Immunsystem von Säuglingen und Kleinkindern im Kontext von Corona-Infektionen

Das Immunsystem von Säuglingen und Kleinkindern spielt eine entscheidende Rolle im Umgang mit Infektionskrankheiten wie COVID-19. Schon während der Schwangerschaft kann ein Baby einen Immunschutz aufbauen, der es vor Krankheiten schützt. Insbesondere die Impfung werdender Mütter gegen Covid-19 bietet auch ihren Kindern einen Schutz, da eine Impfung im Vergleich zu einer Infektion während der Schwangerschaft zu deutlich höheren und länger anhaltenden Antikörperspiegeln bei den geborenen Babys führt. Dieser Schutz kann über Monate anhalten.

Immunschutz durch mütterliche Impfung

Eine Untersuchung am Massachusetts General Hospital in Boston, an der 77 schwangere Mütter teilnahmen, die mit zwei Dosen eines mRNA-Impfstoffs geimpft waren, sowie zwölf Frauen mit einer symptomatischen SARS-CoV-2-Infektion, lieferte aufschlussreiche Ergebnisse. Zwei Monate nach der Impfung zeigten 48 von 49 untersuchten Säuglingen, die von geimpften Müttern geboren worden waren, nachweisbare Mengen des Immunglobulins G (IgG). Sechs Monate nach der Impfung wiesen noch 57 Prozent der untersuchten Säuglinge nachweisbare Antikörper auf. Obwohl unklar ist, wie hoch der Antikörpertiter sein muss, um einen Säugling vollständig vor COVID-19 zu schützen, korreliert ein hoher Wert des Immunglobulins G mit dem Schutz vor schweren Erkrankungen.

Ähnlich äußerte sich Dr. Galit Alter von der Universität Harvard: "Schwangere Frauen haben ein extrem hohes Risiko für schwerwiegende Komplikationen durch Covid. Das Corona-Virus-19 wird definitiv nicht durch die Muttermilch übertragen. Vielmehr könnte das Stillen wie auch bei anderen Erkrankungen das Neugeborene vor der Infektion schützen." Allerdings fehlten Daten über die Immunantwort in den ersten Lebensmonaten bei Neugeborenen, die dem Virus bereits im Mutterleib ausgesetzt waren.

Antikörperantwort bei Geburt und nach zwei Monaten

Ein italienisches Team aus Gynäkologen, Neonatologen und Immunologen untersuchte in einer prospektiven Kohortenstudie die systemische und mukosale SARS-CoV-2-Antikörperantwort bei 21 Müttern, die zum Zeitpunkt der Entbindung infiziert waren, und bei ihren Säuglingen. Kurz nach der Geburt und zwei Monate danach wurden vor allem die IgA-Antikörper bestimmt, die spezifisch für das SARS-CoV-2 Spike-Protein sind.

Ergebnisse der italienischen Kohortenstudie:

• 48 Stunden nach der Entbindung: Bei 57 % der Mütter (16/28) waren Spike-spezifische IgG-Antikörper und bei 61 % (17) Spike-spezifische IgA-Antikörper nachweisbar. Bei den Neugeborenen konnten keine SARS-CoV-2-Antikörper im Serum nachgewiesen werden.
• 2 Monate nach der Entbindung: Es wurde ein Anstieg des Spike-spezifischen IgA bei 95 % der Mütter (19/20) und ein Anstieg des Spike-spezifischen IgG bei 95 % (19/20) festgestellt. Keines der Neugeborenen zeigte COVID-19-bedingte Symptome.

Verglichen wurden auch Muttermilchproben: Das Spike-spezifische IgA-Antikörper betrug 48 Stunden nach der Entbindung 1,73 willkürliche Einheiten (WE) (Interquartilsabstand [IQR], 0,62-3,27 WE), zwei Monate nach der Entbindung 0,66 WE (IQR: 0,49-1,24) (p = 0,1). Der Gesamt-IgA-Spiegel der Säuglinge war bei der Entbindung 0 mg/dl (IQR: 0-6,64 mg/dl) und stieg nach zwei Monaten auf 67,50 mg/dl (IQR: 25,80-92,40 mg/dl) (p < 0,001).

Säuglinge, die in den ersten zwei Lebensmonaten Muttermilch erhielten, wiesen im Vergleich zu Säuglingen, die mit Säuglingsnahrung ernährt wurden, signifikant höhere Spike-spezifische IgA-Antikörperspiegel im Speichel auf.

Passiver Schutz durch IgA, aktiver durch Immunkomplexe

Der Nachweis von SARS-CoV-2-Spike-spezifischen IgA-Antikörpern im Speichel von Säuglingen könnte nach Ansicht der Autoren zumindest teilweise erklären, warum Neugeborene gegen eine SARS-CoV-2-Infektion resistent sind. Dies deutet auf einen passiven Schutz durch IgA hin.

Veränderungen der Darmflora bei Säuglingen während der Pandemie

Forschende der New York University unter der Leitung von Natalie Brito untersuchten Stuhlproben von Säuglingen und stellten fest, dass die Darmflora von "Corona-Babys" weniger vielfältig war und bestimmte Mikroben wie Pasteurellaceae und Haemophilus deutlich seltener vorkamen. Maßnahmen wie Kaiserschnitte, die während der Pandemie häufiger durchgeführt wurden, sowie die Angst vor Ansteckung, die zu weniger Stillen führte, beeinträchtigten die Entwicklung der Darmflora. Dies könnte das Risiko für Allergien und Ekzeme erhöhen und die Entwicklung eines gut funktionierenden Immunsystems behindern.

