Hightech-Impfungen wirken stärker und länger

Impfstoff-Typen, Entwicklung und Herstellung: Was Sie über die in der Schweiz empfohlenen Präparate wissen müssen.

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Die Besucher kichern, Tracy Walshe lächelt nachsichtig: «In diesem Aufzug wollen immer alle ein Foto von sich», sagt die Direktorin der Abteilung Impfstoffe bei der Firma Pfizer im Werk Grange Castle bei Dublin. Die ein­geladenen Journalisten haben sich in der ersten Schleuse fast in Raumfahrer verwandelt: Sie tragen einen weissen Overall, weisse Überschuhe und eine farblich passende Haube über dem Haar. Die Frauen mussten zuvor ihr Make-up und den Nagellack entfernen, obwohl sie nun eine überdimensionierte Schutzbrille auf der Nase tragen und in der zweiten Schleuse Handschuhe über ihre gewaschenen und desinfizierten Hände stülpen. Sie sind sogar in ein zweites Paar Überschuhe geschlüpft. Vorschrift ist Vorschrift. Wir befinden uns in einer Reinraumanlage.

Für die Besucher gelten dieselben Regeln wie für die Angestellten. Sie dürfen keinerlei Verunreinigungen in die Produktionsstätte bringen. Die Mitarbeiter stellen hier Impfstoffe her, die einmal in die Muskeln von Säuglingen, Kleinkindern und Erwachsenen gepikst werden, um vor Infektionen durch Pneumokokken zu schützen. Die Bakterien können Lungen-, Hirnhautentzündungen oder tödliche Blutvergiftungen hervorrufen.

«Der sterile Gang wird zweimal am Tag geputzt und desinfiziert», sagt Walshe. Durch ein Fenster ist das Innere der Anlage zu überblicken. Die Produktionsstätte mit den silbern blitzenden Reaktionsbehältern aus Edelstahl sieht jedoch weniger spektakulär aus als erwartet.

«Hier entsteht der komplexeste Impfstoff, den es zurzeit gibt», hatte Reda Guiha von der Firma Pfizer zuvor angekündigt: In 581 Arbeitsschritten seien 1700 Mitarbeiter beschäftigt, den Impfstoff herzustellen – was zweieinhalb Jahre dauert.

Speziell auf das Immunsystem von Kleinkindern abgestimmt

In der Anlage in Grange Castle werden zwei Komponenten zu einem sogenannten Konjugatimpfstoff zusammengesetzt. Pneumokokken sind Bakterien, die sich mit einer Schutzhülle aus bestimmten Zuckern, im Fachjargon Polysaccharide genannt, umgeben. Dementsprechend werden hier charakteristische Zuckerbruchstücke von verschiedenen Pneumokokken-Stämmen verwendet und mit einer chemischen Reaktion an ein Protein gebunden.

Dieses sogenannte Trägerprotein ist nötig, da besonders das Immunsystem von Kleinkindern unter zwei Jahren noch nicht ausreichend Antikörper gegen die Zuckerhülle der Bakterien bilden kann – gegen Proteine aber schon. Beide Komponenten des Konjugatimpfstoffs zusammen rufen deshalb eine stärkere und länger anhaltende Immunantwort hervor, als das ältere Impfstoffe gegen Pneumokokken vermögen, die lediglich Polysaccharide enthalten.

Konjugatimpfstoffe gehören zu den modernsten Impfstoffen auf dem Markt. Es gibt sie auch gegen Meningokokken, Erreger, die in seltenen Fällen Hirnhautentzündungen und schwere Blutvergiftungen hervorrufen können, oder gegen das Bakterium Haemophilus influenzae Typ b, das vor allem kleinen Kindern ebenfalls mit einer Hirnhautentzündung gefährlich werden und zu bleibenden Schäden oder dem Tod führen kann.

«Für viele Impfungen, die im aktuellen Schweizer Impfplan empfohlen werden, verwenden die Ärzte neben den modernen lang erprobte Impfstoffe, die ebenfalls sehr wirksam sind», sagt Daniel Koch vom Bundesamt für Gesundheit (BAG), «wie zum Beispiel die klassischen gegen Keuchhusten, Masern oder Wundstarrkrampf.»

Neue Impfstoffe, die derzeit entwickelt werden, zielten in der Regel auf Krankheitserreger, gegen die es bisher keinen Impfschutz gebe, sagt Koch. Zudem tüfteln Forscher an neuen Technologien, um Impfstoffe einmal schneller und effizienter herstellen zu können – auch in der Schweiz.

So arbeitet etwa die Firma Janssen Vaccines, die zu Johnson & Johnson gehört, am Standort Bern-Bümpliz an einem Konjugatimpfstoff mithilfe von gentechnisch veränderten Darmbakterien – auf geradezu elegante Weise. Die Bakterienart Escherichia coli ist ausserhalb des Darms als Spitalkeim und Auslöser von Blutvergiftungen gefürchtet.

Die Bakterien werden dann als sogenannte «extraintestinal pathogene E. coli» bezeichnet. Da sie zunehmend ­resistent gegen Antibiotika werden, forscht Janssen mit einer Partnerfirma an einem Konjugatimpfstoff. Statt jedoch wie beim Pneumokokken-Impfstoff die beiden Komponenten mühsam einzeln zu produzieren und chemisch aneinanderzukoppeln, überlassen es die Forscher komplett den Mikroorganismen, den Impfstoff herzustellen. «Die Bakterien sind gentechnisch so verändert, dass sie in ihrem Zellinnern ein Polysaccharid und ein Trägerprotein bilden», sagt Claudio Thomasin, Direktor der Impfstoffforschung und Entwicklung bei Janssen.

678 Einzeltests stellen sicher, dass die Qualität stimmt

Der Clou ist, dass sie diese beiden Komponenten mithilfe eines Enzyms auch noch selbstständig aneinanderhängen können. «Durch diesen Prozess fällt die aufwendige Aufreinigung und chemische Kopplung der Einzelkomponenten weg», sagt Thomasin.

Obwohl Impfstoffe inzwischen sehr zielgerichtet hergestellt werden können, reichen die Bestandteile der Krankheitserreger in der Impfspritze nicht immer aus, um das Immunsystem effizient zu stimulieren. Deshalb fügen die Hersteller Hilfsstoffe hinzu, sogenannte Adjuvantien. Sie bewirken eine stärkere Immunantwort. Gerade diese Zusatzstoffe sind oft bei Impfkritikern umstritten.

Die bekanntesten Verstärker sind Aluminiumsalze. Sie werden seit den 1920er-Jahren verwendet. «Diese Zusatzstoffe sind lange erprobt und haben sich bewährt», entgegnet Daniel Koch vom BAG. «Es gibt keine Studie, die jemals eine Gefahr durch diese Substanzen gezeigt hat.» Seit den 1990er-Jahren sind weitere Verstärkersubstanzen verfügbar, wie zum Beispiel winzige Partikel aus Fetten (Liposomen) oder Fetten und Proteinen (Virosomen), die gezielter als Aluminiumsalze das Immunsystem anregen können.

Generell stehen Impfstoffe unter besonderer Beobachtung. Da sie gesunden Menschen und meist Kindern verabreicht werden, sind strenge Sicherheitsvorkehrungen nötig. «Anders als bei Arzneimitteln wie Tabletten wird beim Impfstoff beispielsweise jede Charge noch einmal getestet», sagt Koch. Gemäss des Schweizerischen Heilmittelinstituts Swissmedic geschieht das durch ein unabhängiges Labor in Bern oder in einem anderen zertifizierten Labor in der EU.

Bevor die Impfstoffe jedoch ausgeliefert werden, findet noch im Werk eine strenge Qualitätsprüfung statt. In Grange Castle zum Beispiel begutachten die Mitarbeiter alle Produktionsabläufe und in einem Nachbargebäude zusätzlich die Bestandteile des Pneumokokken-Impfstoffs – in 678 Einzeltests. Auch dabei tragen die Angestellten die Schutzkleidung und sehen ähnlich aus wie Raumfahrer.

Der Besuch der Impfstoffherstellung in Grange Castle bei Dublin wurde unterstützt von der Firma Pfizer.

Erstellt: 21.10.2018, 17:28 Uhr

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Impfstoff-Typen


  • Lebendimpfstoff: Der abgeschwächte Erreger hat seine krankmachenden Eigenschaften verloren. Er kann sich noch im Organismus vermehren und löst eine Immunantwort aus.

