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Das wirksamste Mittel gegen die Verbreitung von Infektionskrankheiten

© Wilfried Pohnke

Das wirksamste Mittel gegen die Verbreitung von Infektionskrankheiten

Es war ein außergewöhnlicher Sprint. Eine Geschwindigkeit, die es so noch nie zuvor gegeben hatte. Bereits vor dem ersten großen Ausbruch von SARS-CoV-2 in Wuhan, noch bevor ein Lockdown für die Metropole und andere Städte in der Provinz Hubei erlassen wurde, hatte ein Zusammenschluss von Wissenschaftlern das Genom des neuartigen Virus entschlüsselt. Nur 66 Tage später fand in den USA die erste Nadel mit einem möglichen Impfstoff gegen COVID-19 ihren Weg in den Arm eines Freiwilligen. Mitte April 2020 zählte die WHO 78 Projekte zur Entwicklung eines Impfstoffs, mittlerweile sind es über 200 Projekte. Am 21. Dezember wurde der erste in der EU zugelassen. Erstmalig wird mit dem mRNA-Impfstoff eine neue genbasierte Impftechnologie beim Menschen eingesetzt.

 

Die Pocken sind das beste Beispiel für eine erfolgreiche Impfkampagne: Vor mittlerweile 40 Jahren verkündete die WHO ihre Ausrottung. Mit Polio ist eine weitere Erkrankung nahezu ausgerottet. Zahlreiche Krankheiten wie Diphtherie, Masern oder Röteln haben ihren Schrecken verloren. Durch die Impfprogramme sterben jährlich bis zu drei Millionen Menschen weniger an vermeidbaren Krankheiten. Doch der Erfolg der Impfungen wird paradoxerweise auch zur Gefahr. Denn in dem Maße, in dem gefürchtete Krankheiten ihren Schrecken verlieren, setzt sich eine Art Impfmüdigkeit durch, die zu versäumten Auffrischimpfungen oder gar zur Ablehnung von Impfungen führen kann. So hat die WHO Impfgegner auf ihre Liste der zehn größten globalen Gesundheitsrisiken gesetzt – neben Antibiotikaresistenzen, Ebola und Luftverschmutzung. 

Impfungen sind nach wie vor die sicherste Maßnahme gegen die Verbreitung von Infektionskrankheiten – und die datentechnisch am besten belegte medizinische Maßnahme überhaupt.

 

Erste Impferfolge

Impfungen bieten gleich zwei Vorteile: Sie sorgen für eine Immunität des Geimpften und – wenn sich viele Menschen impfen lassen – für eine kollektive Immunität. Eine hohe Durchimpfungsrate unterbindet die Zirkulation eines Krankheitserregers und sorgt so für die sogenannte Herdenimmunität, die wiederum Menschen schützt, die sich aus gesundheitlichen Gründen nicht impfen lassen können.

Das Impfen selbst ist so etwas wie eine medizinische Technologie, die auf Jahrhunderten der Erfahrung und Beobachtung beruht. Die Impfung, wie wir sie heute kennen, verdankt ihren Ursprung einer der größten Seuchen der Menschheitsgeschichte: den Pocken. Und einem englischen Landarzt namens Edward Jenner.

Jenner machte von einer bemerkenswerten Beobachtung Gebrauch: Melkerinnen, die sich mit Kuhpocken infizierten, erkrankten im Anschluss nicht mehr an Pocken, hieß es. Kurz vor seinem 47. Geburtstag ging Jenner im Jahr 1796 ein hohes Risiko und aus heutiger Sicht ein zumindest ethisch fragwürdiges Experiment ein: Er infizierte den erst achtjährigen James Phipps, den Sohn seines Gärtners, mit dem Kuhpockenerreger. Hierfür ritzte er eine kleine Wunde in den Arm des Jungen, in die er die infektiöse Flüssigkeit übertrug. In den nächsten Tagen erkrankte der Junge an den Kuhpocken, deren Verlauf beim Menschen jedoch harmlos ist. Nach überstandener Erkrankung kam dann das eigentliche Wagnis: Jetzt übertrug ihm Jenner ein Extrakt aus der Flüssigkeit, die er zuvor einem Pockenpatienten entnommen hatte, jene Pockenart also, die seit Jahrtausenden unzählige Menschenleben gekostet hatte. Und der Junge erkrankte nicht.

