Impfstoffe gegen Grippe

Immer neue Viren – Experten beobachten die Lage weltweit

In besonders reinen und nur für diesen Zweck produzierten Hühnereiern werden Grippeviren für die Verwendung in Impfstoffen vermehrt

Jedes Jahr kommt sie wieder – die Grippewelle. Und mit ihr die Warnungen der Mediziner und Ärzte, dass nur rechtzeitiges Impfen vor der Infektion schützt.

Gleich gegen drei verschiedene Grippeviren wird dabei geimpft. Welche genau es sind, legt die Weltgesundheitsorganisation WHO jedes Jahr aufs Neue fest. Denn die Viren sind Meister der Verwandlung, und daher beobachten Experten der Organisation laufend die Entwicklung der Grippe-Virenstämme in Asien. Denn dort entwickeln sich neue Grippeviren immer wieder. Sie identifizieren die drei Virenstämme, von denen anzunehmen ist, dass sie die nächste Grippewelle auslösen könnten. Sobald die Kandidaten für die nächste Grippewelle feststehen, liefert die WHO die jeweiligen Stämme an die Pharmafirmen. Die stellen dann die Impfstoffe, auch Vakzine genannt, her und sichern die weltweite Versorgung. Soweit jedenfalls die Theorie. Im Allgemeinen klappt das eingespielte Prozedere auch. Doch als im vergangenen Jahr 2004 das Werk eines der fünf großen Hersteller, Chiron, wegen Verunreinigungen geschlossen werden musste, fehlten den USA, die dort bestellt hatten, rund ein Drittel der Impfstoffe.

Es gibt einfach nicht genug für alle

Das Resultat dieses Engpasses waren absurde Diskussionen darüber, wer mit dem verbliebenen Impfstoff geschützt werden sollte und wer nicht. Zum Glück war die Grippewelle 2004/2005 in den USA nicht sehr stark, so dass sich die Folgen für die Bevölkerung in Grenzen hielten. Es war den Gesundheitsbehörden der USA aber auch nicht möglich, die Lücke durch Zukäufe von Grippe-Impfstoffen aus dem Ausland auszugleichen. Der Grund dafür: die Herstellungskapazitäten der Pharmafirmen sind begrenzt, in den vergangenen Jahrzehnten wurde die Produktion von Grippeimpfstoffen sogar immer weiter heruntergefahren. Doch 2005 droht die Hühnergrippe in Asien auf den Menschen überzugreifen und als weltweite Seuche – als Pandemie – Tote auf allen Kontinenten zu fordern. Daher diskutiert man in den USA, ob den Herstellern Anreize für größere Produktionskapazitäten mit einer staatlichen Abnahmegarantie für ihre Impfstoffe gegeben werden sollen. Derzeit tragen noch die Hersteller allein das wirtschaftliche Risiko.

Wie funktioniert Impfen?

Impfstoffe funktionieren anders als Medikamente, die Krankheitserreger vernichten. Denn sie regen die Immunabwehr des Körpers zu einer Antwort auf die Infektion mit Viren an – helfen also dem Immunsystem dabei, Antikörper zu bilden. Dabei hat das Vakzin die Aufgabe, den Abwehrzellen des Körpers sozusagen den Steckbrief des Krankheitserregers zu zeigen, gegen den er sich mit dieser Information schützen kann. Die neu gebildeten Antikörper können dann bei einer Infektion schnell auf das eindringende Virus reagieren, man ist – zumindest für eine gewisse Zeit – gegen die Grippe immun. So wird mit abgetöteten oder lebenden Viren, oder deren Oberflächenbestandteilen gegen viele Viruserkrankungen geimpft (siehe Lebendimpfstoff / Totimpfstoffe). Die Impfstoffe gegen Grippe enthalten immer Informationen über zwei Eiweißstoffe, die an der Oberfläche des Grippevirus sitzen: insgesamt 24 verschiedene Formen dieser beiden besonderen Proteine gibt es, die dazu noch in verschiedenen Kombinationen auftreten. Die Wissenschaftler haben sie einfach durchnummeriert, und ihre jeweilige Zusammensetzung bezeichnet denn auch den Erreger. So heißt das Virus, das für die verheerende Spanische Grippe von 1918 verantwortlich war, H1N1. Der Erreger der aktuellen Hühnergrippe heißt H5N1, er ist eng verwandt mit den Viren, die beim Menschen die Grippe hervorrufen. Da sich besonders die Zusammensetzung dieser Oberflächenproteine bei jedem neuen Grippeerreger verändert, muss jedes Jahr ein neuer Impfstoff gegen das jeweilige Grippevirus hergestellt werden.

