Bei der Impfung gibt es nichts zu befürchten.

  

publiziert am 25. Februar 2021

Das menschliche Immunsystem spielt eine Schlüsselrolle bei der Bekämpfung des SARS-CoV-2. Wie hilft die Impfung, das Immunsystem vorzubereiten? Und was passiert auf zellulärer Ebene, wenn eine Immunantwort ausgelöst wird? Über diese Fragen sprachen wir mit Prof. Dirk Brenner, Immunologe am Luxembourg Centre for Systems Biomedicine und dem Luxembourg Institute of Health.

 

Warum brauchen wir ein Immunsystem und wie funktioniert es?

Unser Immunsystem schützt uns auf natürliche Weise vor Infektionen, indem es Krankheitserreger wie SARS-CoV-2 oder andere Viren bekämpft. Generell lässt es sich die Reaktion des Immunsystems in zwei Teile unterteilen: Die angeborene und die adaptive Immunantwort, die sich jeweils in ihren Wirkungsmechanismen unterscheiden.

Das angeborene Immunsystem kann als "erste Verteidigungslinie" betrachtet werden, da es direkte und allzeit präsente Abwehrmechanismen bereithält. Auf molekularer Ebene werden typische Muster und Strukturen von Bakterien oder Viren erkannt. Das angeborene Immunsystem hat das Ziel, die übermäßige Ausbreitung eines Erregers zu kontrollieren, bis das adaptive Immunsystem bereit ist.

Im Gegensatz zum sehr schnell reagierenden angeborenen Immunsystem braucht dieses mehr Zeit, um zu reagieren, aber bildet dafür typischerweise eine sehr spezifische und effiziente Immunantwort gegen den jeweiligen Erreger aus. Es erkennt die einzelnen Strukturen beispielsweise des Virus und veranlasst die Bildung von spezifischen Antikörpern, die das Virus neutralisieren können. Diese Antikörper werden von Immunzellen produziert, die als B-Zellen bezeichnet werden. Neben dieser Antikörper-Antwort kann das adaptive Immunsystem zudem eine spezifische zelluläre Reaktion auslösen, die auf bestimmten weißen Blutkörperchen, den T-Zellen, basiert. T-Zellen können infizierte Zellen des Körpers identifizieren und entfernen, bevor sich das Virus auf andere Körperzellen ausbreiten kann.

Diese adaptive Reaktion benötigt bis zu einer Woche, um voll wirksam zu sein – während dieser Zeit bietet die angeborene Immunität einen grundlegenden Schutz gegen den Erreger. Zusammengefasst kann die angeborene Immunität also als ein schneller Generalist gesehen werden, dem dann die spezialisierte adaptive Immunität hilft, die allerdings erst ausgebildet werden muss.

Wie genau wird die adaptive Immunität erworben? Kann sich das Immunsystem an einen bestimmten Erreger anpassen?

Dieser Prozess ist relativ komplex, da er viele hoch regulierte Schritte auf zellulärer Ebene umschließt. Kurz gesagt: Zellen des angeborenen Immunsystems erkennen zunächst einmal das Virus. Dann fressen sie es und zerlegen es in kleine Stücke. Die Stücke des Virus, auch Antigene genannt, werden dann auf der Oberfläche dieser sogenannten Antigen-präsentierenden Zellen der Umgebung präsentiert. Der Clou ist nun, dass die T-Zellen des adaptiven Immunsystems diese präsentierten Virusfragmente erkennen können.

Ist das Antigen einmal erkannt, vermehren sich die auf dieses bestimmte Antigen spezialisierten T-Zellen in großer Zahl.

Bestimmte T-Zellen greifen direkt infizierte Zellen im ganzen Körper an - wir nennen diese zytotoxische T-Zellen. Andere T-Zellen können den B-Zellen helfen, gegen das Virus gerichtete Antikörper zu produzieren.

Allerdings sind diese Antikörper am Anfang nicht besonders effizient. Deshalb optimiert sie das Immunsystem und es werden nach dem Trial-and-Error-Prinzip viele verschiedene Antikörper gebildet, bis schließlich hochspezifische antivirale Antikörper entstehen. Im besten Fall werden diese dann in hohen Mengen produziert und können den Erreger neutralisieren. Ein Virus, das von einem neutralisierenden Antikörper gebunden wird, kann nicht mehr in eine Zelle des Körpers eindringen. Mehrere Antikörper können an ein Virus binden, wobei diese das Virus jedoch nicht per se inaktivieren. Sie kennzeichnen das Virus allerdings so, dass es von angeborenen Immunzellen leicht erkannt wird, die es anschließend fressen.

