Impfstoffe: Die Toten lernen von den Lebenden

13. November 2018

Impfungen schützen wirksam vor Infektionskrankheiten. Lebendimpfstoffe sind dabei effektiver, Totimpfstoffe risikoärmer. Ein Forscherteam aus Berlin arbeitet daran, die Funktionsweise von Lebendimpfstoffen zu verstehen – mit dem Ziel, die Vorteile mit denen von Totimpfstoffen zu kombinieren.

Hinweis für Impfgegner:
Lesen Sie diesen Artikel nicht und posten Sie auch keine Kommentare. Wir, die Redaktion, wollen Sie nicht überzeugen – Sie wissen es ja sowieso besser.

 

Lebendimpfstoffe enthalten Krankheitserreger in abgeschwächter oder veränderter Form. Diese Impfung schützt häufig sehr wirksam vor einer Erkrankung. In vielen Fällen reicht eine einzige Injektion, um langfristig oder sogar lebenslang geschützt zu sein. Totimpfstoffe enthalten dagegen abgetöte Erreger oder nur Bruchstücke des Krankheitserregers. Sie sind in den meisten Fällen weniger effizient als Lebensimpfstoffe: Zu Beginn sind mehrere Impfungen notwendig, um einen wirksamen Schutz zu erreichen, außerdem lässt der Impfschutz im Lauf der Zeit nach, sodass regelmäßige Aufrischungen erforderlich sind. Totimpfstoffe werden zum Beispiel bei der Imfpung gegen Hepatitis B oder Tetanus eingesetzt, Lebendimpfstoffe gegen Masern oder Röteln.

Aber auch Lebendimpfstoffe haben Nachteile: Ihre Herstellung ist relativ aufwändig, zudem sind die abgeschwächten Erreger dem echten Krankheitserreger sehr ähnlich. Dadurch besteht ein geringes Restrisiko, durch die Impfung leichte Krankheitssymptome zu entwickeln, die der eigentlichen Erkrankung ähneln. Bei Menschen mit Störungen des Immunsystem dürfen deshalb keine Lebendimpfstoffe eingesetzt werden, etwa bei einem angeborenen Immundefekt oder nach einer Organtransplantation. Insgesamt werden in den letzten Jahren immer mehr Totimpfstoffe eingesetzt, weil hier geringere Nebenwirkungen zu erwarten sind.

Funktionsweise von Lebendimpfstoffen bisher wenig verstanden

Obwohl der erste Lebendimpfstoff schon im Jahr 1798 erfolgreich eingesetzt wurde, ist bisher relativ wenig darüber bekannt, wie Lebendimpfstoffe genau funktionieren und was sie so effektiv macht. Ein internationales Forscherteam um Leif Erik Sander arbeitet an der Charité Berlin daran, genau das herauszufinden. Das Ziel der Arbeitsgruppe ist es dabei, neuartige Impfstoffe zu entwickeln, die die Effektivität von Lebendimpfstoffen mit der Sicherheit von Totimpfstoffen kombinieren.

„Wenn man die Mechanismen kennt, die Lebendimpfstoffe so effektiv machen, könnte man in Zukunft möglicherweise Totimpfstoffe mit Zusatzstoffen versehen, die sie genauso effektiv machen wie Lebendimpfstoffe“, erläutert Sander. „Vor dem Hintergrund, dass Antibiotikaresistenzen sowohl beim Menschen als auch bei Tieren deutlich ansteigen, könnten solche Impfstoffe eine effektive Möglichkeit sein, die Verbreitung von multiresistenten Erregern in den Griff zu bekommen“, sagt der Infektionsmediziner und Pneumologe.

