Untersuchungen zur Immunitätslage junger Erwachsener gegen Masern, Mumps und Röteln

Einleitung: Masern, Mumps und Röteln sind weltweit verbreitete Kinderkrankheiten. Laut Zielvorgaben der World Health Organization (WHO) sollten bis 2015 die Masernviren eradiziert und die Inzidenzen für Mumps und Röteln deutlich vermindert sein. Trotz der beträchtlichen Senkung der Erkrankungszahlen nach der Einführung der jeweiligen Impfungen in den 1970 Jahren kommt es bis heute, sowohl national als auch international zu lokalen Ausbrüchen der Krankheiten. Dabei sind immer häufiger junge Erwachsene betroffen, deren Komplikationsrate bei allen drei Viruserkrankungen im Vergleich zu Kindern deutlich höher liegt. Dies erhöht die Brisanz im Falle eines Ausbruches und führt dazu, dass es auch heute noch in Deutschland vereinzelt zu Todesfällen im Fall von Masern kommt und auch dass nicht wenige Menschen an den Spätfolgen dieser drei impfpräventablen Erkrankungen leiden. Ziele der Untersuchungen: Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit war es, die Immunitätslage von 18 bis 29 jährigen Angestellten des Universitätsklinikums Leipzig gegen diese drei viralen Erreger zu bestimmen und im Kontext mit dem Impfstatus der Probanden zu stellen. Zudem sollte untersucht werden, ob auch heute noch die historischen Veränderungen der Impfregime durch die Wiedervereinigung und die Unterschiede bei den untersuchten sogenannten „Wendekindern“ nachgewiesen werden können. Des Weiteren sollten die Verlässlichkeit der diagnostischen Parameter über die Beurteilung des Immunstatus bewertet werden. Materialien und Methoden: Es standen insgesamt über 500 Serumproben zur näheren Auswertung zur Verfügung. Mittels ELISA-Test wurde die jeweils spezifische IgG-Konzentration gegen Masern, Mumps und Röteln ermittelt. Zudem wurden die virusspezifischen Aviditäten von IgG-Antikörpern bestimmt und durch die Anfertigung von Neutralisationstesten (NT) auch deren neutralisierende Wirkung untersucht. Von 326 Probanden wurde die Impfanamnese ermittelt und analysiert. Ergebnisse: Bei keiner der drei Viruserkrankungen wurde in der untersuchten Altersgruppe der 18-29 Jährigen die Seroprävalenz von 95% erreicht, welche notwendig ist, um nachhaltig eine Eindämmung der viralen Erreger in einer Population erreichen zu können. Der Immunstatus der untersuchten Probandengruppe fiel gegen Masern (90,5% IgG-positiv) am besten aus, gefolgt von dem Röteln- (87,1% IgG-positiv) und dem Mumps-Immunstatus (81,6% IgG-positiv). Eine Abnahme der Antikörperkonzentrationen in dem zeitlichen Verlauf nach einer Impfung konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden. Bei den vor mehr als 10 Jahren gegen das jeweilige Virus Geimpften sank der Anteil an Seropositiven um 7,4% (Masern und Röteln) bzw. 8,1% (Mumps) im Gegensatz zu den Probanden, die ihre letzte Impfung vor weniger als 10 Jahren erhalten hatten. Die unterschiedlich durchgeführten Impfregime vor und nach der Wiedervereinigung waren in der untersuchten Probandengruppe noch gut zu erkennen. Bei den Geburtsjahrgängen vor 1990 waren die Impfquoten um durchschnittlich 15% niedriger als bei den Jahrgängen ab 1990. Aufgrund der erhöhten Wildviruszirkulation vor 20 Jahren zeigten die älteren Jahrgänge dennoch einen ähnlich hohen Antikörperstatus, wie die Jüngeren. Auch die Auswertung der Aviditätsindices und der NT-Titer im zeitlichen Abstand zu der zuletzt erhaltenen Impfung ergab einen Hinweis auf die Boosterung der Immunität gegen den jeweiligen viralen Erreger durch den Kontakt der Probanden mit Wildvirus. Die Korrelation zwischen den diagnostischen Parametern IgG-Konzentration, Avidität und Neutralisationstiter ließen sich am besten bei den Masern- und den Rötelnwerten erkennen. Die Zusammenhänge bei Mumps waren im Vergleich zu den anderen beiden viralen Erregern gering. Die Abhängigkeit von der Impfanamnese konnte bei allen drei viralen Erregern nur bei den IgG-Konzentrationen festgestellt werden. Ein Zusammenhang zwischen Impfstatus und Höhe der Aviditätsindices bzw. Neutralisationstiter lag nicht vor. Schlussfolgerungen: Sowohl der Immun- als auch der Impfstatus der untersuchten jungen Erwachsenen (18 29 Jahre) ist für eine nachhaltige Eindämmung des Masern-, Mumps- und des Rötelnvirus nicht ausreichend. Die Bestimmung der IgG-Konzentration als Routinediagnostikum für die Erhebung eines Immunstatus ist bei allen drei Viren nur mit Einschränkungen geeignet. Die Durchführung von Neutralisationstesten, insbesondere gegen Mumps, ist Goldstandard für die Bestimmung einer Immunitätslage.:1. Einleitung 1 2. Literaturübersicht 4 2.1 Erkrankungsbilder Masern, Mumps und Röteln 4 2.1.1 Masern 4 2.1.2 Mumps 5 2.1.3 Röteln 5 2.2 Historie der Impfregime 6 2.2.1 Impfregime in der DDR und in der BRD vor 1990 6 2.2.2 Impfungen nach der Wiedervereinigung bis heute 7 2.2.3 Konzept „Gesundheit für alle“ der WHO 8 2.2.4 Impfstrategien in anderen Ländern 9 2.2.5 Impfmüdigkeit und Impfgegner 10 2.3 Epidemiologische Situation in Deutschland 12 2.3.1 Meldepflicht 12 2.3.2 Erkrankungszahlen und Inzidenzen 13 2.4 Fragestellung 20 3. Material und Methoden 21 Material 21 Methoden 28 3.1 Probenmaterial 28 3.2 Zellkultur 28 3.2.1 Zellkultivierung 28 3.2.2 Zellzahlbestimmung 29 3.2.3 Einfrieren und Auftauen von Zellen 30 3.2.4 Mykoplasmentest mittels DNA-Färbung 30 3.2.5 Mykoplasmennachweis mittels PCR 32 3.2.6 Gelelektrophorese 33 3.3 Stockvirus 34 3.3.1 Herstellung von Stockvirus 34 3.3.2 Titerbestimmung mittels Plaqueassay 35 3.3.3 Titerbestimmung mittels Endpunkttitration 36 3.4 IgG-ELISA 36 3.5 Aviditäts-Bestimmung 37 3.6 Neutralisationsteste 38 3.6.1 Masern Mikroneutralisationstest 38 3.6.2 Mumps Mikroneutralisationstest 39 3.6.3 Mumps Focus Reduktions-Neutralisationstest 39 3.6.4 Röteln Plaque Reduktions-Neutralisationstest 41 3.7 Statistische Auswertung 42 3.7.1 Erfassung von Korrelationen 42 3.7.2 Erfassung von statistischer Signifikanz 42 4. Ergebnisse 43 4.1 Destriktive Auswertung der verwendeten Serumproben 43 4.2 Immunstatus der untersuchten Probanden 44 4.2.1 Spezifische Antikörper-Konzentrationen gegen Masern, Mumps und Röteln 44 4.2.2 Spezifische Aviditätsindices gegen Masern, Mumps und Röteln 49 4.2.3 Neutralisierende Antiköper gegen Masern 52 4.2.4 Neutralisierende Antiköper gegen Mumps 54 4.2.5 Neutralisierende Antiköper gegen Röteln 58 4.3 Zusammenhänge der diagnostischen Parameter 59 4.3.1 Korrelationen zwischen IgG und Avidität 59 4.3.2 Korrelationen zwischen IgG und NT 61 4.3.3 Korrelationen zwischen Avidität und NT 63 4.4 Impfstatus 63 4.5 Zusammenhang Immunstatus und Impfanamnese 67 5. Diskussion 73 5.1 Unzureichender Serostatus der Probanden 73 5.2 Geschlechterunterschiede in der