Rätsel gelöst: Warum treten nach einigen adenoviralen COVID-19-Impfstoffen seltene Blutgerinnsel auf?
Seit der weltweiten Einführung von adenoviralen COVID-19-Impfstoffen beobachteten Ärzte eine sehr seltene, aber schwerwiegende Nebenwirkung: ungewöhnliche Blutgerinnsel, begleitet von einem starken Abfall der Thrombozytenzahl. Diese Erkrankung ist heute als impfstoffinduzierte Immunthrombozytopenie und -thrombose (VITT) bekannt. Jahrelang blieb die genaue Ursache unklar, bis eine große internationale Forschungskooperation den präzisen molekularen Mechanismus aufdeckte.
Wer hat die Entdeckung gemacht?
Die Studie mit dem Titel „Adenoviral Inciting Antigen and Somatic Hypermutation in VITT“ wurde im New England Journal of Medicine veröffentlicht. Sie vereint Wissenschaftler der McMaster University in Kanada, der Flinders University in Australien und der Universitätsmedizin Greifswald in Deutschland.
Zu den Hauptautoren gehören Jing Jing Wang, Theodore E. Warkentin, Linda Schönborn, Tom P. Gordon und Andreas Greinacher sowie weitere Experten aus den Bereichen Immunologie, Hämatologie und Molekularmedizin.
Wie Adenovirus-Impfstoffe normalerweise wirken und wo es zu Fehlfunktionen kommen kann
Adenovirale Vektorimpfstoffe wie ChAdOx1-S (Oxford-AstraZeneca) und Ad26.COV2.S (Johnson & Johnson-Janssen) schleusen die genetischen Informationen für das Spike-Protein von SARS-CoV-2 in menschliche Zellen ein. Dieser Prozess löst eine Immunantwort aus, die schützende Antikörper bildet und dazu beiträgt, schwere COVID-19-Verläufe zu verhindern.
Bei fast allen Menschen verläuft die Impfung sicher und effektiv. In extrem seltenen Fällen reagiert das Immunsystem jedoch abnormal und greift fälschlicherweise ein normales Blutprotein namens Plättchenfaktor 4 (PF4) an. Diese Reaktion führt zur Bildung von Blutgerinnseln und Thrombozytopenie, den charakteristischen Merkmalen der virusinduzierten Thrombozytopenie (VITT).
Die neue Studie identifizierte den Auslöser dieser Fehlfunktion des Immunsystems: ein virales Strukturprotein namens Core-Protein VII (pVII), das sich in Adenoviruspartikeln befindet.
Der molekulare Mechanismus: Wie pVII VITT auslöst
Die detaillierte Analyse von Antikörpern von 21 Patienten mit VITT sowie die Sequenzierung von Immunglobulingenen von 100 weiteren Patienten lieferten eine wichtige Erkenntnis. Die meisten pathogenen Antikörper stammen von B-Zellen und nutzen das Leichtkettengen IGLV3-2102 oder IGLV3-2103.
Diese Antikörper erkennen zunächst das adenovirale Kernprotein VII (pVII). Dieses Protein enthält eine kleine lineare Region, die strukturell einen Teil des humanen PF4 nachahmt – ein Phänomen, das als molekulare Mimikry bekannt ist.
Bei seltenen Individuen tritt eine spezifische somatische Hypermutation in der Leichtkette des Antikörpers auf. Diese Mutation beinhaltet den Austausch von Lysin (K) gegen Glutaminsäure (E) an Position 31, die sogenannte K31E-Mutation, in der LCDR1-Region. Dieser einzelne Aminosäureaustausch verändert die Ladung und Form des Antikörpers und verschiebt seine Bindungspräferenz von viralem pVII zu humanem PF4.
Vom schützenden Antikörper zum pathogenen Autoantikörper
Sobald Antikörper die K31E-Mutation erwerben und stark an PF4 binden, bilden sie Immunkomplexe mit PF4. Diese PF4-IgG-Komplexe aktivieren Thrombozyten über FcγRIIa-Rezeptoren, lösen eine systemische Gerinnungsreaktion aus und verbrauchen Thrombozyten. Die Folge ist eine Thrombose in Kombination mit Thrombozytopenie, die das VITT charakterisiert.
Laborexperimente bestätigten die Bedeutung dieser Mutation. Die Rückmutation der K31E-Veränderung reduzierte die PF4-Bindung und die prothrombotische Aktivität und stellte gleichzeitig die bevorzugte Bindung an pVII wieder her.
Warum ist VITT so selten und wer ist gefährdet?
Laut der Studie müssen drei Faktoren zusammentreffen, damit VITT auftritt:
- Exposition gegenüber einem Adenovirus durch Impfung oder natürliche Infektion.
- Vorhandensein der Immunglobulin-Genvariante IGLV3-2102 oder IGLV3-2103.
- Eine zufällige somatische Hypermutation in einem spezifischen B-Zell-Klon führt zur K31E-Mutation.
Diese Kombination erklärt, warum VITT weiterhin extrem selten auftritt und hauptsächlich nach der ersten Dosis eines Adenovirus-Impfstoffs oder nach wiederholter Exposition gegenüber Adenovirus-Antigenen beobachtet wurde.
Implikationen für die zukünftige Impfstoffsicherheit
VITT ist nach wie vor ein sehr seltenes Ereignis, verglichen mit dem erheblichen Nutzen der Impfung zur Verhinderung schwerer COVID-19-Verläufe und Todesfälle.
Die Identifizierung des genauen viralen Auslösers und des molekularen Mechanismus hinter VITT eröffnet die Möglichkeit zur Entwicklung noch sichererer Impfstoffe. Wissenschaftler können nun die Modifizierung von Adenovirus-Vektoren untersuchen, um die PF4-ähnliche pVII-Region zu eliminieren oder zu verändern und so ein ohnehin schon extrem geringes Risiko weiter zu reduzieren.
Diese Entdeckung klärt nicht nur eine lange bestehende wissenschaftliche Frage, sondern liefert auch einen Leitfaden zur Verbesserung der Impfstoffsicherheit und zum Verständnis anderer seltener immunvermittelter Nebenwirkungen.
-
09:45
-
09:15
-
08:45
-
22:00
-
21:30
-
21:00
-
20:00
-
17:30
-
16:03
-
15:30
-
13:00
-
12:45
-
12:00
-
11:45
-
11:36
-
11:28
-
11:24
-
10:45
-
10:00