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LTT auf SARS-CoV-2-Peptide zum Nachweis der T-lymphozytären Immunantwort auf das neuartige Coronavirus

Bisher wurde in der Routine-Labordiagnostik zur Beurteilung einer (wahrscheinlichen) Immunität nach durchgemachter Infektion ausschließlich die Antikörperantwort auf das SARS-CoV-2-Virus betrachtet. Die Antikörper können durch neutralisierende Effekte die Infektion verhindern bzw. die Erregerelimination »unterstützen«. Allerdings entwickeln längst nicht alle Patienten nach Viruskontakt eine messbare Antikörpermenge, vor allemnicht bei asymptomatischen oder auch sehr milden Verläufen (Mallapaty, 2020; Long et al., 2020). Zusätzlich deuten wissenschaftliche Daten darauf hin, dass die Antikörperantwort nach erfolgter Infektion in einigen Fällen nur kurzlebig ist; ähnlich wie bei SARS-CoV-1 im Jahr 2003. Die T-zelluläre Antwort spielt hingegen eine zentrale Rolle bei der Virusabwehr und das T-Zell-Gedächtnis kann über mehrere Jahre persistieren, um gegen schwere Reinfektionen zu schützen (Channappanavar et al., 2014). 

Insofern stellt der nun mögliche Nachweis SARS-CoV2-spezifischer T-Zellen eine bedeutende Bereicherung der SARS-CoV-2-Labordiagnostik dar. Der »LTT SARS-CoV-2« ist in den letzten 4 Monaten im IMD Berlin methodisch und auch klinisch validiert worden. Die Stimulation der Patientenzellen erfolgt hierbei mit spezifischen Peptiden, d.h. Gemischen aus kleinen Bruchstücken des immuno- dominanten Spike-Glykoproteins des Virus (S-Protein). Im »LTT SARS-CoV-2« werden Peptid-Gemische aus 2 Be- reichen eingesetzt. Sie umspannen einmal das sogenannte C-terminale Ende (C-Term) und das N-terminale Ende (N-Term) des gesamten S-Proteins (Abb.1).
 

Abb 1. Stimuliert wird mit einer »Peptid-Bibliothek« aus 158 überlappenden  Peptiden aus dem N-Term- bzw. 157 Peptiden aus dem C-Term-Bereich

Spezifität des LTT-SARS-CoV-2

Es wurde gezeigt, dass der N-Term sehr spezifisch für SARS-CoV-2 ist, wohingegen der C-Term höhere Homolo- gien zu anderen beta-Coronaviren aufweist (Braun et al, 2020).Passend zu diesen Ergebnissen traten auch in unserer Kontrollgruppe (kein Infektionsverdacht, keine Antikörper) keine Reaktionen auf N-Term-Peptide auf. Dagegen zeigten ca. 20-30 % der Probanden eine moderate Reaktion auf den C-Term-Bereich. Eine isolierte C-Term-Reaktion wird mit einer Kreuzreaktivität zu anderen beta-Coronaviren assoziiert und ist möglicherweise einhergehend mit einer gewissen »Grund- oder Teilimmunität« und somit milderen/ symptomlosen Verläufen. 

Abb. 2  Darstellung der T-Zell-Aktivierung durch Peptide:  Das wichtigste Signal für die Aktivierung einer T-Zelle ist die spezifische Erkennung eines Peptids mit dem T-Zell-Rezeptor (TCR). Hierbei muss das Peptid genau »passen«, es gilt also das Schlüssel-Schloss-Prinzip. Für eine vollständige Aktivierung benötigt die T-Zelle  zusätzlich noch »Co-Signale« der Antigen-präsentierenden Zelle (APZ). Dieses Signal wird in vitro bei Peptid-Stimulation unterstützt durch die Gabe von anti-CD28-Antikörpern. 

Sensitivität des LTT-SARS-CoV-2

Alle in unseren Studien untersuchten nachweislich mit SARS-CoV-2 infizierten Personen (PCR-positiv) zeigten eine deutliche Reaktivität sowohl auf N-, als auch C-Term-Peptide. Auch 5 Monate nach Infektion waren die Untersuchten im LTT auf SARS-CoV-2 noch deutlich positiv.

Abb. 3  Beispielbefund für einen positiven LTT auf SARS-CoV-2-Peptide

Bei welchen Fragestellungen kann der LTT SARS-CoV-2 eingesetzt werden?