RNA löst molekulare Kettenreaktion aus

Bisher sind diese Aspekte jedoch noch Gegenstand der Forschung. „Von einer klinischen Anwendung sind wir im Moment noch mindestens zehn Jahre entfernt“, räumt Sander ein. Die Wissenschaftler haben jedoch bereits herausgefunden, welcher Mechanismus Lebendimpfstoffe so effektiv macht. Dabei stellten sie im Rahmen einer Studie zunächst fest, dass das Immunsystem in der Lage ist, zwischen einem lebenden und einem toten Bakterium zu unterscheiden und bei lebenden Erregern eine stärkere Immunantwort erfolgt. „So wird zu Beginn einer Infektion, wenn sich die Erreger stark vermehren, eine stärkere Entzündungsreaktion hervorgerufen als bei einer abklingenden Infektion“, erläutert der Forscher.

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Zellen in einem Lymphfollikel, dargestellt mittels Immunfluoreszenz. Rot: B-Zellen, grün-gelb: Zellen des sogenannten Keimzentrums. Dort werden Immungedächtniszellen und Zellen, die Antikörper produzieren, gebildet. © Kristina Dietert, FU Berlin.

In einer anderen aktuellen Studie verwendeten die Wissenschaftler Kulturen mit menschlichen Immunzellen und verglichen die Immunantwort auf lebende und tote Bakterien. Dabei stellten sie fest, warum es zu der verstärkten Immunantwort kommt: Lebendimpfstoffe enthalten Erreger mit einem aktiven Stoffwechsel, bei dem unter anderem Ribonukleinsäure (RNA) eine Rolle spielt. Während das Material des Erregers im Körper in spezialisierten Immunzellen, den Fresszellen, in kleinere Bruchstücke zerlegt wird, wird die RNA von einem bestimmten Rezeptor der Immunzellen, dem so genannten Toll-like-Rezeptor-8 (TLR8), gebunden. Das Immunsystem erkennt also die RNA – und dies löst eine molekulare Kettenreaktion aus: Die Signale des TLR8-Rezeptors führen dazu, dass bestimmte Immunzellen, die follikulären Helferzellen, in großen Mengen gebildet werden. Diese unterstützen die B-Zellen des Immunsystems dabei, effektive Antikörper gegen den Erreger zu produzieren, die zu einer lang anhaltenden Immunantwort führen. Enthält ein Impfstoff dagegen nur Bruchstücke des Erregers, aber keine RNA, wird der TLR8-Rezeptor nicht aktiviert und die Immunantwort fällt deutlich schwächer aus.

Darüber hinaus testete die Arbeitsgruppe zusammen mit den Veterinärmedizinern um Achim Gruber von der Freien Universität (FU) Berlin und Gregers Jungersen von der Danmarks Tekniske Universitet (DTU) in Kopenhagen einen Lebendimpfstoff und einen durch Hitze inaktivierten Impfstoff gegen Salmonellen an Schweinen, die in Zuchtbetrieben routinemäßig geimpft werden. Die Ergebnisse bestätigten die Befunde aus den Zellkulturen: Nur der Lebensimpfstoff führte zu einer durch TLR8 vermittelten starken Produktion follikulärer Helferzellen und einer robusten Antikörperbildung – dies war beim inaktivierten Impfstoff nicht der Fall.

Neuartige Adjuvantien entwickeln

„Die Aktivierung von TLR8 durch RNA ist auf jeden Fall einer der Mechanismen, der Lebendimpfstoffe so effektiv macht. Es könnte jedoch noch weitere geben“, sagt Sander. Die neuen Erkenntnisse könnten es ermöglichen, spezifische Hilfsstoffe zu entwickeln, die an TLR8 binden und so gezielt follikuläre Helferzellen aktivieren. Totimpfstoffe könnten mit diesen Adjuvantien kombiniert werden und so möglicherweise zu einer ebenso effektiven und langfristigen Immunantwort führen wie Lebendimpfstoffe. „Auch bisherige Totimpfstoffe enthalten Adjuvantien – aber diese haben eine eher unspezifische Wirkung“, so der Infektionsmediziner.

