Immunität und Impfung

Bei vielen Virusinfektionen führt die Erkrankung zu einer bleibenden Veränderung des Immunsystems, die als Immunität bezeichnet wird und den Betroffenen für lange Zeit oder sogar lebenslänglich vor einer erneuten Erkrankung schützt. Beispiele hierfür sind Masern, Mumps und Windpocken.  Diese erworbene Immunität beruht zum einen auf der Bildung von bestimmten weißen Blutkörperchen, den B-Gedächtniszellen, die bei erneutem Kontakt mit dem gleichen Virus, sehr schnell spezifische Antikörper ausbilden können und so eine neue Infektion verhindern. Eine weiterer Abwehrmechanismen des Immunsystems sind bestimmte T-Zellen. Diese greifen das Virus direkt an und auch sie können nach der ersten Infektion sehr langlebige Gedächtniszellen bilden, die bei erneutem Kontakt mit dem gleichen Erreger rasch mobilisiert werden.

Aus verschiedenen Gründen entsteht eine solche langfristige Immunität jedoch nicht bei allen Virusinfektionen, wie jedem von uns aus den alljährlich wiederkehrenden „Erkältungen“ oder der Influenza (Grippe) bekannt ist.

Die Frage, ob Eine COVID-19 Erkrankung zu einer lang anhaltenden Immunität führt, ist zurzeit noch nicht beantwortet. Allerdings befassen sich zahlreiche Studien auf unterschiedliche Weise mit diesem Thema:

Zwei unabhängige Studien in Affen konnten zeigen, dass eine Infektion mit SARS-CoV-2 vor einer zweiten Infektion schützt. Allerdings erfolgte der zweite Kontakt schon vier Wochen nach der ersten Infektion, so dass unklar bleibt, wie lange dieser Schutz wirklich anhält.

Wie im ersten Text erwähnt, gibt es eine gute Handvoll anderer Corona Viren, die mit dem aktuellen SARS-CoV-2 verwandt sind. Einige Studien haben untersucht, ob bei diesen Corona Viren, die Erkältungskrankheiten hervorrufen, ein langfristiger Schutz vor Neuinfektion besteht. Während ein Teil der Patienten keine Immunität entwickelte, konnten bei einem anderen Teil spezifische Antikörper nachgewiesen werden und es bestand eine gewisser Schutz. Allerdings fiel der Antikörpermenge nach circa einem Jahr wieder deutlich ab, so dass eher keine langfristige Immunität ausgebildet wird. Eine weitere Gruppe von Studien befasst sich mit der Untersuchung von Patienten, die bereits COVID-19 erkrankt waren. Es gibt einige wenige Untersuchungen die zeigen, dass solche Patienten ein zweites Mal an COVID-19 erkranken können. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass sowohl im Rachenabstrich als auch im Stuhl SARS-CoV-2 noch viele Wochen nach Abheilung der Erkrankung nachweisbar sind, eine Beobachtung, die ein erneutes Ausbrechen der Krankheit als möglich erscheinen lässt.  Viele Studien konnten zeigen, dass COVID-19 Patienten neutralisierende Antikörper gegen SARS-CoV-2 ausbilden und so ein Schutz vor einer Zweitinfektion bestehen könnte. Unabhängig von der Schwere der Erkrankung war die Antikörpermenge im Blut jedoch zwischen den untersuchten Patienten sehr unterschiedlich: während manche über viele Wochen einen stabil hohen Antikörperspiegel hatten, fiel dieser bei anderen schnell ab.  Dennoch ist es bislang nicht auszuschließen, das auch bei Patienten ohne spezifische Antikörper eine über die oben genannten T-Gedächtniszellen vermittelte Immunität bestehen könnte. Inwieweit es zumindest bei einem Teil der Patienten eine langfristige Immunität gibt, werden erst zukünftige Untersuchung mit größeren Patientenzahlen und langer Nachbeobachtungszeit klären können.

Impfung

Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung einer Immunität ist die Impfung. Zur Zeit sind gut 200 Impfstoffkandidaten weltweit in Entwicklung, von denen etwa ein Drittel in verschiedenen Phasen der klinischen Erprobung sind. Einige wenige haben in verschiedenen Ländern eine Zulassung beantragt bzw. gerade erhalten. Die unterschiedlichen Hersteller nutzen dabei ganz unterschiedliche Verfahren:

mRNA Impfstoffe (Moderna, Pfizer/BioNTech), Vektor-basierte (CanSino, Oxford,  Gamaleya Research Institute/Rusland, Janssen/Beth Israel), rekombinantes Virusprotein (Novavax) sowie zwei Impfstoffe mit inaktivierten Viren. Gemeinsames Grundprinzip der Impfungen ist, dass man das Immunsystem des Geimpften direkt oder indirekt mit Bausteinen des Virus konfrontiert.  Dies löst eine Immunreaktion aus, die im Idealfall  bei fast allen eine anhaltende Immunität gegen eine Infektion bewirkt. Wie bei der durchgemachten Infektion führt auch die Impfung zur Bildung von spezifischen Antikörpern sowie B- und T-Gedächtniszellen.

RNA Impfstoff: hier wird ein Bauplan für z.B: ein Eiweiß des Virus  in Form von RNA gespritzt. Die Zellen des geimpften produzieren dann anhand dieses Bauplans das Virusbruchstück selbst, was die Immunantwort auslöst. Das ist ein neues Verfahren, für das es bislang noch keinen vergleichbaren Impfstoff gibt, der bereits zugelassen ist. Entsprechend sind etwaige Langzeitnebenwirkungen noch schwer abzuschätzen.

Inaktiviertes Virus: Hierfür werde SARS-CoV-2 im Labor gezüchtet, „abgetötet“ und dann gespritzt. Beispiele für bereits verwendete Impfungen sind Grippe, Kinderlähmung und Hepatitis A.

Viruseiweiß: Hier wird ein Virusbruchstück im Labor hergestellt und dann gespitzt. Beispiele sind Hepatitis B und Grippeimpfungen.

Vektor basierte Impfstoffe: Hier werden meist harmlose Erkältungsviren als Transportsystem genutzt. Diesen hat man zuvor im Labor einen kleinen Teil des Bauplans von SARS-CoV-2 eingesetzt, so dass sie nach der Impfung anfangen, ein kleines Bruchstück von SARS-CoV-2 zu produzieren. Das löst dann die Immunreaktion aus. Die Transportviren sind inaktiviert, das heißt sie können sich im menschlichen Körper nicht vermehren. Beispiel ist der Ebolaimpfstoff.

Alle genannten Verfahren haben bezüglich der Entwicklungszeit, der Kosten, der Sicherheitsbestimmungen bei der Herstellung, der Lagerung und insbesondere natürlich auch beim erreichten Impfschutz ihre Vor- und Nachteile.

Die Impfstoffentwicklung umfasst eine Testung im Tierversuch sowie drei Phasen der klinischen Testung im Menschen.  Sie kostet im Mittel mehrere 100 Millionen Euro pro Impfstoff und kann sich über viele Jahre erstrecken. Dass die aktuelle COVID-19 Impfstoffentwicklung so viel schneller verläuft, liegt unter anderem daran, dass ein Vielfaches an Geld und Personal in die Entwicklung investiert wurde und in Deutschland und in der EU die bürokratisch oft sehr langsamen Zulassungsverfahren beschleunigt worden sind. Dabei ist es wichtig zu erwähnen, dass die geforderten Qualitätskriterien so streng sind wie immer.

Literatur & weiterführende Informationen:

Internetauftritt des Paul-Ehrlich-Instituts:

https://www.pei.de/DE/home/home-node.html

The immunology of SARS-CoV-2 infections and vaccines.

Grigoryan L, et al. Semin Immunol. 2020.

© PD Dr. med. Oliver Kretz