Immunitätsausbildung 75 5.3 Grenzwert-Diskussion 76 5.4 Zusammenhänge zwischen den diagnostischen Parametern 77 5.5 Unzureichende Impfquoten der Probanden 79 5.6 Waning-Effekt der Antiköper-Konzentrationen 80 5.7 Unterschiede in der Effektivität der Impfstämme 83 5.8 Wildviruskontakt versus Impfimmunität 85 6. Zusammenfassung 87 7. Summary 89 Literaturverzeichnis 91 Abbildungsverzeichnis 103 Tabellenverzeichnis 107 Danksagung 108Introduction: Measles, mumps and rubella are worldwide occurring childhood diseases. World Health Organization (WHO) declared the goal of measles eradication by 2015 and significant reduction of the incidence of mumps and rubella. Despite the substantial decrease after implementation of vaccination, there are still yearly outbreaks of the three infections on national and international level. At the same time, more often young adults are affected by all three viral diseases and their rate of complications is significantly higher than children. The explosive nature of the diseases leads to the fact that, even in Germany people die of measles. Further, more than a few people suffer from long-term effects of these diseases which could be prevented by vaccination. Aim of the research: The aim of the present project was to determine the immune status against the three viral diseases. Serum samples of 18 to 29 years-old employees of the Leipzig University Hospital were analyzed and connected with vaccination status. It was also determined if the historic changes of the vaccination politics in children of German reunification can still be demonstrated. Furthermore, the reliability of the diagnostic parameters, which is routinely taken for the evaluation of the immune status of a person, was considered. Material and Methods: More than 500 serum samples were available. The IgG concentration of mumps, measles and rubella was determined using routine ELISA assay. Furthermore, the specific antiviral IgG antibody avidity as well as their ability to neutralize viral infectivity (neutralization test) the vaccination history was recorded and analyzed. Results: The results show, that in none of the three diseases seroprevalence of >95% could be achieved which would be necessary for the sustainably containment of the viral pathogens in a population. In the examined cohort immunity against measles (90,5% IgG positive) was somewhat higher than against rubella (87,1% IgG positive) and mumps (81,6% IgG positive). A decrease in the antibody concentration could be demonstrated in the present paper when comparing the immune response in person with vaccination history of less than 10 years and those with last vaccination more than 10 years back. The seropositive rates decreased 7,4% (measles and rubella) or 8,1% (mumps). The different vaccination regimes before and after German reunification were still apparent. The vaccination rates from the birth cohort before 1990, was by an average of 15% lower than the cohorts from 1990. Due to the higher circulation of wild virus before 20 years ago, the older age groups had a similar status of antibodies than the younger group. Also, the analysis of the avidity and neutralization titer in the relationship of the period of time between the collection of data and the last obtained vaccination indicated booster of immunity by contact occult immunization (“stille