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INFEKTIOLOGIE: KINDERKRANKENSCHWESTER: Ist ein Ende der COVID-19 Pandemie in Sicht? – Impfstoffe gegen COVID-19 lassen hoffen


Kinderkrankenschwester - epaper ⋅ Ausgabe 2/2021 vom 12.02.2021
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Foto: © Halfpoint – stock.adobe.com

Impfung gegen Zielstruktur

Bislang sind nur wenige Impfstoffe in der Entwicklung, die das ganze SARSCoV- 2-Virus, selbstverständlich in stark abgeschwächter Form, als Impfantigen verwenden.

Eine chinesische Entwicklungsfirma (Sinovac) hat einen solchen Impfstoff bereits in China und Brasilien auf den Markt gebracht. Die Entwickler solcher Impfkonzepte können sich darauf berufen, dass in der Geschichte des Impfwesens viele derartige Impfstoffe erfolgreich waren.

Einer der größten Erfolge der Ganz-Virus- Impfstoffe war die Schluckimpfung gegen das Poliovirus. In diesem in den 1950er Jahren entwickelten Impfstoff waren sogar 3 abgeschwächte, lebende Poliomyelitisviren enthalten.

Sehr viel weiter fortgeschritten ist aktuell die Impfstoffentwicklung gegen die zentrale Angriffsstruktur des SARS-CoV- 2-Virus, das Spike-Protein-2. Dieser Eiweißstoff sitzt am äußersten Ende der keulenförmigen, wie ein Kranz nach außen gerichteten Dornfortsätze des Virus. In ihrer Gesamtheit bilden sie eine Krone (“Corona”), die der gesamten Virusgruppe ihren Namen gegeben hat. Das Spike- Protein 2 ist dafür verantwortlich, dass sich das neue Coronavirus auf den Zielzellen in den Atemwegen, der Lunge und im Magen- Darm-Kanal, von der Mundhöhle über den Rachenraum bis zum Darmtrakt festsetzen kann. Ganz besonders wichtig ist eine Unterstruktur dieses Angriffsmoleküls, welche die Bezeichnung Receptor Binding Domain (RBD) trägt. Diese RBD ist gewissermaßen der Angelhaken, mit dem sich das Virus fest an der Zelloberfläche seiner Zielzellen anheftet.

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Abb. 1: Antikörpertiter nach Vektorimpfung. Zum Vergleich sind die Antikörpertiter nach natürlicher COVID-19-Infektion dargestellt. Jeder Punkt ist eine Person (nach [3]).


Aktuell wird eine Reihe von Impfstoffen entwickelt, welche diese Kernstruktur als Impfantigen verwenden. Allerdings hat sich gezeigt, dass die Immunantwort nur mäßig ist, wenn das Protein für sich allein gespritzt wird. Daher wird es neuerdings mit Wirkverstärkern (sog. Adjuvantien) vermischt. Auch dieses Prinzip ist von älteren Impfstoffen her bekannt. Mit der Zulassung derartiger Impfstoffe ist in der ersten Jahreshälfte 2021 zu rechnen.

Messenger-RNA (mRNA)-Impfstoffe

Das Wirkprinzip der aktuell in Deutschland verfügbaren Impfstoffe setzt einen Schritt weiter vorne an. Verimpft wird ein Teil der Erbinformation des Virus. Da diese Ribonukleinsäure (RNA) sehr viel einfacher als Eiweißkörper im Labor herstellbar ist, kann die Impfstoffproduktion leichter auf die zukünftig benötigten, sehr großen Mengen hochskaliert werden. Immerhin werden weltweit Millionen von Impfdosen erforderlich sein, um die Pandemie auszubremsen.

Das Prinzip der beiden Impfstoffe von BioNTech/Pfizer und Moderna besteht darin, dass die Botenstoff-Ribonukleinsäure (Messenger RNA=mRNA), welche die genetische Information für das Spike-Protein enthält, intramuskulär gespritzt wird. Von der Injektionsstelle aus wandert sie in alle Zielzellen im menschlichen Körper. Um die mRNA zu stabilisieren und die Aufnahme in die Zielzellen zu verbessern, werden die Gen-Moleküle in einen Träger verpackt.

Hierfür werden Lipidmoleküle und Lipidkügelchen verwendet. Das von den menschlichen Zellen selbst gebildete Spike- Protein 2 wird an die Zelloberfläche ausgeschleust und dadurch dem Immunsystem präsentiert. In der Folge entstehen spezifische Antikörper und Immunzellen. Als weitere stabiliserende Stoffe enthalten die Impfstoffe lediglich Zuckermoleküle und Puffer zur Stabilisierung des pH-Wertes.

Sie sind frei von Formaldehyd und anderen Konservierungsstoffen.

Nebenwirkungen vor allem nach zweiter Impfung

Die Erfahrungen bei den klinischen Versuchsserien der Phasen I-III haben gezeigt, dass zwei Impfdosen gebraucht werden, um eine kräftige Antikörperbildung und eine Reaktion von Immunzellen auszulösen. Diese entspricht dem Immunschutz nach einer natürlichen COVID- 19-Infektion. Bei der zweiten Impfung hat der Organismus bereits eine Basisimmunität entwickelt. Demzufolge ist die zu erwartende Impfreaktion wesentlich stärker. Während die erste Impfung meist problemlos vertragen wird, gibt es nach der zweiten Impfung bei über 80 % der Impflinge Schmerzen oder eine Rötung an der Einstichstelle, bei 20-40 % auch Muskel- und Gelenkschmerzen, gelegentlich auch Schüttelfrost und Fieber. Abgeschlagenheit tritt bei etwa der Hälfte der Impflinge auf. Die Dauer der Symptome beträgt meist 1-3 Tage. Sofern die Reaktion zu stark wird, können Analgetika – z.B.

Paracetamol, Ibuprofen etc. – helfen.

Der BioNTech mRNA-Impfstoff muss bei -70° bis -80° C gekühlt werden, um stabil zu bleiben. Die Impfzentren in Deutschland sind mit entsprechenden Gefrierschränken ausgestattet. Für die weltweite Anwendung, besonders in Entwicklungs- und Schwellenländern, wird dies jedoch eine große Hürde sein. Der Moderna-Impfstoff ist einfacher zu handhaben. Er kann bei -20°C gelagert werden.

Genetische Risiken durch Impfstoffe?

Sowohl die mRNA-Impfstoffe als auch die Vektorimpfstoffe bringen fremde, gewissermaßen virale Erbinformationen in den menschlichen Körper. Es ist verständlich, dass dadurch Besorgnisse ausgelöst werden.

Immerhin sind Injektionen von Genmaterial in Tiere und Pflanzen in der EU als „Genmanipulation” streng verboten. Weshalb sollte nun ausgerechnet der Mensch eine Ausnahme darstellen? Nach jetzigem Kenntnisstand besteht jedoch für Besorgnis kein Anlass. Das menschliche Genom ist aus einer anderen Art von Kernsäure aufgebaut, der Desoxyribonukleinsäure (DNA). Unser Organismus verfügt über kein Enzym, mit dem er Ribonukleinsäure (RNA) in Desoxyribonukleinsäure (DNA) umschreiben könnte. Aktuell gibt es keine Hinweise dafür, dass die mRNA-Impfung in irgendeiner Weise genetische Veränderungen im Impfstoffempfänger hervorruft oder sogar dessen Nachkommenschaft genetisch verändern könnte. Von einer Genmanipulation kann somit keine Rede sein. Auch Schwangere können sich impfen lassen, und umgekehrt besteht kein Anlass, nach einer COVID- 19-Impfung für einige Zeit Verhütung zu betreiben. Es muss allerdings betont werden, dass dies der aktuelle Kenntnisstand ist und dass langfristige Erfahrungen jedoch noch ausstehen!

Benötigt man die zweite Impfung?

Bei den aktuell verimpften Impfstoffen von BionTech/Pfizer und Moderna unbedingt. Der in der Zulassung festgelegte Impfabstand beträgt 19-42 Tage für BioNTech und 26-36 Tage für Moderna. Der englische Impfstoff ChAdOx1, entwickelt von der Universität Oxford in Kooperation mit dem Hersteller AstraZeneca, führt allerdings bereits nach der ersten Impfdosis zu einem kräftigen Anstieg des Antikörperspiegels.

Da sich in England ein genetisch mutiertes Virus – B.1.1.7 – ausbreitet, möchte man auf der Insel möglichst rasch der gesamten Bevölkerung diese erste Impfdosis verabreichen. Erst im Sommer, wenn ausreichend Impfstoff nachproduziert wurde, soll die zweite Impfserie stattfinden.

Diese Diskussion bleibt jedoch aktuell auf England beschränkt. Hierzulande gilt: Jeder Geimpfte sollte seinen zweiten Impftermin sorgfältig notieren und auch wahrnehmen.

COVID-Impfpflicht für Pflege und Ärzte?

Diese Diskussion kommt aktuell zur Unzeit. Wer eine Impfung gesetzlich vorschreibt, muss sie auch anbieten können.

