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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 sechs Impfstoffe plus drei Impfstoff-Varianten zugelassen, und für weitere wurden schon Zulassungsunterlagen eingereicht – komplett oder zumindest in Teilen.

Das Bild zeigt eine symbolische Impfstoffflasche mit der Aufschrift Coronavirus Vaccine sowie eine Spritze, beides gehalten von einer Hand, die einen blauen Schutzhandschuh trägt.

Impfaktion in Deutschland

Entwicklungsprojekte für Covid-19-Impfstoffe

Weltweit werden mehr als 380 Impfstoffprojekte vorangetrieben (die für bereits zugelassene Impfstoffe eingeschlossen): Die Weltgesundheitsorganisation WHO zählt derzeit 371 (Stand 20.09.2022). Dazu kommt aber noch eine zweistellige Zahl von Projekten, die sie noch nicht verzeichnet (1) . Nicht alle Projekte verfolgen ausdrücklich das Ziel einer EU-Zulassung. Viele Impfstoffe sind auch für Zulassungen in anderen Regionen gedacht, beispielsweise in Ostasien oder Mittel- und Südamerika.

Die folgende Abbildung zeigt Projekte, die ausdrücklich auch auf eine EU-Zulassung hinarbeiten und bei denen mindestens schon die Erprobung mit Freiwilligen begonnen hat. Zahlreiche weitere Projekte, die hier nicht dargestellt sind, befinden sich noch im Laborstadium. Nicht eingetragen sind auch Projekte für Varianten-angepasste Versionen zugelassener Impfstoffe.

Gezeigt sind Unternehmen und Institute, deren Covid-19-Impfstoffe für die EU bestellt wurden (Flaggen) oder die wahrscheinlich mit dem Ziel einer EU-Zulassung entwickelt werden (kein Anspruch auf Vollständigkeit). Grau hinterlegt: Varianten-angepasste Versionen zugelassener Impfstoffe (α = Alpha, β = Beta, o = Omikron ohne Subtyp-Angabe, BA.1 = Omikron BA.1, BA.2 = Omikron BA.2, BA.4/5 = Omikron BA.4 und BA.5, w = Wildtyp). M = mRNA-Impfstoff, I = Impfstoff mit inaktivierten Erregern, Pe = Peptid-Impfstoff, Pr = Protein-basierter Impfstoff, V = Vektor-Impfstoff. Berühren Projekte Phase III und Zulassungsverfahren, wurde ein Teil der Zulassungsunterlagen schon eingereicht (Rolling Review). Quellen: EMA, EU-Kommission, vfa-Recherche; Stand: 26.09.2022

Entwicklung und Produktion von Covid-19-Impfstoffen in Deutschland

Deutschland zählt zu den Ländern mit besonders vielen Projekten für weitere Covid-19-Impfstoffe:

Außerdem wirken die folgenden Unternehmen und Forschungsinstitute unterstützend bei der Impfstoffentwicklung oder -produktion mit:

  • Rentschler Biopharma (Laupheim): übernimmt die Aufreinigung des Impfstoffs von BioNTech/Pfizer
  • Dermapharm (Brehna): wirkt an Fertigung des Impfstoffs von BioNTech/Pfizer mit
  • Allergopharma (Reinbek) wirkt an der Herstellung des Impfstoffs von BioNTech/Pfizer mit (Fertigungsschritt Formulierung)
  • Siegfried (Hameln): wirkt an Abfüllung und Verpackung des Impfstoffs von BioNTech/Pfizer und künftig auch von Novavax mit
  • Sanofi (Frankfurt a.M.) wirkt an der Abfüllung des Impfstoffs von BioNTech/Pfizer wie auch an der Abfüllung des Impfstoffs von Sanofi/GSK mit
  • IDT Biologika (Dessau-Roßlau) wirkt an der Produktion des Impfstoffs von Valneva mit, der 2022 eine EU-Zulassung erhalten hat. Zuvor wirkte das Unternehmen schon an der Abfüllung des Impfstoffs von Janssen mit.
  • Vibalogics (Cuxhaven): produziert Komponente für Impfstoff von Janssen
  • Richter-Helm BioLogics (Bovenau): produziert DNA-Material für Inovio (USA); Ausbau der Produktionskapazität in Vorbereitung
  • WuXi (Wuppertal) wirkt seit Dezember 2021 an der Produktion des Impfstoffs von AstraZeneca mit.
  • Celonic (Heidelberg) wird den Impfstoff des niederlänischen Unternehmens Intravacc herstellen
  • Probiogen (Berlin) wird den Herstellungsprozess für den russischen Impfstoff Sputnik V für die Produktion durch das ägyptische Unternehmen Minapharm Pharmaceuticals optimieren
  • Merck (Darmstadt) trägt zu rund 50 Projekten zur Entwicklung und Produktion von Covid-19-Impfstoffen weltweit bei; zudem produziert das Unternehmen Lipide für den Impfstoff von BioNTech/Pfizer
  • Lipoid: liefert Phospholipide für die Herstellung von mRNA-Impfstoffen
  • Recipharm (Wasserburg): entwickelt Produktionsverfahren für ein anderes Unternehmen
  • Evonik produziert Lipide für den mRNA-Impfstoff von BioNTech/Pfizer in Hanau und Dossenheim

