Immunitätsnachweisvefahren

Bei einem Immunitätsnachweis handelt es sich um ein Verfahren, welches das Vorhandensein von Antikörpern gegen bestimmte Krankheitserreger im Blut prüft. Grundsätzlich eignen sich dafür zwei unterschiedliche Verfahren: ELISA oder ein Neutralisationstest. Der Neutralisationstest ist wesentlich aufwendiger und kostenintensiver verglichen zu ELISA. Dafür ist er aber sensitiver und kann schon Antikörper in geringeren Konzentrationen aufspüren. ELISA dagegen ist die gängige Variante beim Nachweis von Antikörpern aus dem Serum. 

ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay)

 Bei ELISA handelt es sich um ein quantitatives Nachweisverfahren, mit dessen Hilfe neben Antikörpern auch andere Proteine, sowie Viren, Toxine, Pestizide oder Hormone aus Blutseren oder Urin gemessen werden können. 

Im speziellen Fall eines Antikörpernachweises mittels ELISA wird zunächst eine Platte (96- oder 283-Well-Platte) mit den entsprechend Antikörper-konträren Antigenen adsorptiv beschichtet (1). Nachfolgend wird das entsprechende Serum, dessen Antikörperkonzentration untersucht werden soll, zugegeben. Die passenden Antikörper aus dem Serum werden vom Antigen gebunden (2). Ein zweiter Antikörper, an dem ein Enzym gekoppelt ist, welches ein farbloses Substrat in ein farbiges Produkt umwandelt, wird hinzugefügt (3). Diese bindet nun zusätzlich an den Antikörper-Antigen-Komplex. Die Färbung wird mittels eines photometrischen Gerätes gemessen: Je intensiver die Färbung, desto höher ist die Antikörperkonzentration in der Platte und somit auch im Blut (4). Der endgültige Antikörpertiter wird mittels eines Vergleiches zu einer Standard-Verdünnungsreihe bestimmt. 

Abbildung 1: Funktionsweise von ELISA 

Neutralisationstest

Die sensitivere Antikörper-Nachweismethode ist ein Neutralisationstest (NT). Es gibt zahlreiche unterschiedliche NT-Verfahren, die bekannteste und am häufigsten angewandte Methode ist vermutlich jedoch der PRNT (Plaque Reduction Neutralization Test). Bisher waren lediglich virologische Speziallabore mit einem S3-Sicherheitsstandard befähigt, jenen Test durchzuführen, da hierbei mit vermehrungsfähigen Viren hantiert wird. Seit Mitte Januar diesen Jahres gibt es allerdings eine modifizierte Testvariante für den Nachweis neutralisierender COVID-19-Antikörper (SARS-CoV-2-Surrogat Neutralisationstest oder auch sVNT genannt), die an ELISA angelehnt ist und auch von Standardlaboren innerhalb kürzester Zeit durchgeführt werden kann [1]. 

Zunächst wird aus Zellkulturen ein Zellrasen angelegt (1). Bei diesen Zellkulturen handelt es sich um potentielle Wirtszellen für den Erreger (z. B. Masernvirus). Aus Blutseren von Patienten, dessen Antikörpertiter (z. B. gegen Masern) bestimmt werden soll, werden Verdünnungsreihen angelegt (2). Diese werden jeweils mit einer konstanten Antigenkonzentration (Masernvirus) vermischt (3). Anschließend werden die Zellkulturen mit diesem Gemisch versehen (4). Die Masernviren aus den Mischungen befallen nun die Zellkulturen. Sind in den Verdünnungsreihen nur wenige Antikörper vorhanden, können sich die Erreger umso erfolgreicher ausbreiten und Wirtszellen befallen, da die wenigen Antikörper den Befall nur leicht einschränken. Eine erfolgreiche Virusinfektion ist an der Bildung von Löchern (Plaques) im Zellrasen zu beobachten (5). Das bedeutet konkret: Je stärker die jeweilige Verdünnung ist, desto weniger Antikörper sind in der Mischung enthalten und desto erfolgreicher kann sie der Virus im Zellrasen ausbreiten. Eine größere Anzahl an Löchern (Plaques) entsteht. Die letzte Verdünnungsstufe, bei der mindestens 50% des Zellrasens erhalten bleibt, wird ermittelt. Durch Vergleiche mit einer Standardreihe wird daraus der Antikörpertiter bestimmt. 

Abbildung 2: Schematische Darstellung des Prinzips eines Neutralisationstests (NT)

[1] C. W. Tan et al., “A SARS-CoV-2 surrogate virus neutralization test based on antibody-mediated blockage of ACE2–spike protein–protein interaction,” Nat. Biotechnol., vol. 38, no. 9, pp. 1073–1078, 2020.