Die erste Schutzimpfung, auch Vakzination genannt, war geboren. Und sie verdankt ihren Namen auch heute noch ihrem Ursprung, denn Vakzination leitet sich vom lateinischen Wort für Kuh, „vacca“, ab. Dass die von Jenner benutzte Flüssigkeit höchstwahrscheinlich nicht den Erreger der Kuhpocken selber, sondern ein anderes, nahe verwandtes Virus enthielt, fällt da nicht weiter ins Gewicht.

 

Tot-/ Lebendimpfstoff

Für die herkömmliche Impfstoffproduktion spielen in der Regel Hühnereier oder Zellkulturen eine entscheidende Rolle. Denn das Virus oder Bakterium, gegen das letztlich geimpft werden soll, muss daraus zunächst einmal in großem Stil gewonnen werden. Ein so generierter Lebendimpfstoff enthält noch vermehrungsfähige, wenn auch abgeschwächte, Erreger, bei einem Totimpfstoff ist der Erreger inaktiviert bzw. nur bestimmte Bestandteile vorhanden.
Bei einer Aktivimpfung werden diese Erreger oder Erregerteile dann injiziert, woraufhin Antikörper gebildet werden, ohne dass die Erkrankung ausbricht. Ein langfristiger Schutz gegen den jeweiligen Erreger wird so aufgebaut. Die Aktivimpfung ist das, was man allgemeinhin als Impfung versteht.

 

Vektorimpfstoff

Eine neue Art von Impfstoffen bilden die sogenannten Vektorimpfstoffe. Hier wird nur ein bestimmter Teil des Erbgutes eines Erregers, gegen den man eine Immunantwort provozieren will, in den Körper eingeschleust. Als Schleuser dient ein weiteres Virus, auch Träger- oder Vektorvirus genannt. Die Teilsequenz des Erregers wird dafür zunächst mittels molekularbiologischer Methoden in die Erbsubstanz des Trägervirus eingebracht. Beim Impfen wird dann das Trägervirus injiziert, das daraufhin die Zellen befällt und ihnen damit auch den gewünschten Bauplan für die Erreger-Antigene übermittelt. Die Antwort des Immunsystems richtet sich dann folglich auch gegen das eingeschleuste Antigen. Als Trägerviren dienen hier beispielsweise harmlose Adenoviren oder auch bereits bekannte und lang eingesetzte Impfviren.

 

mRNA-Impfstoff

Viel ist momentan die Rede von aktuell zwei in der EU schon zugelassenen Impfstoffen gegen COVID-19. Beide sind mRNA-Impfstoffe und basieren auf einem natürlichen Vorgang, ohne den Leben nicht möglich wäre, in dem sie sich einen körpereigenen Vorgang zunutze machen: Die messenger RNA (mRNA) ist Bote der Erbinformation und ermöglicht die Proteinherstellung im Körper. Sie wird im Zellkern als Abschrift der zellulären Erbinformation hergestellt und enthält somit den Bauplan für ein Protein, welches anschließend im Cytoplasma synthetisiert werden kann.

Beim mRNA-Impfverfahren wird nun von außen ein Code hinzugefügt. Im Fall der mRNA-Impfstoffe gegen SARS-CoV-2 ist das der genetische Code des Virus, der für das Spike-Protein, also ein Oberflächenmolekül des Viruspartikels, codiert. Durch die Impfung gelangt der Code rund um die Einstichstelle in die Zellen, woraufhin in ihnen die mRNA abgelesen und die darin codierten Proteine synthetisiert werden. Auf der Zelloberfläche entstehen dadurch die Spike-Proteine des „Virus“. Die körpereigenen Immunzellen reagieren umgehend auf diese körperfremden Proteine, Antikörper werden gebildet. Vom mRNA-Impfstoff selber bleibt nichts übrig: Er wird in der Zelle zerstückelt und abgebaut. Um den Impfstoff in die Zelle zu manövrieren, werden als Transportvehikel lipidhaltige Nanopartikel (LNP) verwendet. Das sind kleine Tröpfchen aus fettartigen Substanzen, wie zum Beispiel Cholesterin, welches auch ganz natürlich im Körper vorkommt.

Während also bei einer Infektion mit dem Virus dessen gesamte RNA in die Zelle eindringt, ist es bei der Impf-RNA nur ein harmloser Bruchteil seines genetischen Codes. Die Impf-RNA spricht in gewisser Weise mit den Zellen: sie gibt ihnen eine Anleitung, an welcher Stelle der unerwünschte Erreger gepackt und damit neutralisiert werden kann. Der genbasierte Code aus Nukleinbasen wird dabei in der Herstellung im Vergleich zum Code des Originalvirus an manchen Stellen modifiziert, um so die Stabilität der entstehenden Spike-Proteine und eine bessere Immunantwort zu gewährleisten.

Die Technologie selbst wird seit gut einem Vierteljahrhundert für Krebstherapien erforscht und ist deshalb nicht ganz so neu – dies hat in der aktuellen Pandemie zur Geschwindigkeit bei der Entwicklung der ersten Impfstoffe beigetragen.

 

Passivimpfung

Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Aktivimpfungen gibt es auch die Möglichkeit der Passivimpfung, welche auf Emil von Behring zurückgeht. Sie zielt hingegen auf Geschwindigkeit ab, z. B. nach dem Biss eines tollwütigen Hundes. Hierbei wird nicht die Immunantwort des Körpers abgewartet, sondern es werden direkt Antikörper gegen den Erreger injiziert. Das Impfserum beinhaltet menschliche Antikörper genesener oder geimpfter Personen oder sind aus dem Blut eines infizierten, genesenen Tieres entnommen und aufbereitet worden. Ein schneller Schutz soll aufgebaut werden. Dies geschieht beispielsweise bei einer Tetanusimpfung, die nach einer Verletzung erfolgt. Der Nachteil einer Passivimpfung: der Schutz hält nur kurze Zeit an.

 

Das Prinzip der (aktiven) Schutzimpfung ist bis heute gleichgeblieben: die spezifische Aktivierung des Immunsystems.

Doch ist eine Impfung wirksam, bedeutet dies noch lange nicht, dass sie allgemein hundertprozentigen Schutz bietet. Es bedeutet lediglich, dass eine Krankheit ihren Schrecken verliert, indem wir sie Schritt für Schritt zurückdrängen können – und nur dann, wenn sich viele Menschen impfen lassen.

 

Quellen:

  • https://www.wired.com/story/who-discovered-first-vaccine/
  • https://www.theatlantic.com/health/archive/2020/07/covid-19-vaccine-reality-check/614566/
  • https://www.wired.com/story/frontrunners-emerge-in-the-race-for-a-covid-19-vaccine/
  • https://www.haz.de/Nachrichten/Wissen/Uebersicht/Historiker-im-Interview-Zwangsimpfungen-bringen-nichts
  • https://www.wired.com/story/moderna-covid-19-vaccine-trials/
  • https://berthub.eu/articles/posts/german-reverse-engineering-source-code-of-the-biontech-pfizer-vaccine/
  • https://www.geo.de/wissen/gesundheit/22804-rtkl-impfen-impfstoffe-was-sie-unterscheidet-und-wie-sie-funktionieren
  • https://www.vfa.de/de/arzneimittel-forschung/woran-wir-forschen/impfstoffe-zum-schutz-vor-coronavirus-2019-ncov

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