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:

Zurück zur Übersicht aller Fragen

Stellen Sie eine Frage!

  1. Corona
  2. Kenia

Corona-Pandemie in Kenia: Geschlossene Schulen - was sind die Folgen?

Wegen der Corona-Pandemie sind in Kenia Schulen und Universitäten geschlossen. Viele Schülerinnen und Schüler können zu Hause nicht lernen. Das gilt auch für die Kinder der Massai, die weitab von den Städten wohnen.

Schülerinnen und Schüler sitzen in blauen Schuluniformen in Holzbänken, gucken in die Kamera. Im Hintergrund ist die Tafel mit Rechenaufgaben zu sehen.
  1. Corona
  2. Gleichberechtigung

Corona-Krise: Lasst uns über die Mütter reden

Mütter haben keine Lobby. Dabei sind sie gerade extremen Belastungen ausgesetzt, wie eine neue Studie zeigt. Doch die Politik lässt sie im Stich. Ein Kommentar

Eine junge Mutter geht mit ihren Kindern durch den Park. Ein Kind ist ein Säugling, den sie auf dem Arm trägt.
  1. Corona
  2. Corona-FAQ

Muss ich für eine mögliche Covid-19-Erkrankung eine Patientenverfügung aufsetzen oder ergänzen?

Das Dokument hilft ÄrztInnen zu ermitteln, welche Behandlung ein Patient wünscht – sofern sie konkret ist.

  1. Corona
  2. Corona-FAQ

Was bedeutet Übersterblichkeit?

Kann man an der Übersterblichkeit ablesen, wie viele Menschen an Covid-19 verstorben sind?

  1. Corona
  2. Corona-FAQ
  3. Gesundheit

Kann das Coronavirus über Lebensmittel übertragen werden?

Wie man sich vor möglicher Ansteckung schützen kann

  1. Corona
  2. Vogelbeobachtung

Corona-Birding: Wenn beim Blick aus dem Fenster Schwarzstorch, Steinadler und Ortolan erscheinen

Vögel beobachten in Zeiten des Lockdowns: Der Dachverband Deutscher Avifaunisten hat Vogelbegeisterte aufgerufen, während der Ausgangsbeschränkungen alle Beobachtungen aus dem heimischen Fenster zu melden. Mehr als 80.000 Vögel wurden beobachtet, darunter findet sich manche Überraschung.

Ein Schwarzstorch fliegt in der Abenddämmerung
  1. Corona
  2. Corona-Klima
  3. Klimakrise

Die Klimakrise ist präsent

Eine große Mehrheit der Menschen hält die Klimakrise für langfristig gravierender als Corona. Und sehr viele Teilnehmer an Umfragen wünschen sich, dass die Politik Umwelt- und Klimaschutz als Priorität betrachtet, wenn sie Konjunkturprogramme auflegt.

Rot-Weißes Flatterband ist an ein verzinkten Gitter festgeknotet. Nach rechts und links spannen sich Streifen davon. Im Hintergrund ist eine Wand mit Grafittis zu erkennen
  1. Corona
  2. Kultur
  3. Technologie
  4. Theater

"Bei uns zischen die Screens."

Dramaturg Yves Regenass erzählt im Interview, wie es hinter den Kulissen einer freien Theaterproduktion aussieht, die wegen Corona neu geplant und umkonzipiert werden musste. Dabei arbeitet seine Gruppe "machina eX" bereits seit Jahren digital. Allerdings zum ersten Mal komplett. Und mit dem Messenger Telegram. Was ändert sich?

Yves Regenass, ein Mann Ende 30 mit rotem Rauschebart und kleinem Nasenring-Piercing, sitzt, den rechten Arm locker auf den Tisch gelegt, vor einem To-Go-Kaffeebecher und sieht in die Kamera. Er trägt ein weißes Sweat-Shirt, das Hunde im Wald zeigt (sehr ungewöhnliches, fast malerisches Motiv), außerdem eine bunte Baseballcap und Brille. Im Hintergrund ist eine rosa Wand mit Regalen - ein Café oder eine Küche.
  1. Corona
  2. Ratgeber

Sie fragen, wir antworten: FAQ zur Coronakrise – von Ansteckung über Falschnachrichten bis Zwangsmaßnahmen

Schicken sie uns Ihre Fragen zu Symptomen, Ansteckung, Tests, Staats- und Bürgerrechten, Immunsystem, Fake News und anderen Themen, die Sie bewegen

Das Bild zeigt eine junge Frau, die ein Schild mit einem Fragezeichen in der Hand hält
  1. Corona
  2. Corona-FAQ

Was sagen uns die Reproduktionszahl R und andere Messgrößen über die Pandemie?

Warum man mehrere Faktoren berücksichtigen muss, um durch die Pandemie zu steuern.

Flatrate ab 8 € RiffReporter unterstützen
Covid-19: Ein Virus bedroht die Welt