Impfungen, das sei gleich zu Beginn klargestellt, sind die epidemiologisch wirkungsvollste Maßnahme seit Beginn der modernen Medizin – seit die Giganten des 19. Jahrhunderts wie Rudolf Virchow und Louis Pasteur die Zellularpathologie entdeckten, nämlich erkannten, dass alle Krankheiten zelluläre Ursachen haben. Impfungen gehören wie Vorsorgeuntersuchungen zur primären Prävention. Darunter versteht man Maßnahmen, die die Gesundheit der Bevölkerung erhalten. Besser kann man nicht medizinische Kosten sparen und Leid verhindern. Man kann sogar so weit gehen, als einzig positiven Aspekt des DDR-Totalitarismus den Primärpräventionszwang zu sehen, der dort beispielsweise den Gebärmutterhalskrebs ausgerottet hatte, während im Westen tausende junge Frauen daran starben und nach wie vor auch heute sterben, weil die Prävention freiwillig ist.

Doch sind Impfungen nur dann sinnvoll, wenn sie sicher und wirksam sind. Was bedeutet das? Eine sichere Impfung führt nur in sehr seltenen Fällen (wie etwa 1 zu 1 Millionen) zu schweren Nebenwirkungen. Wenn diese häufiger auftreten, ist die Impfung nicht sicher. Und eine wirksame Impfung verhindert in der Regel bei mehr als 90 Prozent (idealerweise bei mehr als 99,9 Prozent) der Patienten das Auftreten der Krankheit, gegen die sie impft. Dies geschieht, indem durch den Impfstoff, für dessen Herstellung es viele Prinzipien gibt, die Bildung von Antikörpern gegen den Krankheitserreger gebildet werden. Kommt der geimpfte Mensch mit dem Erreger in Kontakt, wird der vom Immunsystem eliminiert, bevor er systemischen Schaden anrichten kann.

Grippeimpfungen

Seit dem Ausbruch von COVID19 leben die meisten Menschen immer noch in Angst vor dem Virus, seine Pathogenität wird stark überschätzt, was auf Achgut.com in zahlreichen Beiträgen seit März 2020 thematisiert wurde. Der Wunsch nach einem wirksamen und sicheren Impfstoff gegen SARS-Cov2 ist daher sehr groß, immer wieder haben Virologen gar behauptet, der Lockdown müsse so lange fortgesetzt werden, bis man einen Impfstoff habe. Sicherlich ist dies angesichts der wahren Pathogenität des Erregers übertrieben, doch soll hier heute die Frage gestellt werden, ob und wie man einen solchen Impfstoff bekommen könnte und wie sicher und wirksam er wohl wäre. 

SARS-Cov2 gehört zur Familie der Corona-Viridae, von denen einige wiederum zu den humanpathogenen Erregern respiratorischer Viruserkrankungen (vulgo: Grippeviren) zählen. Schauen wir uns daher zunächst einmal das Grippevirus an, gegen das es einen Impfstoff gibt: das Influenza-Virus. Die Influenza hat drei wichtige Erregerstämme (H1N1, H3N2, B). Gegen sie gibt es seit langer Zeit verschiedene klassische Tod- und Lebend-Impfstoffe, deren Entwicklung und Testung sehr langwierig war. Sie alle präsentieren dem Immunsystem Teile des Virus, damit es dagegen Antikörper bilden kann.

Wie sicher und wirksam sind diese Impfstoffe? Die Sicherheit ist sehr hoch, das haben verschiedene Studien ergeben, die beispielsweise hier dargelegt sind. Und die Effektivität? Sie ist, wie das RKI betont, bei der Influenzaimpfung schlecht. Dies bestätigen auch neuere Studien, die zeigen, dass die Impfeffektivität (die im Idealfall wie bei der Rötelnimpfung nahe 100 Prozent liegt) bei Influenza je nach Stamm und Jahr zwischen etwa 30 und 70 Prozent schwankt: In diesem Bereich von relativen Anteilen profitieren die Geimpften.

Leider ist die Impfeffektivität bei der Population, für die Influenza lebensgefährlich ist (die älteren Patienten), auch bei fast allen Stämmen am schlechtesten, sie liegt bei vielen Stämmen und Epidemiejahren deutlich unter 50 Prozent. Das liegt daran, dass die Viren ihre Oberflächenstruktur unter dem Selektionsdruck der Immunität ihrer Wirte durch Mutation schnell variieren, um zu überleben. Deswegen ist es bisher nicht gelungen, hocheffektive und stabil wirksame Impfstoffe gegen Influenzaviren zu erzeugen.

Da der Impfstoff sehr sicher ist, wird die Impfung bei Risikopatienten dennoch empfohlen, denn ein Grenznutzen ist durchaus vorhanden. Doch ist es wegen der raschen Mutation des Virus biologisch unmöglich, gegen Influenza flächendeckend vollwirksam zu impfen.

Der Fall SARS-Cov2

Gegen Corona-Viren gibt es noch gar keine Impfstoffe im klinischen Einsatz. Einerseits hat man bis zum Auftreten von SARS-Cov1 im Jahr 2003 gar nicht in solche investiert, weil es dafür keine klinische Notwendigkeit gab: Die Viren richteten nicht genug Schaden an. Seitdem ist es gelungen, einen SARS-Cov1-Impfstoff im Tierversuch zu etablieren, die klinische Entwicklung im Menschen steht jedoch aus. Die Entwicklung von Impfstoffen gegen MERS-Cov, ein anderes Mitglied der Corona-Familie, ist bereits etwas weiter, die klinische Phase 1, die wichtige Hinweise auf die Sicherheit des Impfstoffs gibt, wurde eben erst erfolgreich abgeschlossen. Immerhin kann man künftig Sicherheit und Wirksamkeit in einer größeren Population untersuchen (Phase 2). Der Impfstoff ist ein klassischer Lebendimpfstoff, der auf der Basis eines attenuierten Pockenvirus hergestellt wurde. Gegen die anderen Mitglieder der Familie gibt es noch keine Impfstoffkandidaten.

Unter dem Druck der globalen COVID19-Panik wurde nach Ausbruch der Pandemie schon sehr früh mit der Entwicklung von Impfstoffen gegen SARS-Cov2 begonnen. Derzeit sind bei ClinicalTrial.gov 106 Studien gemeldet, sie sich mit Impfstoffen gegen das Virus befassen. Dabei werden zahlreiche Impfstoffentwicklungsverfahren ausprobiert, unter anderem RNA- und DNA-Impfungen, Nukleinsäureimpfungen, die wir uns nun genauer ansehen.

Nukleinsäureimpfungen

Die Nukleinsäureimpfungen sind neue Verfahren zur Erstellung von Impfstoffen, die die Nachteile der klassischen Verfahren überwinden sollen. Ihre Entwicklung und Produktion soll schneller, günstiger und flexibler sein und auch in der Lage sein, die zelluläre Immunität durch T-Killer-Zellen zu aktivieren (und nicht nur die humorale durch von B-Zellen sezernierten Antikörpern wie bei vielen klassischen Impfungen).

Sie funktioniert wie folgt: Statt dem Immunsystem Bruchteile des echten Virus zu präsentieren, erhält der Impfling Nukleinsäuren und soll aus diesen mit seinen eigenen Zellen Eiweiße herstellen, die dem Immunsystem präsentiert werden. Dies soll erfolgen, indem man in Zellen des Impflings RNA oder DNA Fragmente einbringt, die in die Zellen aufgenommen und dort zu Eiweißen umgeschrieben werden. Eiweiße werden immer mit der Translation von mRNA produziert, mRNA entsteht aus der Transkription von DNA.