1. Hat eine Infektion in der Vergangenheit stattgefunden?
Diese Indikation ist wichtig bei allen Patienten mit unsicherer (fraglicher) oder primär fehlender Antikörperantwort.

2. Zeigen PCR-positive/Antikörper-negative Patienten eine T-Zellantwort?  
Man geht weiterhin davon aus, dass eine T-zelluläre Immunität mit einem starken Immunschutz einhergeht,auch bei fehlendem Antikörpernachweis.

3. Haben PCR-positive/Antikörper-negativ gewordene  Patienten eine T-Zellantwort?  
Nach heutigem Wissen verlieren etwa 10 % der Patienten  mit Symptomen und 40 % der symptomlosen Patienten  ihre IgG-Antikörper, so dass eine zurückliegende Infektion unter Umständen nur noch über die T-Zellantwort  nachweisbar ist.

4. Ist bei bisher nicht infizierten Patienten eine T-Zellantwort auf C-Term-Peptide nachweisbar (bei fehlender  Antwort auf das hochspezifische N-Term)?  
Diese Konstellation (siehe Abb. 4) kann auf eine Kreuz-  reaktivität zu endemisch zirkulierenden Erkältungs-Coronaviren (229E, OC43, NL63 und HUK1) hindeuten. Hier gibt es erste wissenschaftliche Erkenntnisse, dass diese Kreuzreaktivität eine zumindest teilweise Immunität auch gegen SARS-CoV-2 vermitteln könnte. Dies wäre eine mögliche Erklärung dafür, dass manche Kontaktpersonen nicht oder nur mit milden Symptomen erkranken. Für eine abschließende Aussage in diesem  Punkt sind aber weitere aktuell laufende Studien abzuwarten.
 

Abb 4. Es zeigt sich eine moderate T-zelluläre Gedächtniszell-Immunantwort  lediglich auf den C-terminalen Bereich des Spike-Proteins, nicht aber  auf den SARS-CoV-2-spezifischeren N-terminalen Bereich. Nach aktuellen Studien tritt diese Befundkonstellation bei ca. 30 % der Nicht-Infizierten auf, da der C-terminale Bereich eine höhere Se-  quenzhomologie zu endemisch zirkulierenden Coronaviren aufweist. Der Befund spricht gegen eine stattgefundene Infektion mit SARS-CoV-2, deutet allerdings auf eine Kreuzreaktivität und somit eventuelle  »Teilimmunität« hin. 

Material

Für die Untersuchung werden 20 ml Heparin- und 5 ml Vollblut zur Serumgewinnung benötigt. Der Probenversand erfolgt per Kurier. Bitte kontaktieren Sie unsere kostenfreie Kurier-Hotline unter 030 77001-450.

Abrechnung

Eine Abrechnung ist gegenwärtig nur im privatärztlichen Bereich (GOÄ) gegeben. Die Kosten für Selbstzahler entnehmen Sie bitte dem  PDF-Dokument

Hinweis

Bitte fordern Sie den LTT-SARS-CoV-2 mit dem COVID-19-Anforderungsschein an (siehe Link hier).
Den LTT finden Sie links unten. Auf diesem Schein können Sie links oben auch die für eine qualifizierte Befundinterpretation notwendigen klinischen Angaben machen.

Literatur

  • Long, Q.X., Tang, X.J., Shi, Q.L., Li, Q., Deng, H.J., Yuan, J., Hu, J.L., Xu,  W. Zhang, Y., Lv, F.J., et al. (2020). Clinical and immunological assess-  ment of asymptomatic SARS-CoV-2 infections. Nat Med.
  • Mallapaty, S. (2020). Will antibody tests for the coronavirus really change everything? Nature 580, 571-572.
  • Channappanavar, R., Fett, C., Zhao, J., Meyerholz, D.K., and Perlman, S. (2014). Virus-specific memory CD8 T cells provide substantial protection from lethal severe acute respiratory syndrome coronavirus infection. J Virol 88, 11034-11044.
  • Braun, J., Loyal, L., Frentsch, M., Wendisch, D., Georg, P., Kurth, F., Hippen-  stiel, S., Dingeldey, M., Kruse, B., Fauchere, F., et al. (2020).  SARS-CoV-2-reactive T cells in healthy donors and patients with CO VID-19. Nature.