Robuste Immunantwort bei Kleinkindern und Säuglingen

Forscher der Universität Tübingen, der Stanford University und des Cincinnati Children’s Hospital Medical Center haben wichtige Erkenntnisse über die Immunreaktionen von Säuglingen und Kleinkindern auf SARS-CoV-2 gewonnen. Ihre Forschungsarbeit entschlüsselt, wie das angeborene Immunsystem von Kleinkindern, die oft nur leichte oder gar keine Symptome zeigen, mit dem Virus fertig wird. Diese Erkenntnisse könnten für die Entwicklung zukünftiger Infektionspräventionsstrategien und Impfstoffe relevant sein.

Neueste Ergebnisse einer deutsch-amerikanischen Studie belegen, dass gerade diese Gruppe eine weitaus länger anhaltende Antikörperreaktion bei einer COVID-19-Infektion hat als Erwachsene. Während der Antikörperspiegel bei Erwachsenen in der Regel nach 40-50 Tagen abnimmt, war dieser bei Kleinkindern nach 300 Tagen immer noch auf konstantem Niveau. Allerdings war die Menge der Antikörper bei Kleinkindern und Säuglingen geringer als bei Erwachsenen, ebenso die T-Zell-Antwort.

Die Rolle des angeborenen Immunsystems in der Nase

Stattdessen beobachteten die Forschenden eine unerwartet starke Immunantwort des angeborenen Immunsystems, vor allem in der Nase. Das angeborene Immunsystem schützt von Geburt an vor Keimen und kann Krankheiten ohne vorheriges Training bekämpfen. "Die starke Immunantwort in der Nase könnte Infektionen bereits im Frühstadium eindämmen und ihr Vordringen in die unteren Atemwege verhindern, was dann wiederum zu milderen Krankheitsverläufen führt", erläutert Dr. Florian Wimmers von der Universität Tübingen.

Die beobachtete robuste Antikörperantwort gepaart mit dem Ausbleiben schwerer Symptome könnte auf einen potenziell alternativen Weg der Immunaktivierung hinweisen, der zukünftig für die Entwicklung innovativer Impfstoffe genutzt werden könnte.

PIMS: Eine überschießende Immunreaktion

Das Pediatric Inflammatory Multisystem Syndrome (PIMS) ist eine plötzliche Überreaktion des Immunsystems nach einer durchgemachten Corona-Infektion, die lebensbedrohlich sein kann. Forschende der Charité - Universitätsmedizin Berlin und des Leibniz-Instituts Deutsches Rheuma-Forschungszentrum (DRFZ) berichten, dass bei betroffenen Kindern eine zuvor bestehende, ruhende Infektion mit dem Epstein-Barr-Virus (EBV) wieder aktiv wird und eine überschießende Entzündungsreaktion hervorruft.

Das EBV ist bekannt als Erreger des Pfeifferschen Drüsenfiebers. Meist bleibt die Infektion unbemerkt, rund 90 Prozent der Menschen stecken sich im Laufe ihres Lebens mit dem Erreger an. Das Virus verbleibt lebenslang im Körper. Bei PIMS-Kindern können die Immunzellen nicht mehr effektiv gegen das EBV vorgehen, da ungewöhnlich große Mengen des Botenstoffs TGFβ (Transforming Growth Factor beta) die Funktion der Immunzellen hemmen.

"Die Corona-Infektion setzt bei manchen Kindern ein sich hochschaukelndes System in Gang: Der Botenstoff TGFβ hindert die Immunzellen daran, das Epstein-Barr-Virus in Schach zu halten, das sich deshalb wieder vermehren kann. Daraufhin produziert der Körper mehr Immunzellen gegen das Virus, die aber weiter nicht funktionsfähig sind", fasst Dr. Mir-Farzin Mashreghi die neuen Erkenntnisse zusammen.

Die Behandlung von PIMS umfasst entzündungshemmende Medikamente. Die neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass auch die frühzeitige und gezielte Blockade von TGFβ gegen PIMS helfen könnte. Es gibt auch Hinweise darauf, dass die Reaktivierung schlafender Viren eine Rolle bei Long COVID spielt, was Parallelen zu PIMS aufweisen könnte.

Besonderheiten der Immunantwort von Säuglingen auf SARS-CoV-2

US-amerikanische Forschende untersuchten die Immunantwort von hospitalisierten Säuglingen bei leichtem, mittelschwerem und schwerem COVID-19. Sie stellten fest, dass sich die Reaktion des Immunsystems von Säuglingen auf SARS-CoV-2 in keiner Weise mit der Immunantwort in anderen Altersgruppen vergleichen lässt. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, speziell Säuglinge zu untersuchen, wenn schwere Infektionen verhindert und die besonderen Merkmale ihres Immunsystems verstanden werden sollen.

Während Monozyten von hospitalisierten Säuglingen in einigen Merkmalen denen von Erwachsenen ähnelten, unterschieden sich die T- und B-Lymphozyten deutlich. Die hospitalisierten Säuglinge zeigten eine antivirale Interferonreaktion, die zu einer hohen Expression von Interferon-stimulierten Genen führte, die deutlich über dem Niveau älterer Kinder oder Erwachsener lag. Gleichzeitig fanden die Forscher hohe Konzentrationen von entzündungsauslösenden Zytokinen im Blut dieser Kinder.

Überraschend war die Feststellung, dass einige Säuglinge, die erst wenige Wochen alt waren, dennoch eine starke und robuste neue Antikörperreaktion auf SARS-CoV-2 zeigten. Ihre bereits vorhandenen mütterlichen Antikörper gegen endemische Coronaviren blockierten die Infektion nicht. Die Kinder in der Studie fehlten auch Anti-Interferon-Antikörper, die bei Erwachsenen mit schweren COVID-19-Verläufen in Verbindung gebracht werden.

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