RNA selbst wäre möglicherweise zu instabil, um als Hilfsstoff eingesetzt zu werden. „Wir suchen deshalb jetzt nach kleinen Molekülen, die ähnlich aussehen wie Nukleinsäure-Bausteine“, berichtet Sander. Erste aussichtsreiche Kandidaten gibt es bereits. „Andere Forschergruppen haben zudem ein Molekül gefunden, das den TLR7-Rezeptor aktiviert, der mit TLR8 verwandt ist“, so Sander. „Dieses wird inzwischen bei der Immuntherapie des weißen Hautkrebses eingesetzt.“

Doch könnten solche neuen Substanzen auch Nachteile haben oder zu Nebenwirkungen führen? „Im schlimmsten Fall kann die Erkennung von RNA durch die Immunzellen zu einer Autoimmunreaktion führen“, erläutert Sander. „Aber da in diesem Fall fremde RNA von Bakterien oder Viren erkannt wird, die der menschlichen RNA sehr unähnlich ist, ist ein solche Reaktion unwahrscheinlich.“

Was könnte der Nutzen sein?

Langfristig sei es wünschenswert, von Lebendimpfstoffen wegzukommen, betont Sander. Effektivere Totimpfstoffe könnten zum Beispiel gegen bakterielle Erreger zum Einsatz kommen. So arbeitet die Berliner Forschergruppe zur Zeit an neuen Impfstoffen gegen Pneumokokken, die schwere Lungen-, Mittelohr- und Hirnhautentzündungen hervorrufen können. Sie kommen besonders häufig in armen Ländern in Afrika oder Südasien vor und verlaufen vor allem bei Kleinkindern oft tödlich. „Bisherige Impfungen schützen bei Erwachsenen nur bei 40 Prozent der Geimpften vor einer Lungenentzündung und die Schutzwirkung hält nur ein paar Jahre an“, erläutert der Infektiologe.

Darüber hinaus könnten neuartige Impfstoffe in der Tierhaltung von Vorteil sein. „Landwirte stehen Impfstoffen mit lebenden Erregern oft skeptisch gegenüber“, berichtet Sander. „Totimpfstoffe, die genauso effektiv sind wie Lebendimpfstoffe, könnten hier, insbesondere bei multiresistenten Erregern, eine sinnvolle Alternative zu Antibiotika darstellen.“

Schließlich gibt es noch eine weitere Möglichkeit, wie der neu entdeckte Mechanismus genutzt werden könnte: Das Immunsystem könnte mithilfe von Adjuvantien „hochgefahren“ werden. So legen beispielsweise Untersuchungen von Peter Aaby vom Statens Serum Institut in Kopenhagen und anderen Forschergruppen nahe, dass Lebendimpfstoffe, etwa gegen Masern oder Polio, nicht nur vor der Erkrankung selbst schützen, sondern die Überlebensrate von Kindern generell erhöhen. Die Forscher vermuten, dass diese Impfungen unspezifische Effekte auf das Immunsystem haben: So könnten sie das Immungedächtnis trainieren oder das gesamte Immunsystem langfristig „hochregulieren“, sodass die Betroffenen besser vor Infektionskrankheiten geschützt sind.

Weitere Forschung notwendig

„Es könnte sein, dass es solche Effeke tatsächlich gibt“, sagt Sander. „Allerdings weiß man bisher nicht genau, welche Mechanismen ihnen zugrunde liegen.“ Umgekehrt sei es jedoch auch möglich, die Aktivität des Immunsystems herunterzufahren – etwa bei einer Hyposensibilisierung bei Allergien. „Es ist also durchaus vorstellbar, dass sich das allgemeine Immunsystem nicht nur abschwächen, sondern auch verstärken lässt“, so der Forscher. „Zum Zweck der Immunaktivierung könnte eventuell nur ein gezielter Hilfsstoff verabreicht werden.“

Das Immunsystem durch Adjuvantien zu stärken, wäre zum Beispiel bei Patienten mit chronischen Erkrankungen oder nach Operationen sinnvoll, also bei Menschen, die besonders anfällig für Infektionen sind. Derzeit gibt es bereits Arbeitsgruppen, die Patienten mit Lungenerkrankungen Moleküle verabreicht haben, die Toll-like-Rezeptoren aktivieren, um so die allgemeine Immunabwehr zu verbessern. Aber auch in anderen Situationen könnte es wünschenswert sein, wenn das Immunsystem effektiv gegen Infektionen vorgehen kann: etwa in der Erkältungs- und Grippezeit im Winter oder um Infektionensausbrüche in der Tierhaltung zu vermeiden.