Im Fall der RNA-Impfung werden dem Impfling Zellen entnommen und in vitro mit mRNA transfiziert, so dass die mRNA in das Zellinnere gelangt.  Danach werden die Zellen wieder in den Impfling eingebracht (adoptiver Zelltransfer). Diese transfizierte mRNA soll dann von den Zellen in Eiweiße übersetzt werden, die in Epitope zerlegt (das sind Eiweißfragmente, die die Immunantwort stimulieren können) und durch das Präsentationssystem auf der Zellhülle (Membran) den Zellen des Immunsystems präsentiert werden. Diese bilden dann Immunität gegen die Epitope aus. Man geht davon aus (kann aber nicht garantieren), dass die transfizierte mRNA nicht den Zellkern erreicht und nicht in das Genom der Impflingszellen integriert wird.

Bei der DNA-Impfung ist das Ziel, in die Zellen des Impflings DNA einzubringen, die zum Zellkern transportiert wird und sich dort im Genom der Impflingszellen integriert. Dann wird aus der DNA durch Transkription mRNA abgelesen und durch Translation im Cytosol (das ist der Bereich der Zelle, in dem sich alle ihre Bestandteile aufhalten) in Eiweiße umgewandelt. Wie bei der mRNA Impfung erfolgt dann Prozessierung und Präsentation der Epitope an das Immunsystem. Dem Impfling wird bei der DNA-Impfung die DNA direkt injiziert, er wird dadurch zum gentechnisch modifizierten Organismus (GMO).

Es wäre auch denkbar, in der eingebrachten DNA Metadaten über die Impfung zu kodieren, die später nicht in Eiweiße übersetzt werden, aber ein molekulares Biotracking des Impflings ermöglichen. Darin könnte man beispielsweise den Hersteller und Namen des Impfstoffs, den Namen oder die Sozialversicherungsnummer des Impflings, das Impfdatum und den Impfort kodieren. Später könnte man den Impfling per Biopsie identifizieren, beispielsweise in der Forensik oder bei der Einreise in ein Land. Man hätte den DNA-identifizierbaren Menschen, ohne bei einer Person jemals vorher DNA abgenommen zu haben. Heute hingegen muss unter Kenntnis der Person DNA entnommen werden, um Person und Genom zu verknüpfen. Mit DNA-Metadaten, die bei einer Impfung eingebracht würden, trüge der Impfling seine Identität biotechnologisch ablesbar mit sich. Dies ist sicherlich nicht mit den Grundrechten vereinbar.

RNA ist außerhalb der Zellen sehr toxisch

Beide Verfahren sind derzeit für die Anwendung im Menschen noch für keinen Impfstoff zugelassen. Beide sind mit Gefahren verbunden, die wir von klassischen Impfstoffen nicht kennen. Bei RNA-Impfstoffen verbietet sich eine direkte Applikation des Impfstoffs im Organismus, es ist nur ein adoptiver Zelltransfer wie oben beschrieben (Entnahme von Zellen aus dem Imfpling, Einbrinung der RNA in diese Zellen, Einbringung der transfizierten Zellen in den Impfling). Denn RNA ist außerhalb der Zellen sehr toxisch und kann bei direkter Einbrinung in den Organismus die angeborene Immunantwort bis hin zum tödlichen anaphylaktischen Schock auslösen. Außerdem kann RNA, die prokoagulatorisch und permeabilitätsteigernd ist, zu gefährlichen Ödemen und Embolien (Lungenembolie, Herzinfarkt und Schlaganfall) führen.

Des Weiteren kann nicht garantiert werden, dass die RNA nicht doch in den Zellkern gelangt (wie bei RNA Viren) und dort in DNA übersetzt und dann in das Genom integriert wird. Dann erhält man die selben Folgen wie bei DNA-Impfstoffen: Bei DNA-Impfstoffen resultieren alle Risiken, die wir von GMO (Genetisch veränderten Tieren) kennen: Durch die Insertion der DNA in das Genom können Krebs und schwere Immunerkrankungen induziert werden, wenn sich die DNA zufällig an bestimmten ungünstigen Stellen in das Genom integriert. Wenn es ganz schlecht läuft, erfolgt eine Integration der Impf-DNA in die Keimbahn (Zellen der sexuellen Reproduktion: Spermien oder Eizellen) und wird an Nachkommen vererbt.

