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Einleitung
Bis zum 20. Januar 2021 hat das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus-2 (SARS-CoV-2) weltweit mehr als 96 Millionen Menschen infiziert, was zu mehr als zwei Millionen Todesfällen aufgrund der Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) 1,2 führte . Selbst nach der jüngsten Entwicklung hochwirksamer Impfstoffe bleiben genaue Schätzungen der SARS-CoV-2-Seroprävalenzmuster in der Allgemeinbevölkerung unerlässlich, um die immer noch tobende Pandemie als logistische Herausforderung bei Herstellung, Lieferung und Einsatz sowie Vorurteile gegen Impfungen einzudämmen Es wird erwartet, dass sich ihre rechtzeitige und weit verbreitete Verwaltung erheblich verzögert3,4,5. Darüber hinaus ist noch viel Unbekanntes über die Wirksamkeit derzeit verfügbarer Impfstoffe gegen neu auftretende SARS-CoV-2-Stämme6 bekannt. Seroprävalenz, Korrelate und zeitliche Dynamik von SARS-CoV-2-neutralisierenden Antikörpern sind für die Messung der Populationsimmunität von entscheidender Bedeutung, wurden jedoch in seroepidemiologischen Studien bisher kaum untersucht7,8,9. Bevölkerungsstudien sind der einzige Weg, um Kenntnisse über die Prävalenz asymptomatischer und leicht symptomatischer Fälle sowie über die Wirksamkeit und Nachhaltigkeit ihrer erworbenen Immunantwort zu erlangen, die beide aus Sicht der öffentlichen Gesundheit von größter Bedeutung sind, da sich solche Personen häufig entziehen das klassische symptombasierte Tracking der Infektionskette, spielt jedoch eine Schlüsselrolle bei der weiteren Verbreitung und Aufrechterhaltung des aktuellen globalen Ausbruchs10. Darüber hinaus liefern Seroprävalenzstudien wichtige Benchmarks für die Verfolgung der Entwicklung der Pandemie, indem sie Inzidenzschätzungen auf Bevölkerungsebene ermöglichen11.
Weltweit wurden bereits viele bevölkerungsbasierte SARS-CoV-2-Serosurveillance-Studien mit sehr unterschiedlichen Schätzungen der Seroprävalenz durchgeführt12,13,14,15,16,17,18,19,20. Viele dieser Schätzungen sind möglicherweise aufgrund unzureichender Probenahmemethoden, schlechter Antikörpertestleistung, nicht zufälliger Probenahme (z. B. Selbstüberweisung) und einer nicht repräsentativen Probenahmeeinstellung (z. B. Blutspender und Krankenhausangestellte) verzerrt17 als kleine Stichprobengröße17. Insbesondere Studien, in denen Seroprävalenzschätzungen auf der Grundlage mehrerer Stichprobenansätze für dieselbe geografische Region und denselben Zeitrahmen unter Verwendung standardisierter serologischer Tests verglichen werden, sind dringend erforderlich, da diese eine bessere Abschätzung des Ausmaßes der Verzerrung ermöglichen könnten, die durch die Verwendung von Convenience-Stichprobenverfahren erzeugt wird Derzeit ist dies die Hauptquelle für Seroprävalenzschätzungen für die meisten Teile der Welt21. In Deutschland laufen zwar noch mehrere Seroprävalenzstudien, es wurden jedoch nur wenige Serosurveys veröffentlicht. Nur drei davon waren bevölkerungsbezogene Studien22, 23, 24, während die verbleibenden Bewertungen Industriearbeiter, Gesundheitsdienstleister, Mütter, Schüler / Lehrer oder Blutspender betrafen18. COVID-19-bedingte Morbiditäts- und Mortalitätsraten waren in Deutschland im Vergleich zu anderen (europäischen) Ländern relativ niedrig25,26, doch könnte der tatsächliche Expositionszustand der Bevölkerung angesichts des unbekannten Anteils an SARS-CoV-2-Infektionen mit milden Infektionen viel höher sein oder asymptomatischer Verlauf15.