„Es gibt zwar bereits viele gute Impfstoffe. Aber zu wissen, welche Bestandteile Lebendimpfstoffe so effektiv machen, hätte große Vorteile“, sagt Julie Magarian Blander von der Cornell University in New York. Ihre Arbeitsgruppe erforscht solche Bestandteile, sogenannte vita-PAMPs (pathogen-assoziierte molekulare Muster), bei Mäusen. „Die Arbeitsgruppe um Sander hat gezeigt, dass ähnliche Mechanismen wie bei Mäusen auch auf menschliche Zellen zutreffen“, so Blander. „Ihre Ergebnisse zeigen, wie man eine möglichst effektive Antwort der B-Zellen und so möglicherweise robuste Immunantworten hervorrufen kann. Weitere Forschung sollte nun alle Rezeptoren und Mediatoren erfassen, die für eine effektive Immunantwort notwendig sind.“ Die Nutzung neuartiger Adjuvantien könnte beispielsweise dazu beitragen, sichere Impfstoffe für besonders sensible Bevölkerungsgruppen zu entwickeln, etwa für Kinder und ältere Menschen, schreiben Francesco Borriello von Precision Vaccines Program am Boston Childdrens Hospital (USA) und sein Team zu den Arbeiten von Sander.

„Bisher ist vieles von den genannten Ideen in der klinischen Praxis noch Zukunftsmusik“, fasst Sander zusammen. „Aber aus meiner Sicht ist dies ein spannendes Forschungsfeld mit hohem Potenzial.“ So untersuchen die Forscher derzeit zusammen mit Wissenschaftlern des Robert-Koch-Instituts in Berlin und des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam die Funktionsweise eines Masernimpfstoffs, um die neu entdeckten Prinzipien auf moderne Totimpftstoffe zu übertragen.

54 Wertungen (4.69 ø)
Bildquelle: 顔なし, flickr / Lizenz: CC BY-SA

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17 Kommentare:

Liebe Frau Amrhein, ich finde Ihren Artikel sehr gut, das Thema und auch die verlinkten Studien ist für mich sehr interessant und exakt “am Puls der Zeit” da es eben tatsächlich AUCH um den Kampf gegen die multiresistenten Keime geht.

Ich habe auch nochmals über den Eingangshinweis nachgedacht – ich hoffe dass dahinter nicht eine ernsthafte Resignation steckt. Wenn wir aufhören miteinander zu reden, haben die ernsthaften Wissenschaftler und auch die guten Wissenschaftsjournalisten den Kampf gegen die Unvernunft verloren – auf der Strecke blieben ahnungs- und hilflose Patienten, das wäre extrem schade.

#17 |
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Herbert Och
Herbert Och

@dr. med.dent. Wolfgang Stute: vielen Dank!

#16 |
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dr. med.dent. Wolfgang Stute
dr. med.dent. Wolfgang Stute

Herr Och :
weil nichts genaues weiß man ,u. RKI, und Daten der Impfhersteller , inbes. auch zu Chargen nicht zu bekommen sind ;
dh. Studien mit oder ohne Adjuvantien sind nicht bekannt.

#15 |
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Herbert Och
Herbert Och

Könnte mir irgendjemand meine Fragen beantworten?

#14 |
  2
Arzt

Ich finde den Disclaimer auch klasse. Viele Leute verstehen nicht dass wir hier über die Fakten des Artikels diskutieren wollen… und keine Impfgegner bekehren die ja sowieso ihre Meinung fest haben und kein Interesse an Diskussion haben.
Zum Artikel selbst: Find ich interessant. Als ich studiert habe war das credo dass Lebendimpfstoffe “bald raus” seien da die Todimpfstoffe besser verträglich sind und eben auch immunkompromitierten und schwangeren geimpft werden können. Es bleibt abzuwarten was in den Forschungen raus kommt. Weiterentwicklung muss es natürlich immer geben. Hoffen wir dann künftige Generationen von dem neuen Wissen profitieren werden.

#13 |
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Heilpraktikerin

PS: Wenn ich hier sage, “wir” soll das nicht verwirren. Ich bin Heilpraktikerin und impfe natürlich selbst nicht. Allerdings werde ich sehr häufig auf dieses Thema angesprochen, sobald Menschen hören, was ich beruflich mache. Viele sind dann ziemlich erstaunt, das sich Impfungen nicht rundweg ablehne. Das wird Heilpraktikern ja anscheinend gern so zugeschrieben… Insofern fühle ich mich da mit im Boot.

#12 |
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Heilpraktikerin

Am 11.09. gab es auf Spiegel.de in diesem Zusammenhang einen interessanten Artikel über “Unspezifische Effekte” – Wie eine provokante These die Sicht aufs Impfen ändern könnte”. Zu Wort kamen Peter Aaby, der schon sehr lange in Guinea-Bissau über off-target effects bei Impfstoffen forscht und Christian Bogdan (Mitglied der STIKO, Uni Erlangen).

Es ging darum, dass Lebendimpfstoffe mehr positive unspezifische Effekte bei den Kindern zeigen, also deren Überlebenschancen weit über das hinaus erhöht, was allein der Schutz vor der Krankheit bewirken würde. Bei Totimpfstoffen sei das Gegenteil der Fall.

Wenn ich jetzt mal versuche, mit dem obigen Text im Hinterkopf, mich in einen Impfgegner hineinzuversetzen, dann glaube, ich dass diese Eltern eher keine Angst vor den Krankheitssymptomen haben, die die Impfungen selbst auslösen können. Sonst würden sie wohl kaum die Kinder ungeimpft dem Risiko aussetzen, dass sie sich mit der viel unangenehmeren, mitunter sogar gefährlichen Krankheit selbst infizieren.

Ich glaube, was die Impfgegner abschreckt, sind eher die Adjuvantien und die Risiken die damit einhergehen und die ständig heruntergespielt werden. Damit wird ungeheuer viel Vertrauen verspielt. Selbst hier im Text steht:

“…besteht ein geringes Restrisiko, durch die Impfung leichte Krankheitssymptome zu entwickeln, die der eigentlichen Erkrankung ähneln.” – Nein, tut mir leid. Von 5 Leuten in meinem Bekanntenkreis/Familie, die sich in letzter Zeit haben impfen lassen (3 gegen Grippe, die anderen beiden gegen anderes), haben 4 Krankheitssymptome entwickelt. Das sind 80%! Gut die Stichprobe ist klein, aber bitte: nennt das Kind doch beim Namen. “Es ist wahrscheinlich, dass man hinterher für kurze Zeit grippeähnliche Symptome hat! Das ist bei Lebendimpfstoffen normal und ein Zeichen, dass die Impfung im Körper wirkt.”

Und dass es Grippeimpfstoffe gab, die in gar nicht so wenigen Fällen zu nicht heilbarer Narkolepsie führten (ich meine, so etwas auch über die HPV-Impfung gelesen zu haben), muss offen benannt werden. Mein Eindruck ist, dass den Leuten nicht die Risiken selbst unheimlich sind, sondern die Tatsache, dass sie wissen, wie sie heruntergerechnet und verschwiegen werden. Also geht mit manchen die Phantasie durch und sie rechnen sich den nicht offengelegten Teil im Kopf dazu. Und noch ein bißchen mehr. Das Ergebnis sind dann die gefährlichen Impflücken.

