Hintergrundwissen:
Die verschiedenen Impfstoff-Typen
Lebendimpfstoffe (abgeschwächte Erreger)
Die Erreger der Lebendimpfstoffe können sich im Körper des Impflings eine Zeit lang vermehren, aber die Krankheit bei immungesunden Personen nicht mehr auslösen, da sie durch Zellkulturpassagen, Mutagenese oder genetische Manipulation stark abgeschwächt sind. Beispiele für Viruslebendimpfstoffe sind die Masern-Mumps-Röteln- und Varizellen-Impfstoffe. Derzeit gibt es nur einen bakteriellen Lebendimpfstoff in Deutschland, den oralen Typhus-Impfstoff.
Totimpfstoffe (Ganzkeim-, Spalt-, Toxoid-, Subunit- oder Komponenten-Impfstoffe)
Ganzkeimimpfstoffe sind z. B. Beispiele die Hepatitis-A-, FSME- und Polio (IPV)-Impfstoffe (inaktivierte Viren) und der Cholera-Schluckimpfstoff (inaktivierte Bakterien). Die Erreger werden für die Herstellung der Impfstoffe vermehrt und danach chemisch und/oder physikalisch inaktiviert (z. B. durch Formaldehyd oder Hitzebehandlung).
Spaltimpfstoffe, wie z. B. die Influenza-Spaltimpfstoffe, enthalten enzymatisch oder chemisch mit Detergenzien oder organischen Lösungsmittel zerkleinerte Erreger.
Toxoid-Impfstoffe: Bei Bakterien, die Toxine bilden, kann man mit Toxoiden (inaktivierte Toxine) impfen, wie z. B. gegen Tetanus und Diphtherie.
Subunit- oder Komponenten-Impfstoffe enthalten nur die für die Immunantwort nötigen Bestandteile – Antigene - von Erregern. Diese werden entweder direkt aus den Erregern gewonnen oder gentechnisch hergestellt. Bei dem ersten Verfahren werden die Erreger vermehrt, inaktiviert und ihre Oberflächenstrukturen vollständig aufgelöst und die Antigene (z. B. Hämagglutinin- und Neuraminidase-Proteine der Influenza-Impfstoffe) aufgereinigt. Bei dem gentechnischen Herstellungsverfahren (rekombinante Impfstoffe, rekombinant, „neu kombiniert“) wird das Gen für das Antigen in das Genom in z. B. Hefezellen oder tierischen Zellen eingeschleust, diese werden in Zellkultur vermehrt und produzieren das Antigen, was danach aufgereinigt wird. So wird das Antigen z. B. bei Hepatitis-B-Impfstoffen in Hefezellen und bei dem Gürtelrose-Subunit-Totimpfstoff in einer tierischen Zellkultur produziert.
Gentechnisch werden auch Impfstoffe, die sogenannte virusähnliche Partikel (virus like particles, VLPs) enthalten, hergestellt. Diese Partikel sind „leere“ Viruskapseln aus Erregerproteinen, die sich im Körper nicht vermehren können, da sie keine Erbinformation enthalten, aber eine Immunantwort auslösen können. Sie werden mittels rekombinanter DNA-Technologie hergestellt: Die Viruskapselproteine werden z. B. in Insektenzellen oder Hefezellen produziert und danach aufgereinigt. In eine Lösung gegeben können sie sich eigenständig zum VLPs zusammenlagern (reassembly). Diese Technologie wird besonders bei Impfstoffen gegen Viren verwendet, die sich in vitro nicht oder nur schwer züchten lassen. Auf diesem Weg werden z. B. die Impfstoffe gegen Gebärmutterhalskrebs hergestellt.
Für bakterielle Komponenten-Impfstoffe nutzt man z. B. Oberflächenproteine (z. B. Pertussis-Impfstoff) oder Polysaccharide bei bekapselten Bakterien (z. B. Typhus-Injektionsimpfstoff, 23-valenter Pneumokokken-Polysaccharidimpfstoff) als Antigene. Um eine effektive T-Zell-abhängige Immunantwort auszulösen, werden Polysaccharid-Antigene bei manchen Impfstoffen an Proteine gebunden (konjugiert). Solche sogenannten Konjugat-Impfstoffe gibt es gegen Meningokokken C, Haemophilus influenzae Typ b (Hib) und Pneumokokken (10- oder 13-valent).
Genbasierte Impfstoffe: mRNA-, DNA- und Vektorimpfstoffe
Diese Impfstoffe basieren auf der Idee, dass der Körper die Impfantigene selbst produzieren soll. Dafür wird nur die genetische Information für die Antigensynthese mit dem Impfstoff in den Körper eingebracht. Die Antigene werden anhand dieses „Bauplans“ auf dem normalen Syntheseweg der Zellen produziert und induzieren eine humorale und zelluläre Immunantwort. Die mRNA-Impfstoffe enthalten die messenger RNA, die die Vorlage für die Synthese des Antigen-Proteins ist. mRNA-Impfstoffe spielen bereits bei der modernen Krebstherapie eine Rolle. DNA-Impfstoffe enthalten nur die DNA-Sequenz, die für das Antigen kodiert, eingefügt in ein bakterielles Plasmid. Das Plasmid wird nach der Injektion des Impfstoffs von der Zelle aufgenommen, anhand der DNA wird die entsprechende mRNA gebildet, die dann als Anleitung für die Proteinsynthese dient.
Die sogenannten Vektorimpfstoffe enthalten harmlose Trägerviren mit der DNA für das Antigen und dienen als Transportvehikel (Vektoren) in die Zelle. Vektorimpfstoffe können entweder replizierende oder nichtreplizierende virale Vektoren enthalten. Entsprechend können sich die Trägerviren im Körper noch verlangsamt vermehren und die Immunantwort auslösen. Oder sie können sich nicht mehr vermehren, und der Impfstoff muss bereits die für die Immunantwort notwendige Menge an Vektorvirus enthalten. Vektorimpfstoffe wurden in der Vergangenheit erfolgreich gegen Ebola eingesetzt.
Erstellt am 13.10.2020
Quellen:
- https://www.aerzteblatt.de/archiv/214122/Genbasierte-Impfstoffe-Hoffnungstraeger-auch-zum-Schutz-vor-SARS-CoV-2
- https://www.vfa.de/print/de/arzneimittel-forschung/woran-wir-forschen/impfstoffe-zum-schutz-vor-coronavirus-2019-ncov
- PEI: Fragen und Antworten – Entwicklung von Impfstoffen
- Julian Schilling, Impfstoffe und Fachbegriffe: Was bedeutet rekombinant, subunit, lebend oder tot? DoXMedical Nr. 2/2008
- Fachinformation der Impfstoffe
- https://de.wikipedia.org/wiki/Influenzaimpfstoff