Impfstoff

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Größte Impfstoffhersteller
Hersteller Marktanteil
Sanofi-Aventis 23 %
GlaxoSmithKline 23 %
Wyeth 16 %
Novartis (Chiron) 10 %
Sanofi/MSD Sharp & Dohme
(Joint Venture)
8 %
Sonstige 15 %
Quelle: GlaxoSmithKline (2005)

Ein Impfstoff, auch die Vakzine oder das Vakzin genannt (lat. vaccinus „von Kühen stammend“; siehe Vakzination), ist ein biologisch oder gentechnisch hergestelltes Antigen, meist bestehend aus Protein- oder Erbgutbruchstücken, abgetöteten oder abgeschwächten Erregern. Der Impfstoff dient im Rahmen einer Impfung zur spezifischen Aktivierung des Immunsystems hinsichtlich eines bestimmten Erregers bzw. einer Erregergruppe.

Dazu wird die Reaktion des Immunsystems ausgenutzt, bei Vorhandensein von Erregern bzw. deren spezifischen Teilen (z. B. Oberflächenproteine als Antigene) eine Immunantwort zu provozieren. Diese führt zur Ausbildung von Antikörpern und spezialisierten T-Helferzellen, die dann einen lange anhaltenden Schutz vor der jeweiligen Krankheit bieten, der je nach Erreger zwischen einigen Jahren und lebenslang anhalten kann.

Ursprung der Impfstoffe[Bearbeiten]

Die Pocken waren die erste Krankheit, bei der versucht wurde, Individuen durch absichtliche Infektion mit anderen Erregern zu immunisieren. Es wird angenommen, dass diese Versuche entweder in Indien oder China bereits um 200 v. Chr. begannen. Chinesische Ärzte wählten zur Gewinnung des Impfstoffs Personen mit leichtem Krankheitsverlauf aus und entfernten Krustenstücke der Pocken dieser Infizierten. Die Stücke wurden zu einem Pulver zermahlen und in die Nase der zu impfenden Person eingeführt.

Lady Mary Wortley Montagu berichtete 1718, dass die Türken sich in ähnlicher Weise den Körperflüssigkeiten von leicht Infizierten aussetzten, und wendete diese Methode bei ihren eigenen Kindern an. Spätestens in den Jahren ab 1770 beobachteten sechs Personen, darunter Sevel, Jensen, Jesty (1774), Rendall und Plett (1791),[1] dass Melkerinnen gegen Menschenpocken immun geworden waren, nachdem sie die vergleichsweise harmlosen Kuhpocken überstanden hatten. Sie impften daraufhin im Familien- und Bekanntenkreis erfolgreich mit der Kuhpockenlymphe. Im Jahre 1796 beobachtete auch der englische Landarzt Edward Jenner während der Blüte der europäischen Pockenepidemien, dass Mägde durch den Kontakt mit Kuheutern teilweise mit Kuhpocken infiziert wurden, die ein vergleichsweise harmloser Verwandter der Pocken sind. Er entnahm infektiöse Flüssigkeiten von der Hand der derart infizierten Magd Sarah Nelmes und führte diese durch Injektion oder Kratzen in den Arm des acht Jahre alten, gesunden James Phipps ein. James entwickelte Symptome einer Kuhpocken-Infektion, von der er vollständig genas. 48 Tage später injizierte Jenner ihm mit Pocken verunreinigte (kontaminierte) Materie. Der Junge entwickelte keine Symptome.

Attenuierter Lebendimpfstoff[Bearbeiten]

Solche Lebendimpfstoffe enthalten abgeschwächte (attenuierte) Viren oder Bakterien, die sich noch vermehren können und eine Immunantwort auslösen, in der Regel jedoch keine Erkrankung. Ein attenuierter Lebendimpfstoff ist in der Regel deutlich wirksamer als ein Totimpfstoff.

In seltenen Fällen kann es nach der Anwendung eines solchen Impfstoffes bei der möglichen Vermehrung der Erreger zu einer Mutation in Richtung der nicht abgeschwächten Ausgangsform kommen, durch die dann doch die Erkrankung eintreten kann. Beispiele hierfür sind die in Europa aufgegebene Polio-Schluckimpfung, welche sehr selten die Impfpoliomyelitis ausgelöst hat, der MMR-Impfstoff, der Bacillus Calmette-Guérin sowie Impfstoffe gegen Gelbfieber. Zur Typhus-Impfung stehen sowohl Lebend- als auch Totimpfstoffe zur Verfügung.

