Wie werden Impfstoffe entwickelt und wie wirken sie?

ByDr. J. K. Hartmann

Impfstoffe spielen seit mehr als einem Jahrhundert eine wichtige Rolle in der öffentlichen Gesundheit. Und das aus gutem Grund: Impfstoffe retten jedes Jahr Millionen von Menschenleben vor tödlichen Krankheiten, die durch Viren oder Bakterien verursacht werden.

„Krankheiten wie Pocken und Polio, die vor ein oder zwei Jahrhunderten tödlich waren, sind heute kaum mehr in unserem Bewusstsein zu sehen“, bemerkt der Lungenarzt Daniel Culver, DO.

Während der COVID-19-Pandemie erlebte die Welt, wie die Impfstoffentwicklung in beispiellosem Tempo voranschritt – ein Prozess, der sowohl Hoffnung als auch Debatten auslöste. Und es gibt immer noch viel Verwirrung und Debatte über Impfstoffe.

Dr. Culver spricht nicht nur mit Ihren Ärzten darüber, was diese Ihnen empfehlen, sondern erklärt Ihnen auch, was Sie über die Entwicklung und Wirkungsweise von Impfstoffen wissen sollten.

Wie funktionieren Impfstoffe?

Jeden Tag stoßen Sie auf Tausende von Keimen. Während Ihr Immunsystem die meisten von ihnen alleine bekämpfen kann, helfen Impfstoffe dabei, die krankheitserregenden Erreger (Krankheitserreger) zu bekämpfen, mit denen es nicht umgehen kann.

Woraus bestehen Impfstoffe?

Die schnelle Antwort? Krankheitserreger. Impfstoffe machen Ihr Immunsystem – das Antikörper produziert, um Ihren Körper gegen schädliche Eindringlinge zu verteidigen – mit einem bestimmten Krankheitserreger vertraut, sodass es weiß, was zu tun ist, wenn Sie sich in Zukunft mit diesem Krankheitserreger infizieren.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Impfstoffe diese Aktivierung Ihres Immunsystems erreichen können, sagt Dr. Culver. Sie enthalten entweder:

  • Eine abgeschwächte (attenuierte) Form eines Krankheitserregers
  • Eine inaktivierte Form eines Krankheitserregers
  • Bestimmte Teile des Erregers, wie seine Proteine
  • Ein abgeschwächtes, vom Krankheitserreger produziertes Toxin

Impfstoffbestandteile können auch Adjuvantien enthalten, die die Immunantwort Ihres Körpers auf den Impfstoff stärken, sowie Stabilisatoren, die dafür sorgen, dass die Wirkstoffe nach der Herstellung des Impfstoffs wirken.

Es ist wichtig zu beachten, dass Impfstoffe Sie nicht durch den Krankheitserreger erkranken, vor dem sie Sie schützen sollen. Vielmehr üben sie Ihr Immunsystem darin, eine schwächere, inaktivierte oder teilweise Version des Krankheitserregers zu beseitigen.

In sehr seltenen Fällen können Impfungen schwere körperliche Reaktionen hervorrufen, in der Regel sind diese jedoch mild – wie z. B. Schmerzen an der Injektionsstelle, leichtes Fieber oder Schmerzen.

„Das bedeutet wirklich, dass das Immunsystem wachsam ist und auf den Impfstoff aufmerksam wird“, erklärt Dr. Culver.

In manchen Fällen, wie zum Beispiel beim MMR-Impfstoff, benötigen Sie mehr als eine Impfdosis, um eine starke Immunität aufzubauen. Bei anderen Impfungen wie der Tetanusimpfung lässt Ihre Immunität mit der Zeit nach und Sie benötigen gelegentlich „Auffrischungsimpfungen“.

Im Falle des Grippeimpfstoffs verschieben sich die Hauptziele der Immunantwort von Jahr zu Jahr leicht, je nachdem, welche Grippevirusstämme in dem betreffenden Jahr am häufigsten im Umlauf sind, sodass Sie jedes Jahr einen Impfstoff benötigen.

Wie Impfungen Sie (und andere) schützen

Die meisten Impfungen verhindern nicht, dass Sie sich mit einem bestimmten Krankheitserreger infizieren. Vielmehr ermöglichen sie Ihrem Körper, die Infektion zu stoppen, bevor Sie krank werden, oder sie verhindern, dass Sie im Falle einer Infektion ernsthaft erkranken.

Studien zeigen, dass die Grippeschutzimpfung das Risiko, an Grippe zu erkranken, um 40 bis 60 % senkt. Das scheint vielleicht nicht viel zu sein, aber Studien gehen auch davon aus, dass die Wahrscheinlichkeit, mit einer Grippeimpfung auf die Intensivstation eingeliefert zu werden, um 82 % geringer ist als bei jemandem, der nicht geimpft ist.

Dies hilft Ihnen und Ihren Mitmenschen, einschließlich Menschen in Ihrer Gemeinde, die aufgrund schwerer Allergien oder einer Erkrankung, die ihr Immunsystem schwächt, nicht geimpft werden können. Krankheitserreger können sich schnell von Mensch zu Mensch übertragen. Wenn viele Menschen in einer Gemeinde geimpft sind, kann sich der Erreger nicht so leicht verbreiten.

„Wenn mehr Menschen in einer Gemeinschaft geschützt sind, breiten sich Infektionen weniger leicht aus – und die Ausbrüche sind weniger schwerwiegend“, erklärt Dr. Culver.

Welche Impfstoffe brauchen wir?

In den USA empfehlen Experten die Impfung von Kindern gegen:

  • Hepatitis B
  • Diphtherie, Tetanus und Pertussis (Keuchhusten)
  • Haemophilus influenza Typ B
  • Polio
  • Pneumokokken-Bakterien
  • Rotavirus
  • Grippe
  • Windpocken
  • Hepatitis A
  • Masern, Mumps und Röteln
  • Meningokokken-Erkrankung
  • Humane Papillomviren

Als Erwachsener empfehlen Experten, sich routinemäßig impfen zu lassen gegen:

  • COVID 19
  • Grippe
  • Diphtherie, Tetanus und Pertussis (Keuchhusten)

Auch Erwachsene im Alter von 50 bis 64 Jahren sollten sich gegen Gürtelrose impfen lassen.

Dr. Culver sagt, Sie sollten mit Ihrem Arzt darüber sprechen, welche Impfstoffe für Sie empfohlen werden. Sie freuen sich über Ihre Fragen und möchten sicherstellen, dass Sie sich bei Ihrer Entscheidung sicher fühlen.

Wie werden Impfstoffe entwickelt?

Wie Medikamente durchlaufen auch Impfstoffe einen langen Forschungs-, Entwicklungs- und Zulassungsprozess, bevor sie der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden.

„Der übliche Zeitrahmen für die Entwicklung von Impfungen beträgt sicherlich mehr als 10 Jahre und wahrscheinlich eher 15 oder 20 Jahre“, sagt Dr. Culver.

Explorative und präklinische Forschung

Die Entwicklung und Prüfung von Impfstoffen beginnt in einem Labor, in dem Wissenschaftler daran arbeiten, einen Krankheitserreger zu verstehen und herauszufinden, wie sie das Immunsystem dazu veranlassen können, Antikörper dagegen zu produzieren. Wenn sie eine Substanz identifizieren, von der sie glauben, dass sie wirken könnte (ein Antigen), testen sie sie zunächst in Zellkulturen und dann an Tieren.

In den USA muss der Sponsor eines neuen Impfstoffs einen Antrag bei der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) einreichen, bevor er mit der Erprobung am Menschen beginnen kann.

Klinische Studien

Impfstoffentwickler müssen einen dreistufigen klinischen Studienprozess absolvieren, um zu zeigen, dass ihr Produkt sicher und wirksam ist, bevor es zugelassen werden kann. Dazu gehört:

  • Phase 1.Eine kleine Anzahl von Menschen (in der Regel gesunde Menschen) erhält den Impfstoff. Der Zweck einer Phase-1-Studie besteht darin, herauszufinden, ob und wie der Impfstoff beim Menschen eine Immunantwort auslöst und ob er potenziell gefährliche Nebenwirkungen verursacht.
  • Phase 2.Der Impfstoff wird mehr Menschen (mindestens mehreren Hundert) unterschiedlichen Alters und Gesundheitszustands verabreicht. Mithilfe von Phase-2-Studien können Forscher die Sicherheit und Wirksamkeit des Impfstoffs besser beurteilen und die ideale Dosierung ermitteln.
  • Phase 3.Hunderte oder Tausende Menschen erhalten den Impfstoff und seine Sicherheit und Wirksamkeit werden über einen längeren Zeitraum überwacht.