Das veranschaulicht auch die folgende interaktive Karte. Es lässt sich auch eine statische Karte dieser Standorte herunterladen.

Zulassungsanforderungen für Covid-19-Impfstoffe

Produktionskapazität und weltweiter Zugang

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.

Arten von Impfstoffen

Die in der EU zugelassenen Impfstoffe gegen Covid-19 basieren auf mRNA, Vektorviren und Protein. 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:

Schematische Darstellung des Virus, der Virusbestandteile im Impfstoff sowie im Körper, unterteilt nach Totimpfstoff, Vektorimpfstoff und RNA-Impfstoff

Dieses Schaubild können Sie sich auch als PDF oder als JPG herunterladen (Verwendung mit Quellenangabe frei).

Protein-basierte Impfstoffe: Sie werden auch Subunit-Impfstoffe genannt und nach manchen Definitionen (siehe unten) 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 (zugelassen), Sanofi / GSK (im EU-Zulassungsverfahren) und dem Texas Children's Hospital / Baylor College / Biological E (zugelassen in Indien). 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 (in letzterem Fall wird das Protein allerdings meist direkt aus den Viren gewonnen).


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 zugelassen (von BioNTech/Pfizer und von Moderna), zudem noch mehrere an Virusvarainten angepasste Versionen dieser Impfstoffe. Weitere mRNA-Impfstoffe sind 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 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 einer eigenen Phase III-Studie (INNOVATE). Das schwedische Karolinska-Institut arbeitet ebenfalls an einem DNA-basierten Covid-19-Impfstoff und hat ihn schon mit Tieren erprobt. Kooperationspartner war u.a. die Universität Gießen.

Applikationsformen

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:

Die Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI)

Fußnoten

(1) Etwa Projekte von baseclick Vaccines (Neuried bei München), Belyntic (Berlin) in Kooperation mit der Universität Bonn, der Universität Würzburg in Kooperation mit Aeterna Zentaris, dem Paul-Ehrlich-Institut (Langen) mit der Universität München, dem Universitätsklinikum Erlangen, der Universität München, dem Wiener Unternehmen Viravaxx, dem Wiener Inkubator-Unternehmen Cebina mit der Universität Pécs (Ungarn) sowie dem US-Unternehmen Sorrento Therapeutics.

(2) mRNA-, DNA- und Vektor-Impfstoffe werden deshalb mitunter zu "genbasierte Impfstoffe" zusammengefasst.

(3) Product Development Partnerships (PDP) sind in der Regel Allianzen von Stiftungen, Regierungs- und Hilfsorganisationen sowie Forschungsgruppen und Unternehmen. Die Geldgeber in der PDP stellen Mittel bereit, die befristet oder erfolgsabhängig Unternehmen oder Forschungseinrichtungen für Projekte gezahlt werden. In PDP können Medikamente entwickelt werden, die für ein einzelnes Unternehmen wirtschaftlich nicht zu realisieren wären oder für die schnell verfügbare Finanzmittel erforderlich sind. Denn sie sorgen dafür, dass die Projekt-Kosten und ökonomischen Risiken auf die Schultern mehrerer Partner verteilt werden. Das hat sich bereits für neue Medikamente gegen Malaria, Tuberkulose und Schlafkrankheit bewährt.