Bestimmte Blutmuster vor der Impfung zeigen laut einer neuen Studie, wie stark das Immunsystem eines Menschen reagiert.
Nicht alle Menschen sprechen gleich gut auf Impfungen an. Die Stärke der Immunantwort hängt unter anderem von Alter, Geschlecht, früheren Erkrankungen und der genetischen Veranlagung ab.
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In einer neuen Studie, veröffentlicht im Fachjournal Cell Press Blue (Quelle auf Englisch), haben Forschende des SeroNet-Programms des United States National Cancer Institute untersucht, wie bereits vorhandene Antikörper gegen verbreitete Mikroben die Reaktion auf neue Impfstoffe vorhersagen können.
„Bestimmte Biomarker können mithilfe von KI schon vor der Impfung vorhersagen, wer voraussichtlich gut auf einen Impfstoff reagiert“, sagte Studienleiter Joshua LaBaer. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass manche Menschen immunologisch besser vorbereitet sind als andere.
Eine unterdrückte Immunabwehr führt in der Regel zu einer schwächeren Antikörperreaktion auf Impfungen. Dadurch steigt das Risiko für Infektionen, schwere Krankheitsverläufe und Todesfälle.
Das Team stellte fest: Bereits vor der Impfung zeigt das Immunsystem an, wie es auf den Impfstoff reagieren dürfte und wie kräftig die Antwort ausfallen wird.
In der Studie wurden über 8.000 Blutproben von mehr als 4.000 Personen analysiert. Getestet wurde auf Antikörper gegen 185 Antigene aus verbreiteten Viren, Bakterien und mit Autoimmunerkrankungen verbundenen Zielstrukturen.
Zu den Teilnehmenden gehörten gesunde Freiwillige ebenso wie Menschen mit geschwächtem Immunsystem – etwa aufgrund von HIV, multiplem Myelom oder einer Organtransplantation. Alle erhielten eine COVID-19-Impfung.
Die Forschenden nutzten anschließend künstliche Intelligenz, um Muster in Proben vor und nach der COVID-19-Impfung zu erkennen. So identifizierten sie Antikörpersignaturen, mit denen sich Personen als starke oder schwache Impfantwortende einordnen lassen.
Sie fanden dabei „Sentinel-Antikörper“, die anzeigen, wie wahrscheinlich eine bestimmte Immunreaktion auf einen Impfstoff ist und wie der Körper auf das Virus reagieren dürfte.
„Wir haben universelle antimikrobielle Signaturen identifiziert, die positiv mit den obersten 25 Prozent der Personen mit besonders ausgeprägter COVID-19-Impfantwort verbunden sind“, erklärten sie.
Die Studie zeigte: Höhere Spiegel bestimmter bereits vorhandener Antikörper – insbesondere gegen häufige Erreger wie Staphylococcus aureus, das Respiratorische Synzytialvirus (RSV) und das humane Parainfluenzavirus 3 (HPIV-3) – gingen mit einer stärkeren Antwort auf die COVID-19-Impfung einher.
Impfstrategien im Wandel
Mithilfe solcher vorbestehender antimikrobieller Antikörperprofile als Biomarker könnten Ärztinnen und Ärzte schon vor einer Impfung Menschen identifizieren, bei denen die Immunantwort vermutlich schwach ausfallen wird.
Die Studie setzte Methoden des maschinellen Lernens ein, um Vorhersagemodelle zu erstellen, die Personen mit suboptimaler Impfantwort einordnen.
„Wenn wir schon vor der Impfung wissen, wer nur eine schwache Antikörperantwort entwickeln wird, lassen sich personalisierte Impfstrategien deutlich verbessern“, schrieben die Forschenden.
So könnten gezielte Maßnahmen folgen – etwa angepasste Dosierungspläne, andere Impfstofftypen oder zusätzliche Auffrischungsimpfungen für Menschen mit höherem Risiko.