Wie lange dauert es, einen Impfstoff gegen das Coronavirus zu entwickeln?

NIAID-RML

Bei RiffReporter berichten WissenschaftsjournalistInnen für Sie über die Pandemie

Viele Menschen fragen sich, warum es nicht schon längst einen Impfstoff gegen das neuartige SARS-Coronavirus-2 gibt, wo das Virus doch so gefährlich ist. Sie übersehen: Der Erreger wurde erst im Dezember 2019 in China erstmals beobachtet und dann in großer Geschwindigkeit identifiziert und genetisch sequenziert. 

Wenn Wissenschaftler und Firmenvertreter nun sagen, dass es allerfrühestens im Herbst, aber wahrscheinlich eher in einem bis eineinhalb Jahren einen Impfstoff geben wird, dann finden die Experten das selbst sehr schnell. „Die Entwicklung eines Impfstoffs dauert nicht lange – sie geht im Vergleich zu normalen Entwicklungen (Anm. etwa von Medikamenten) sogar sehr schnell”, sagt Susanne Stöcker, Sprecherin des Paul-Ehrlich-Instituts, der für Impfstoffe und ihre Zulassung zuständigen Bundesbehörde. Klaus Cichutek, der Präsident des Instituts, weiß bereits von weltweit 35 bis 40 Projekten, einen Impfstoff gegen das neuartige Coronavirus zu entwickeln.

Traditionell nutzt man zur Entwicklung eines Impfstoffes die abgetötete oder abgeschwächte Form des Virus selbst. Bei einem abgetöteten Virus kann man allerdings nicht sicher sein, ob auch wirklich alle Viruspartikel zerstört sind. Auch ein abgeschwächtes Virus könnte in einer geimpften Person mutieren – sich also weiter verändern – und so eventuell wieder infektiös werden. Wissenschaftler nutzen für die meisten Kandidaten für einen SARS-CoV-2-Impfstoff deshalb einen sichereren Ansatz, der nur noch einen kleinen Teil des Virus enthält.

Meist handelt es sich dabei um den sogenannten „Spike“, das ist das Protein, mit dem das Virus an eine Zelle ankoppeln muss, um in diese einzudringen und sie zu infizieren. Viele Impfstoffe enthalten entweder Teile des Eiweißes, aus dem dieser Spike besteht, oder die genetische Bauanleitung dafür in Form von DNA oder RNA. Der Impfstoff sorgt dann dafür, dass das Immunsystem des Geimpften diesen „Spike“ kennenlernt: Er trainiert das Immunsystem, so dass es im Ernstfall einer Begegnung mit dem echten Virus Antikörper oder Killerzellen bilden kann, die das Virus unschädlich machen und eine Infektion verhindern können.

Wichtig: Der Kandidat für den Impfstoff muss ultrarein sein

Um einen Impfstoff zu entwickeln, müssen Impfstoffentwickler komplizierte Verfahren und auch Tricks anwenden. So müssen sie die Körperzellen einer geimpften Person dazu bringen, die Proteinschnipsel oder DNA bzw. RNA tatsächlich aufzunehmen. Dazu packen sie diese in Nanopartikel oder in sogenannte virale Vektoren. Das sind leere Hüllen anderer Viren. Sie können sich selbst nicht mehr vermehren, werden aber von den Zellen der geimpften Person aufgenommen. Die Zellen übersetzen dann die DNA- oder RNA-Bauanleitung in das Spike-Protein. Das Immunsystem der geimpften Person wird dadurch trainiert.

Im Prinzip dauert es nicht lange, diese Art von Impfstoff zu produzieren, denn die Sequenz für das Spike-Protein kennt man ja bereits, und auch die Synthese von DNA, RNA oder Protein geht heutzutage im Gegensatz zu früher sehr schnell. 

Was dann aber Zeit und auch Geld verschlingt: Den Impfstoff in der Reinheit herzustellen, der für Versuche am Menschen und für den Einsatz als Massenprodukt nötig ist. Wenn man Hunderten Millionen Menschen einen Impfstoff per Spritze verabreichen will, muss dieser absolut sicher sein und zum Beispiel keine gefährlichen Nebenwirkungen verursachen.

Zu den Sicherheitsanforderungen zählt der Nachweis, dass der Impfstoffkandidat keinerlei Krankheitserreger oder sonstige schädliche Substanzen enthält. DNA-Impfstoffkandidaten werden beispielsweise unter Verwendung von Bakterien hergestellt. Die Außenmembran dieser Bakterien kann sogenannte Endotoxine, also giftige Bestandteile, enthalten, die für Menschen bedenklich sind und sorgfältig von den Impfstoffkandidaten entfernt werden müssen. Dazu werden DNA-Impfstoffe gefiltert und anschließend auf ihre Reinheit geprüft.

Aufwändige Überprüfung, damit der Impfstoff sicher ist

Auch die viralen Vektoren – also die leeren Virushüllen, die zum Einschleusen in die Zellen benötigt werden – müssen hohen Reinheitsanforderungen genügen. Manche dieser Vektoren werden nämlich in Hühnereizellen gezüchtet, die frei von Geflügelviren und -bakterien sein müssen. Andere, wie etwa Adenovirus (ein Erkältungsvirus), werden typischerweise in Zellen gezüchtet, die aus Menschen gewonnen wurden. 

Auch diese müssen auf viele kontaminierende Viren und Pathogene hin geprüft werden, etwa Prionen, also infektiöse Proteinpartikel, die beim Menschen eine als Creutzfeldt-Jakob-Syndrom bezeichnete tödliche Krankheit auslösen könnten. Es gibt auch viele andere potentielle Sicherheitsbedenken bei Impfstoffen, die in Tierzellen gezüchtet werden. Daher stellt auch die Amerikanische Arzneimittelzulassungsbehörde FDA hohe Anforderungen an deren Herstellung. Es gibt nur wenige Zelllinien, die dafür zur Verfügung stehen, Impfstoffe auf der Grundlage von Adenoviren herzustellen.

Wenn all diese Prozesse gemeistert wurden, steht noch die sogenannte klinische Überprüfung der Impfstoffe am Menschen an. Hier muss in mehreren Phasen an einer ausreichend großen Zahl von Freiwilligen untersucht werden, ob der Impfstoff unerwartete Nebenwirkungen erzeugt und vor allem, ob er die erwünschte Schutzwirkung entfaltet.

Erste klinische Prüfungen noch in diesem Jahr

Zwölf bis 18 Monate ist deshalb die momentan am häufigsten zitierte Antwort auf die Frage, wie lange es dauern wird, bis ein Impfstoff zur Verfügung steht, der Covid-19 vorbeugt. Dieser Zeitraum schließt aber nicht nur die Entwicklung des Impfstoffes selbst mit ein, sondern auch dessen Verfügbarkeit nach ausführlichen Tests. Denn diese Sicherheits- und Wirksamkeitstests zunächst in Tieren und dann beim Menschen dauern am längsten. Die Hürde bei der Sicherheit ist gerade bei Impfstoffen sehr hoch, denn es handelt sich ja um etwas, das man gesunden Menschen zur Prävention verabreicht. Schon geringste Anzeichen von Nebenwirkungen führen zum Ausschluss eines Impfstoffkandidaten.

Bei den Tests unterscheidet man verschiedene Phasen: In der vorklinischen Phase wird der Impfstoff Tieren verabreicht. Danach folgt Phase 1 in einer kleinen Gruppe Menschen. Diese Studie überprüft, wie gut die ProbandInnen verschiedene Dosen des Impfstoffes vertragen, d.h. ob es Nebenwirkungen gibt. Danach folgt Phase 2, die vor allem feststellt, ob der Impfstoff die erwartete Antwort des Immunsystems hervorruft.

Die abschließende Phase 3 kann recht komplex werden, denn hier wird getestet, ob sich weniger Menschen nach Verabreichung des Impfstoffes infizieren als nach Verabreichung einer inaktiven Kontrollsubstanz (Plazebo). Dazu muss man genügend Menschen testen (hunderte oder tausende), um die Ergebnisse statistisch belastbar zu machen. Oft entscheidet ein Computerprogramm nach dem Zufallsprinzip, ob Phase 3 Studienteilnehmer den Impfstoff oder Plazebo erhalten, um sicher zu stellen, dass sich Test- und Kontrollgruppen nicht auf eine Art und Weise unterscheiden, die das Ergebnis beeinflussen könnte.

Außerdem findet die Studie oft „blind“ statt, also so, dass weder Ärzte noch Patienten wissen, wer den Impfstoff und wer die Kontrollsubstanz bekommt. Auch das geschieht, um zu verhindern, dass die Ergebnisse durch Voreingenommenheit beeinflusst werden.

In den USA hat am 16. März eine erste Freiwillige einen Impfstoff injiziert bekommen. Terminlich am weitesten aus dem Fenster lehnt sich Dietmar Hopp, Großinvestor beim Tübinger Impfstoffentwickler CureVac, der sagt, dass ein Schutzmittel „möglicherweise bereits schon im Herbst” zur Verfügung stehen werde.

Klaus Cichutek, der Präsident des Paul-Ehrlich-Instituts ist da vorsichtiger. Der Ärztezeitung sagte er: „Ich rechne damit, dass auch in Deutschland klinische Phase-1-Prüfungen in diesem Jahr beginnen werden.“ Wenn diese klinischen Prüfungen gut ausgingen, könnten klinische Prüfungen mit einer größeren Anzahl von Probanden beginnen, womit er „vielleicht Tausende, vielleicht Zehntausende” Menschen meint. (Andreas von Bubnoff)

ZUSÄTZLICHE QUELLEN:

  1. Corona
  2. Gesundheit

50 Menschen - 50 Geschichten

Wer sind eigentlich unsere #50survivors? Wo wohnen sie, wie alt sind sie, was machen sie? Hier stellen sie sich vor und erzählen, wieso sie froh sind, dass sie endlich nach ihren Erlebnissen gefragt werden.

Die 50 Survivors
  1. Corona
  2. Coronafolgen
  3. Wirtschaft

Beschleunigt die Corona-Krise den wirtschaftlichen Wandel?

Während des Corona-Lockdowns wurde vielen klar, was wirklich wichtig ist. War das schon eine Übung in Postwachstumsökonomie? Wie wir unsere Wirtschaft ändern könnten – ein Zukunftsszenario.

Ein Hahn sitzt auf einer hölzernen Tränke.
  1. Corona
  2. Coronafolgen
  3. Gesundheit

„Ich habe Angst, dass mein Sohn mich nicht mehr erkennt“

Lasse steckte sich in Ischgl an. Er hatte Glück: Er war nicht lebensgefährlich krank. Trotzdem leidet er unter der Infektion. Hier erzählt er von den psychischen Folgen, die das Virus für ihn hatte

Einer von 50 Survivors
  1. Corona
  2. Coronafolgen
  3. Gesundheit

“Das Gesundheitsamt hat sich nie wieder gemeldet”

Claudia hatte typische Corona-Symptome. Trotzdem wurde sie nicht getestet. Hier schildert sie ihre Verzweiflung nach den ersten Krankheitszeichen. Und wie sie sich fühlte, als ihr Hausarzt sie nicht kostenlos testen wollte.

Eine von 50 Survivors
  1. Corona
  2. Zukunft

Die zweite Welle der Infodemie

Keine Chance für Verschwörungstheorien und Falschinformationen in der nächsten Pandemie – das ist der Plan. Alles soll rational diskutiert werden. Doch ist das wirklich möglich? Ein Zukunftsszenario.

Elf Menschen zeigen "Daumen hoch" vor einem blauen Himmel.
  1. Corona
  2. Überlebende

"Ich mag Telegram. Es ist schnell und unkompliziert."

Seit zwei Wochen sind wir im Dialog mit 50 Corona-Überlebenden. So erleben zwei von #50survivors Deutschlands erste Dialogrecherche.

Zwei der #50Survivors
  1. Corona
  2. Corona-global
  3. Covid-​19
  4. Peru
  5. Südamerika

Peru: Die Luft geht aus

In Peru sterben Covid19-Patienten, weil es nicht genügend Sauerstoff gibt. Das liegt auch daran, dass sich zwei internationale Konzerne den Markt für Sauerstoff in Peru aufteilen.

Grüne mannshohe Sauerstoff-Flaschen stehen in einer Reihe auf einer Strasse. Dahinter sieht man einige Menschen,z.T. in Schutzkleidung
  1. Corona
  2. Kinder

Neues Entzündungssyndrom bei Kindern im Zusammenhang mit Covid-19

Warum wir dringend mehr über das seltene, rätselhafte PIMS-TS wissen müssen.

Strichmännchen in gezeichneten Häusern symbolisieren die häusliche Quarantäne während der Corona-Pandemie.
  1. Corona
  2. Corona-global

SARS in Kanada: Wie aus einer Nacht im Hotel eine Pandemie entstand

Pandemia-Podcast von Kai Kupferschmidt, Laura Salm-Reifferscheidt und Nicolas Semak, Folge 7

Das Bild stellt die Skyline von Toronto dar
  1. Corona
  2. Coronafolgen
  3. Gesundheit

„Zu uns nach Hause wollte kein Arzt kommen"

Isabelle, Musikerin, 50 Jahre, steckte sich bei einem Konzert an, infizierte ihre ganze Familie. Heute geht es allen wieder gut. Und doch: Es ist nicht wie zuvor.

Eine von 50 Survivors
Flatrate ab 8 € RiffReporter unterstützen
Covid-19: Ein Virus bedroht die Welt