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Zehn Fragen zu Corona-Impfstoffen

Tot- und Lebendimpfstoffe im Vergleich: Wie wirken sie gegen Covid-19?

Die bisher verfügbaren Impfstoffe gegen Covid-19 müssen alle in den Oberarm injiziert werden. Bald könnte es jedoch auch Vakzine geben, die als Nasenspray angewendet werden.

Die Liste der Entwicklungsprojekte für Corona-Impfstoffe ist lang: Der Verband Forschender Arzneimittelhersteller zählt mindestens 348 Projekte weltweit, von denen bereits einige Mittel in Europa zugelassen wurden. Darunter sind sowohl Tot- als auch Lebendimpfstoffe. Doch wie funktionieren diese Impfstofftypen? Wie wirksam und sicher sind sie? Zehn Fragen und Antworten auf einen Blick:

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Was ist ein Totimpfstoff?

Totimpfstoffe werden oftmals auch als inaktivierte Impfstoffe bezeichnet. Die ersten wurden Anfang des 20. Jahrhunderts gegen Krankheiten wie Typhus, Pest oder Cholera entwickelt. Wie ihr Name schon vermuten lässt, enthalten Totimpfstoffe im Labor abgetötete, vermehrungsunfähige Krankheitserreger oder Bestandteile davon. Diese werden nach der Impfung von den antigenpräsentierenden Immunzellen, den sogenannte Makrophagen, aufgenommen und auf der Oberfläche der Zellen präsentiert. Um eine ausreichende Immunantwort zu erzeugen, enthalten die Impfstoffe meist noch Wirkverstärker, also Adjuvanzien. Zu den bekanntesten Totimpfstoffen zählen die Vakzine gegen Tetanus, Keuchhusten, Hepatitis B oder Diphterie.

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Sind mRNA- und vektorbasierte Impfstoffe auch Totimpfstoffe?

Seit es die Corona-Impfstoffe gibt, gibt es auch beim Begriff Totimpfstoff einen gewissen Definitionsspielraum. Unter Fachleuten wird er nicht einheitlich verwendet. Wenn die Definition lautet, dass das echte Virus in ganzer Form oder zumindest Teile davon im Impfstoff enthalten sein müssen, sind die mRNA-Impfstoffe im engeren Sinne kein Totimpfstoff, sondern bilden eine eigene Unterkategorie. Denn der entscheidende Bestandteil, der die Immunantwort auslösen soll, wird nicht dem echten Virus entnommen.

Die mRNA liefert nur eine Bauanleitung für bestimmte Proteine im Körper, die es für die Antikörperbildung braucht. Die Bestandteile der Impfung bauen sich nach der Injektion in kurzer Zeit wieder ab und verändern dabei nicht die menschliche Erbinformation. Laut der Definition des Robert Koch-Instituts (RKI) sind die mRNA- und Vektorimpfstoffe allerdings mit Totimpfstoffen gleichzusetzen, weil auch sie keine vermehrungsfähigen Viren beinhalten.

Was sind Lebendimpfstoffe?

Lebendimpfstoffe enthalten geringe Mengen vermehrungsfähiger Krankheitserreger. Aber: Diese werden derart abgeschwächt, dass sie die Erkrankung selbst nicht auslösen können. Einmal im menschlichen Körper angelangt, ahmen sie eine Infektion nach, woraufhin das Immunsystem Antikörper bildet. Anders als Totimpfstoffe kommen sie meist ohne Wirkverstärker aus. Lebendimpfstoffe kommen heutzutage beispielsweise gegen Masern, Mumps und Röteln zum Einsatz. Bei diesen Krankheiten reicht eine zweimalige Impfung aus, um einen lebenslangen Immunschutz zu bewirken. Ein weiteres Beispiel für Lebendimpfstoffe sind die Vakzine gegen Windpocken.

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Welche Corona-Totimpfstoffe gibt es in Europa?

Ausgehend von der Definition des RKI gibt es in Europa bislang vier zugelassene Corona-Totimpfstoffe: die mRNA-Vakzine Comirnaty von Biontech/Pfizer und Spikevax von Moderna, den Vektorimpfstoff Vaxzevria von Astrazeneca und den Vektorimpfstoff von Johnson & Johnson.