  • Totimpfstoff: Der Erreger ist durch Hitze oder Chemikalien abgetötet worden und wird als Ganzes oder in Bruchstücken eingesetzt. Die Immunantwort ist meist nicht so effektiv wie bei Lebendimpfstoffen.

  • Proteine und Zuckermoleküle als Impfstoffe: Teile des Erregers – zum Beispiel Proteine aus der Hülle von Grippe-Erregern oder Zuckermoleküle aus der Hülle von Bakterien – dienen dazu, das Immunsystem anzuregen.

  • Rekombinanter Impfstoff: Mikroben dienen als Impfstoffproduzenten. In ihr Erbgut wird ein Gen eines Erregers eingesetzt. So bilden sie Teile des Erregers, die das Immunsystem stimulieren.

Die Bestandteile der Krankheitserreger in der Spritze reichen nicht immer aus, um das Immunsystem effizient zu stimulieren. (Bild: Getty Images)

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Impfsaison ist eröffnet

Der Herbst ist die Zeit, um Grippe und FSME ­vorzubeugen.

Von Mitte Oktober bis Mitte November steht die Grippeimpfung an – wie jedes Jahr. Damit ist diese Impfung etwas Besonderes. Da sich die Grippeerreger, die Influenzaviren, aussergewöhnlich schnell verändern, hält eine Immunisierung nur eine Saison an.

Die Produktion des Grippeimpfstoffs ist zwar aufwendig, hat sich aber bewährt. Sie geschieht nach einer jahrzehntealten Technik. Dabei dienen Hühnereier als natürliche Bio­reaktoren. Viren können sich anders als Bakterien nicht eigenständig vermehren. Sie benötigen dazu tierische Zellen zum Beispiel im Hühnerei. Für den Impfstoff verwenden die Hersteller das Eiklar, reinigen die Viren auf und töten sie durch Hitze oder chemisch – zum Beispiel mit Formal­dehyd – ab. So entsteht ein Totimpfstoff: Die Erreger können keine Krankheiten mehr auslösen, aber immer noch das menschliche Immunsystem zur Abwehr anregen.

Rund 90 Prozent der Grippeimpfstoffe werden mithilfe von Hühnereiern hergestellt. Dabei wird für eine einzige Impfdosis etwa ein Ei benötigt. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) bestimmt bereits im Februar die Influenzastämme, die im Winter voraussichtlich die Bewohner der Nordhalbkugel befallen.

Schutz gegen vierstatt nur drei Influenzaviren

Seit drei Jahren ist in der Schweiz auch ein Grippeimpfstoff im Einsatz, der statt drei Influenzastämmen gleich vier beinhaltet. «Gerade der vierte Stamm stimmte sehr gut mit den im Winter 2017/18 kursierenden Influenzaviren überein», bilanziert Daniel Koch vom Bundesamt für Gesundheit (BAG). Immerhin die Hälfte der in der Schweiz gegen Grippe Geimpften hatte diesen Impfstoff erhalten.

Grippeimpfstoffe, die statt im Hühnerei in Kunststoff-Bioreaktoren auf anderen Säugetierzellen kultiviert werden, sind zum Beispiel am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg (D) in Entwicklung. Bis zur Marktreife werden sie aber noch einige Jahre benötigen. Ebenso wie die seit längerem geplanten «universellen Grippeimpfstoffe», die sich gegen ein Protein der Viren richten, das bei allen Stämmen gleich ist. Eine schwierige Aufgabe, an der sich weltweit Forscher versuchen, darunter auch die Firma Janssen.

Zu dieser Jahreszeit sollte noch an einen weiteren Schutz gedacht werden: gegen Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME). Das durch Zecken übertragene FSME-Virus kann zu schweren Hirn- und Hirnhautentzündungen führen. In diesem Jahr wurden mehr als 320 Fälle dem BAG gemeldet, so viele wie noch nie. Auch der FSME-Impfstoff ist ein Totimpfstoff, der in Hühnereiern produziert wird. Anders als bei der Grippe hält eine FSME-Impfung nach drei Spritzen jedoch mindestens zehn Jahre an. Das BAG ist gerade dabei, die Impfempfehlung gegen FSME für die gesamte Schweizer Bevölkerung zu erweitern. «Die FSME-Viren treten inzwischen fast in jedem Kanton auf», begründet Daniel Koch die Entscheidung. (afo)

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