Eine wichtige Herausforderung für die genaue Beurteilung der SARS-CoV-2-Seroprävalenz, insbesondere in Regionen mit einer relativ niedrigen Infektionsrate, ist die unzureichende Spezifität der serologischen Tests. Weit verbreitete (Point-of-Care-) Lateral-Flow- und quantitative ELISAs führen aufgrund der Kreuzreaktivität mit anderen (endemischen) Coronaviren27 zu einer relativ großen Anzahl falsch positiver Ergebnisse27. Der derzeitige Goldstandard für die SARS-CoV-2-Serologie sind Neutralisationstests27. Das Vorhandensein von Antikörpern, die das Virus neutralisieren können, ist hochspezifisch für die Aufrechterhaltung einer Infektion und wird auch als Hauptbestandteil der erworbenen Immunität gegen das Virus angesehen28. Neutralisationstests sind jedoch sehr mühsam, können nur in spezialisierten Labors (d. H. Biosicherheitsstufe 3) durchgeführt werden und wurden bisher in Serosurveys kaum verwendet. Daher ist derzeit wenig über die Determinanten, Korrelate und die zeitliche Entwicklung von SARS-CoV-2-neutralisierenden Antikörpern auf Populationsebene bekannt.
Wir wollten (1) die Prävalenz der SARS-CoV-2-Seropositivität in einer Region mit einer relativ niedrigen Infektionsrate mithilfe einer mehrschichtigen serologischen Teststrategie einschließlich hochspezifischer Neutralisationstests genau abschätzen und (2) die Korrelate und die zeitliche Dynamik von untersuchen neutralisierende Antikörper gegen SARS-CoV-2, mit besonderem Schwerpunkt auf den Merkmalen infizierter, aber asymptomatischer oder leicht / mäßig symptomatischer Personen. Durch die Einbettung einer groß angelegten seroepidemiologischen Studie in den bereits bestehenden Rahmen einer laufenden prospektiven gemeindenahen Kohortenstudie wollten wir eine Verzerrung der Selbstüberweisung verhindern, eine langfristige Nachverfolgung der Teilnehmer sicherstellen (einschließlich künftiger Serokonversion) und Erleichterung der Untersuchung genetischer, gesundheitlicher und Lebensstil-Determinanten der Anfälligkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber SARS-CoV-2-Infektionen. In diesem Bericht präsentieren wir die Ergebnisse der ersten Serosurvey, einschließlich des Follow-up aller Personen mit einer neutralisierenden Antikörperantwort gegen SARS-CoV-2.
Ergebnisse
Seroprävalenzschätzungen
Die Kohortenmerkmale und die Serosurvey-Ergebnisse der Gruppe I sind in Tabelle 1 und 1 dargestellt. Die Teilnehmer stammten aus insgesamt 3983 verschiedenen Haushalten, darunter 778 Haushalte mit zwei und fünf Haushalten mit drei Teilnehmern. 16 der 46 Personen mit einem positiven ELISA-Ergebnis (ELISA = Enzyme-Linked Immunosorbent Assays) hatten neutralisierende Antikörper, während dies nur bei einer der 36 Personen mit einem ELISA-Ergebnis innerhalb des Grenzbereichs der Fall war.
Die Prävalenzschätzung, die nur auf ELISA-Ergebnissen basiert, ein Ansatz, der die Sensitivität priorisiert und damit eine Schätzung der Obergrenze der Seroprävalenz liefert, betrug 0,97% (95% -Konfidenzintervall (CI): 0,72–1,30). Wenn nur diese Teilnehmer als Fälle behandelt werden, die bei allen drei Tests positiv getestet wurden (einschließlich einer Person, die ein Borderline-ELISA-Testergebnis hatte, aber sowohl beim rekombinanten Immunfluoreszenztest als auch beim Plaque-Reduktions-Neutralisationstest (PRNT) positiv getestet wurde, siehe 1 ), ein Ansatz, der die Spezifität priorisiert und dadurch eine Schätzung der Untergrenze der Seroprävalenz liefert, betrug die Prävalenzschätzung 0,36% (95% CI: 0,21–0,61). Daher wurde die wahre Seroprävalenz in Gruppe I auf 0,36 bis 0,97% geschätzt.
Die Seroprävalenzschätzungen waren weder signifikant mit dem Alter (Odds Ratio (OR) 1,00 (95% CI: 0,98–1,02) für ELISA und OR 0,98 (95% CI: 0,94–1,03) für alle drei Tests) noch dem Geschlecht (männlich vs. weiblicher OR 0,94 (95% CI: 0,54–1,66) für ELISA und 0,56 (95% CI: 0,23–1,40) für alle drei Tests).
Faktoren, die mit dem Vorhandensein neutralisierender Antikörper verbunden sind
Die 17 Personen mit neutralisierenden Antikörpern stammten aus 15 verschiedenen Haushalten, darunter zwei Haushalte mit jeweils zwei Fällen und zwei Haushalte mit einem Teilnehmer mit und einem ohne neutralisierende Antikörper. Nur eine Person hatte an schwerem COVID-19 gelitten, das einen Krankenhausaufenthalt und eine Intensivbehandlung erforderte. Die anderen 16 Personen hatten keine Krankenhausversorgung benötigt und es wurde daher angenommen, dass sie eine asymptomatische oder leichte bis mittelschwere Infektion hatten: Alle berichteten, dass sie seit dem 1. Januar 2020 mindestens ein Symptom hatten (ergänzende Abb. 1), mit der Wahrscheinlichkeit einer Neutralisierung Antikörper, die mit 12% (OR 1,12, 95% CI: 1,04–1,21) für jedes zusätzliche gemeldete Symptom zunehmen. Neben dem Zusammenleben mit einer Person mit einer bestätigten oder vermuteten SARS-CoV-2-Infektion und der Anzahl der aufgetretenen Symptome spielen andere Faktoren eine Rolle: Bildung, Body-Mass-Index, Komorbidität, Alkoholkonsum, Rauchen und Impfung gegen saisonale Influenza, Pneumokokken oder Tuberkulose – nicht mit dem Vorhandensein neutralisierender Antikörper assoziiert waren (Abb. 2a); Während ein reduzierter Geschmacks- oder Geruchssinn, Fieber im letzten Monat, Schüttelfrost oder Hitzewallungen, Schmerzen beim Atmen, Schmerzen in Armen oder Beinen sowie Muskelschmerzen und -schwäche signifikant mit dem Vorhandensein neutralisierender Antikörper (ORs) verbunden waren im Bereich von 3,44 bis 9,97, alle p <0,018; Fig. 2b). Weder die Gesamtzahl der Komorbiditäten noch das Vorhandensein einer bestimmten Komorbidität war mit dem Vorhandensein neutralisierender Antikörper verbunden.
Faktoren, die mit dem Vorhandensein neutralisierender Antikörper bei ELISA + -Personen assoziiert sind
In der Untergruppe von 46 ELISA + -Personen zeigten diejenigen mit neutralisierenden Antikörpern eine signifikant höhere Antikörperantwort als diejenigen ohne neutralisierende Antikörper (alters- und geschlechtsbereinigter Unterschied im Immunglobulin G (IgG) -Verhältnis: 2,62, 95% CI: 1,81– 3,43) (Fig. 3a). Darüber hinaus stieg die IgG-Reaktion nur bei Patienten mit neutralisierenden Antikörpern mit dem Alter signifikant an (0,08 pro Jahr (95% CI: 0,05–0,12) in der ELISA + / PRNT + -Untergruppe und 0,05 pro Jahr (95% CI: –0,002 bis 0,10). in der ELISA + / PRNT− -Untergruppe;
Vollständiger Artikel: https://www.nature.com/articles/s41467-021-22351-5#citeas
Aziz, N.A., Corman, V.M., Echterhoff, A.K.C. et al. Seroprevalence and correlates of SARS-CoV-2 neutralizing antibodies from a population-based study in Bonn, Germany. Nat Commun 12, 2117 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22351-5
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.