Auch der proteinbasierte Impfstoff Nuvaxovid der Firma Novavax könnte der RKI-Definition folgend als Totimpfstoff gezählt werden. Das Vakzin wird aus Kopien der Spike-Proteine an der Oberfläche des Virus hergestellt. Die Proteine lassen sich zu Nanopartikeln zusammensetzen, welche die molekulare Struktur des Coronavirus nachahmen. Außerdem enthält das Präparat noch Adjuvanzien, die die Immunantwort verstärken sollen.

Ähnlich funktioniert der Impfstoff Vidprevtyn von Sanofi Pasteur, der derzeit ein Rolling-Review-Verfahren bei der Europäischen Arzneimittel-Agentur EMA durchläuft. Die Behörde begutachtet zudem die Daten von zwei Vakzinen, die als klassische Totimpfstoffe bezeichnet werden könnten: „Covid-19 Vaccine (Vero Cell) Inactivated“ von dem chinesischen Unternehmen Sinovac Life Sciences und „VLA2001″ des französischen Herstellers Valneva. Sie enthalten inaktivierte Coronaviren oder Erregerbestandteile. Inwiefern die Mittel zugelassen werden, bleibt abzuwarten.

Welche Corona-Lebendimpfstoffe gibt es in Europa?

Ein Corona-Lebendimpfstoff ist in Europa bislang noch nicht erhältlich. Virologe Christian Drosten von der Berliner Charité hält ein solches Vakzin aber für notwendig: „Wir brauchen eine Lebendimpfung – klassisch mit einem abgeschwächten Virus oder eine moderne Variante davon“, sagte er wenigen Wochen dem „Tagesspiegel“. „Die müsste man in die Nase geben und so dann Schleimhautimmunität auslösen. Das wäre ein viel besserer Übertragungsschutz, es wäre der nächste Meilenstein.“

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Einige Hersteller haben bereits mit klinischen Studien begonnen; doch die Durchführung gestaltet sich zunehmend schwieriger. „So etwas müsste man ja eigentlich erst mal an Leuten testen, die einerseits noch ungeimpft sind und noch nicht infiziert waren, andererseits aber Impfungen gegenüber positiv eingestellt sind – und bei so etwas mitmachen“, erklärte Drosten. „Und davon gibt es inzwischen nur noch sehr wenige.“

Wie sicher sind die zugelassenen Corona-Totimpfstoffe?

Die Impfstoffe von Biontech/Pfizer, Moderna, Astrazeneca und Johnson & Johnson wurden weltweit millionenfach verimpft. Diese bislang größte Impfkampagne ermöglicht es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die Sicherheit der Präparate genau zu analysieren. Denn selbst sehr seltene Nebenwirkungen können bei dieser Vielzahl an Impfungen aufgespürt werden.

In Deutschland sammelt das Paul-Ehrlich-Institut (PEI) Berichte zu Verdachtsfällen unerwünschter Nebenwirkungen der Vakzine. „Die weltweiten Daten zeigen, dass die ganz überwiegende Mehrzahl der Nebenwirkungen der in Deutschland verfügbaren Impfstoffe vorübergehende lokale und systemische Reaktionen betreffen, wie sie auch schon in den klinischen Prüfungen vor der Zulassung beobachtet wurden“, schrieb die Behörde in ihrem Sicherheitsbericht vom 23. Dezember 2021. Gemeint sind damit Reaktionen wie Rötungen oder Schmerzen an der Einstichstelle, die nach wenigen Tagen wieder abklingen.

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Es gibt aber auch sehr seltene Nebenwirkungen, die das PEI erfasst hat. Zum Beispiel Herzmuskel- und Herzbeutelentzündungen, die mehrheitlich nach Impfungen mit den mRNA-Vakzinen von Biontech/Pfizer und Moderna beobachtet wurden – vor allem bei jungen Männern. Bei den vektorbasierten Impfstoffen von Astrazeneca und Johnson & Johnson wiesen Geimpfte teilweise Sinusvenenthrombosen auf, also seltene Hirngefäßerkrankungen, die mit einem Mangel an roten Blutplättchen einhergingen.

Diese schwerwiegenden Nebenwirkungen würden jedoch nichts am positiven Nutzen-Risiko-Verhältnis der Corona-Impfstoffe ändern, heißt es vonseiten des PEI. Die Behörde gibt die Melderate zu Verdachtsfällen von Nebenwirkungen oder Impfkomplikationen nach der Corona-Impfung mit 1,6 Verdachtsfällen pro 1000 Impfdosen an. Bei schwerwiegenden Fällen seien es sogar nur 0,2 Verdachtsfälle pro 1000 Impfdosen. Ein Verdacht bedeutet noch nicht, dass ein kausaler Zusammenhang zwischen Impfung und Nebenwirkung besteht.

Auch der Proteinimpfstoff Nuvaxovid wurde an Probandinnen und Probanden in klinischen Studien getestet. Ähnlich wie bei den mRNA-Impfstoffen ist vor allem mit vorübergehenden Lokal- und Allgemeinreaktionen zu rechnen, die als Ausdruck der Auseinandersetzung des Körpers mit dem Impfstoff auftreten können. „Diese Reaktionen zeigen sich meist innerhalb von wenigen Tagen nach der Impfung und halten selten länger als drei Tage an“, heißt es im Aufklärungsmerkblatt des RKI. Erwartbar seien milde Nebenwirkungen wie Druckschmerz an der Einstichstelle, Kopfschmerzen oder Müdigkeit. Impfreaktionen traten unter den Studienteilnehmenden häufiger nach der zweiten als nach der ersten Dosis auf.

Wie sicher wäre ein Corona-Lebendimpfstoff?

Da bislang noch kein Lebendimpfstoff gegen Covid-19 in Europa erhältlich ist, lässt sich die Sicherheit nicht beurteilen. Auch Vergleiche mit anderen Lebendimpfstoffen sind nicht aussagekräftig, da sie gegen andere Krankheiten beziehungsweise Viren gerichtet sind. So hat sich der Impfstoff gegen Masern, Mumps und Röteln beispielsweise als sicher erwiesen: Er löst mehrheitlich lokale Reaktionen wie Schmerzen an der Einstichstelle oder Rötungen aus, kann aber in seltenen Fällen auch schwere unerwünschte Nebenwirkungen wie Fieberkrämpfe, Blutgerinnsel oder akute allergische Reaktionen hervorrufen. Ob ein Lebendimpfstoff gegen Covid-19 ein ähnliches Sicherheitsprofil aufweisen würde, lässt sich aber nicht sagen.

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Wie wirksam sind die zugelassenen Corona-Totimpfstoffe?

Die in Europa zugelassenen Corona-Totimpfstoffe haben sich allesamt als hochwirksam erwiesen. Sie schützen sowohl vor Infektionen mit dem Coronavirus als auch vor schweren bis tödlichen Krankheitsverläufen. Allerdings bieten die Impfstoffe keine sterile Immunität, das heißt, Geimpfte können das Virus durchaus noch auf andere übertragen – wenn auch mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit als Ungeimpfte. Und die Schutzwirkung der Vakzine lässt mit der Zeit nach.

Während es gegen die Delta-Variante noch zwei Impfdosen brauchte, um ausreichend geschützt zu sein, sind bei der neu aufgetretenen Virusvariante Omikron drei Impfungen notwendig. Eine dritte Dosis, also eine sogenannte Booster-Impfung, kann die Immunantworten noch einmal deutlich verstärken. Sie reduziert damit das Risiko, sich zu infizieren und schwer zu erkranken. Wie lange die Schutzwirkung nach der Booster-Impfung anhält, ist jedoch noch unklar. Älteren Menschen wird bereits eine vierte Corona-Impfung empfohlen. Einige Hersteller arbeiten zudem bereits an Omikron angepassten Vakzinen, die vor der Virusvariante noch besser schützen sollen als die Impfstoffe, die auf der ursprünglichen Version des Coronavirus basieren.

Wie wirksam wäre ein Corona-Lebendimpfstoff?

Die Wirksamkeit eines Corona-Lebendimpfstoffes lässt sich nicht vorhersagen. Expertinnen und Experten wie der Virologe Drosten haben jedoch die Hoffnung, dass ein Vakzin, das beispielsweise als Nasenspray verabreicht werden würde, einen besseren Übertragungsschutz hervorrufen könnte. Das heißt, Infizierte würden das Virus nicht mehr so leicht an andere weitergeben.

Bei einer Art Corona-Nasenspray würden die im Impfstoff enthaltenen abgeschwächten Viren direkt auf die Schleimhäute treffen, die ein eigenes spezielles Immunsystem besitzen. Um vor einer Infektion mit dem Coronavirus zu schützen, müsste ein nasaler Lebendimpfstoff das Immunsystem der Schleimhäute so aktivieren, dass dort die Viren gleich beim ersten Kontakt beseitigt werden. Der Erreger würde so erst gar keine Chance bekommen, tiefer in den menschlichen Körper einzudringen und sich zu vermehren. Diese Wirkungsweise untersuchen Hersteller von Corona-Lebendimpfstoffen derzeit in klinischen Studien. Dabei muss sich auch zeigen, ob die Vakzine grundsätzlich eine gute Antikörperantwort hervorrufen können, die vor Infektionen und schweren Krankheitsverläufen schützt.

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Was ist am Ende besser: Lebend- oder Totimpfstoff?

Die Corona-Totimpfstoffe haben sich als wirksames und sicheres Schutzmittel gegen Covid-19 erwiesen. Fachleute appellieren deshalb, sich jetzt schon impfen zu lassen und nicht erst auf die Zulassungen weiterer Vakzine sowie Omikron-Impfstoffe zu warten. Dennoch ist eine breite Auswahl an Corona-Impfstoffen für die Zukunft wichtig. Denn sie erleichtert etwa die globale Verteilung von Vakzinen und kann so die Ausbreitung des Coronavirus langfristig unter Kontrolle bringen.

Das heißt, auch Lebendimpfstoffe wären nicht nutzlos. Im Gegenteil: Eine US-amerikanische Studie, die Ende Januar auf dem Preprint-Server bioRxiv erschienen ist, konnte in Laborversuchen mit Mäusen zeigen, dass Lebend- und Totimpfstoffe sogar kombiniert werden könnten. Das Forscherteam um Immunologin Prof. Akiko Iwasaki fand heraus, dass zuerst eine Impfung mit einem mRNA-Impfstoff und dann eine Booster-Dosis mit einem nasalen Lebendimpfstoff, der das Spike-Protein enthält, eine gute Immunantwort auslösen – auch in den Schleimhäuten.

Dabei würden sich T- und B-Gedächtniszellen bilden, die für einen lang anhaltenden Schutz vor Infektionen und schweren Krankheitsverläufen sorgen würden, schrieb Iwasaki auf Twitter. „Der intranasale Spike-Protein-Booster ist auch viel einfacher zu verabreichen (über Nasenspray), ziemlich stabil (nur Protein) und wird viel eher von Menschen akzeptiert, die gegenüber mRNA zögerlich sind oder die Nadelphobien haben“, so die Forscherin weiter. Die Ergebnisse müssten nun in weiteren Studien genauer untersucht werden.

Der Virologe Marco Binder vom Deutschen Krebsforschungszentrum sieht eine Kombination aus Lebend- und Totimpfstoffen als zukunftsweisend an. „So kann die Infektion noch wesentlich effektiver bekämpft und bereits die Ansteckung verhindert werden“, erklärte er auf Twitter. „Das könnte sogar eine sterile Immunität zur Folge haben, das heißt, eine Geimpfte oder ein Geimpfter könnte das Virus nur sehr schwer (wenn überhaupt) weitergeben. Dadurch wäre sogar eine #Herdenimmunität noch mal ein Thema!“

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Dieser Artikel wurde am 23. März aktualisiert.

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