Feiung”). The correlation between the diagnostic parameters, i.e. IgG concentration, avidity and neutralization assay, was best for measles and rubella. The relationships of mumps were lower than both the other viral pathogens. Only the IgG concentration from all three viruses correlated with the vaccination history. A relationship between the vaccination and the level of avidity or neutralization titers did not exist. Conclusion: The immune status and also the vaccination status from the investigated young adults (18 29 years) is not sufficient for the containment of measles, mumps and rubella. The determination of IgG concentration for surveillance of immunity all three viruses is of limited value. Particularly in case of mumps a neutralization assay appear indispensable.:1. Einleitung 1 2. Literaturübersicht 4 2.1 Erkrankungsbilder Masern, Mumps und Röteln 4 2.1.1 Masern 4 2.1.2 Mumps 5 2.1.3 Röteln 5 2.2 Historie der Impfregime 6 2.2.1 Impfregime in der DDR und in der BRD vor 1990 6 2.2.2 Impfungen nach der Wiedervereinigung bis heute 7 2.2.3 Konzept „Gesundheit für alle“ der WHO 8 2.2.4 Impfstrategien in anderen Ländern 9 2.2.5 Impfmüdigkeit und Impfgegner 10 2.3 Epidemiologische Situation in Deutschland 12 2.3.1 Meldepflicht 12 2.3.2 Erkrankungszahlen und Inzidenzen 13 2.4 Fragestellung 20 3. Material und Methoden 21 Material 21 Methoden 28 3.1 Probenmaterial 28 3.2 Zellkultur 28 3.2.1 Zellkultivierung 28 3.2.2 Zellzahlbestimmung 29 3.2.3 Einfrieren und Auftauen von Zellen 30 3.2.4 Mykoplasmentest mittels DNA-Färbung 30 3.2.5 Mykoplasmennachweis mittels PCR 32 3.2.6 Gelelektrophorese 33 3.3 Stockvirus 34 3.3.1 Herstellung von Stockvirus 34 3.3.2 Titerbestimmung mittels Plaqueassay 35 3.3.3 Titerbestimmung mittels Endpunkttitration 36 3.4 IgG-ELISA 36 3.5 Aviditäts-Bestimmung 37 3.6 Neutralisationsteste 38 3.6.1 Masern Mikroneutralisationstest 38 3.6.2 Mumps Mikroneutralisationstest 39 3.6.3 Mumps Focus Reduktions-Neutralisationstest 39 3.6.4 Röteln Plaque Reduktions-Neutralisationstest 41 3.7 Statistische Auswertung 42 3.7.1 Erfassung von Korrelationen 42 3.7.2 Erfassung von statistischer Signifikanz 42 4. Ergebnisse 43 4.1 Destriktive Auswertung der verwendeten Serumproben 43 4.2 Immunstatus der untersuchten Probanden 44 4.2.1 Spezifische Antikörper-Konzentrationen gegen Masern, Mumps und Röteln 44 4.2.2 Spezifische Aviditätsindices gegen Masern, Mumps und Röteln 49 4.2.3 Neutralisierende Antiköper gegen Masern 52 4.2.4 Neutralisierende Antiköper gegen Mumps 54 4.2.5 Neutralisierende Antiköper gegen Röteln 58 4.3 Zusammenhänge der diagnostischen Parameter 59 4.3.1 Korrelationen zwischen IgG und Avidität 59 4.3.2 Korrelationen zwischen IgG und NT 61 4.3.3 Korrelationen zwischen Avidität und NT 63 4.4 Impfstatus 63 4.5 Zusammenhang Immunstatus und Impfanamnese 67 5. Diskussion 73 5.1 Unzureichender Serostatus der Probanden 73 5.2 Geschlechterunterschiede in der Immunitätsausbildung 75 5.3 Grenzwert-Diskussion 76 5.4 Zusammenhänge zwischen den diagnostischen Parametern 77 5.5 Unzureichende Impfquoten der Probanden 79 5.6 Waning-Effekt der Antiköper-Konzentrationen 80 5.7 Unterschiede in der Effektivität der Impfstämme 83 5.8 Wildviruskontakt versus Impfimmunität 85 6. Zusammenfassung 87 7. Summary 89 Literaturverzeichnis 91 Abbildungsverzeichnis 103 Tabellenverzeichnis 107 Danksagung 10