Impfstoffe

Lebendimpfstoff

Lebendimpfstoffe enthalten vermehrungsfähige Erreger, die durch verschiedene Verfahren abgeschwächt wurden. Im Allgemeinen wird mit ihnen eine gute und lang anhaltende Immunität gegen das jeweilige Virus erzeugt. Der Nachteil von Lebendimpfstoffen liegt in den möglichen Nebenwirkungen, die in einigen Fällen ernsthaft und schwerwiegend sein können. So kann es vorkommen, dass der Impfstoff selbst die Krankheit beim Menschen auslöst. Lebendimpfstoffe verwendet man bei der Impfung gegen Mumps, Masern, Röteln, Tuberkulose.

Totimpfstoffe/Abgetötete Organismen

Totimpfstoffe bestehen aus Viren oder deren Bestandteilen, die inaktiviert und nicht mehr vermehrungsfähig sind. Eine durch den Impfstoff ausgelöste Erkrankung – wie bei Lebendimpfstoff – ist ausgeschlossen. Bestimmte Bestandteile dieser Impfstoffe können auch schon gentechnisch hergestellt werden, etwa beim Impfstoff gegen Hepatitis-B. Totimpfstoffe werden eingesetzt gegen Grippe, Keuchhusten, Cholera, Fleckfieber, Tollwut, Ruhr und Hepatitis.

Gift als Impfstoff

Auch Gifte, auch Toxine genannt, können schützen – Toxine werden dann als Impfstoff eingesetzt, wenn der Erreger Stoffwechselprodukte ausscheidet, die dem Menschen gefährlich werden. Es ist also nicht der Mikroorganismus selbst, sondern sein Gift, das zur Krankheit führt. Die Erreger von Diphterie und Tetanus sondern zum Beispiel Gifte ab, die dann aufbereitet als Impfstoff verwendet werden können.

Rekombinante Impfstoffe

Für diese Impfstoffe werden mit gentechnischen Methoden einzelne, markante Teilstücke eines Virus´ nachgebaut und als Impfstoff verwendet. Das funktioniert so: Die DNA für den Virus-Baustein – das Antigen - wird in Bakterien- oder Hefezellen eingebaut. Die in der DNA verschlüsselte Information wird von diesen Zellen abgelesen. Sie bauen dann genau das Eiweißmolekül des Virus nach. Die Hilfszellen übernehmen damit die Produktion des Antigens, auf das der Körper mit seiner Immunantwort reagiert. Beispiele für solche Impfstoffe: die Vakzine gegen Hepatitis-A und-B sowie die Impfstoffe gegen Cholera.

DNA-Impfstoffe (genetische Immunisierung)

Eine neue Art von Impfstoffen ist erst an Tieren getestet worden, doch weckt sie einige Hoffnungen: die DNA -Impfstoffe. Auch sie beruhen auf der Immunisierung, die bereits Teilstücke des Bakterien- oder Viren-Erbgutes auslösen. Anders als bei rekombinanten Impfstoffen wird die DNA des Antigens allerdings direkt in menschliche Zellen eingeschleust. Der Mensch – oder seine derart modifizierten Zellen – sollen den Impfstoff also selbst herstellen. Forscher haben schon Affen erfolgreich mit DNA-Impfstoffen gegen Masern geimpft. Allerdings wird das Einschleusen von fremdem Erbgut in menschliche Zellen sowohl von Kritikern als auch von Befürwortern durchaus als riskant betrachtet.

Nichtzelluläre Impfstoffe und konjugierte Impfstoffe

Diese Impfstoffe bestehen nur aus Bruchstücken des Erregers. Bestimmte Bruchstücke können eine Immunantwort des Körpers hervorrufen. Ein Beispiel für einen Nicht-zellulären Impfstoff ist ein Impfstoff gegen Keuchhusten. Konjugierte Impfstoffe bestehen aus mehreren isolierten Bausteinen eines Erregers, die aneinander gekoppelt sind. Ein Teil des Erregers, der die Antikörperbildung auslöst (zum Beispiel ein Baustein aus der Zellwand des Erregers) wird an ein Eiweiß gebunden. Das Eiweißmolekül dient als Transporter und verstärkt zudem noch die Immunreaktion. Beispiele sind Impfstoffe gegen Haemophilus influenzae Typ B und die Erreger der Gehirnhautentzündung, die Meningokokken Typ C

Adjuvantien

Adjuvantien sind selbst keine Impfstoffe, sondern unterstützen und verstärken die Wirkung der Vakzine. Oft lösen die gereinigten Antigene allein keine effiziente Immunantwort aus, also sind sie als Impfstoff ungeeignet. Dann ist der Zusatz von Hilfsstoffen, den so genannten Adjuvantien, notwendig. Adjuvantien sind Stoffe, die die Fähigkeit, eine Immunantwort auszulösen erhöhen, wie zum Beispiel Aluminiumsalz. Das ist im Impfstoff gegen Tetanus enthalten.