Wenn wir wirklich wieder eine gute Durchimpfung erreichen wollen, zumindest bei häufigen Kinderkrankheiten wie Masern, Mumps und Röteln, Diphterie und Polio, dann sollte man vielleicht nicht von oben herab sagen: “Impfen ist unerlässlich und das Risiko ist gering”, “Impfgegner handeln verantwortungslos” etc. Das klingt, als habe man die Wahrheit für sich gepachtet und kommt einfach gar nicht gut an. Wenn wir die Impfgegner mel wirklich ernst nehmen, offen mit den Risiken umgehen, vielleicht mehr Impfstoffe ohne Adjuvantien anbieten können und dann sagen: “Es gibt unerwünschte Nebenwirkungen, aber der Schutz ist es wert”, dann könnten wir sicherlich einige Skeptiker und vielleicht auch einige Impfgegner mit ins Boot holen.

Am Ende wollen doch alle dasselbe: Gesunde Kinder.

#11 |
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Medizinphysiker

Wehret den Anfängen, wo fängt die Erziehungsdiktatur wie im vorliegenden Fall an und wo hört sie auf? Das habe ich mich auch schon gefragt, wenn Kommentare gelöscht wurden! Im übrigen bin ich ein Impfbefürworter.

#10 |
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Lutz Schulze
Lutz Schulze

Der ” Hinweis für..” gefällt mir auch sehr gut und erspart fruchtlose Debatten mit ideologischen Impfgegnern. Den Hinweis mit der Bücherverbrennung und das damit verbundene Schaudern verstehe ich in diesem Zusammenhang nicht wirklich.

#9 |
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dr. med.dent. Wolfgang Stute
dr. med.dent. Wolfgang Stute

auch halte ich es nicht für sinnvoll über Antibiotikaresistenz u. MRSA,3.4.MRGN in diesem Zusammenhang zu schreiben , das sind anders gelagerte Spielwiesen

#8 |
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dr. med.dent. Wolfgang Stute
dr. med.dent. Wolfgang Stute

ich denke ,es sollte erst einmal das Terrain sondiert werden des zu Impfenden u. dann über eine spezifische Immunisierung je nach Interleukin- u.Cytokinmuster ,spezifische Nucleinsäurekombinationen usw nachzudenken,,das dauert keine 10 Jahre +X

#7 |
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Dann kommt als nächstes die Bücherverbrennung…
Mich schauderts

#6 |
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Susanne Janke
Susanne Janke

An diesem Disclaimer ist nichts genial, ich empfinde ihn als Affront, einfach nur bodenlos unverschämt und überheblich.

#5 |
  61

Ich finde den “Disclaimer” am Beginn auch genial – hatte auch schon auf YT, FB etc. diverse “Diskussionen” mit Unbelehrbaren, die dermaßen ausuferten, dass ich mich sehr zurückhalten musste um nicht zum “hater” zu werden …

#4 |
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Herbert Och
Herbert Och

Apropos Impfgegner: 99% der Infektionstoten von Erkrankungen (mit Impfmöglichkeit) gehen laut RKI auf die Influenza zurück. Und gerade hier lassen sich gewisse Berufsgruppen lt. RKI nur unzureichend impfen – bei einer doch recht hohen Immunisierung von 50 bis 70%. Wie lässt sich dieser Widerspruch erklären? Warum funktioniert die Immunisierung ohne Adjuvantien nur unzureichend?

#3 |
  5
Student der Humanmedizin

Auch von mir ein “Daumen hoch” für den Eingangshinweis für die Impfgegner! Sehr gut!

#2 |
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Dr. med. Carla Schoenmakers
Dr. med. Carla Schoenmakers

Kompliment!
Der Hinweis der DocCheck-Redaktion an die Impfgegner: “Lesen Sie diesen Artikel nicht und posten Sie auch keine Kommentare. Wir, die Redaktion, wollen Sie nicht überzeugen – Sie wissen es ja sowieso besser. ” ist großartig!
Bei solchen Artikeln gibt es ja oft laienhafte Endlosdiskussionen in den Kommentaren.

#1 |
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