Impfstoffe zum Schutz vor der Coronavirus-Infektion Covid-19

An Covid-19, der durch das Coronavirus SARS-CoV-2 verursachten Krankheit, leiden Menschen in der ganzen Welt. Unternehmen und Forschungsinstitute sorgen jedoch für Schutzimpfungen. In der EU sind mittlerweile vier Impfstoffe zugelassen, und für vier weitere wurde schon ein Teil der Zulassungsunterlagen eingereicht.

Weltweit werden mindestens 338 Impfstoffprojekte vorangetrieben (die für bereits zugelassene Impfstoffe eingeschlossen): Die Weltgesundheitsorganisation WHO zählt derzeit 326 (Stand 23.11.2021). Dazu kommen noch mindestens zwölf weitere Projekte, die sie noch nicht verzeichnet.(1)

Zudem prüft die WHO, auch noch der als Nasentropfen zu verabreichende Impfstoff CODI-VAC von Codagenix/Serum Institute of India (USA/Indien) im Rahmen der Phase-III-Studie "Solidarity Trial Vaccines" erprobt werden sollte. Der Impfstoff enthält replikationsfähige Vektorviren auf Basis von Influenza-Viren. Bislang hat er eine Phase I-Studie abgeschlossen.

Laufende Projekte in früheren Entwicklungsstadien finden sich in der laufend aktualisierten Tabelle "COVID-19 Landscape of novel coronavirus candidate vaccine development worldwide" der Weltgesundheitsorganisation WHO.

Nach klinischer Erprobung vorzeitig beendet wurde bisher unter anderem diese Impfstoff-Projekte: Projekte der University of Queensland und CSL, von Altimmune, von MSD/Institut Pasteur/University of Pittsburgh, von MSD/IAVI, von Sanofi/Translate Bio und von CureVac. In einem Fall stimulierte der Impfstoff das Immunsystem in geeigneter Weise, führte jedoch zu falsch positiven Resultaten bei HIV-Tests. Mehrere andere Impfstoffe erzielten keine zureichende starke Immunreaktion. In einem Fall entschied das Unternehmen angesichts der Wettbewerber-Situation, seinen eigenen mRNA-Impfstoff nicht zu Ende zu entwickeln. Das führte jeweils zu der Entscheidung, das betreffende Projekt abzubrechen.

Die Unternehmen haben parallel zur klinischen Entwicklung große Anstrengungen unternommen, um auch die Großproduktion ihrer Impfstoffe zu ermöglichen. Mehr dazu steht im Artikel "Ausweitung der Liefermengen für Covid-19-Impfstoffe". Die wichtigste Organisation für die globale Verteilung der Impfstoffe, insbesondere an ärmere Länder, ist die COVAX facility. Mehr dazu findet sich hier.

Die ersten in der EU zugelassenen Impfstoffe gegen Covid-19 basieren auf mRNA- oder Vektorviren. Unter den Impfstoffen, die noch in Entwicklung sind, finden sich neben Impfstoffen des gleichen Typs auch solche, die noch von anderem Typ sind. Hier eine Übersicht über die wichtigsten Impfstoff-Typen:

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Impfstoffe mit Virusprotein: Sie werden auch Subunit-Impfstoffe genannt und zu den "Totimpfstoffen" gezählt, weil in ihnen keine lebenden Viren enthalten sind. Diese Impfstoffe enthalten einige Mikrogramm eines ausgewählten Proteins von SARS-CoV-2. Technisch wird das Protein aber nicht direkt aus dem Coronavirus gewonnen, sondern gentechnisch herstellt. Beispiele sind die Impfstoffe von Novavax und Sanofi / GSK. Typischerweise enthalten Impfstoffe mit Virusprotein noch einen Wirkverstärker (Adjuvans), der das Immunsystem direkt nach der Impfung in Alarmbereitschaft versetzt. Dadurch wird es besonders aufmerksam für das injizierte Fremdprotein und baut eine Abwehr dagegen auf; die kann dann auch die eigentlichen Viren bekämpfen. Impfstoffe mit Virusprotein haben sich schon gegen andere Krankheiten bewährt, beispielsweise Hepatitis B und Grippe (hier wird das Protein allerdings direkt aus den Viren gewonnen). Bislang ist in der EU noch kein Impfstoff mit Virusprotein gegen Covid-19 zugelassen, aber zwei werden im Rolling Review von der EMA dafür geprüft.


