Wie sicher ist der Corona-Impfstoff?

Impfstoffe auf mRNA-Basis sind damit seit 2020 erstmals zugelassen worden. In Zukunft könnten sie häufiger zum Einsatz kommen, da viele Gründe für ihren Einsatz sprechen. 

Sie lassen sich etwa relativ schnell herstellen und es wird nur eine geringe Dosis gebraucht. Bei Mutationen können die Hersteller sie binnen Wochen an neue Virusvarianten anpassen und herstellen – Vorgänge, die etwa bei den herkömmlichen Grippeimpfungen mehrere Monate dauert und die Effektivität womöglich schmälert.  

Als Nachteil gilt bislang, dass sie bei niedrigeren Temperaturen gekühlt werden müssen, um stabil zu bleiben und ansonsten nicht lange haltbar sind. Das macht sie für den Einsatz in Entwicklungsländern ungeeignet, weil die Kühlkette dort vermutlich oftmals nicht garantiert werden kann. 

Die häufigsten Fragen zu mRNA-Impfstoffen und anderen erklären wir weiter unten, nämlich: 

• Ist mRNA gefährlich? 
• Wie wirksam ist der Impfstoff? 
• Wie wurde er so schnell entwickelt? 
• Welche Impfreaktionen gibt es? 
• Was wissen wir über Langzeitschäden? 
• Was ist in den Impfungen enthalten? 

Die WHO fordert von einem Impfstoff, dass er mindestens sechs Monate, optimal ein Jahr und länger vor Covid-19 schützt. Die Immunantwort auf eine natürliche Infektion mit dem Coronavirus scheint einen langfristigen Schutz zu bieten. Auch nach neun Monaten zeigten viele Probanden in Studien noch hohe Konzentrationen der wichtigen Immunzellen. Doch es gab von Patient zu Patient auch deutliche Abweichungen. 

Als positives Zeichen gilt derzeit, dass die Impfungen meist höhere Antikörper-Titer erzeugen als sie nach einer durchgestandenen Corona-Infektion vorliegen. Da der Impfschutz unter anderem von gewissen Konzentrationen abhängt, könnte der Impfschutz sogar länger andauern. Bislang liegen dazu allerdings nur Modellrechnungen vor, die etwa die tatsächliche Abnahme der Antikörper-Titer über Wochen oder Monate über längere Zeiträume simulieren.  

Antikörper alleine scheinen nicht zu reichen 

Hinzu kommt, dass es bei Menschen ohne Symptome nicht (nur) die neutralisierenden und spezifischen Antikörper waren, die einen schweren Krankheitsverlauf verhindert haben, sondern vermutlich die sogenannten T-Zellen. Sie reagieren schon bevor das Immunsystem Antikörper bildet.   

Experten gehen davon aus, dass die derzeitigen Impfstoffe sowohl die Antikörper- als auch eine T-Zell-Antwort verstärken können. Bislang ist allerdings unklar, wie lange diese Abwehrbarriere effektiv ist.  

Mutationen spielen eine Rolle 

Wie lange die Wirksamkeit der Impfung erhalten bleibt, hängt auch mit neuen Virusvarianten und den dortigen Mutationen zusammen. Ähnlich wie bei saisonalen Grippeviren können neue Virusvarianten die bestehende Immunabwehr teilweise umgehen. 

Erste Studien mit neueren Virusvarianten aus Südafrika beispielsweise, dass nicht alle Antikörper nach einer Impfung oder Infektion gegen das Virus aktiv werden. Ebenso scheinen auch die wichtigen T-Killerzellen weniger effektiv zu sein. 

Wie gut die Impfungen gegen die Virusvarianten schützen, erklären wir hier. 

Ob man nach einer Infektion immun ist, das erklären wir hier. 

1. mRNA-Impfstoffe

Ein häufiges Missverständnis ist, die mRNA würde in das menschliche Erbgut eingebaut oder könne menschliches Erbgut verändern. Das ist in unseren Zellen aber schlicht nicht möglich. Die mRNA gelangt lediglich in die Zelle und wird dort abgelesen. Danach wird sie abgebaut.  

Wenn mRNA in DNA in menschlichen Zellen umgebaut werden könnte, müsste das häufig passieren. Denn mRNA befindet sich ständig in jeder Zelle, und zwar zahlreich. Das Erbgut wäre ziemlich schnell kaputt, würde sich mRNA ständig in den Zellkern und das Erbgut einschleichen. 

Für bestimmte Fälle gibt es eine Ausnahme 

Um RNA in das menschliche Erbgut einzubauen, müsste man einen wesentlich höheren Aufwand betreiben – unter anderem müsste man sie erst mal in DNA umwandeln, denn ein wichtiger Baustein unterscheidet sich. Das können unsere Zellen aber nicht. Denn die entscheidenden Enzyme haben nur manche Viren: Retroviren, wie HIV – die haben ein besonderes Enzym, die reverse Transkriptase. Und die kann tatsächlich RNA in DNA umwandeln.  

Aber Achtung, jetzt wird’s kompliziert: Selbst, wenn bei einem Menschen mit HIV rein zufällig das HI-Virus und der Impfstoff in derselben Zelle sind, ist die Antwort: Nein, mRNA kann trotzdem nicht in DNA umgewandelt werden.  

Zwei Gründe: 

1. Das liegt daran, dass das Enzym der reversen Transkriptase bestimmte Startsequenzen auf einem RNA-Strang braucht, um seine Arbeit zu verrichten. Diese ist in der Impfstoff-mRNA aber nicht enthalten.  
2. Es gibt unterschiedliche Formen von RNA. mRNA ist für die sogenannte Translation gedacht, die Übersetzung zu Proteinen – ausschließlich durch das Ribosom. 

2. Vektorimpfstoffe mit DNA-Viren

Wie auch bei den mRNA-Impfstoffen gilt nach allgemeiner Expertise für Vektorimpfungen, die mit DNA-Viren arbeiten: Die DNA wird nicht ins menschliche Genom integriert. Zwar gelangt die Vektor-DNA hier tatsächlich in den Zellkern, um dort in mRNA umgeschrieben zu werden. Es sprechen aber mehrere Gründe gegen eine Integration in das Zellgenom: 

• Es fehlen die nötigen Enzyme, etwa die Integrase. Nur sogenannte Retroviren oder Retrotransposons verfügen darüber. Hinzu kommt: Auch bei den natürlichen Formen der Adenoviren, die hier als Viren-Taxi fungieren, gehen Forscher nicht von einer (relevanten) Integration des viralen Erbguts ins menschliche Genom. 
• Adenoviren, wie sie derzeit als Vektorviren im Einsatz sind, gehören zu einer breiten Klasse an bekannten und häufigen Erkältungsviren. Auch nach einer natürlichen Infektion sind keine ungewöhnlichen (Langzeit-)Schäden bekannt, die nun durch die Impfung entstehen sollten. 
• Impfungen mit adenoviralem Vektor kommen seit Jahren bereits gegen Ebola zum Einsatz und haben dort bislang keine Auffälligkeiten gezeigt. 
• Die Immunreaktion ist wie bereits oben gezeigt zweigeteilt. Infizierte Zellen werden vom Immunsystem erkannt und von T-Killerzellen zerstört – und damit auch die Fremd-DNA. 

Allerdings gibt es gute Gründe dafür, dass trotz Rekordtempo keine Sicherheitsabstriche gemacht werden mussten – das könnte Hoffnung machen, dass es auch in Zukunft schneller gelingt.

So wird ein Impfstoff entwickelt

Bevor ein Impfstoff auf den Markt kommt, muss er eine mehrstufige Testphase durchlaufen. Die Forschenden müssen nachweisen können, ob die Impfstoffkandidaten sicher und wirksam sind. In der Vergangenheit hat dieser Vorgang viele Jahre gedauert.

Der Vergleich mit den bisherigen Impfprojekten wird zwar häufig herangezogen, hinkt aber. Die notwendigen Phasen der Impfstoffentwicklung gelten auch während einer Pandemie – und trotzdem war vieles anders. Man könnte die Frage auch andersrum stellen: Warum dauert es denn sonst immer so verdammt lange?

Was Impfstoffprojekte normalerweise am meisten aufhält:

• Startschwierigkeiten
• Finanzierungsprobleme
• bürokratische Hürden
• einzelne klinische Studien
• wenig Probanden und wenig Infektionen
• mutationsfreudige Viren

Bei der Entwicklung eines Corona-Impfstoffs ist die Situation aber eine andere:

Weniger Startschwierigkeiten

Bei neu auftretenden Infektionskrankheiten müssen Forschende erst einmal das ursächliche Virus untersuchen. Sie suchen nach der Angriffsstelle für das Immunsystem und damit dem Antigen, mit dem man den Körper auf die Virusabwehr trainieren kann. Anschließend (immerhin nach durchschnittlich zwei bis fünf Jahren) geht man damit in erste Tests. Diese Suche konnte man sich dieses Mal komplett sparen.

Im Fall von SARS-CoV-2 mussten die Forschenden nämlich nicht bei null anfangen. Schon früh war klar, dass das Virus ein SARS-ähnliches Coronavirus ist. Eine vollständige Gensequenzierung, die heute Standard ist, brachte über Nacht das Ergebnis: Das jetzige Virus stimmt in rund 80 Prozent und in vielen Eigenschaften mit den bekannten SARS- und MERS-Viren überein. 

An diesen Viren, und damit auch am Spike-Protein, forschten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen schon seit 2002 und 2012. Auch Impfstoffe dagegen wurden getestet, doch die Forschung gerieten in eine Sackgasse, schließlich waren die beiden Ausbrüche schon Jahre vorbei – und damit auch kein Geld mehr in Sicht. Trotzdem: Das Spike-Protein sowie eine Bindungsdomäne des Virus waren sofort als mögliche Impfstoff-Kandidaten ausgemacht.

Keine Finanzierungsprobleme

Üblicherweise sind Forschungsprojekte für Pharmaunternehmen ein großes finanzielles Risiko. Nur die wenigsten Kandidaten werden am Ende erfolgreich zugelassen. In jeder Studienphase könnte der Kandidat scheitern.

Aus diesen Gründen wird nach jeder Testphase ganz nüchtern geschaut, wie viel Geld investiert werden muss – und ob sich das für die Unternehmen finanziell noch lohnt. Insbesondere wenn der Impfstoff angepasst und Studien wiederholt werden müssten.

Jetzt aber haben die Staaten finanzielle Hilfen geleistet, in Deutschland etwa 750 Millionen Euro für die Unternehmen BioNTech, CureVac oder IDT Biologika in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF). Andere Hersteller haben angesichts der Pandemie alle finanziellen Risiken in Kauf genommen und der Forschung absolute Priorität zugeordnet.

Die Unternehmen hatten so auch die finanzielle Möglichkeit, mehrere Studien parallel durchzuführen.

Weniger bürokratische Hürden

Die Unternehmen und Forschenden müssen ausführliche Studienprotokolle für die Tests erstellen, die Beobachtung und medizinische Betreuung der Probanden garantieren und festlegen, wie sie Sicherheit und Wirksamkeit nachweisen wollen.

Die WHO hat sowohl mit unabhängigen Gremien und in Zusammenarbeit mit führenden Herstellern geeignete Studienprotokolle entwickelt, um Verzögerungen oder Nachbesserungen zu vermeiden.

In diesem Jahr wurden verschiedene Studienphasen auch kombiniert, sodass von einer Phase-I- direkt in eine Phase-II-Studie übergegangen werden kann. Auch dieser Vorgang spart Zeit im Vergleich zu separaten Studien.

Die Studienergebnisse werden von den Zulassungsbehörden erst im Nachhinein kontrolliert und freigegeben. Während dieser Prüfung vergeht Zeit – zum Teil bis zu zwei Jahre.

In Europa haben die Unternehmen bei der Europäischen Arzneimittel-Agentur (EMA) in diesem Jahr schon von Beginn an ständig Ergebnisse übermittelt. Die Prüfung lief parallel. Tatsächlich konnten die Unternehmen so schnell von einer Studienphase in die nächste übergehen, während sonst mehrere Monate Leerlauf herrschte.

Hohes Infektionsgeschehen führt zu schnelleren Ergebnissen

Die Wirksamkeit eines Impfstoffs misst sich daran, wie viele Menschen sich in den unterschiedlichen Testgruppen infizieren. Eine Gruppe bekommt den Impfstoff, die Kontrollgruppe ein Placebo (meist eine Kochsalzlösung). Infizieren sich viel mehr Menschen in der Placebo-Gruppe als in der Impfgruppe, spricht das für die Wirksamkeit des Impfstoffs.

Wie viele Menschen sich aber während der Studie infizieren, das hat etwas mit der Verbreitung der Krankheit zu tun. Für Impfstoff-Studien ist es also optimal, wenn sich das Virus stark ausbreitet – so stecken sich schnell mehr Menschen an, man hat schneller Ergebnisse. Während der Pandemie haben die Hersteller ihre Probanden daher aus vielen Ländern rekrutiert, in denen viele Fälle auftreten – etwa in Brasilien, wo sich während der Sommermonate deutlich mehr Menschen infizierten als in Deutschland.

Geringe Mutation von Sars-CoV-2

Es gibt Viren, die so schnell mutieren, dass es trotz jahrzehntelanger Forschung nicht gelungen ist, eine Impfung gegen sie zu entwickeln. Das prominenteste Beispiel ist das AIDS-Virus.

Gegen die jährlichen Influenza-Viren braucht es ebenfalls ständig neu angepasste Impfstoffe. Für SARS-CoV-2 nimmt man derzeit weiterhin an, dass es nicht derart schnell und auch nicht zwangsläufig an den relevanten Stellen im Erbgut mutiert, als dass es die derzeitigen Impfstoffkandidaten umgehen kann.

Trotzdem: Mutationen gehören dazu. Mehrere Tausend Varianten sind bereits bekannt. Relevant werden sie vor allem dann, wenn sie die biochemische Struktur und damit auch die Funktion des Spike-Proteins verändern.

Antikörper können jedoch mehrere Stellen des Spike-Proteins erkennen und somit geht man derzeit davon aus, dass die Impfung auch vor anderen oder zukünftigen SARS-CoV-2-Varianten schützt. Es ist allerdings nicht auszuschließen, dass in Zukunft auch angepasste Impfungen nötig sein können.