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Wann kommt der Impfstoff?

Normalität wird erst wieder denkbar, wenn gegen Corona geimpft werden kann. Doch wann wird es soweit sein? Und was hat das mit Pinguinen zu tun?

Ab wann ist die „Herde“ geschützt? Forscher vermuten: Es würde ausreichen, wenn zwei Drittel der Bevölkerung gegen Corona geimpft werden oder immun sind, um die Seuche in den Griff zu bekommen.
Ab wann ist die „Herde“ geschützt? Forscher vermuten: Es würde ausreichen, wenn zwei Drittel der Bevölkerung gegen Corona geimpft werden oder immun sind, um die Seuche in den Griff zu bekommen. © Getty Images

Von Sven Siebert

Die Monate ziehen sich. Die Masken nerven. Die Aussicht auf einen Winter, der immer noch von Virus-Angst und Verhaltensbeschränkungen geprägt ist, ist deprimierend. Und es ist unklar, ob und wann ein Impfstoff der Corona-Pandemie ein Ende setzen könnte.

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Tatsächlich aber schreitet die Impfstoff-Entwicklung in einer Geschwindigkeit voran, für die es kein historisches Vorbild gibt. Normalerweise dauert die Entwicklung eines Impfstoffes Jahre oder Jahrzehnte. Diesmal werden nur wenige Monate, nachdem Sars-CoV-2 auf der Welt-Virus-Bühne erschienen ist, bereits mehrere Impfstoffe gegen das Virus im großen Stil getestet. Klaus Cichutek, Chef des in Deutschland zuständigen Paul-Ehrlich-Instituts (PEI), stellt zumindest eine eingeschränkte Zulassung eines ersten Impfstoffes für Anfang nächsten Jahres in Aussicht.

Wie lange hält der Impfschutz?

Die bisherigen Ergebnisse sind „vielversprechend“. Sie sind „ermutigend“. So kann man es in diesen Wochen in zahlreichen wissenschaftlichen Veröffentlichungen lesen. Aber vielversprechend und ermutigend bedeutet noch keinen Durchbruch. Die Entwicklung eines Impfstoffes führt keineswegs immer zum Erfolg. Vieles kann noch schiefgehen.

Fangen wir mit den Risiken an: Ein Impfstoff kann die Bildung von Antikörpern und Immunzellen anregen, aber unverträglich sein – Fieber, Kopf- oder Muskelschmerzen machen die Impfung unerträglich. Ein Impfstoff kann die Bildung von Antikörpern anregen, aber diese Antikörper verstärken die Krankheit, statt sie zu verhindern. Oder das Immunsystem killt infolge der Impfung die Viren, greift aber zugleich eigene Körperzellen an.

Für all diese Fälle gibt es in der Geschichte der Impfwissenschaft Beispiele. Das hat schon dazu geführt, dass die Forschung an einem Impfstoff eingestellt wurde oder zumindest jahrelang nicht vom Fleck kam.

Bei Sars-CoV-2 kommt hinzu, dass bisher unklar ist, wie lange ein möglicher Impfschutz eigentlich hält. Im günstigsten Fall lebenslang. Oder vielleicht nur Jahre, Monate oder Wochen? Auch ist noch nicht bekannt, wie das Immunsystem nach einer Impfung reagiert, wenn der Körper schon mit anderen, verwandten Coronaviren (die harmlosere Erkältungen hervorrufen) in Berührung gekommen ist.

Außerdem können unterschiedliche Bevölkerungs- und Altersgruppen unterschiedlich auf einen Impfstoff reagieren. Was, wenn ein Impfstoff gerade bei älteren Menschen nicht anschlägt, weil deren Immunsystem nicht mehr so aktiv ist wie das der jüngeren?

Tests an Menschen zwingend nötig

Das sind alles Probleme, die einen nervös machen können. Die gute Nachricht ist: Bisher sind die oben beschriebenen negativen Impfstoffeffekte nicht aufgetreten. Und es spricht viel dafür, dass so etwas in den bisherigen Tests schon aufgefallen wäre. Gut ist auch, dass viele, zum Teil grundsätzlich verschiedene Impfstoffe entwickelt werden, so dass das Scheitern eines Projekts kein Scheitern der Impfstoffsuche insgesamt bedeutet.

Weltweit sind rund 170 Forschungsprojekte registriert. Milliarden Euro, Dollar, Pfund und Renminbi Fördergeld werden investiert – Milliarden für die Suche nach einem Schutz gegen Covid-19. Es ist klar, dass es hier nicht nur um Gesundheit oder wissenschaftliche Ehre geht, sondern auch um sehr viel Geld. Auch die Aussicht auf Profite kann eine Entwicklung sehr beschleunigen.