Sobald eine Infektion beseitigt ist, erinnert sich das Immunsystem an das spezifische Virus, dem es ausgesetzt war. Wir nennen dies das immunologische Gedächtnis. Dieses besteht aus bereits vorhandenen Antikörpern, B-Zellen und Gedächtnis-T-Zellen. Bei einer erneuten Infektion mit dem gleichen Virus sind die Antikörper sofort vorhanden und können sehr schnell in großen Mengen gebildet werden. Außerdem reagieren die Gedächtnis-T-Zellen, also jene Zellen, die das Virus bereits kennen, ebenfalls sehr schnell.

Wie reagiert das Immunsystem, wenn wir geimpft werden?

Im Prinzip bereitet ein Impfstoff das Immunsystem auf eine Infektion vor, indem er die Begegnung mit dem Virus simuliert. Es gibt verschiedene Arten von Impfstoffen. Allen gemeinsam ist, dass dem Immunsystem Teile eines Virus oder in manchen Fällen sogar das gesamte inaktivierte oder abgeschwächte Virus präsentiert wird. Der Unterschied besteht darin, dass der Körper nicht wirklich krank wird, da entweder nur bestimmte Teile des Virus vorhanden sind oder ein lebendes Virus so abgeschwächt wird, dass es keine Menschen mehr infizieren kann. Dies ist zum Beispiel typischerweise bei der Impfung gegen Masern der Fall.

Die durch einen Impfstoff ausgelöste Immunreaktion ist zudem zeitlich sehr begrenzt, da sie nur so lange anhält, wie die viralen Antigene vorhanden sind. Dennoch ist die hervorgerufene Reaktion hochspezifisch und erzeugt Antikörper und virusspezifische T-Zellen. Am wichtigsten ist dabei, dass die Impfung ein immunologisches Gedächtnis etabliert, was zu einem Langzeitschutz führt.

Im Falle der SARS-CoV-2-Impfung wurden verschiedene Impfstoffe entwickelt. Bisher haben alle Impfstoffe gemeinsam, dass nur ein bestimmter Teil des Virus dem Immunsystem präsentiert wird. Das nach der Impfung aufgebaute immunologische Gedächtnis sorgt dafür, dass das Immunsystem beim Zusammentreffen mit dem echten SARS-CoV-2-Virus bereits darauf vorbereitet ist, sehr effizient zu reagieren. Immunität bedeutet aber nicht, dass man sich nicht mehr anstecken kann. Vielmehr reagiert das Immunsystem in der Regel so schnell, dass keine oder nur leichte Symptome auftreten. Es ist zudem noch nicht vollständig bewiesen, dass geimpfte Menschen SARS-CoV-2 nicht mehr verbreiten können. Die Impfung reduziert jedoch deutlich die Menge des Virus im Körper und einige ermutigende, sehr aktuelle Daten aus England und Israel deuten darauf hin, dass auch die Übertragung und Verbreitung des Virus durch die Impfung weitgehend kontrolliert werden kann.

Welcher Teil von SARS-CoV-2 wird verwendet, um die Infektion zu simulieren und wie können wir sicher sein, dass dies effizient ist?

Dies ist Teil des Entwicklungsprozesses der Impfstoffe, welcher generell von der Art des Erregers abhängt. Im Fall von SARS-CoV-2 hatten wir das Glück, dass bereits einige seiner kritischen Antigene bekannt waren. Diese Erkenntnisse wurden aus zwei vorherigen Epidemien gewonnen, die verursacht durch die eng verwandten Coronaviren SARS-CoV-1 vor fast 20 Jahren und MERS im Jahr 2012 grassierten. Untersuchungen an diesen Viren ergaben, dass das kritischste Antigen das sogenannte Spike-Protein ist, ein Protein, das für die Anheftung der Viren an Zellen benötigt wird. Diese Erkenntnisse wurden dann sehr schnell auch für das neue Coronavirus SARS-CoV-2 bestätigt. Dieses Wissen war absolut entscheidend für die sehr schnelle Impfstoffentwicklung, die wir beobachten konnten. Nachdem die gesamte genetische Sequenz von SARS-CoV-2 im Januar 2020 von chinesischen Forschern veröffentlicht wurde, richteten Wissenschaftler auf der ganzen Welt ihre Impfstoffstrategien auf dieses sehr kritische Antigen aus.

