder früheres Rauchen. Während früheres Rauchen das Risiko leicht erhöht, ist es bei aktuell Rauchenden eher etwas reduziert. Die zweite Studie hat 441 Covid19-PatientInnen untersucht, die im März in ein Kankenhaus in Parma kamen. Davon waren deutlich weniger als 5% RaucherInnen, gegenüber 24% in der Gesamtbevölkerung.
Insgesamt sind also noch weitere Studien abzuwarten, ob es einen (leichten) Effekt des Rauchens gibt auf die Wahrscheinlichkeit, sich anzustecken oder einen schwereren Krankheitsverlauf zu erleiden. Erschwert wird die Analyse grundsätzlich dadurch, dass Risikofaktoren zusammenhängen können, wie bspw. Geschlecht und Rauchen.

Studie aus Großbritannien: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.06.20092999v1
Studie aus Italien: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.05.20092015v1

13. Mai: Rauchen und Corona?

Dabei können drei Fragen angegangen werden: erhöht Rauchen die Wahrscheinlichkeit, mit dem Virus infiziert zu werden? Gibt es bei RaucherInnen mehr Lungenentzündungen in Folge der Infektion, und schwerere Verläufe? Und drittens, hat Nikotin einen Effekt? Wie immer muss auch hier zwischen der Virusinfektion an sich, und Lungenschäden durch Überreaktion des Immunsystems (CoronaInfo vom 8. April) unterschieden werden.
Eine ausführliche Analyse von Daten von Millionen menschlicher Zellen hat gezeigt, dass RaucherInnen eher mehr von den Proteinen haben, die den Eintritt der Viren in menschliche Zellen erleichtern (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.19.049254v2). Wie relevant das aber epidemiologisch ist, muss sich noch zeigen.
Zweitens, die Frage ob bei Rauchern schwere Krankheitsverläufe zu beobachten sind. Eine „Metastudie“ (Studie, die andere Studien analysiert und zusammenfasst) kommt zum Schluss, dass bei Rauchern eher schwere Verläufe der Lungenentzündungen zu erwarten sind (https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.13.20063669v1).
Drittens, über Nikotin ist bekannt, dass es eher entzündungshemmend wirkt – was gut wäre, um die „überschießende“ Immunreaktion zu dämpfen. Entsprechend werden Nikotinpflaster als Therapiemöglichkeit erwogen: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7192087/ – ausdrücklich wird hier erwähnt, dass die negativen Effekte des Rauchens die positiven Effekte des Nikotins aufwiegen würden.

12. Mai: Leben bei Fledermäusen

Im CoronaInfo gestern ging es um die Herkunft und den „Zwischenwirt“ des neuen Coronavirus. Fledermäuse sind dabei wichtiges Thema, weil in ihnen Coronaviren ständig zirkulieren, sich verändern und neu zusammensetzen.
In der Provinz Yunnan, 1000km südwestlich von Wuhan (wo der erste große Ausbruch des neuen Coronavirus stattfand) werden schon seit Jahren Fledermäuse untersucht – siehe auch CoronaInfo vom 20. März. Die Frage ist natürlich, was mit den Menschen ist, die in der Nähe dieser Fledermäuse leben – stecken sie sich mit diesen Coronaviren an, oder sind sie vielleicht immun?
In einer Studie von vor zwei Jahren wurde geschaut, ob BewohnerInnen einer sehr ländlichen, gebirgigen Gegend bei Kunming Antikörper gegen ein Coronavirus aus Fledermäusen haben. Die untersuchten Menschen waren meistens Bauern, die kaum oder gar nicht reisten. Kontakt zu (Wild-)Tieren waren häufig, Fledermäuse wurden oft beobachtet. Von gut 200 ProbandInnen hatten 6 Antikörper gegen ein Fledermausvirus, aber niemand aus der Vergleichsgruppe (Stadtbevölkerung von Wuhan). An (schwere) Erkältungssymptome konnte sich neimand der sechs positiv gesteten Menschen erinnern.
Insgesamt deuteten die Resultate darauf hin, dass in ländlichen Gegenden Coronaviren aus Fledermäusen direkt (oder via Zwischenwirte) auf Menschen überspringen können – das geschieht wohl nicht oft, aber immer wieder mal.
Link zur Studie: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6178078/

11. Mai: Ein Coronavirus aus dem Schuppentier

Der Ursprung des neuen Coronavirus wird weiterhin intensiv erforscht. Das CoronaInfo heute zu einer Studie (wissenschaftlich begutachtet, d.h. „peer-reviewed“) die nochmals Schuppentiere untersucht hat (siehe auch CoronaInfo vom 21. Februar).
Die Analyse fokussiert dabei auf das Protein „Spike“, das auf der Oberfläche der Viruspartikel sitzt. Mit dem Spike heftet sich das Virus an ein Protein, das sich auf den Oberflächen von unseren Atemwegszellen befindet. Danach schneidet eine sogenannte Protease (ein Protein, das andere Proteine zerschneidet) das Spike-Protein, wonach das Virus in die Zelle eintritt. Wie effizient diese beiden Schritten  – anheften und schneiden – funktionieren, ist entscheidend dafür, wie infektiös das Virus ist.
In der Studie wurde nun gefunden, dass das Spike-Protein von SARS-CoV-2 in einem Teil fast gleich ist wie das Spike von einem Coronavirus, der in Fledermäusen gefunden ist. Und in einem anderen Teil fast gleich ist wie das Spike-Protein aus einem Coronavirus, das Schuppentiere befällt und krank macht (siehe Bild).

Die genaue Zusammensetzung (Reihenfolge der Aminosäuren, aus denen das Protein besteht) der Spike-Proteine von SARS-CoV-2, dem Fledermaus-Coronavirus RATG13 und dem Schuppentier-Coronavirus im Vergleich. Rot bedeutet, dass die Proteine gleich sind. Grün umrahmt ist der Teil, der bei Fledermausvirus und Menschvirus gleich ist, blau der Teil der bei Schuppentiervirus und Menschvirus gleich ist. Die Schneidestelle der Protease Furin ist lila angezeichnet.

Die Folgerung ist nun, dass irgendwann, irgendwo, eventuell in einer Fledermaus oder einem Schuppenvirus, sich das Erbgut von zwei verschiedenen Viren kombinierte. Und damit vielleicht einer von vielen Schritten geschah, der zum aktuellen pandemischen Coronavirus führte.
Ein anderer wichtiger Schritt war, dass eine Sequenz im Spike-Protein dazukam, die das Schneiden durch die Protease „Furin“ sehr effizient gemacht hat (im Bild mit einem lila Oval markiert). Eine andere Studie hat in Fledermäusen ein Coronavirus gefunden, das schon ein Teil dieser Sequenz hatte, und damit auch einer der Vorläufer von SARS-CoV-2 sein könnte.
Insgesamt geben diese Arbeiten Einblick, wie sich die Viren in der Natur verändern, zwischen Tierarten wechseln, sich kombinieren, verändern – wodurch dann auch einmal eine Variante entsteht, die Menschen sehr effizient infizieren kann.

Studie zum Schuppentier-Virus: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2313-x

Studie zur Protease-Sequenz: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.02.974139v3