Die Geschichte und Entwicklung von Impfstoffen

Dr. Edward Jenner erfand 1796 den ersten Impfstoff (den Pockenimpfstoff).Er entdeckte, dass mit Kuhpocken infizierte Menschen gegen Pocken immun waren und testete seine Entdeckung, indem er einen achtjährigen Jungen impfte.

Die ersten Impfstoffe, die im 18. und 19. Jahrhundert eingeführt wurden, leiteten eine Ära ein, in der Wissenschaftler ein besseres Verständnis des Immunsystems und Möglichkeiten zur Stimulierung der Produktion von krankheitsbekämpfenden Zellen, sogenannten Antikörpern, erlangten.

Mit diesen Erkenntnissen sind Wissenschaftler heute in der Lage, neuartige Impfstoffe zu entwickeln, die diese Reaktion auf viele verschiedene Arten auslösen, einschließlich Technologien, die zur Entwicklung von COVID-19-Impfstoffen führten. In einigen Fällen hat der Aufbau einer Herdenimmunität in geimpften Bevölkerungsgruppen zur vollständigen Ausrottung bestimmter Krankheiten geführt, an denen einst Millionen Menschen starben.

Die Bedeutung von Impfstoffen

Impfstoffe haben den Lauf der Menschheitsgeschichte verändert. Vor ihrer Entdeckung führten Infektionskrankheiten zu Behinderungen und zum Tod unzähliger Erwachsener und Kinder, die nicht über die Immunabwehr verfügten, um sie zu bekämpfen.

Indem sie Substanzen ausgesetzt wurden, die eine starke Immunantwort auslösten, waren geimpfte Menschen weitgehend davor geschützt, schwere Erkrankungen durch diese ansonsten tödlichen Infektionen zu bekommen oder zu erleiden.

18. und 19. Jahrhundert

Das Konzept der Impfung und Immunisierung ging dem, was allgemein als „Zeitalter der Impfstoffe“ bezeichnet wird, weit voraus.

Bereits im 11. Jahrhundert belegen historische Aufzeichnungen, dass die Chinesen praktiziertenVariation, Eine Technik, bei der winzige Mengen Eiter von Menschen mit Pocken in den Körper von Menschen ohne Pocken eingeschleust werden. Dadurch wurden Menschen, die nur geringen Mengen des Virus ausgesetzt waren, weitgehend vor den Folgen der Krankheit geschützt. Einige wurden jedoch krank und starben sogar.

Die Praxis der Variolation gelangte bald von China ins Osmanische Reich. Im späten 18. Jahrhundert wurde es englischen Reisenden in der Türkei beigebracht, die die Praxis im britischen Empire und später in Amerika einführten.

Allerdings ist die eigentliche Entwicklung von Impfstoffen – Substanzen, die Immunschutz bietenohneerhebliches Krankheitsrisiko – begann erst um die Wende des 18. Jahrhunderts.

Zu den entscheidenden Momenten in der frühen Impfgeschichte gehören:

• Edward Jenner entwickelt 1796 den ersten Impfstoff gegen Pocken. Er fand heraus, dass Menschen durch die Impfung mit Kuhpocken, einem ähnlichen Virus, das nur leichte Krankheiten verursacht, weitgehend immun gegen die Auswirkungen der tödlicheren Krankheit waren.
• Louis Pasteur entwickelt 1885 einen Impfstoff gegen Tollwut, nachdem er 1879 den ersten Laborimpfstoff gegen Hühnercholera hergestellt hatte. Für den Tollwutimpfstoff verwendete Pasteur ein abgeschwächtes (abgeschwächtes) Lebendvirus, um eine Immunantwort auszulösen.
• Ein Cholera-Impfstoff wurde 1885 vom spanischen Arzt Jaime Ferrán entwickelt – der erste derartige Impfstoff, der Menschen gegen eine bakterielle Krankheit immunisiert.
• Ein Impfstoff gegen Typhus wurde 1896 von den Wissenschaftlern Richard Pfeiffer und Wilhelm Kolle unter Verwendung ganzer abgetöteter (inaktivierter) Bakterien entwickelt.

1900 bis 1979

Das frühe 20. Jahrhundert war von rasanten Fortschritten in der Impfstoffforschung geprägt, die zum großen Teil auf die Technologien zurückzuführen waren, die es Wissenschaftlern ermöglichten, verschiedene Viren oder Bakterien zu isolieren und zwischen ihnen zu unterscheiden. Dadurch konnten Wissenschaftler beispielsweise Masern von Pocken unterscheiden – eine Entdeckung, die erst 1900 der persische Wissenschaftler Rhazes machte.

In der zweiten Hälfte des Jahrhunderts wurde der Umfang der Impfstoffforschung mit dem Aufkommen der Genomforschung und Techniken der nächsten Generation wie Gen-Slicing und der Profilierung der DNA-Sequenzierung weiter ausgeweitet.

Zu den wichtigsten Errungenschaften im Bereich der Impfstoffe Anfang bis Mitte des 20. Jahrhunderts gehören:

• Der erste Diphtherie-Impfstoff wurde 1913 durch die Arbeit von Emil Adolf von Behring (aus Deutschland), William Hallock Park (aus den Vereinigten Staaten) und anderen Wissenschaftlern entwickelt.
• Die ersten Ganzzellimpfstoffe gegen Pertussis (Keuchhusten) wurden 1914 entwickelt, obwohl es noch mehrere Jahrzehnte dauern wird, bis sie weit verbreitet sind.
• Der erste erfolgreiche Tetanus-Impfstoff wurde 1927 auf der Grundlage von Forschungen von Behrings aus den 1890er Jahren entwickelt.
• Max Theiler entwickelt 1936 den ersten Gelbfieberimpfstoff.
• Der erste Influenza-Impfstoff wurde 1945 zur Verwendung zugelassen. Die Wissenschaftler Thomas Francis Jr. und Jonas Salk gehörten zu den Wissenschaftlern, die die Entwicklung dieses inaktivierten Ganzvirus-Impfstoffs anführten.
• Einzelne Diphtherie-, Tetanus- und Pertussis-Impfstoffe werden 1948 in einem einzigen DTP-Impfstoff kombiniert. Es ist das erste Mal, dass Impfstoffe kombiniert werden, um die Impflast bei Kindern und Erwachsenen zu verringern.
• Salk entwickelt 1955 den inaktivierten Polio-Impfstoff (IPV).
• Ein von Albert Sabin entwickelter oraler Polio-Lebendimpfstoff (OPV) ersetzt 1962 den Salk-Impfstoff.
• Der erste abgeschwächte Lebendimpfstoff gegen Masern wurde 1963 von John Enders entwickelt, von dem in den nächsten 12 Jahren 19 Millionen Dosen verteilt werden.
• 1967 wird von Maurice Hilleman der Mumps-Impfstoff entwickelt, von dem innerhalb der nächsten fünf Jahre 11 Millionen Dosen verteilt werden.
• Maurice Hilleman leitet auch die Entwicklung des Röteln-Impfstoffs (deutsche Masern), der 1969 zur Verwendung zugelassen wurde.
• Der kombinierte Masern-Mumps-Röteln-Impfstoff (MMR) wird 1971 zur Verwendung zugelassen.
• Pneumovax, der erste Pneumokokken-Impfstoff zum Schutz vor bestimmten Arten von PneumokokkenStreptococcus pneumoniaewird 1971 zugelassen. Es wird auch heute noch bei Hochrisikokindern eingesetzt.
• Im Jahr 1980 erklärte die Weltgesundheitsversammlung die Pocken als erste Krankheit für ausgerottet. Der letzte Fall betraf 1977 einen somalischen Mann mit einer sehr milden Form der Krankheit.

Von 1980 bis 2000

Mit der Ausrottung der Pocken im Jahr 1980 wollten Wissenschaftler dasselbe bei einer Vielzahl anderer Krankheiten erreichen. Bei dieser Suche halfen ihnen schnelle Fortschritte in der Technologie, die es den Forschern ermöglichten, die Mechanismen, die eine Immunantwort auslösen, genau zu untersuchen – bis hin zur genetischen Sequenz einer Zelle.

Zu den Errungenschaften der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gehören:

• Menomune, der erste Meningokokken-Impfstoff, wurde 1981 zur Verwendung zugelassen und entwickelte sich schnell zum Standard für die Vorsorge bei Hochrisikokindern, bis er 2005 durch Menactra ersetzt wurde.
• Ein Hepatitis-B-Impfstoff wird 1981 zugelassen und ist der erste Subunit-Impfstoff, der nur mit einem Teil des Hepatitis-B-Virus eine schützende Immunantwort auslöst.
• Der erste rekombinante Hepatitis-B-Impfstoff namens Recombivax HB wurde 1986 zugelassen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Impfstoffen, bei denen ein lebender oder getöteter Organismus zur Auslösung einer Immunantwort eingesetzt wird, schleusen rekombinante Impfstoffe DNA in Zellen ein, um Anweisungen zum Aufbau krankheitsspezifischer Antikörper zu kodieren.
• Der erste Impfstoff gegen Haemophilus influenza Typ B (Hib) ist zur Verwendung zugelassen. Er wird als Konjugatimpfstoff klassifiziert, der zwei verschiedene Antigene (in diesem Fall inaktiviertes Hib mit Proteinen eines anderen infektiösen Bakteriums) kombiniert, um eine robustere Immunantwort auszulösen.
• Um die Ausrottung der Masern zu beschleunigen, wird 1989 eine Auffrischungsdosis MMR für Kinder empfohlen, die in Landkreisen leben, in denen es mindestens fünf Masernfälle gibt.
• 1993 wird der erste quadrivalente (Vier-in-Eins) Kombinationsimpfstoff namens Tetramune zugelassen, der die DTP- und Hib-Impfstoffe kombiniert. Nachfolgende Kombinationen umfassen Pediarix (DTaP, Polio, Hepatitis B) im Jahr 2004, ProQuad (MMR, Varizellen) im Jahr 2006, Pentacel (DTaP, Polio, Hib) im Jahr 2008, Kinrix (DTaP, Polio) im Jahr 2008 und Vaxelis (DTaP, Polio, Hepatitis B, Hib) im Jahr 2008 2018.
• Virenbeseitigung:Im Jahr 1994 erklärten die Weltgesundheitsorganisation (WHO) und die Centers for Disease Control and Prevention (CDC), dass Polio in der westlichen Hemisphäre ausgerottet sei.
• Der erste Varizellen-(Windpocken-)Impfstoff namens Varivax wurde 1995 in den Vereinigten Staaten zur Verwendung zugelassen (obwohl in Japan und Korea bereits 1988 mit der Impfung gegen die Krankheit begonnen wurde).
• Der erste Hepatitis-A-Impfstoff namens VAQTA wurde 1996 zur Verwendung zugelassen.
• Im Jahr 1996 wird die Salk-Polioimpfung aufgrund des geringen Risikos einer impfassoziierten paralytischen Poliomyelitis (VAPP) im Zusammenhang mit der oralen Polioimpfung erneut empfohlen.
• Eine sicherere Version von DTP namens DTaP wurde 1997 zur Verwendung zugelassen. Anstatt das gesamte Pertussis-Bakterium zu verwenden, nutzt DTaP eine Untereinheit von Pertussis, die azelluläre Pertussis genannt wird.
• LYMErix, ein Impfstoff gegen Lyme-Borreliose, wurde 1998 zur Verwendung zugelassen (obwohl er 2002 aufgrund rückläufiger Umsätze und Befürchtungen vor unerwünschten Nebenwirkungen eingestellt wurde).
• Im Jahr 2000 wurden die Masern in den Vereinigten Staaten für ausgerottet erklärt.

21. Jahrhundert

Bisher war das 21. Jahrhundert von Gegensätzen geprägt. Einerseits ist die Impfstoffentwicklung rasant in die Höhe geschnellt, da es immer mehr Impfstoffplattformen gibt, auf denen man aufbauen kann. Andererseits hat die Ablehnung von Impfungen durch viele Bürger dazu geführt, dass einst ausgerottete Krankheiten wieder aufflammen.

Zu den Errungenschaften des frühen 21. Jahrhunderts gehören:

• FluMist, der intranasale Grippeimpfstoff, wurde 2003 zugelassen. Im Gegensatz zu Grippeschutzimpfungen mit inaktivierten Viren handelt es sich bei FluMist um ein lebendes, abgeschwächtes Virus.
• Endemische Röteln gelten in den Vereinigten Staaten seit 2004 als ausgerottet.
• Der Tdap-Impfstoff wurde 2006 zur Verwendung zugelassen. Obwohl er vor den gleichen Krankheiten wie DTaP schützt, wird er hauptsächlich als Booster zur Aufrechterhaltung der Immunität bei älteren Erwachsenen eingesetzt. Die Pneumokokken-Impfung ist ein weiterer Fall, bei dem Auffrischimpfungen für Erwachsene ab 65 Jahren empfohlen werden.
• Gardasil, der erste Impfstoff zum Schutz vor dem humanen Papillomavirus (HPV), wurde 2006 zugelassen. Es folgten Cervarix (2016 eingestellt) und Gardasil-9 (eine verbesserte Version, die 2014 das ursprüngliche Gardasil ersetzte).
• Im Jahr 2011 wurde der Grippeimpfstoff Fluzone High-Dose für die Anwendung bei älteren Erwachsenen zugelassen, die tendenziell weniger stark auf herkömmliche Grippeschutzimpfungen reagieren und mit größerer Wahrscheinlichkeit schwere Grippekomplikationen erleiden.
• Zostavax, ein abgeschwächter Lebendimpfstoff, der vor Herpes Zoster (Gürtelrose) schützt, wurde 2011 zur Verwendung zugelassen. Er gilt bis zur Einführung eines sichereren und wirksameren inaktivierten Impfstoffs namens Shingrix im Jahr 2017 als Standard der Vorsorge. (Zostavax wurde im November 2020 vom Hersteller freiwillig eingestellt und ist in den USA nicht mehr erhältlich.)
• Mit dem Auftreten virulenterer Grippestämme und dem Rückgang der Impfstoffwirksamkeitsraten werden quadrivalente Grippeimpfstoffe im Jahr 2013 zum Standard der Vorsorge.
• Trumenba, der erste Impfstoff zum Schutz vor Meningokokken-Erkrankungen der Serogruppe B, wurde 2014 zur Verwendung zugelassen. Bei Verwendung mit Impfstoffen, die vor den Serogruppen A, C, W und Y schützen, kann Trumenba potenziell lebensbedrohliche Komplikationen in Hochrisikogruppen verhindern – insbesondere bei Meningitis-Ausbrüchen an Hochschulen und Universitäten.
• Fluad ist der erste adjuvantierte Grippeimpfstoff, der ausschließlich bei Erwachsenen ab 65 Jahren eingesetzt wird. Es wurde 2015 zur Verwendung zugelassen und enthält keine weiteren Antigene wie Flublock High-Dose. Es handelt sich vielmehr um eine nicht antigene Substanz – ein sogenanntes Adjuvans –, das die allgemeine Immunantwort auf den Grippeimpfstoff verstärkt.
• Im Dezember 2020 war der Pfizer/BioNTech-COVID-19-Impfstoff der erste Impfstoff, der von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) eine Notfallzulassung (EUA) zur Vorbeugung von COVID-19 erhalten hat. Es ist auch der erste Impfstoff, der erfolgreich auf einer Messenger-RNA-Plattform (mRNA) basiert.
• Ebenfalls im Dezember 2020 war der Moderna-COVID-19-Impfstoff – ebenfalls ein mRNA-Impfstoff – der zweite Impfstoff, dem der EUA-Status verliehen wurde.
• Im Juli 2022 wurde dem Novavax COVID-19-Impfstoff der EUA-Status verliehen. Es ist der erste proteinbasierte Untereinheiten-Impfstoff gegen COVID-19, der in den Vereinigten Staaten zugelassen wurde. Es wird mit einem Adjuvans kombiniert, um die Immunantwort auf den Impfstoff zu verstärken.
• Im Juni 2022 wurden alle drei Impfstoffe von der FDA zur Verwendung zugelassen und sind für alle ab 6 Monaten verfügbar.

Trotz der zunehmenden Sicherheit und Wirksamkeit von Impfstoffen hat die wachsende Impfgegnerschaft in den Vereinigten Staaten zu einem Rückgang der Impfraten und zum Wiederauftreten von Krankheiten geführt, die einst als ausgerottet galten.

Im Jahr 2019 führte ein Masernausbruch in 22 Bundesstaaten zu 1.281 bestätigten Fällen – ein alarmierender Rückgang gegenüber dem Jahr 2000, als die Krankheit in den Vereinigten Staaten offiziell für ausgerottet erklärt wurde.

Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens befürchten, dass das Gleiche auch bei anderen Krankheiten passieren könnte, von denen man glaubt, dass sie ausgerottet sind.

Zusammenfassung

Seit der Erfindung des ersten Impfstoffs im Jahr 1796 haben Impfstoffe den Lauf der Menschheitsgeschichte verändert, indem sie die durch Infektionskrankheiten verursachten Behinderungen und Todesfälle drastisch reduziert haben.

Impfstoffe wirken. Trotz Verschwörungstheorien und gegenteiliger Behauptungen überwiegen die Vorteile der empfohlenen Impfstoffe die Risiken bei weitem.

Wie uns die COVID-19-Pandemie deutlich vor Augen führt, schützen Impfstoffe nicht nur den Einzelnen vor schweren Erkrankungen und dem Tod, sondern sie schützen die Bevölkerung insgesamt, indem sie die Ausbreitung von Infektionen verhindern.