Die Wirksamkeit von mRNA-Impfstoffen bei Beschäftigten des Universitätsklinikums Bonn und die Inzidenz von SARS-CoV-2-Infektionen

Abstract

<strong>Einleitung: </strong> Die COVID-19-Pandemie hatte enorme Auswirkungen auf die Bevölkerung in Deutschland. Dies betraf insbesondere Einrichtungen der kritischen Infrastruktur und Krankenhäuser der Maximalversorgung. Viele Beschäftigte des Universitätsklinikums Bonn (UKB) waren aufgrund ihrer Tätigkeit dem höchsten berufsspezifischen Infektionsrisiko ausgesetzt. <br /> <strong>Methoden: </strong> Im Rahmen der prospektiven infektionsepidemiologischen “Moderna-Studie” am UKB wurde die Wirksamkeit der adaptiven Immunantworten während einer zwölfmonatigen Zeitspanne (01.03.2021-28.02.2022) überprüft, sowohl nach Abschluss der Grundimmunisierung mit zwei Dosen eines mRNA-Impfstoffs als auch nach der ersten Auffrischungsdosis. Dazu wurden Blut- und Speichelproben von 77 Beschäftigten in Bezug auf die Immunantwort und die kumulative Inzidenz der SARS-CoV-2-Infektionen mit den dominanten besorgnisserregenden Varianten B.1.1.7 (Alpha), B.1.1.529 (Delta) und B.1.617.2 (Omikron) untersucht. <br /> <strong>Ergebnisse: </strong> Zwischen dem dritten und sechsten Monat nach der Grundimmunisierung zeigte sich eine rasche Abnahme der Anti-Spike-IgG-Antikörper-Titer (1,7- bzw. 2,5-fache Abnahme in Plasma und Speichel; p&lt;0,0001). Im Gegensatz dazu nahm die Konzentration der spike-spezifischen Gedächtnis-B-Zellen in diesem Zeitraum zu (2,4-facher Anstieg; p&lt;0,0001), während die Konzentration der spike-spezifischen CD4⁺- und CD8⁺-T-Zellen für alle untersuchten Funktionen (Zytotoxizität, IFN&gamma;-, IL-2- und TNF&alpha;-Expression) stabil blieb. Die Auffrischimpfung verbesserte die Antikörperantwort in Plasma und Speichel erheblich, mit signifikanten Veränderungen der Neutralisationskapazität gegenüber der derzeit zirkulierenden Omikron-Variante (25,6-facher Anstieg; p&lt;0,0001). Der positive Effekt der Auffrischimpfung zeigte sich auch bei den spike-spezifischen IgG⁺-Gedächtnis-B-Zellen (2,4-facher Anstieg; p&lt;0,0001) und den zytotoxischen CD4⁺- und CD8⁺-T-Zellen (1,7- bzw. 1,9-facher Anstieg; p&lt;0,05). Die kumulative Inzidenz der SARS-CoV-2-Infektionen über die Zeitspanne von zwölf Monaten betrug 0.14 (14 %). <br /> <strong>Schlussfolgerungen: </strong> Die ersten zugelassenen Impfstoffe, die auf Basis der neuen mRNA-Technologie entwickelt wurden, lösten insbesondere nach der ersten Auffrischungsimpfung eine starke Immunantwort aus. Im Rahmen dieser Studie war die Wirksamkeit der mRNA-Impfstoffe gegenüber einer SARS-CoV-2-Infektion mit der Alpha- oder Delta-Variante signifikant höher als gegenüber der Omikron-Variante. Gegen einen schweren Erkrankungsverlauf bieten diese Impfstoffe jedoch weiterhin bei allen drei Virusvarianten einen sehr guten Schutz.

<strong>The efficacy of mRNA vaccines in health care workers of the University Hospital Bonn and incidence of SARS-CoV-2 infections</strong> <br /> <strong>Introduction: </strong> The COVID-19 pandemic has had an enormous impact on the population in Germany. This particularly affected critical infrastructure facilities and maximum care hospitals. Many health care workers of a major university hospital in Germany were exposed to the highest occupational risk of infection due to their occupation. <br /> <strong>Methods: </strong> As part of the prospective Moderna epidemiological infection study at the major university hospital in Germany, the effectiveness of the adaptive immune responses was examined during a twelve-month period (01.03.2021-28.02.2022), both after completion of the basic immunization with two doses of an mRNA vaccine and after the first booster dose. For this purpose, blood and saliva samples from 77 health care workers were examined with regard to the immune response and the cumulative incidence of SARS-CoV-2 infections with the dominant variants of concern B.1.1.7 (alpha), B.1.1.529 (delta) and B.1.617.2 (omicron). <br /> <strong>Results: </strong> Between the third and sixth month after initial immunization, there was a rapid decrease in anti-spike IgG antibody titers (1.7- and 2.5-fold decrease in plasma and saliva, respectively; p&lt;0.0001). In contrast, the concentration of spike-specific memory B cells increased during this period (2.4-fold increase; p&lt;0.0001), while the concentration of spike-specific CD4⁺ and CD8⁺ T cells remained stable for all functions examined (cytotoxicity, IFN&gamma;, IL-2 and TNF&alpha; expression). Booster vaccination significantly improved the antibody response in plasma and saliva, with significant changes in neutralization capacity compared to the currently circulating Omikron variant (25.6-fold increase; p&lt;0.0001). The positive effect of booster vaccination was also seen in spike-specific IgG⁺ memory B cells (2.4-fold increase; p&lt;0.0001) and cytotoxic CD4⁺ and CD8⁺ T cells (1.7- and 1.9-fold increase, respectively; p&lt;0.05). The cumulative incidence of SARS-CoV-2 infections over the 12-month period was 0.14 (14%). <br /> <strong>Conclusions: </strong> The first approved vaccines developed based on the new mRNA technology elicited a strong immune response, especially after the first booster vaccination. In this study, the efficacy of the mRNA vaccines against SARS-CoV-2 infection with the alpha or delta variant was significantly higher than against the omicron variant. However, these vaccines continue to offer very good levels of protection against a severe course of the covid-19 disease for all three virus variants.