Blutproben von Freiwilligen werden im Labor des Imperial College in London untersucht.
Blutproben von Freiwilligen werden im Labor des Imperial College in London untersucht. © Foto: Kirsty Wigglesworth/AP/dpa

Um Wirksamkeit und Verträglichkeit zu prüfen und versteckte Risiken zu erkennen, müssen neue Impfstoffe aber sehr sorgfältig getestet werden. Das geht in Zellkulturen und Tierversuchen los, muss dann aber mit Menschen fortgesetzt werden. Denn Viren und Impfstoffe verhalten sich im Menschen möglicherweise anders als in Mäusen, Frettchen oder Rhesusäffchen. 

Diese klinischen Tests werden in drei Phasen durchgeführt. Phase I mit einigen Dutzend Testpersonen, Phase II mit wenigen Hundert, Phase III mit Tausenden bis Zehntausenden. In den ersten beiden Phasen geht es in erster Linie um die Verträglichkeit eines Impfstoffes. Natürlich wird auch gemessen, wie schnell wie viele Antikörper nach einer Impfung vom Immunsystem gebildet werden.

Klinische Tests in betroffenen Gebieten

Wie groß die tatsächliche Schutzwirkung ist, lässt sich aber erst in der dritten Phase erkennen, wenn eine große Gruppe Geimpfter mit Ungeimpften verglichen werden kann. Erkranken die Geimpften tatsächlich seltener an Covid-19? Gibt es in der Testgruppe keine oder kaum noch Infektionen? 70 Prozent oder vielleicht nur 30 Prozent weniger? Und erst in Phase III lassen sich seltene Nebenwirkungen erkennen. Leidet vielleicht einer von 25.000 an einer Autoimmunerkrankung, die auf die Impfung zurückzuführen sein könnte? Diese Risiken muss man übrigens auch nach einer Zulassung im Blick behalten.

Die klinischen Tests dauern Monate. Sowohl die Wirksamkeit als auch die Verträglichkeit müssen über einen längeren Zeitraum beobachtet werden. Vielleicht ist die erste Reaktion auf die Impfung harmlos, die Antikörperbildung gut, aber nach einem Vierteljahr kommt es zu einer vorher nicht absehbaren Unverträglichkeit. Das ist auch der Grund, weshalb sich das Verfahren nicht beliebig beschleunigen lässt. PEI-Präsident Cichutek hat schon im Frühjahr immer betont, dass die hohen Standards für eine Impfstoffzulassung nicht gesenkt werden dürfen. 

Das PEI und auch die Europäische Arzneimittelagentur haben zugesagt, die Bearbeitung innerhalb der Behörden so kurz wie möglich zu halten: Weniger dringende Zulassungsverfahren werden zurückgestellt, und Daten aus den klinischen Prüfungen werden schon in einem „rolling review“ – in einer fortlaufenden Überprüfung – „vorbegutachtet“, während die Tests noch laufen. 

Aber die Tests selbst lassen sich nicht abkürzen. Zehntausende müssen untersucht, geimpft, wieder untersucht werden. Die Daten müssen ausgewertet und zusammengefasst werden. Und das Ganze findet unter Umständen in Brasilien oder Südafrika statt, weil die Wirksamkeit des Impfstoffes nur dort wirklich überprüft werden kann, wo das Virus auch tatsächlich verbreitet ist. Ein klinischer Test beispielsweise in Neuseeland, wo es praktisch keine Infektionen gibt, würde über die Schutzwirkung eines Impfstoffes keine Aussage zulassen. Mit oder ohne Impfstoff wird dort derzeit kaum jemand krank.

Impfstoff als neue Mondmission?

Mangelnde Sorgfalt bei der Zulassung eines Impfstoffes gegen Covid-19 hätte nicht nur für die aktuelle Krise negative Folgen. Ein fehlerhafter Corona-Impfstoff würde die Akzeptanz von Vakzinen insgesamt erschüttern. Vor allem in den USA gibt es die sehr aktive und wachsende Gruppe der „Anti-Vaxxer“. Aber auch auf den deutschen Corona-Demos tummeln sich die Impfgegner.

Sie verbreiten die falschen Informationen: Impfstoffe – beispielsweise gegen Masern – verursachten schwere Krankheiten wie Autismus oder Multiple Sklerose, sie verstärkten Allergien oder Neurodermitis oder machten Kinder grundsätzlich anfälliger für Krankheiten. Alle diese Behauptungen sind widerlegt. Entweder es gibt nachweislich keinen Zusammenhang zwischen Impfungen und angeblichen Folgen, oder die behaupteten Effekte sind einfach nicht zu beobachten.