mRNA-Impfstoffe: Diese Impfstoffe enthalten statt eines ausgewählten Virusproteins das zugehörige Gen dafür; und zwar in Form einer mRNA (messenger-RNA), eingebettet in kleine Bläschen (Lipidnanopartikel), die sie schützen und ihnen das Eindringen in Zellen ermöglichen. Für Zellen sind mRNAs etwas Alltägliches, sie erstellen sich selbst ständig mRNA-Abschriften von Genen im Zellkern, wenn sie die entsprechenden Proteine herstellen wollen. Sie benutzen eine von außen zugeführte mRNA genauso wie eine eigene: Sie stellen mehrmals damit das darin beschriebene Protein her und bauen sie dann ab. Auf diese Weise entsteht nach der Impfung im Körper Virusprotein, das dann genauso das Immunsystem aktiviert, wie es Impfstoffe mit Virusprotein tun (gut dargestellt von #EUmythbusters). mRNA-Impfstoffe haben den Vorteil, dass das Herstellungsverfahren unabhängig vom jeweiligen Erreger immer gleich ist; man spart also Entwicklungszeit für das Produktionsverfahren.
Zwei mRNA-Impfstoffe gegen Covid-19 sind in der EU schon zugelassen (von BioNTech/Pfizer und von Moderna). Weitere sind in in Entwicklung.


DNA-Impfstoffe: Ähnlich wie mRNA-Impfstoffe sollen auch DNA-Impfstoffe funktionieren. Bei ihnen ist das Gen für ein Virusprotein auf einem Stück DNA enthalten (beispielsweise auf einem DNA-Ring (= Plasmid). Nach dem Impfen muss das DNA-Stück in Zellen gelangen; und die Zellen müssen daraufhin davon ausgehend Abschriften in mRNA erstellen, die wiederum zur Herstellung von Virusprotein dienen, das dann wie bei einem Impfstoff mit Virusprotein wirkt. Es sind hier also noch mehr Schritte zum Erzielen der Impfwirkung nötig als bei mRNA-Impfstoffen; und damit die DNA überhaupt in die Zellen gelangt, sind besondere Impfgeräte erforderlich. Ein Vorteil gegenüber mRNA-Impfstoffen ist aber, dass DNA stabiler ist und DNA-Impfstoffe deshalb weniger stark gekühlt werden müssen. In Indien hat das Unternehmen Zydus Cadila die Zulassung für den ersten DNA-Impfstoff gegen Covid-19 erhalten, genannt ZyCoV-D (es ist damit sogar der weltweit erste DNA-Impfstoff überhaupt); bislang wurde aber noch keine EU-Zulassung beantragt. Daneben sind weitere DNA-Impfstoffe gegen Covid-19 in Entwicklung. So erprobt das Unternehmen Inovio seinen DNA-Impfstoff derzeit in einer Phase III-Studie der WHO und bereitet eine eigene Phase III-Studie (INNOVATE) vor. Das OpenCorona-Konsortium unter Führung des schwedischen Karolinska-Institut und Mitwirkung der Universitäten Gießen und Tübingen arbeitet ebenfalls an einem DNA-Impfstoff.

Unterschiede gibt es auch bei den Applikationsformen. Zwar zielen die meisten Projekte auf injizierbare Impfstoffe ab, doch gibt es Ausnahmen. So verbindet sich mit der Entwicklung von über die Nase applizierbaren Impfstoffen die Hoffnung, Menschen so zu immunisieren, dass sich nicht nur selbst vor einem Krankheitsausbruch geschützt sind, sondern auch niemanden mehr mit SARS-CoV-2 anstecken könne. Mehr dazu steht im Artikel "Corona-Impfstoffe der nächsten Generation".

Daneben gibt es auch Projekte, die auf einen oral anwendbaren Impfstoff abzielen. Beispiele: