Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen derzeit intensiv an einem möglichen Impfstoff gegen das Virus, das die Corona-Pandemie auslöste. Weltweit hoffen Menschen auf eine schnelle Zulassung, um die aktuelle Pandemie durch breite Immunisierung der Bevölkerung zu stoppen. Doch wie funktionieren Impfungen und warum brauchen wir sie?

Impfungen sollen vorbeugend vor Infektionskrankheiten schützen. Sie aktivieren das Immunsystem gegen spezifische Stoffe. Die Erreger, gegen die die Impfstoffe wirken, sind unterschiedlich – so auch die Impfstoffe und ihre Wirksamkeit selbst.

Ein Beitrag vom Februar 2021 in den Nachrichten aus der Chemie gibt einen Stand über die zur Zeit entwickelten oder schon zugelassenen Impfstoffe (Nachr. Chem., 2021, 69(2), 51).  https://doi.org/10.1002/nadc.20214106859 .

In erster Linie schützt eine Impfung uns selbst z.B. vor Erregern, die Infektionskrankheiten auslösen. Manche Personengruppen können sich allerdings nicht impfen lassen, z.B. Menschen mit bestimmten chronischen Erkrankungen. Auch Babys dürfen erst ab einem bestimmten Alter geimpft werden. Diese Personen sind darauf angewiesen, dass die Menschen in ihrem Umfeld geimpft sind und diese so die Menschen vor der Erkrankung schützen, die sich eben nicht impfen lassen können. Sind genug Menschen geimpft, können manche Krankheiten sogar ganz eingedämmt werden, sodass sie sich nicht weiter ausbreiten. In diesem Fall spricht man von Herdenimmunität.

Unser Immunsystem ist sozusagen die eigene Abwehr unseres Körpers gegen krankmachende Keime. Kommen wir mit einem Krankheitserreger in Kontakt – egal ob Virus oder Bakterium – dann aktivieren sich die Schutzmechanismen unseres Immunsystems. Es bildet sogenannte Antikörper, Abwehrstoffe. Diese bekämpfen den körperfremden Erreger und verhindern, dass sich dieser im Körper ausbreitet. Gleichzeitig entstehen Zellen, die sich die spezifischen Merkmale des Erregers „merken“. Man nennt diese Zellen Gedächtniszellen. Kommen wir erneut mit dem gleichen Krankheitserreger in Kontakt, erinnern sich die Gedächtniszellen an diesen und können so unsere Immunabwehr aktivieren, sodass unser Körper innerhalb kürzester Zeit Antikörper bilden kann. So können eindringende Erreger, die unser Körper bereits kennt, uns nicht schaden. Nach dem Prinzip dieses Schutzmechanismus funktionieren Impfungen. Mit einer Impfung kommen wir zwar mit dem Erreger in Kontakt, werden jedoch nicht krank. Allerdings reicht die Dosis aus, damit unser Immunsystem aktiviert wird und Antikörper bildet – und somit auch Gedächtniszellen, die uns dann durch schnelle Abwehr vor einer Infektion schützen.

Impfungen schützen uns auf unterschiedliche Weise: Sie immunisieren uns entweder aktiv oder passiv. Bei der aktiven Immunisierung werden abgetötete bzw. abgeschwächte Bruchstücke des Erregers verabreicht. Man spricht auch von Totimpfstoffen, wenn der Erreger inaktiviert wurde und sich nicht mehr vermehren kann – z.B. Impfstoffe gegen Diphterie, Keuchhusten oder Tetanus – und Lebendimpfstoffen, die eine geringe Menge abgeschwächter Erreger enthalten – dabei wird die Krankheit allerdings nicht ausgelöst. Letztere verwendet man zum Beispiel gegen Masern, Windpocken und Röteln. Die aktive Immunisierung täuscht unserem Körper die Erkrankung nur vor, woraufhin unser Immunsystem Antikörper produziert. Kommen wir künftig wirklich einmal mit dem entsprechenden Erreger in Berührung, erkennt ihn unser Immunsystem und aktiviert die Antikörper. So schützt uns die aktive Immunisierung langfristig vor einer Krankheit. 

Bei der passiven Immunisierung hingegen werden Antikörper gegen den Krankheitserreger gespritzt. Die Antikörper stammen aus dem Blut von Menschen, die bereits an der Krankheit gelitten haben und somit Antikörper gegen den Erreger gebildet haben oder aus dem Blut von Tieren. Im Gegensatz zur aktiven Immunisierung ist diese Variante nur für kurze Zeit wirksam. Sie hilft zum Beispiel, wenn eine Person bereits infiziert ist. Sind wir mit dem Erreger in Kontakt gekommen und haben keinen ausreichenden Schutz, dann nutzt man meist die passive Impfung. Geimpft werden dann Konzentrate, die jeweiligen Antikörper enthalten. So bietet die passive Impfung im Gegensatz zur aktiven Impfung sofort Schutz.
 

Je mehr Menschen in der Bevölkerung gegen die Infektionskrankheit geschützt (also immun) sind, desto geringer das Risiko einer Übertragung des Erregers (vgl. oben Herdenimmunität). Kann dieser Schutz aufrechterhalten werden und die Immunität in der Bevölkerung übersteigt eine bestimmte prozentuale Schwelle, so kann die Weiterverbreitung der Erkrankung eingedämmt werden. Nach diesem Prinzip konnte 1979 erstmals eine Krankheit weltweit ausgerottet werden: Noch in den 1960er Jahren erkrankten über zwei Millionen Menschen weltweit an den Pocken, 30 Prozent von ihnen starben daran. Nach einem weltweiten Impfprogramm konnte man die Pocken weltweit ausrotten. Solche Impfprogramme zur Eliminierung von Infektionskrankheiten dürfen erst durchgeführt werden, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind – z.B. wenn der Mensch das einzige Infektionsreservoir darstellt. [1] Auch Masern gehören zu den Infektionskrankheiten, welche die Weltgesundheitsorganisation (WHO) eindämmen möchte. Die Erkrankung betrifft meist Kinder. Sie wird durch Viren ausgelöst und ist hochansteckend; in manchen Fällen kann sie lebensbedrohlich sein und zum Beispiel auch eine Lungen- oder Hirnhautentzündung hervorrufen. Im Jahr 2019 wurden europaweit 13.207 Masernfälle gemeldet, in Deutschland wurden 514 Infektionen registriert. [2] 

Nach Berichten der WHO zufolge ist die Masernmortalität in den vergangenen Jahren um 73 Prozent durch Impfprogramme gesunken. [3] In Deutschland ist seit dem 1. März 2020 das Maserninfektionsschutzgesetz in Kraft. Dieses Gesetz sieht vor, dass Kinder nach Vollendung des ersten Lebensjahrs beim Eintritt sowohl in die Schule als auch den Kindergarten die empfohlenen Masern-Impfungen der sogenannten Ständigen Impfkommission (kurz STIKO) vorweisen müssen. [4] 

Die STIKO ist ein unabhängiges Expertengremium, das Impfungen für Deutschland empfiehlt. Ihre Empfehlungen entwickelt sie unter Berücksichtigung des Nutzens für die gesamte Bevölkerung. Dabei dienen die Kriterien der evidenzbasierten Medizin zur Orientierung. Die Impfempfehlungen gelten als medizinischer Standard. [5] 

Das Prinzip der Herdenimmunität lässt sich auch auf das aktuelle Coronavirus anwenden: Sind irgendwann genug Menschen in der Bevölkerung gegen Sars-CoV-2 immun, kann auch seine Weiterverbreitung eingedämmt werden. Ein passender Impfstoff könnte dabei helfen, die Herdenimmunität zügiger zu erreichen. 
 

Dieser Beitrag wurde auf FaszinationChemie erstmalig veröffentlicht am 03.08.2020.