Das Spike-Protein von SARS-CoV-2 ist ein besonders gutes Ziel für das Immunsystem, weil es eine sehr spezifische Immunantwort hervorrufen kann. Es befindet sich in der äußeren Membran des Virus und ist daher für Antikörper leicht zugänglich. Am wichtigsten ist, dass es für das Virus entscheidend ist, um eine Zelle zu infizieren - die Blockierung dieses Proteins mit spezifischen Antikörpern verhindert, dass es sich an eine Zelle anlagern und in sie eindringen kann.

Sind Menschen, die von sich behaupten, ein starkes Immunsystem zu haben, besser geschützt und müssen sich daher nicht impfen lassen?

Das ist zwar ein verständliches Wunschdenken, aber leider eindeutig nicht der Fall, nach allem was wir inzwischen über das Virus wissen.

Allerdings sehen wir eine deutliche Korrelation der Schwere der COVID-19-Erkrankung mit dem Alter, die sich durch die allgemeine Fitness des Immunsystems jüngerer Menschen erklären lässt. Es scheint, dass das immunologische Alter, wie wir es nennen, entscheidend sein könnte, um mit dieser Infektion fertig zu werden. Allerdings handelt es sich hierbei um komplizierte Vorgänge, deren genaue Details nicht ganz klar sind – und auch junge Menschen können sehr krank werden und einen schweren Verlauf entwickeln.

Die klinischen Impfstoffstudien sind jedoch äußerst vielversprechend: An der klinischen Phase-3-Studie für den mRNA-Impfstoff von Pfizer/BioNTech nahmen 43.500 Menschen teil. Etwa die Hälfte der Teilnehmer erhielt den echten Impfstoff und die andere Hälfte wurde mit einem Placebo-Präparat geimpft. Beide Gruppen waren in Bezug auf Alter und medizinischen Hintergrund vergleichbar, wussten aber nicht, welches Präparat sie erhalten hatten. Alle 43.500 Teilnehmer wurden anschließend engmaschig auf natürlich auftretende Infektionen überwacht. Insgesamt wurden 170 COVID-19-Fälle registriert. Von diesen befanden sich 162 in der Placebo-Gruppe, aber nur 8 Personen, die den mRNA-Impfstoff erhalten hatten, entwickelten COVID-19-Symptome. Die statistische Analyse ergab dann, dass die mRNA-Impfung zu 95 % wirksam vor dem Auftreten von COVID-19-Symptomen schützte - das ist wirklich beeindruckend! Wichtig ist, dass diese Effizienz der Pfizer/BioNTech-Impfung unabhängig von der untersuchten Altersgruppen beobachtet wurde. Laut aktuellen Daten aus Israel konnten nach einer Impfung 98,9 % aller Krankenhauseinweisungen nach einer SARS-CoV-2-Infektion vermieder werden.

Wie lange hält der Schutz nach einer Impfung an?

Die Zeit, für die sich das Immunsystem noch an eine bestimmte Immunreaktion erinnern und somit schnell abrufen kann, ist für jeden Erreger unterschiedlich. Es gibt einige Impfstoffe, z. B. die gegen Masern oder Hepatitis B, die ein ganzes Leben lang Schutz bieten können. Viele andere müssen dagegen in bestimmten Abständen aufgefrischt werden.

Dabei können neben vielen anderen Faktoren auch die verschiedenen Varianten oder Stämme des Erregers eine Rolle spielen. Derzeit gibt es keine verlässlichen Daten darüber, wie lange die COVID-19-Impfstoffe vor dem Virus schützen, aber mit Sicherheit tun sie dies mehrere Monate lang. Geimpfte Personen werden daher engmaschig überwacht, um die Wirksamkeit des Schutzes durch den Impfstoff über die Zeit zu beobachten. Langfristig könnte es allerdings sein, dass die COVID-19-Impfung nach einem bestimmten Schema wiederholt werden muss, um wirksam zu bleiben – wie auch bei anderen Impfstoffen, beispielsweise gegen Enzephalitis.

Können gegen SARS-CoV-2 geimpfte Personen das Virus trotzdem übertragen, wenn sie infiziert sind?

Es ist klar, dass bei geimpften Personen die Aktivierung des angepassten Immunsystems viel schneller erfolgt und dass bereits Antikörper vorhanden sind. Daher hat das Virus weniger Zeit, sich zu vermehren, was die Viruslast bei diesen Personen senkt. Dies wurde auch in Tierstudien bestätigt. Es gibt ferner aktuelle Hinweise darauf, dass eine Impfung mit dem vektorbasierten AstraZeneca-Impfstoff die Übertragung des Coronavirus um ca. 67 % reduzieren kann. Zudem zeigen aktuelle Daten, dass auch der Pfizer/BioNTech Impfstoff die Übertragung des Virus um bis zu 90 % reduzieren kann. Die Daten hierzu wurden vom israelischen Gesundheitsministerium erhoben und sollen in Kürze veröffentlicht werden. Dies sind sehr gute Nachrichten, die besagen, dass eine Impfung nicht nur vor COVID-19-Symptomen schützt, sondern auch wirksam gegen die Verbreitung des Virus ist. Nach diesen Erkenntnissen werden geimpfte Menschen also nicht nur sich selbst, sondern auch die Gesellschaft schützen. Ich bin sehr zuversichtlich, dass wir sehr bald ähnliche Studien und Ergebnisse auch für weitere Impfstoffe sehen werden. Für eine endgültige Schlussfolgerung benötigen wir jedoch mehr Daten und bis dahin müssen auch geimpfte Menschen die Hygienemaßnahmen strikt einhalten.

Kann eine Impfung Nebenwirkungen haben?

Die üblichen Nebenwirkungen der Impfung, wie Juckreiz und Müdigkeit, sind typischerweise ein Hinweis darauf, dass der Körper mit einer Immunantwort reagiert. Die am häufigsten gemeldete Nebenwirkung des Impfstoffs von Pfizer/BioNTech beispielsweise sind leichte Schmerzen an der Injektionsstelle.

Es ist wichtig zu wissen, dass es prinzipiell keine Langzeitnebenwirkungen einer Impfung gibt. Jede Nebenwirkung einer Impfung tritt fast unmittelbar nach der Impfung auf. Im Allgemeinen sind schwere Nebenwirkungen sehr selten, es dauert daher oft lange, bis eine statistisch signifikante Anzahl von Fällen identifiziert wird, um eine mögliche Nebenwirkung mit der Impfung in Verbindung zu bringen. Ist die Zahl der Geimpften obendrein eher gering, dauert es sogar noch länger, diesen Effekt sichtbar zu machen.

Es gibt absolut keinen Grund anzunehmen, dass von den COVID-19-Impfstoffen irgendwelche Langzeitnebenwirkungen ausgehen. Diese Impfstoffe wurden inzwischen von mehreren Millionen Menschen erfolgreich erprobt, die auch Monate nach der Impfung keine unerwarteten Komplikationen gemeldet haben.

Mit Beginn der Impfkampagne von Pfizer/BioNTech wurden allerdings in absoluten  Einzelfällen schwere allergische Reaktionen gegen bestimmte Zusatzstoffe gemeldet. In einer aktuellen Analyse des Center for Disease Control and Prevention (CDC) in den USA zeigten von 1,89 Millionen Menschen, die den RNA-Impfstoff erhielten, 21 Personen schwere allergische Symptome. Diese sehr seltenen schweren Reaktionen traten innerhalb von Minuten nach der Impfung auf und konnten in allen Fällen ohne Langzeitfolgen behandelt werden. Sachlich gesehen ist also von der Impfung nichts zu befürchten – besonders im Vergleich zu den schweren Folgen einer SARS-Cov-2-Infektion.

 

Dirk Brenner, ordentlicher Professor für Immunologie & Genetik am Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB), im Spotlight

Dirk Brenner ist ordentlicher Professor für Immunologie & Genetik am Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) der Universität Luxemburg. Außerdem leitet er das Labor 'Experimentelle & Molekulare Immunologie' am Luxembourg Institute of Health (LIH).

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