Die Versuchung, es diesmal mit der Prüfung vor einer Zulassung nicht so genau zu nehmen, ist in der weltweiten Corona-Krise dennoch groß. Russland hat vor einigen Wochen den Impfstoff „Sputnik V“ zugelassen oder „registriert“ – noch ohne Phase III-Prüfung. Präsident Wladimir Putin hat das im Fernsehen selbst verkündet. Offenbar stehen Tests mit mehreren Tausend Probanden aber noch bevor. In China gibt es einen für Notfälle zugelassenen militärischen Impfstoff, der ebenfalls nur an wenigen Menschen getestet wurde.

In den USA hat Präsident Donald Trump die „Operation Warp Speed“ ausgerufen, die in science-fiction-hafter „Überlichtgeschwindigkeit“ zu einem Impfstoff führen soll. Das Tempo ist wie gesagt schon enorm – verglichen mit früher nahe an Lichtgeschwindigkeit. Trump aber genügt das nicht. Am 3. November ist die Präsidentschaftswahl. Trump hat die Genehmigung eines Impfstoffes für die Verwendung in Notfällen schon für den Herbst in Aussicht gestellt. 

Die Suche nach dem Impfstoff dürfte Auswirkungen auf die anstehenden US-Wahlen haben.
Die Suche nach dem Impfstoff dürfte Auswirkungen auf die anstehenden US-Wahlen haben. © Andrew Harnik/AP/dpa

Aber auch in den USA werden Befürchtungen geäußert, ein solcher Schritt würde die ohnehin nicht sehr stark ausgeprägte Bereitschaft, sich gegen Covid-19 impfen zu lassen, weiter verringern. Und dann ließe sich die Epidemie nicht stoppen.

Nur rund die Hälfte der US-Bürger will sich einer Umfrage zufolge gegen Corona impfen lassen. Schon jetzt ist das Misstrauen gegenüber der Wissenschaft groß. Paradoxerweise könnte Trump, der die Glaubwürdigkeit von Wissenschaftlern und Gesundheitsbehörden immer wieder infrage gestellt hat, diese Glaubwürdigkeit weiter untergraben, indem er einen noch nicht ausreichend getesteten Impfstoff zulässt.

Drei verschiedene Impfstofftypen

Sechs Impfstoffe werden bereits in Phase III-Tests geprüft. Sie stammen überwiegend von Gentechnologie- und Pharmafirmen, die Großbuchstaben mitten im Namen tragen. Darunter ist auch die Mainzer Firma BioNTech in Zusammenarbeit mir dem Pharmaunternehmen Pfizer mit ihrem Impfstoff „BNT162b1“. Die Tübinger Firma CureVac kooperiert mit dem britischen Konzern GlaxoSmithKline, der auch in Dresden produziert. Sie will „im Laufe des 4. Quartals“ eine kombinierte Phase II/III-Prüfung des Impfstoffs beginnen.

Grob gesagt gibt es drei verschiedene Impfstofftypen – nicht nur gegen Covid-19, sondern generell: Impfstoffe aus abgetöteten Erregern, Impfstoffe aus abgeschwächten, aber noch lebenden Erregern und – der letzte Schrei – erbgut-basierte Impfstoffe. Alle drei Wege werden bei der Suche nach einem Corona-Impfstoff verfolgt.

Die Impfstoff-Technologie ist unterschiedlich, aber alle Corona-Projekte basieren darauf, dass das Immunsystem nach der Impfung die sogenannten Spike-Proteine erkennt. Die typischen „Dornen“ der Coronaviren bestehen aus diesen Eiweißstrukturen. Mit ihrer Hilfe koppelt das Virus beispielsweise an Zellen des Lungengewebes und löst damit die krank machende Infektion aus.

Das menschliche Immunsystem soll Antikörper und Abwehrzellen produzieren, die möglichst genau an diese „Spikes“ andocken. Das ist komplizierter, als man vielleicht denkt. So ein Spike-Protein besteht aus einem wilden Knäuel von Aminosäuren. Ist es am besten, dem Immunsystem nur die Spitze des Spikes anzubieten? Oder auch den „Stiel“ oder den „Fuß“ des Moleküls? Die Wissenschaftler suchen also nicht nur das richtige Verfahren, sondern auch das richtige Rezept.

Die Firma Biontech sucht seit dem Ausbruch der Corona-Pandemie nach einem Heilmittel.
Die Firma Biontech sucht seit dem Ausbruch der Corona-Pandemie nach einem Heilmittel. © Stefan Albrecht/Biontech/dpa

BioNTech und CureVac sowie das US-amerikanische Unternehmen Moderna wählten das neue Prinzip der erbgut-basierten Impfstoffe. An dem wird zwar schon eine Weile geforscht, es hat aber noch keinen zugelassenen Impfstoff hervorgebracht. Bei diesen sogenannten mRNA-Impfstoffen wird künstlich erzeugte Erbsubstanz des Virus injiziert. Die Erbsubstanz soll in menschliche Muskelzellen eingeschleust werden und diese dann dazu bringen, für begrenzte Zeit das Spike-Protein herzustellen. 

Der Mensch produziert also selbst ein Virus-Teilchen, ohne mit dem Virus in Berührung gekommen zu sein. Und das eigene Immunsystem bildet Antikörper und T-Zellen gegen dieses Molekül. Wenn es später zu einer echten Infektion mit dem Coronavirus kommt, ist der Körper bereits auf den Angriff vorbereitet und kann seine Killerzellen schnell und effektiv in Marsch setzen. So ist jedenfalls die Theorie zu dieser eleganten Methode. In den laufenden Versuchen hat das wohl auch grundsätzlich funktioniert.

Impfdosen sind bereits verteilt

Die bereits zugelassenen Impfstoffe aus Russland und China sowie der Impfstoff „ChAdOx1“ der Universität Oxford (mit dem Pharmaunternehmen AstraZeneca) nutzen hingegen ein etabliertes Verfahren. Sie schleusen den „Spike“-Code mittels eines anderen, harmlosen Virus ein. Und die chinesischen Unternehmen Sinovac und Sinopharm verwenden abgetötete Sars-CoV-2-Viren, die die Immunreaktion auslösen sollen, ohne krank zu machen. 

So stellt man schon seit mehr als hundert Jahren Impfstoffe her. Klaus Cichutek betont, dass der breite Ansatz der Forschung, die Nutzung der unterschiedlichen Konzepte und Typen sehr günstig ist. Damit ließen sich die bestehenden Risiken „abfedern“. Cichutek hofft und rechnet auch damit, dass am Ende mehrere Impfstoffe zur Verfügung stehen. Was passiert, wenn das gelingt? Impfstoff oder Impfstoffe müssen in wirklich sehr großem Stil produziert werden. Und sie müssen auch „verimpft“ werden – milliardenfach.

ARCHIV - 05.11.2001, Rheinland-Pfalz, Mainz: Ein Patient erhält eine Iimpfung. (zu dpa "Von Reiseimpfung bis Coronatest: Selbstzahllerleistungen im Fokus" am 25.08.2020) Foto: Arne Dedert/dpa +++ dpa-Bildfunk +++
ARCHIV - 05.11.2001, Rheinland-Pfalz, Mainz: Ein Patient erhält eine Iimpfung. (zu dpa "Von Reiseimpfung bis Coronatest: Selbstzahllerleistungen im Fokus" am 25.08.2020) Foto: Arne Dedert/dpa +++ dpa-Bildfunk +++ © Arne Dedert/dpa (Symbolbild)

Die erbgut-basierten Impfstoffe lassen sich gentechnologisch schnell und in großer Menge herstellen. Die Herstellung von Impfstoffen, die echte Viren enthalten – tot oder lebendig – erfordert hingegen die Anzucht dieser Erreger. Das ist nicht ungefährlich und vor allem langwierig. Für die Grippeschutzimpfung muss zum Beispiel Jahr für Jahr eine halbe Milliarde infizierter Hühnereier angebrütet und verarbeitet werden.

Längst haben Staaten und Staatenverbünde wie die EU Verträge mit den Pharmakonzernen über die Abnahme von Hunderten Millionen Impfdosen geschlossen. Staatliche Mittel werden zur Verfügung gestellt, Impfstoffe bereits vor der Zulassung massenhaft zu produzieren – mit dem Risiko, dass alles bei einem Scheitern der Entwicklung wieder vernichtet werden muss. Deutschland und die EU, ebenso wie die USA oder Großbritannien haben zur Sicherheit jeweils mit mehreren Herstellern Vereinbarungen.