Lebendimpfstoffe werden unterschieden in

  • kälteadaptierte Stämme, die sich nur bei Temperaturen um 25 °C vermehren können, was die Viren auf die oberen Atemwege beschränkt, und
  • temperatursensitive Stämme, deren Replikation auf einen Temperaturbereich von 38–39 °C beschränkt ist; es kommt auch hier nicht zum Befall der unteren Atemwege.

Totimpfstoff[Bearbeiten]

Totimpfstoffe enthalten inaktivierte oder abgetötete Viren oder Bakterien oder Bestandteile von Viren, Bakterien oder Giftstoffen. Diese können sich im Körper nicht mehr weitervermehren oder ihn vergiften, wie es das Tetanospasmin könnte, aber sie lösen ebenfalls eine Abwehrreaktion (Immunreaktion) aus. Beispiele sind die Toxoidimpfstoffe und Impfstoffe gegen Influenza, Cholera, Beulenpest, Hepatitis A oder Hepatitis B.

Totimpfstoffe werden unterschieden in:

  • Toxoide: Toxoide sind entgiftete Toxine krankheitserregender Mikroorganismen. Diese Impfstoffe werden in Fällen verwendet, in denen nicht die Erreger selbst, sondern wie bei Tetanus und Diphtherie vor allem deren Toxine die Krankheitssymptome verursachen.
  • Inaktivierte Ganzpartikelimpfstoffe: Inaktivierung der Viren mittels einer kombinierten Anwendung von Formaldehyd, beta-Propiolacton und Psoralen
  • Teilpartikelimpfstoffe: Zerstörung der Virusoberfläche mit Detergentien oder starken organischen Lösungsmitteln.
  • Untereinheitimpfstoffe oder Spaltvakzine: die Oberfläche wird vollständig aufgelöst und spezifische Komponenten (Hämagglutinin- und Neuraminidase-Proteine) herausgereinigt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Untereinheiten rekombinant herzustellen. Untereinheitimpfstoffe sind nur wenig immunogen, besitzen dafür aber geringe Nebenwirkungen.

Vor- und Nachteile der Lebend- und Totimpfstoffe[Bearbeiten]

Lebendimpfstoffe wirken effektiver als Totimpfstoffe, da sie neben humoraler Immunität (eine durch in den Körperflüssigkeiten zirkulierende Antikörper bewirkte Form der Immunität) auch bis zu lebenslang anhaltende zelluläre Immunantworten auslösen.

Allerdings sind sie etwas schlechter in der Verträglichkeit und bergen das sehr geringe Risiko einer Rückmutation in Krankheitserreger und damit der Auslösung einer (meist abgeschwächten) Form der Erkrankung, gegen die sie ursprünglich schützen sollten.

Ferner sind nach aktuellen Empfehlungen des in Deutschland dafür zuständigen Robert-Koch-Instituts Lebendimpfungen ab drei Monaten vor einer und während der gesamten Schwangerschaft kontraindiziert. Dagegen können fällige Impfungen mit Totimpfstoffen den werdenden Müttern im zweiten und dritten Drittel der Schwangerschaft bedenkenlos verabreicht werden; im ersten Drittel sollten zum Ausschluss jeglichen Risikos für das Kind dagegen nur diejenigen Totstoff-Impfungen vorgenommen werden, die individuell dringend indiziert sind. In der anschließenden Stillzeit sind Impfungen generell ohne Beschränkungen möglich.[2]

Unterschiedliche Lebendimpfstoffe können ohne Weiteres simultan verabreicht werden. Bei nicht gleichzeitiger Impfung soll der Abstand zwischen zwei Lebendimpfungen allerdings mindestens vier Wochen betragen. Totimpfstoffe oder eine Kombination mit ihnen betrifft dies nicht.