Regulatorische Überprüfung

Auch in den USA muss die FDA einen neuen Impfstoff genehmigen, bevor er der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden kann.

„Die Aufsichtsbehörden prüfen alle Sicherheits- und Wirksamkeitsdaten aus Laborstudien und klinischen Studien und entscheiden dann, ob es sich um ein Produkt handelt, das tatsächlich für die Bevölkerung hilfreich ist“, bemerkt Dr. Culver.

Sobald der Impfstoff zugelassen ist, muss er hergestellt und vertrieben werden, was ein komplexer und zeitaufwändiger Prozess ist. Aber nicht viele Impfstoffe schaffen es tatsächlich so weit.

„Impfstoffe sind sehr schwer zu entwickeln“, fügt er hinzu. „Manchmal sehen sie in Studien der frühen Phase sehr gut aus, erweisen sich dann aber in Phase-3-Studien als nicht wirksam.“

Wenn ein Impfstoff zugelassen wird, überwachen Aufsichtsbehörden und Pharmaunternehmen weiterhin seine Sicherheit und Wirksamkeit, da immer mehr Menschen ihn einnehmen.

Kürzlich entwickelte Impfstoffe

Wir sind vielleicht alle daran gewöhnt, uns gegen Grippe impfen zu lassen oder unsere Kinder gegen Windpocken impfen zu lassen, aber neuere Impfstoffe wie COVID-19 und RSV wurden kürzlich entwickelt und von der FDA zugelassen.

Covid-19 Impfung

Während die Entwicklung der COVID-Impfstoffe ungewöhnlich schnell voranschritt, sagten Hersteller und Aufsichtsbehörden, sie hätten Maßnahmen kombiniert, um Zeit zu sparen, anstatt sie zu eliminieren. Dieser beschleunigte Zeitplan bleibt ein Diskussionspunkt unter medizinischen Experten und der Öffentlichkeit.

Das bedeutet nicht zwangsläufig, dass wichtige Schritte auf dem Weg übersprungen wurden. Die FDA erteilte den Herstellern eine Emergency Use Authorization (EAU), was zur Beschleunigung des Prozesses beitrug.

„Der Prozess der Entwicklung dieser Impfstoffe wurde sehr streng durchgeführt“, sagt er. „Viele dieser Stufen wurden einfach zusammengeklappt, sodass sie sich nicht überlappten.“

RSV-Impfstoff

Während Sie vielleicht gedacht haben, dass das Respiratory Syncytial Virus (RSV) nur bei Säuglingen und Kindern vorkommt, kann sich jeder mit RSV infizieren.

Im Mai 2023 genehmigte die FDA einen RSV-Impfstoff zur Einzelimpfung bei Erwachsenen ab 60 Jahren mit dem Ziel, ihn im Herbst 2023 auf den Markt zu bringen.

Eine Studie zeigt, dass der Impfstoff zu 83 % wirksam ist, um eine Erkrankung der unteren Atemwege zu verhindern, während Daten zeigen, dass der Impfstoff zu 94 % wirksam ist, um schwere Erkrankungen zu verhindern, die dazu führen könnten, dass zusätzlicher Sauerstoff oder ein Beatmungsgerät erforderlich ist.

„Ältere Erwachsene entwickeln manchmal schwere RSV-Komplikationen. Der kürzlich zugelassene Impfstoff verringerte deutlich die Wahrscheinlichkeit, dass RSV-Symptome in der Lunge auftreten oder schwere Komplikationen einer RSV-Infektion wie Lungenentzündung oder Krankenhausaufenthalt auftreten“, sagt Dr. Culver. „Dies ist ein weiterer Schritt vorwärts beim umfassenderen Schutz älterer Erwachsener vor Viruserkrankungen, die zum Tod führen können.“

Auch ein RSV-Impfstoff ist für die Anwendung in der Schwangerschaft zugelassen, ebenso wie eine RSV-Impfung für Babys.

Insgesamt sind Impfungen für unsere Gesundheit und Sicherheit von entscheidender Bedeutung. Und wenn Sie verstehen, wie Impfstoffe entwickelt werden und wie sie wirken, können Sie Fakten von Fehlinformationen unterscheiden.

„Impfstoffe waren ein wichtiges Instrument zur Reduzierung von Infektionskrankheiten“, erklärt Dr. Culver. „Aber wie bei allen medizinischen Entscheidungen müssen die Menschen die Vorteile und Risiken mit ihrem Gesundheitsdienstleister abwägen.“