Eine Impfung beendet keine Pandemie

Dennoch wird am Tag der ersten Zulassung nicht genügend Impfstoff zur Verfügung stehen, um sofort die gesamte Erdbevölkerung zu immunisieren. Es gibt außerdem Hinweise und Erfahrungen mit anderen Coronaviren, dass eine Immunität „flüchtig“ ist – das heißt, dass sie nach einiger Zeit nachlässt. Es kann also sein, dass man eine Covid-Impfung immer wieder erneuern muss. Oder dass für einen dauerhaften Schutz mehrere Impfungen nötig sind – wie zum Beispiel bei den Masern.

Wenn also tatsächlich bereits zu Beginn des Jahres 2021 ein Impfstoff existiert, der verträglich und sicher ist und dessen Nutzen die Risiken deutlich übersteigt, dann wird es trotzdem noch Monate, vielleicht auch länger dauern, bis ein breiter Schutz in der (Welt-)Bevölkerung erreicht ist.

Nach einer Zulassung muss in Deutschland zunächst die Ständige Impfkommission eine Impfempfehlung aussprechen. Und die 18 Mitglieder dieser Expertengruppe stehen dann voraussichtlich vor der schweren Entscheidung, für welche Gruppen sie die Impfung als Erstes empfehlen. Gesundheitspersonal? Besonders gefährdete Menschen mit Vorerkrankungen? Oder wäre es am effektivsten, mobile junge Leute zu immunisieren, damit sie das Virus nicht mehr in der Bevölkerung verbreiten?

Mit der Zulassung von Impfstoffen ist die Pandemie noch nicht beendet. Der einzelne Geimpfte ist geschützt, aber die Infektionswelle läuft weiter durch die ungeimpfte Bevölkerung. Die Weiterverbreitung endet erst, wenn die sogenannte Herdenimmunität erreicht ist. Das heißt, dass ein Erkrankter von so vielen Immunisierten umgeben ist, dass das Virus keinen neuen Wirt findet. Ein Schaf mag krank werden, die Herde aber bleibt gesund.

Wollen die Menschen überhaupt geimpft werden?

Bei den Masern, eine der ansteckendsten Krankheiten, die es gibt, müssen deutlich über 90 Prozent der Bevölkerung geimpft sein, um Ausbrüche zu verhindern. Bei Covid-19 wurde diese Schwelle zunächst auf zwei Drittel der Bevölkerung geschätzt. Inzwischen gibt es epidemiologische Berechnungen, die eine Herdenimmunität schon ab 50 Prozent für möglich halten. Aber auch das wären eine Menge Impfungen. 40 Millionen Deutsche, 225 Millionen Europäer, vier Milliarden Weltbürger möglicherweise mehrfach zu impfen, ist eine logistische Herausforderung. Wahrscheinlich wird man zumindest manche Impfstoffe auch ständig kühlen müssen. Wer kontrolliert, wer geimpft wird? Werden die Impfungen in Arztpraxen, Gesundheitsämtern oder mobilen Impfstationen vorgenommen?

Und: Wollen überhaupt ausreichend viele Menschen geimpft werden? Bei den jährlichen Grippe-Impfungen wird bei uns nie die empfohlene Quote erreicht. Die Masern wären längst ausgerottet, würden nicht zu viele Eltern die Impfung ihrer Kinder versäumen oder verweigern. Und wie ist es bei einem bisher unbekannten Impfstoff? Selbst wenn er sorgfältig und ordnungsgemäß getestet ist?

In Deutschland haben in einer Umfrage des Center of Health Economics an der Universität Hamburg im April 70 Prozent der Befragten erklärt, sie wollten sich impfen lassen. Im Juni waren es nur noch 61 Prozent. Sinkt die Bereitschaft weiter? Oder nimmt sie mit steigenden Infektionszahlen wieder zu? Reichen 60 Prozent für Herdenimmunität? Und wenn nicht: Müssen wir dann noch Abstand halten, dürfen nicht ins Stadion oder zum Tanzen? Werden dann lokale Ausbrüche noch ein großes Problem sein?

Wolfgang Greiner, Professor für Gesundheitsökonomie und Gesundheitsmanagement in Bielefeld, sagte neulich im NDR, er rechne mit einer Art „Pinguin-Effekt“. „Pinguine springen immer erst dann ins Wasser, wenn der Erste drin ist, um zu sehen, ob Fressfeinde da sind.“ Derzeit sei die Unsicherheit bei der Impfung groß, gerade weil es Zweifel gebe, ob bei der Prüfung alles ordentlich abläuft. „Ich denke mal, dass wird sich normalisieren“, sagte Greiner, „wenn man nach einem halben Jahr sieht, die Leute kippen nicht um, haben vielleicht auch Vorteile.“ Weniger infizieren sich. Dann werde die Bereitschaft steigen.

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