Unterschiede, Wirkungen und Nebenwirkungen der Corona Impfstoffkandidaten

Mehr als 180 Impfstoffkandidaten, die auf verschiedenen Plattformen basieren, befinden sich derzeit in der Entwicklung gegen SARS-CoV-232. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) unterhält ein Arbeitsdokument, das die meisten der in Entwicklung befindlichen Impfstoffe enthält und hier verfügbar ist. Die Plattformen lassen sich unterteilen in „traditionelle“ Ansätze (inaktivierte oder Lebend-Virus-Impfstoffe), Plattformen, die kürzlich zu lizenzierten Impfstoffen geführt haben (rekombinante Protein-Impfstoffe und vektorisierte Impfstoffe), und Plattformen, die noch nicht zu einem lizenzierten Impfstoff geführt haben.

Zunächst sollten wir uns ins Gedächtnis rufen, wie Immunität funktioniert. Eine Virusinfektion verursacht eine Vielzahl von Abwehrmechanismen im Wirt. Angeborene Abwehrmechanismen kommen ins Spiel, um die Erstinfektion zu blockieren oder zu hemmen, um Zellen vor der Infektion zu schützen oder virusinfizierte Zellen zu eliminieren, und treten lange vor dem Beginn der adaptiven Immunität auf. Ist das Immunsystem geschwächt, so funktioniert die Abwehr schlecht und es kommt zu schwerer Erkrankung

T-Zellen und Antikörper

Am wichtigsten für die Abwehr sind die T-Zellen, bei den meisten viralen Erkrankungen, wichtiger als die Antikörper, die rasch verschwinden. Wir werden im Lauf des Lebens mit 100 oder mehr Viren konfrontiert. Antikörper verleiben uns lebenslang nur für ganz wenige davon wie Zoster, EBV, Masern oder Mumps. Wenn also immer wieder die Rede ist von den Antikörpern, dann nur deshalb weil diese am einfachsten und billigsten zu messen sind. Die wichtigere Teil der Immunität sind aber die T-Zellen, die lange erhalten bleiben und auch die Bildung von neuen Antikörpern anstoßen können.

Der Schutz durch leicht zu aktivierende Gedächtniszellen, die so genannten Memory B- und Memory T-Zellen besteht also durchaus auch bei völliger Abwesenheit von Antikörpern. Die SARS-spezifischen Antikörper dürften nur eine mittlere Verweilzeit von 36 Tagen haben. Das könnte einer der Gründe sein, warum nicht nur an einer herkömmlichen Impfung gearbeitet wird, wie wir sie bei anderen Viren und Krankheiten kennen.

Was ist der Unterschied? Bei einer herkömmlichen Impfung werden nicht vermehrungsfähige Teile des Virus geimpft und der Geimpfte bildet Antikörper gegen diese Fragmente. Bei einer RNA-basierten Impfung bilden die Zellen diese Fragmente und man hofft, dass dadurch auch die zelluläre Antwort verursacht wird, die dann auch aus B- und T-Zellen besteht und entsprechend stärker und langfristiger wirkt.

Offene Fragen bei neuen Impfstoff Technologien

Das Problem dabei? Diese Technologie ist gänzlich unerprobt. Es gibt noch keinen Humanimpfstoff damit. Welche Reaktionen, außer der Bildung von virusspezifischen Proteinen, löst die Impfung aus? Kann dies zu Krankheitssymptomen oder Autoimmunerkrankungen führen? Welche Zellen werden durch das Vektorsystem erreicht? Sind diese Zellen hinreichend geschützt, dass es nicht zu gravierenden Nebenwirkungen kommt?

Eine derartige Impfung hat es noch nie gegeben. Hier wird absolutes Neuland betreten. Derartige Ansätze in verkürzten Zulassungsverfahren durchzusetzen, erscheint verantwortungslos und möglicherweise sogar kriminell.

Die Einordnung der Impfstoffkandidaten

Der Österreicher Florian Krammer, Professor für Vaccinologie im Department of Microbiology der privat finanzierten Icahn School of Medicine at Mount Sinai in New York, hat in einem langen Twitter Thread über Eigenschaften und Wirkung der wichtigsten Impfstoffkandidaten geschrieben.

Die klassischen Impfstoffe sind seit langer Zeit in Verwendung und sie funktionieren gut für viele Anwendungen. Das Virus kann Zellen nicht befallen, aber die Abwehr basiert hauptsächlich auf Antikörpern.Die ebenfalls klassischen Impfstoffe mit abgeschwächten Viren liefern dagegen eine komplettere Immunantwort.