Eier brüten Impfstoff aus

Bei der Produktion gelten die Hühnereier unter anderem als sehr anfällig für Verunreinigungen. Die Impfmittel-Hersteller suchen deshalb nach einer Alternative

Die Grundlage für die Herstellung des jährlichen Grippeimpfstoffs bilden Hühnereier. Die großen Hersteller ordern dafür bereits Monate im Voraus bei ausgesuchten Eierfabrikanten ihren Bedarf. Die müssen dann zunächst ganze Hühnerherden unter strengen hygienischen und gesundheitlichen Bedingungen aufbauen. Die Eier, die von diesen Hühnern gelegt werden, sind besonders rein. Mit einer Spritze injizieren Laboranten dann das gerade aktuelle Grippe-Virus ins Ei. Jetzt vermehren sich die Viren oder einige Bestandteile davon im Inneren. Schließlich geht es an die Ernte - die Viren werden aus der Eiflüssigkeit isoliert, gereinigt und weiterverarbeitet. Allerdings müssen sie erst noch unschädlich gemacht werden, bevor sie Menschen eingeimpft werden können, dies geschieht mit chemischen Mitteln wie Formalin, oder einfach durch Hitze. Der gesamte Prozess ist aufwändig und dauert von der Bestellung bis zum fertigen Produkt 6 Monate. Das ist eine lange Zeit – insbesondere, wenn plötzlich ein gefährliches Virus mit einer noch unbekannten Oberfläche auftauchen sollte. Nach der Isolation des entsprechenden Erregers würde eine weltweite Grippewelle über ein halbes Jahr wüten, bevor es einen ersten Schutz gäbe. Auch deshalb suchen die Pharmafirmen nach neuen Methoden, um die Hühnereier in der Produktion loszuwerden.

Neue Verfahren machen Hoffnung

Vorerst nur ein Versuch: die Herstellung von Grippeimpfstoff mit Zellkulturen

Alle großen Hersteller beschäftigen sich zurzeit mit der Entwicklung von Impfstoffen auf der Basis von Zellkulturen. Bei der Firma Chiron in Marburg steht die erste Testanlage Deutschlands. Dort lässt man Zellen, die aus einer Hundeniere stammen, in übergroßen Reagenzgläsern unter stets gleichen Bedingungen wachsen. Auf diesen Zellen lassen sich dann Viren oder deren Bestandteile vermehren. Das geht viel schneller als in Eiern – zukünftig könnte die Entwicklung eines Grippe-Impfstoffs nur noch neun Wochen statt eines halben Jahres dauern. Dabei spielt nicht nur die Zeitersparnis eine Rolle. Die Hersteller wissen, dass Hühnereier eine schlechte Basis für die Virenzucht sind, wenn, wie gefürchtet, neue Grippeviren aus den Erregern der Vogelgrippe entstanden sind. Denn bei einer Pandemie – einer weltweiten Grippewelle – muss damit gerechnet werden, dass die Eier einfach ausgehen. Die Hühnerherden wären ja auch bedroht und müssten unter Umständen vernichtet werden.

Vielleicht kommt alles zu spät

Versuchsanlage der Chiron/Behringwerke in Marburg (2005). Bis hier Grippeimpfstoff für den Markt produziert werden kann, wird es noch Jahre dauern

Im August 2005 stellte der Chef der amerikanischen Gesundheitsbehörde einen ersten für den Menschen geeigneten Impfstoff gegen H5N1 vor, das Vogelgrippe-Virus. Allerdings steht weder die Dosierung fest, noch ist vorgesehen, in nächster Zeit in Produktion zu gehen. Frühestens 2007 könnte es so weit sein - aber auch nur dann, wenn alle weiteren Tests erfolgreich sind. Die erfolgreiche erste Testphase hat bisher nur die Verträglichkeit der Vakzine festgestellt. Und noch ist gar nicht klar, ob dieser Impfstoff je zum Einsatz kommen wird – denn die Viren verändern sich zu schnell: aller Wahrscheinlichkeit nach wird sich ein Pandemie-Virus, das den Menschen bedroht, vom im Jahre 2005 bei Hühnern grassierenden H5N1 Virus unterscheiden. Dann nützt der neue Impfstoff nichts – und ob schnell genug große Mengen eines neuen Impfstoffes hergestellt werden können, ist fraglich.