Das Immunsystem von Säuglingen reagiert anders auf schwere COVID-19-Verläufe

Säuglinge, die mit schwerem COVID-19 ins Krankenhaus eingeliefert werden, zeigen deutlich andere Immunreaktionen als Erwachsene oder ältere Kinder. Zu diesem Ergebnis kommen US-amerikanische Forschende, die die Immunantwort von hospitalisierten Säuglingen bei leichtem, mittelschwerem und schwerem COVID-19 untersucht hatten.

„Wir haben festgestellt, dass die Reaktion des Immunsystems von Säuglingen auf SARS-CoV-2 sich in keiner Weise mit der Immunantwort in anderen Altersgruppen vergleichen lässt. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, speziell Säuglinge zu untersuchen, wenn wir schwere Infektionen verhindern und die besonderen Merkmale des Immunsystems von Säuglingen verstehen wollen“, erklärte der Co-Korrespondenzautor Octavio Ramilo, MD, Vorsitzender der Abteilung für Infektionskrankheiten am St. Jude Children’s Research Hospital im Memphis, USA.

Die Forscher untersuchten Immunzellen von Säuglingen im Alter von wenigen Wochen bis zu 16 Monaten, die mit leichten, mittelschweren oder schweren Erkrankungen ins Krankenhaus eingeliefert worden waren. Sie verglichen diese Zellen mit Immunzellen von gesunden Säuglingen und einer veröffentlichten Kohorte von Erwachsenen, die mit COVID-19 ins Krankenhaus eingeliefert worden waren.

Während Monozyten von hospitalisierten Säuglingen in einigen Merkmalen denjenigen von Erwachsenen ähnelten, die mit SARS-CoV-2 infiziert waren, unterschieden sich die T- und B-Lymphozyten deutlich von denen der anderen Gruppen. So hatten die hospitalisierten Säuglinge mehr CD4-T-Zellen. Darüber hinaus waren sowohl T- als auch B-Zellen trotz ihrer weitgehend naiven Natur aktiviert. Sie zeigten auch eine antivirale Interferonreaktion, die zu einer hohen Expression von Interferon-stimulierten Genen führte, die deutlich über dem Niveau älterer Kinder oder Erwachsener lag.

Widersprüchliche Signale aus dem Immunsystem von Säuglingen

Fast alle Immunzellen von Säuglingen exprimierten hohe Konzentrationen von Interferon-stimulierten Genen. Gleichzeitig fanden die Forscher bei der Untersuchung des Blutes dieser Kinder hohe Konzentrationen von entzündungsauslösender Zytokine, was von früheren Beobachtungen bei Säuglingen mit leichter Infektion abweicht. Den Forschenden zufolge stellen diese Ergebnisse bisherige Annahmen über die Immunantwort von Säuglingen auf SARS-CoV-2 infrage.

„Normalerweise gehen wir davon aus, dass das Interferon- und das Entzündungssystem im Gleichgewicht sind“, erklärte Co-Erstautorin M. Asunción Mejías, MD, PhD, St. Jude Department of Infectious Diseases. „Wenn das eine hochreguliert ist, ist das andere herunterreguliert. Was wir jedoch festgestellt haben, war etwas anderes. Bei Säuglingen waren beide Systeme in denselben Zellen, den Monozyten, hochreguliert, was wir bei anderen respiratorischen Virusinfektionen noch nie beobachtet haben.“

Die Wissenschaftler identifizierten die Unterschiede in den Immunreaktionen der Säuglinge durch Einzelzell-RNA-Sequenzierung der weißen Blutkörperchen. Sie stellten fest, dass eine schwerere Erkrankung mit einer höheren Interferon- und Interferon-stimulierten Genexpression einherging. Hohe Konzentrationen von entzündlichen Zytokinen korrelierten ebenfalls mit einer schwereren Erkrankung. „Es ist unklar, ob diese hohen Konzentrationen von Interferon, Interferon-stimulierten Genen und entzündlichen Zytokinen Menschen mit schwerer Erkrankung schützen oder zu dieser beitragen“, erklärte Ramilo. „Aber sie spielen eindeutig eine entscheidende Rolle, die weitere Untersuchungen erfordert.“

Das Verständnis der Antikörperreaktion von Säuglingen steckt noch in den Kinderschuhen

B-Zellen produzieren Antikörper, die bestimmte Teile von Viren angreifen, sich an sie binden und Infektionen stoppen. Säuglinge sind in der Regel bis zum Alter von etwa sechs Monaten auf die Antikörper ihrer Mutter angewiesen. Während der Pandemie untersuchten die Forscher, ob die Immunität der Mutter gegen Nicht-SARS-Coronaviren, die Erkältungen verursachen, zum Schutz der Säuglinge beitragen könnte.

„Wir haben festgestellt, dass die von uns untersuchten Säuglinge eine starke und robuste neue Antikörperreaktion auf SARS-CoV-2 zeigten“, erklärte Mejías. „Ihre bereits vorhandenen mütterlichen Antikörper gegen die endemischen Coronaviren blockierten die Infektion überhaupt nicht.“ Dieses Ergebnis war überraschend: Einige Säuglinge waren erst wenige Wochen alt und bildeten dennoch eine Antikörperreaktion auf das Virus. Säuglinge sind in der Regel viel älter, bevor sie solche Reaktionen auf andere Atemwegsviren entwickeln.

Den Kindern in der Studie fehlten auch Anti-Interferon-Antikörper, die bei Erwachsenen mit schweren COVID-19-Verläufen in Verbindung gebracht werden, was unterstreicht, dass Erkenntnisse aus der Immunität von Erwachsenen möglicherweise nicht auf die Immunantwort von Säuglingen übertragbar sind. „Wir haben gezeigt, dass diese hospitalisierten Säuglinge auf SARS-CoV-2 reagierten, aber anders als alle anderen“, betonte Ramilo. „Da COVID-19 mittlerweile eine endemische Krankheit ist, müssen wir die Besonderheiten des Immunsystems von Säuglingen besser verstehen, damit wir Wege finden können, diesen Babys in den ersten Lebensmonaten bei solchen Infektionen zu helfen.“