Nach derzeitigem Stand wird jedoch erst im September 2021 eine ausreichende Anzahl von Impfdosen für alle Menschen in Deutschland zur Verfügung stehen. Es gibt nur einen einzigen Impfstoff, der bislang für medizinisches Personal verpflichtend ist: der Masern-Impfstoff. Die Politik hat die Impfpflicht im Masernschutzgesetz jedoch sehr einschränkend formuliert. Wer keine Masern-Impfung oder keinen Antikörpertiter vorweisen kann und nach 1970 geboren ist, darf in medizinischen Einrichtungen oder Einrichtungen zur Kinderbetreuung nicht arbeiten. Kinder ohne Impfung dürfen nicht in Gemeinschaftseinrichtungen aufgenommen werden.

Ob ein solcher oder ähnlicher Ansatz bei COVID-19 hilfreich ist, sollte sorgfältig bedacht werden. Sinnvoller dürfte es sein, die Aufklärung und Information voranzutreiben, geimpfte Personen über ihre Erfahrungen in den Medien berichten zu lassen und fortlaufend alle erhobenen Verträglichkeitsdaten öffentlich zu kommunizieren.

Ängste und Besorgnisse werden dann rasch abnehmen und die Impfbereitschaft wird von selbst zunehmen.

Wie sind die Vektorvakzinen einzuschätzen?

In Russland ist bereits im August 2020 ein sogenannter Vektor-Impfstoff zugelassen worden. Er trägt den assoziationsreichen Namen Sputnik V und soll damit an das Prestige der russischen Raumfahrt anknüpfen. Sputnik V bringt die Erbinformation des Virus über zwei apathogene und somit harmlose Trägerviren aus der Familie der Adenoviren in den menschlichen Körper. Diese Trägerviren werden als „Vektor” bezeichnet, daher der Name der Impfstoffgruppe. Der russische Impfstoff kann sogar lyophilisiert (gefriergetrocknet) werden. Eine in der renommierten Zeitschrift Lancet veröffentlichte Studie belegt eine kräftige Impfantwort gegen die Zielstruktur RBD, den Angelhaken des Virus [3]. Die Antikörpertiter sind mindestens ebenso hoch wie die von Personen, die eine COVID-19-Infektion auskuriert haben (Abb. 1). Die Graphik zeigt auch, dass der Impfstoff ohne Wirksamkeitseinbuße gefriergetrocknet werden kann. Viele traditionell mit Russland verbundene Länder wie Ungarn, Serbien, Weissrussland und Lettland haben den Impfstoff bereits millionenfach bestellt. In Indien sollen mehr als 100 Millionen Dosen durch einen Lizenznehmer produziert werden. Studien laufen in den arabischen Emiraten, Indien, Venezuela und Brasilien [2]. Das Nebenwirkungsspektrum scheint ähnlich zu sein wie bei den mRNA-Vakzinen [3].

Eine weitere Vektorvakzine wurde von der Universität Oxford in Zusammenarbeit mit AstraZeneca entwickelt. Sie verwendet ein für Menschen harmloses Schimpansen- Adenovirus als Träger der Virus-Erbinformation.

In China wird ein anderes apathogenes Vektorvirus aus der Adenoviren- Familie von der Fa. Cansino bereits klinisch geprüft. In einer Studie zeigte der letztgenannte Impfstoff eine kräftige Immunantwort bereits nach einer Dosis, bei ungefähr gleichartigem Nebenwirkungsspektrum wie die oben geschilderten mRNA- Impfstoffe [4].

Im Laufe des Jahres 2021 wird somit das Impfstoffangebot kontinuierlich erweitert werden. Mit Nebenwirkungen, vor allem bei der zweiten Impfung, muss jedoch bei allen Impfstoffen vermutlich in sehr ähnlicher Häufigkeit gerechnet werden.

Literatur

1. Sharma O et al. A review of progress and challenges of developing a vaccine for COVID-19. Front Immunol 2020; doi: 10.3389/fimmu. 2020.585354. eCollection 2020
2. Rawat K et al. COVID-19 vaccine: A recent update in pipeline vaccines, their design and development strategies. Eur J Pharmacol 2021; Online-Veröffent-lichung 25. Nov. 2020. doi: 10.1016/j.ejphar.2020.173751.
3. Logunov DY et al. Safety and immunogenicity of an rAd26 and rAd5 vector-based heterologous prime-boost COVID-19 vaccine in two formulations: two open, non-randomised phase 1/2 studies from Russia. Lancet 2020;396:887-897
4. Zhu FK et al. Safety, tolerability, and immunogenicity of a recombinant adenovirus type-5 vectored COVID-19 vaccine: a dose-escalation, open-label, non-randomised, first-in-human trial. Lancet 2020;395:1845-1854

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Hardy-Thorsten Panknin 10825 Berlin E-Mail: ht.panknin@berlin.de

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Prof. Dr. med. Matthias Trautmann Institutsleiter für Krankenhaushygiene Klinikum Stuttgart 70174 Stuttgart

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