Eine neue Technologie sind die viralen Vektoren. Ein typisches Element für das Coronavirus, also ein Spike Protein, wird in ein anderes ungefährliches Virus eingebaut. Damit werden die Zellen des Geimpften gezwungen dieses Antigen zu produzieren und das Immunsystem reagiert darauf. Das sind zum Beispiel die Impfstoffe von CanSino und von AstraZeneca. Der große Vorteil dieser Impfstoffe ist laut Krammer, dass sie eine starke T-Zell-Antwort erzeugen.

Komplett neu sind die mRNA Impfstoffe. Sie werden in die menschlichen Zellen eingeschleust und regen dort die Replikation des Spike Proteins an gegen das die Immunabwehr aufgebaut werden soll. Ein größeres logistische s Problem ist dabei, dass sie gefroren gelagert und transportiert werden müssen, was das Anwendungsgebiet von vorneherein einschränkt.

Die Immunantwort auf die Impfstoffe

Die Tests mit den Impfstoffen haben ergeben, dass manche nur die Lunge schützen aber nicht vor Infektion der oberen Atemwege. Damit wird zwar eine schwere Erkrankung verhindert, aber die Infektion und damit die Ansteckung weiterer Personen bleibt möglich. So reagieren etwa die Impfstoffe von AstraZeneca, ChAdOx1 nCOV-19, oder die Kandidaten von Sinovac and Sinopharm. Der von Janssen entwickelte Impfstoff mit einem Adenovirus 26 Vector der ebenfalls das Spike Protein zeigt, entwickelt gute Antikörper- und T-Zell-Antworten und schützt sowohl Lunge als auch die oberen Atemwege.

Der mRNA Impfstoff von Moderna generiert starke Antikörper-Titer und T-Zellen. Die Lunge ist gut geschützt in den oberen Atemwegen kommt es noch zu Vermehrung von Viren, wenn auch reduziert.

Verschiedene Impfstoffe haben unterschiedliche Fähigkeiten, die Erzeugung neutralisierende Antikörper durch das Immunsystem anzustoßen. Alle Impfstoffe schützen die Lunge und die unteren Atemwege, aber viele bieten nur einen teilweisen Schutz der oberen Atemwege. Am komplettesten scheint der Schutz bei Impfstoffen mit den abgeschwächten Viren zu sein, die ja einer Infektion am nächsten kommen.

Nebenwirkungen und Wirksamkeit bei Älteren und Kindern

Die Nebenwirkungen scheint bei inaktivierten und proteinbasierten Impfstoffen am niedrigsten zu sein, gefolgt von mRNA-Impfstoffen, wobei vektorisierte Impfstoffe die höchste Nebenwirkungsrate aufweisen.

Die injizierten Impfstoffe sind jedoch schlechte Verursacher von Schleimhautantikörpern im oberen Respirationstrakt, der größtenteils durch sekretorisches IgA1 geschützt ist. Dies kann zu einer Immunität führen, die die Lunge schützt (milde oder keine Erkrankung), aber dennoch eine Infektion und möglicherweise eine Weiterübertragung des Virus ermöglicht.

Natürliche Infektionen oder abgeschwächte Lebendimpfstoffe induzieren Schleimhautimmunität, und abgeschwächte Lebendimpfstoffe könnten die sterilisierende Immunität in den oberen Atemwegen wesentlich besser auslösen. Wenn wir keine abgeschwächten Lebendimpfstoffe entwickeln, könnten wir am Ende Impfstoffe erhalten, die uns vor Krankheiten, aber nicht vor Infektionen schützen, und wir könnten das Virus dennoch an andere weitergeben. Dies ist z.B. bei Impfstoffen gegen das Influenzavirus beobachtet worden.

Das nächste Thema sind alte Menschen. Alte Menschen sprechen in der Regel nicht gut auf Impfstoffe an, wie die Sinovac- und die Pfizer-Studie zeigen. Das wissen wir auch von der Grippe. Es gibt sogar spezielle Formulierungen von Grippeimpfstoffen für alte Menschen, die sie besser ansprechen lassen. Darüber hinaus hat sich sogar gezeigt, dass alte Menschen viel höhere neutralisierende Titer benötigen als junge Menschen, um geschützt zu werden (auch hier gilt dies für Grippe). Die am meisten gefährdeten Menschen profitieren also möglicherweise am wenigsten von Impfstoffen.

Das nächste Thema sind Kinder. Viele Impfstoffe, die noch weit in der Entwicklung sind (AZ, Moderna, Pfizer), zeigen bei Erwachsenen eine hohe Reaktivität einschließlich Fieber. Kinder sprechen in der Regel schlechter an als Erwachsene, und einige dieser ersten Impfstoffe sind bei Kindern möglicherweise nicht verträglich.

Wir sehen also, dass noch viel an Forschung nötig ist, bevor sichere und wirksame Impfstoffe verfügbar werden.

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