Auch der Nutzen der Nukleinsäure-Impfungen ist noch nicht bekannt, da man noch keinen Nukleinsäureimpfstoff in die Phase 2 gebracht hat. Wir wissen nicht, ob diese Impfung genug geeignete Epitope produziert, um eine zuverlässige Immunantwort zu erzeugen.

Dennoch sind nun mindestens zehn Studien mit Nukleinsäureimpfungen zugelassen worden, weil die Regulatoren, die die Zulassungen erteilen (USA: FDA, EU: EMA), unter enormem Druck stehen.

Bewertung

Grundsätzlich ist die Entwicklung von Impfstoffen gegen SARS-Cov2 zu begrüßen. Falls es gelingt, klassische Impfstoffe zu entwickeln und zuzulassen, was mindestens fünf Jahre dauern wird, ist abzusehen, dass diese etwa so sicher und nützlich sein werden wie Influenza-Impfstoffe, die ich selbst verwenden würde, wenn ich über 65 Jahre alt wäre. Man hat damit als alter Mensch zwar nur einen gewissen Schutz, aber es ist besser als nichts.

Bei der Zulassung und Überwachung von Nukleinsäureimpfstoffen sollte man jedoch sehr vorsichtig sein. Denn die Risiken könnten erst Jahre später sichtbar werden: Es dauert von der Integration der DNA (oder der umgeschriebenen RNA) in das Genom bis zum Auftreten von Krebs oder Autoimmunkrankheiten einige Jahre. Daher sollten an den Studien nur aufgeklärte Freiwillige teilnehmen, die man vor der Zulassung mindestens fünf Jahre lang beobachtet, um ein gehäuftes Auftreten solcher Wirkungen auszuschließen. Man benötigt dabei große Studien, um angesichts der relativen Seltenheit der Risiken statistische Sicherheit zu erlangen. Das bedeutet aber auch, dass ein sorgfältig evaluierter Nukleinsäureimpfstoff frühestens in sieben Jahren verfügbar sein wird. Alles andere wäre sehr fahrlässig. Einen Zeitvorteil bringen diese neuen Impfstoffklassen also entgegen der Versprechen ihrer Entwickler nicht.

Bei RNA-Impfungen muss sicher gestellt werden, dass man durch das Design der Impfung eine Sofortreaktion gegen extrazelluläre RNA unbedingt verhindert, sonst kann kein sicherer Impfstoff entstehen. Bei der DNA-Impfung - deren Einsetzbarkeit im Menschen ich bezweifle, da mir die GMO-Risiken zu hoch erscheinen - müsste der Regulator sicher stellen, dass keine Metadaten zur Identifikation des Impflings kodiert werden. Dafür müsste der Regulator regelmäßig Proben von Impfstoff sequenzieren (die DNA auslesen).

Mit anderen Worten: Wie immer bei der Entwicklung neuer Arzneimittel muss man dem Druck der Hersteller, und den Heilserwartungen der Öffentlichkeit, die oft einen naiven Machbarkeitsglauben hat, widerstehen, und sine ira et studio vorgehen. Dann bekommen wir bestenfalls in fünf bis sieben Jahren einen klassischen Impfstoff und frühestens in sieben Jahren einen aus Nukleinsäuren. Denn niemand kann bei der Impfstoffentwicklung Erfolg garantieren, es ist ein Trial-and-Error-Verfahren, das, wie man bei HIV sieht, auch erfolglos ausgehen kann - in dem Fall seit 40 Jahren.

Und es ist aufgrund der biologischen Eigenschaft von Coroanviren, schnell zu mutieren, ausgeschlossen, dass der Impfstoff eine Wirksamkeit von mehr als 30 bis 70 Prozent haben wird, bei den Risikopatienten müssen wir sogar eine schlechtere Wirksamkeit erwarten. Deswegen und wegen der Dauer ist eine Verknüpfung des Lockdowns mit der Impfstoffzulassung blanker Unsinn.