Sonstige[Bearbeiten]

Eine Reihe weiterer, teilweise experimenteller Techniken werden im Zuge eines Impfstoffdesigns verwendet:

  • Konjugierte Impfstoffe: einige Bakterien verfügen über Polysaccharid-Außenhüllen, die nur schwache Immunantworten provozieren. Durch Verbindung dieser Außenhüllen mit Proteinen (wie Toxinen) kann das Immunsystem dazu gebracht werden, die Polysaccharide wie Proteinantigene zu erkennen.
  • Anstatt vollständiger attenuierter oder inaktiver Erreger kann auch durch Fragmente (also Teilstücke) eine Immunantwort provoziert werden.
  • Rekombinante Vektoren: Durch Kombination der Physiologie eines Mikroorganismus mit der DNA eines anderen kann eine Immunität gegen Erreger mit komplexen Infektionsprozessen geschaffen werden.
  • DNA-Impfung: In den letzten Jahren entstand eine neuartige Form der Impfung, die auf der DNA des Agens basiert. Hierbei wird virale oder bakterielle DNA in den Wirtsorganismus eingefügt und exprimiert. Hierdurch wird eine Immunreaktion bewirkt. Dabei entfallen nach bisherigem Stand der Forschungen (2005) die Nebenwirkungen der üblichen Impfmethoden. Ein Risiko ist allerdings noch der Einbau in die Erbsubstanz; dies kann durch Verwendung von mRNA vermieden werden.
  • mRNA-Impfung: Ähnlich der DNA-Impfung wird genetischer Code verwendet, aber in Form von mRNA des jeweiligen Antigens. Der Vorteil ist die Stabilität gegenüber DNA. mRNA kann im einfachsten Fall intranasal verabreicht werden, muss also nicht gespritzt werden. Verschiedene Methoden zur Intensivierung der Immunantwort wurden bereits erprobt, beispielsweise die Komplexierung mit Protamin. Einsatzgebiete bisher war vor allem die Krebstherapie und die Infektionsprophylaxe.[3][4]

wirtschaftliche Bedeutung[Bearbeiten]

Die Impfstoffherstellung erlebt angesichts der Bedrohung durch Erreger, wie beispielsweise Vogelgrippe "H5N1" und Schweinegrippe "H1N1", sowie im Veterinärbereich die Blauzungenkrankheit und das Schmallenberg-Virus weltweit einen wirtschaftlichen Aufschwung.[5] So wurden 2001 weltweit 6.9 Milliarden $ umgesetzt. 2009 waren es rund 25 Milliarden $ und für 2015 wird der weltweite Umsatz in der Impfstoffherstellung auf 56-64 Milliarden $ geschätzt.[6]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Sudhoffs Archiv. Band 90, Heft 2, 2006, S. 219-232.
  2. FAQ des Robert-Koch-Instituts: Kann in der Schwangerschaft geimpft werden? Sind Impfungen in der Stillzeit möglich? Stand: 18. April 2011
  3. A. Bringmann, S. A. Held, A. Heine, P. Brossart: RNA vaccines in cancer treatment. In: J. Biomed. Biotechnol.. vol. 2010, 2010, S. 623687. doi:10.1155/2010/623687. PMID 20625504. PMC: 2896711 (freier Volltext).
  4. J. C. Lorenzi, A. P. Trombone, C. D. Rocha et al.: Intranasal vaccination with messenger RNA as a new approach in gene therapy: use against tuberculosis. In: BMC Biotechnol.. 10, 2010, S. 77. doi:10.1186/1472-6750-10-77. PMID 20961459. PMC: 2972232 (freier Volltext).
  5. Yvonne Genzel, Timo Frensing, Udo Reichl: Herstellung moderner Grippeimpfstoffe. Zellkultur statt Hühnerei. In: Chemie in unserer Zeit. Februar 2013, Vol. 47, Iss. 1, S. 12–22, doi:10.1002/ciuz.201200606, (PDF-Datei).
  6. Research and Markets: The Future of Global Vaccines - Market Forecasts to 2016, Stockpile Analysis, Competitive Benchmarking and Pipeline Analysis. Auf: www.businesswire.com Business Wire, 15. Januar 2010, abgerufen am 5. Oktober 2013‎.

Weblinks[Bearbeiten]

 Wiktionary: Impfstoff – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen