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Weltweit ringen Pharmakonzerne, Universitäten und Forschungsinstitutionen mit rund 300 Impfstoff-Kandidaten um den Beweis eines wirksamen Schutzes vor Coronavirus-Infektionen. Mehr als 130 klinische Prüfungen sind bereits angelaufen (aktualisierte Karte: WHO). Die mRNA-Impfstoffe von BioNTech/Pfizer und Moderna werden weltweit verimpft, z. T. bereits als Booster-Impfung. Neben den neuartigen mRNA-Impfstoffen befinden sich Vektor-Impfstoffe des britisch-schwedischen Unternehmens AstraZeneca und des US-Pharmariesen Johnson & Johnson in der Impfkampagne. Und es gibt einen weiteren Anwärter: Für den ersten Corona-Totimpfstoff, ein Protein-basiertes Vakzin des US-Pharmakonzerns Novavax, ist die EU-Zulassung beantragt.

→ zum Überblick: COVID-19-Impfstoffe

Schutz durch Coronavirus-Impfstoffe – weltumspannendes öffentliches Gut

Grundvoraussetzung ist, dass der Nutzen und die Sicherheit eines Impfstoffs höher sind als das Risiko durch Erkrankungen und verbleibende Organschäden einer SARS-CoV-2-Infektion.

Die Phasen der Impfstoffentwicklung und Wirkweisen

Der Traum eines guten Impfstoffs? Ganz klar: Ein komplettes Anwerfen des stark ineinander vernetzen Immunsystems, das neuralisierende und bindende Antikörper auf den Plan rückt, B- und T-Zellen aktiviert, Gedächtniszellen ausbildet, Makrophagen (Fresszellen) aktiviert sowie Enzyme und bestimmte Botenstoffe (Zytokine, z. B. Interferone u.a. Interleukine) ausschütten lässt. Auf Kaskadenwegen kann so eine Abwehrreaktion in Gang gesetzt werden.

Der komplexe Zusammenhang im Immunsystem – eine Übersicht

Die Immunantwort findet auf verschiedenen Wegen statt.

Rückenwind zur schnellen Impfstoffentwicklung

Gleich zu Beginn im Januar 2020 konnte das genetische Konstrukt aufgrund bekannter Sequenzdaten des verwandten Virus SARS schnell erstellt werden. Auch kann auf bekannten Impf-Rohkonstrukten als Basis mit bekannter Datenlage aufgebaut werden. Und neben den simultan getesteten Studienzentren, bei denen u.a. auch hohe Inzidenzregionen früh eingeschlossen werden, finden bei vielen Projekten inzwischen fortlaufend Datenübermittlungen an Kontrollbehörden statt, die diese Studien primär und mit erheblich aufgestockten Ressourcen abhandeln und mit Experten bewerten.

Durch staatliche Anreizmechanismen, allem voran aus der EU sowie USA, wird das finanzielle Risiko nicht allein auf Pharmakonzerne gelenkt. Stattdessen können die sonst zögerlichen, jahrelangen hintereinandergeschaltenen Schritte der Impfstoffentwicklung parallelisiert werden.

Zudem fanden sich durch die beispiellose Pandemiesituation – verglichen zu anderen Arzneimittelentwicklungen – sehr viele Probanden in kürzester Zeit. Somit konnten groß angelegte klinische Studien in vergleichbar kurzer Zeit realisiert werden. Nach der Zulassung hat sich so auch die Möglichkeit ergeben, potenzielle Nebenwirkungen bei einer großen Zahl an Impfungen festzustellen. Für andere Impfstoff- und Arzneimittelverabreichungen würde es über Jahre bis Jahrzehnte hinweg dauern, um auf solche Erfahrungen und Datenmenge zu kommen. Schon allein deshalb ist der Impfung mit zugelassenen Corona-Impfstoffen äußerst transparent.

Überblick über bedeutende COVID-19-Impfstoffe und Entwickler

→ mRNA-Impfstoffe
→ Vektor-Impfstoffe
→ Proteinbasierte Impfstoffe
→ Totimpfstoffe

1.) mRNA-Impfstoffe

In der Pandemie-Eindämmung wird ihnen eine entscheidende Rolle zugeschrieben: mRNA-Impfstoffe. Dabei dreht es sich um das Biomolekül Ribonukleinsäure, das Körperzellen anweist, Proteine zu produzieren: in diesem Fall Oberflächenproteine des neuen Coronavirus bzw. Teile davon. Der Körper erkennt diese virusähnlichen Proteine als fremd und kann so eine Immunantwort gegen das Coronavirus auslösen. Der Vorteil der Verwendung von RNA gegenüber DNA ist, dass sich dieses Biomolekül nicht in das Genom integriert.

Ausführlicher Artikel zu mRNA-Impfstoffen: mRNA-Impfstoffe – Was macht sie so besonders?

BioNTech / Pfizer

Moderna

CureVac

Johnson & Johnson (Pharmaunternehmen Janssen)

Gamaleya

IDT Biologika

3.) Proteinbasierte Impfstoffe

Proteinbasierte Impfstoffe enthalten als Impfantigen virale Proteine. Dazu werden bestimmte Zellen in Zellkultur gentechnisch mit dem gewünschten Gen für das virale Protein ausgestattet. Das in großen Mengen produzierte Protein (Antigen) wird anschließend isoliert und aufgereinigt. Nach Impfung werden sie in bestimmten Zellen unseres Immunsystem, den Antigen-präsentierenden Zellen, aufgenommen, in Stücke zerteilt und diese „Häppchen“ dem Immunsystem präsentiert. Dies löst eine entsprechende Immunantwort aus, die allerdings nicht immer ausreichend stark ist, sodass oft Impfverstärker (Adjuvanzien) zugesetzt werden. Dazu muss dann die Verträglichkeit auch des Adjuvanz genauestens untersucht werden. Nebenwirkungen wie lokale Entzündung können provoziert werden.

Proteinimpfstoffe kennt man bereits: So gibt es den Hepatitis-B-Impfstoff, der Hepatitis-B-Oberflächenantigen enthält, oder den HPV-Impfstoff, der als Antigen L1-Proteine verschiedener Typen des humanen Papillomavirus beinhaltet. Wie bei mRNA-Impfstoffen oder Vektorimpfstoffen auch, wird das Antigen bei Proteinimpfstoffen gentechnisch hergestellt.

Novavax

Sanofi / GlaxoSmithKline (GSK)

Es gibt noch weitere proteinbasierte Impfstoffprojekte, wie z. B. in Kuba (Name der Impfstoffkandidaten: „Soberana“), die sich in den klinischen Phasen befinden, und als Versogung eigener sowie bestimmter weiterer Länder dienen.

4.) Totimpfstoffe

Totvakzine enthalten abgetötete, nicht mehr vermehrungsfähige Krankheitserreger bzw. Teile davon. Der Proten-basierte Impfstoff von Novavax ist im engeren Sinne ein Totimpfstoff.

Totimpfstoffe sind schon länger auf dem Markt, Beispiele sind die Impfstoffe gegen Influenza und Hepatitis B. Sie sind relativ einfach herzustellen, müssen aber in Studien längerfristig beobachtet werden, um ein potenzielles Risiko einer unausgewogenen Immunantwort auszuschließen. Eine Verschlimmerung durch unbalancierte T-Zell-Aktivierung mit möglicherweise stärkerer Virusvermehrung in Immunzellen muss ausgeschlossen werden.

Novavax

Valneva

Sinovac

Sinopharm

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Perspektiven

Es ist wichtig, viele Impfstoffe zu entwickeln, um möglichst viel abdecken zu können: nicht nur Anzahl an Personen, sondern auch individuelle Voraussetzungen. So können sich einige Impfstoffe für bestimmte Personengruppen mit bestimmten Vorerkrankungen oder auch ethnische Bevölkerungsgruppen als geeigneter erweisen als andere. Außerdem vergrößert die Entwicklung vieler Konstrukte die Chance, solche mit einem möglichst langanhaltenden und umfassenden Schutz – auch gegen mögliche Varianten – zu generieren. Entscheidend dabei sind Anreize und Unterstützung für Forschung, Entwicklung und Produktion. Gerade auch Europa kann das vorhandene große Know-how im Pharmabereich stärken. Selbst wenn es in Deutschland oft noch an Biotech-Analysten und Wagemut seitens Investoren fehlt, ist ein Ruck nun spürbar.

Ende September 2020 haben sich 16 globale Pharmaunternehmen in einer gemeinsamen Erklärung dazu bekannt, die Produktionskapazitäten so schnell wie noch nie zu erhöhen, um der gesamten Weltbevölkerung COVID-19-Diagnostika, Medikamente und Impfstoffe zugänglich zu machen. Unter anderem mit Spenden und der Abgabe von Produkten zum Selbstkostenpreis für ärmere Länder. Die WHO setzt sich in der Initiative COVAX zusammen mit der CEPI (Coalition for Epidemic Preparedness Innovations) für die faire Verteilung der Impfstoffe ein und hat dabei bereits über 150 Länder gewonnen. Durch die Allianz sollen ca. 11 Mrd. Dosen beschaffen werden, um ärmere Länder zu versorgen.

Die Impfung einer ganzen Bevölkerung in Kurzzeit ist beispiellos. Die Fortschritte in der Impfstoffentwicklung sind enorm. Es geht um den Ziellauf gut verträglicher, möglichst nebenwirkungsfreier Impfstoffe. Gleichzeitig müssen sie lange und auch gegen Mutanten wirksam sein. Eine Mammutaufgabe. Und selbsterklärend, dass diese weder als Nationalstreich noch als Pharmaunternehmen im Alleingang gelöst werden kann.

Informationen zu COVID-19-Impfstoffprojekten:

WHO: Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines

Die forschenden Pharma-Unternemen (vfa): Impfstoffe zum Schutz vor Covid-19, der neuen Coronavirus-Infektion

Paul-Ehrlich-Instutut: Alle Infos zu Co­ro­na­vi­rus SARS-CoV-2

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Für den Weg aus der Coronakrise setzen viele auf die Corona-Warn-App. Um Infektionsketten durch das Coronavirus frühzeitig zu erkennen und zu durchbrechen, kann die App einer von vielen Bausteinen sein. Dennoch wird sie vereinzelt kontrovers diskutiert. Ein paar Punkte im Überblick.

Seit dem frühen Morgen des 16. Juni steht in Deutschland die Corona-Warn-App zum Download bereit. Vorgestellt vom Robert-Koch-Institut, von der Politik und SAP- sowie Telekom-Vertretern. Beweisen muss sie sich noch.

Ziele und Chancen

Die App soll als dabei helfen, die Ausbreitung des Coronavirus, die vorwiegend über Tröpfchen und Aerosole geschieht, in Deutschland abzubremsen. Dazu sollen Personen nach Kontakten mit Infizierten gewarnt werden.

Wie geht das? Hat sich ein App-Nutzer mit Sars-CoV-2 infiziert und dies in die App eingegeben, erhalten alle Kontaktpersonen der zurückliegenden 14 Tage, die die Software ebenfalls nutzen, einen Hinweis. Sie können sich so in Quarantäne begeben und testen lassen, selbst wenn sie noch keine Symptome haben. Denn schon bevor sich Symptome bemerkbar machen, besteht eine Infektionsgefahr. In einer Studie (Nature Medicine, 15. April 2020) wurde ermittelt, dass knapp die Hälfte der Ansteckungen vor Beginn der Symptome stattfand.

Mit der Corona-Warn-App soll so unterbunden werden, dass Patienten die Krankheit unbemerkt weitertragen. Im Pandemie-Alltag kommt es immer wieder zu zufälligen Begegnungen, was eine manuelle Nachverfolgung erschwert. Hingegen registriert die App alle nahen Kontakte, sobald sich zwei Smartphones lange genug bis auf unter 2 Meter nahekommen. Damit lasst sich das Gesundheitsamt-Prozedere ergänzen und ist dabei deutlich schneller.

Wie ist die App entstanden und wie funktioniert sie?

Der Softwarekonzern SAP ist für die Programmierung und weitere Optimierung verantwortlich, der Telekommunikationsspezialist Telekom für die Netzwerk- und Mobilfunktechnik. Die App nutzt den Funkstandard Bluetooth Low Energy (BLE), deshalb muss beim Nutzer am Mobilphone immer Bluetooth eingeschaltet sein. Zur Erforschung der Technologie unter Annäherung der Nutzer wurde die Fraunhofer-Gesellschaft mit einbezogen.

Das Prinzip hinter der Software? Alle paar Minuten wird eine neue Identifikationsnummer erstellt und an die nahe Umgebung ausgesendet, gleichzeitig werden die Signale anderer registriert. Sind zwei Smartphones mit der Corona-Warn-App über eine gewisse Zeit weniger als in einem definierten Abstand voneinander entfernt, werden die beiden anonymen Identifikationsnummern auf beiden Smartphones verschlüsselt ausgetauscht. Hat ein Nutzer nachfolgend Krankheitssymptome, kann er das freiwillig über die App eingeben und so die gefährdeten Kontakte warnen. Identität und Standort der betreffenden Personen werden nicht erhoben. Die Bundesregierung hat aus Datenschutzgründen einer dezentralen Speicherung der Daten zugestimmt, also nur auf den Smartphones der Nutzer selbst.

Entwickelt wurde die App in nur 7 Wochen. Der Quellcode ist offengelegt, eingeschlossen werden Faktoren wie Kontaktzeit, Kontaktnähe (unter 2 m) und Übertragungsrisiko (Infektionszeit). Theorie ist eine Sache, wie gut das Warnsystem letztlich in der Praxis funktioniert, ist noch unklar. Erfahrungen werden sicher noch dazugewonnen, auch hinsichtlich Eignung der Bluetooth-Technologie für die Distanzbestimmung.

Wie steht es um die Privatsphäre? Das Konzept sieht vor, dass Teilnehmer anonym bleiben, da bei der Kontaktverfolgung nur anonymisierte und regelmäßig ändernde Schlüssel eigesetzt werden. Informationen über das Zusammentreffen von Personen, die die Corona-Warn-App nutzen, erfolgt dezentral auf deren Smartphones. Dem Server der Betreiber liegt demnach eine Liste mit den anonymisierten Schlüsseln von Infizierten vor.

Welche Kritikpunkte gibt es?

Zusätzlich zur Bluetooth-Technologie an sich gibt es weitere Punkte, die für ein gutes, reales Abbild hinterfragt werden: So wird nicht berücksichtigt, ob die Nutzer Masken tragen oder sich in Räumen, draußen oder in großen Räumlichkeiten mit starken Konvektionen aufhalten.

Damit die App überhaupt einen guten Effekt hat, müssten laut einer Oxford-Studie mindestens 60 % der Bevölkerung diese nutzen (und Bluetooth eingeschaltet haben). Laut vieler Virologen ist aber auch ein geringerer Anteil an Nutzern sinnvoll, um frühzeitig Cluster zu erkennen. Denn großes Ziel ist, ohne eine zweite Welle über den Winter zu kommen und dafür ist es wichtig, größere Übertragungscluster zu verhindern.

Die Bluetooth-Technologie verbraucht Strom, den manche Bürger nicht immer berücksichtigen, sofern sie Bluetooth nicht schon immer gewohnt angeschaltet haben. Möglicherweise muss man dann einplanen, sein Smartphone öfter zu laden, es lassen sich aber auch energiesparende Einstellungen vornehmen (z. B. Abrufen der E-Mails in größeren zeitlichen Abständen, Ausschalten der GPS-Ortung etc.).

Besitzer älterer Smartphones können sich möglicherweise hier nicht einreihen. Mindeststandards sind bei iPhones das aktuelle Betriebssystem iOS 13.5 (es läuft auf Modellen ab dem iPhone 6s und dem iPhone SE), bei Android-Smartphones Betriebssystem-Versionen, die Bluetooth Low Energy (BLE) und Play Store unterstützen. Und Huawei? Da neue Modelle aufgrund US-Sanktionen die Google-Dienste nicht verwenden dürfen, stellt das Unternehmen eine eigene Schnittstelle bereit. Problematisch wird es auch für die ältere Bevölkerung, die entweder gar kein Smartphone benutzt oder die App nicht selbst installieren kann. Gerade diese verstärkt gefährdete Bevölkerungsgruppe wird dann nicht erfasst. Auch wird kritisiert, dass Personen, die sich kein entsprechendes Smartphone leisten können, außen vor gelassen werden.

Die Bundesregierung betont die Freiwilligkeit der App-Nutzung. Die Kontaktverfolgung ist demnach nur dann möglich, wenn man die App selbst installiert und den Datenaustausch im Betriebssystem selbst aktiviert. Um Vertrauen zu stärken, wird ein begleitendes Gesetz diskutiert, das die Freiwilligkeit der Nutzung festschreibt. Denn manche Bürger befürchten, dass etwa Unternehmen ihren Mitarbeitern oder Restaurants ihren Besuchern das Nutzen der Corona-Warn-App zukünftig vorschreiben könnten.

Ein neuralgischer Punkt ist die teilwiese mangelnde digitale Anbindung vieler Labore: Ist man positiv auf COVID-19 getestet, gibt man diesen Status selbst in die App ein. Um einen Missbrauch zu verhindern, muss dieser Status offiziell bestätigt werden. Dazu erhält man vom Test-Labor einen QR-Code zum Einscannen. Der Haken: Viele Labore sind nicht ausreichend sicher digital angebunden. Die Installation neuer Server können sich noch Wochen bis Monate hinziehen. Als Übergangslösung haben das Gesundheitsministerium und das Robert-Koch-Institut eine 24-Stunden-Hotline eingerichtet, deren Mitarbeiter entsprechend geschult sein und zielgerichtete Fragen stellen sollen, um einen Missbrauch der App-Warnfunktion durch Falschinformationen möglichst zu verhindern. Erst dann erhält man einen Code.

Neben dieser Verifikations-Hotline wird es eine weitere Hotline zur Beantwortung technischer Fragen geben. Auch sollen weitere Entwicklungen kommen, die die App weitgehend barrierefrei gestalten und in mehreren Sprachversionen verfügbar machen.

In Europa werden unterschiedliche Apps genutzt, alle zwar immer mit dem Ziel, Infektionsketten zu verfolgen, aber mit unterschiedlichen Systemen. In vielen Ländern wird die Standorterkennung mit GPS genutzt, die jedoch Bewegungsprofile von Personen anfertigt, was den deutschen Datenschutzanforderungen widerspricht. Das langfristige Ziel ist, verschiedene Apps von EU-Staaten untereinander kompatibel zu machen. Aktuell ist das noch nicht der Fall.

Pro Land gibt es immer nur eine offizielle Tracing-App zur Nachverfolgung möglicher infektiösen Kontakte. Es gibt zwar andere Apps, diese haben aber andere Ziele, wie etwa die Datenspende-App des Robert-Koch-Instituts, die Informationen von Fitness-Trackern erhält. Damit soll u. a. eine Fieberkarte für Deutschland berechnet werden, mit der Rückschlüsse auf eine Region gezogen und so z. B. die Entstehung neuer „Hot Spots“ von COVID-19 sichtbar gemacht werden können.

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Möglichkeiten für den weiteren Pandemie-Verlauf werden durchgerechnet. Doch welche Größen dienen dabei als Maßstab?

Zahlen und Begriffe hat die Pandemie einige im Gepäck. Um konkrete Maßnahmen ableiten zu können, ist eine gute Datengrundlage nötig. Wissenschaftler weltweit versuchen, Szenarien zu berechnen. Damit lässt sich modellieren, in welchen Rahmen sich der zukünftige Verlauf bewegen kann: für den akuten Klinikbedarf, für die Politik, Wirtschaft und die gesamte Gesellschaft.

Das Virus ist neu – und ebenso neu sind die Erkenntnisse, die fortlaufend gewonnen werden. Umso erstaunlicher ist, wie schnell Wissenschaftler und beteiligte Personen agieren und neue Errungenschaften zutage bringen. So konnte das Virusgenom in nur drei Tagen sequenziert werden. Die vollständige Entschlüsselung des Genoms dient u. a. als Grundlage für die Entwicklung der Nachweistests sowie der Medikamenten- und Impfstoffentwicklung, an der gleichermaßen mit Hochdruck gearbeitet wird.

Im Folgenden sind Begriffe, Größen für die Datengrundlage und Zusammenhänge stichpunktartig erläutert, ergänzt mit Hinweisen, wo Zahlen differenzierter zu betrachten sind.

Reproduktionszahl R

• Die Basisreproduktionszahl R₀ gibt an, wie viele Menschen ein einzelner Infizierter durchschnittlich ansteckt, solange niemand immun ist und keine Gegenmaßnahmen getroffen werden (wie Impfen, Isolierung etc.). R₀ steht also für eine Bevölkerung, in der keinerlei Immunität gegen die Erkrankung, hier COVID-19, besteht.
• Für das neue Coronavirus SARS-CoV-2 wird eine R₀ von 2–3 angenommen¹, d. h.: jeder Infizierte gibt das Virus durchschnittlich an zwei bis drei andere Menschen weiter. Zum Vergleich: R₀ der saisonalen Grippe beträgt 1,3, R₀ der Masernerkrankung 12 bis 18 (s. Robert-Koch-Institut, RKI).
• R₀ bedeutet zunächst – ohne Intervention – ein exponentielles Wachstum: Jeder Infizierte steckt ca. 2 bis 3 Mitmenschen an, diese stecken wieder 2 bis 3 an usw.
• Würde jeder Infizierter genau eine andere Person anstecken, bliebe die Zahl der Infizierten konstant. Sinkt die Basisreproduktionszahl aufgrund vieler immuner Menschen auf unter 1, kommt die Pandemie zum Stillstand.
• R₀ hängt davon ab, auf wie viele andere Personen ein Infizierter trifft, solange er ansteckend ist. Treffender lässt sich eine Übertragungsrate mit der Secondary Attack Rate (s. u.) beschreiben.
• Die Basisreproduktionszahl kann nie exakt bestimmt werden. Gründe:
  – Da Infizierte das Virus SARS CoV-2 auch ohne Symptome weiterverbreiten können, bleibt die R₀ am Anfang hoch.
  – Im Verlauf der Epidemie nimmt sie ab, weil Schutzmaßnahmen ergriffen werden.
  – Generell ist bei Tröpfcheninfektionen die R₀ in kalten Jahreszeiten etwas höher (für das neue Coronavirus wird dies noch untersucht): Personen halten sich dann vorwiegend in Räumen auf, in denen
  1. ein engerer Kontakt zwischen den Personen besteht und
  2. trockene Heizungsluft herrscht. Die Tröpfchen erfahren dann einen Verdünnungseffekt und Viren können länger als Aerosol im Luftraum schweben bzw. fast schon an einer Stelle bleiben, anstatt abzusinken. Im Freien hingegen gibt es Einflüsse durch Luftfeuchtigkeit, aber auch bei sehr trockenen Bedingungen findet zumindest Zirkulation statt. Auch sind Viren hier physikalischen Faktoren wie UV-Licht ausgesetzt. [Deshalb wird ein Aufenthalt im Freien empfohlen. Sportliche Betätigung kann zudem das eigene Immunsystem stärken. Bei all dem sollten Begrenzung der Personenzahl und Abstandsregeln aktuell weiterhin eingehalten werden. Es gibt verschiedene Aerodynamik-Modelle, wie z. B. der Universität Eindhoven, die Flugbahnen der Tröpfchenwolken z. B. beim Radfahren beschreiben, was jedoch vor allem beim Windschattenfahren relevant ist. Über die Infektionsgefahr durch Bewegung im Freien gibt es jedoch keine klaren Angaben. Nebeneinander oder versetzt hintereinander zu laufen oder Rad zu fahren unter Einhaltung der normalen Abstände sollte jegliche Gefahr aber reduzieren.]
• Alle Maßnahmen, die derzeit getroffen wurden (Hygienemaßnahmen, Kontaktverfolgung, Kontakteinschränkung), dienen dazu, die Reproduktionszahl zu senken. Man spricht dann von effektiver Reproduktionszahl. Je kleiner die Reproduktionszahl, desto flacher die Kurve. Dazu hat die Deutsche Gesellschaft für Epidemiologie eine Stellungnahme mit Modellierungen zu verschiedenen Szenarien² veröffentlicht. Es ist aber zu beachten, dass selbst bei einer aktuellen Reproduktionszahl von unter 1 (Stand: 19.04.2020) durch Lockerung der Maßnahmen diese wieder steigen wird. Zudem wird befürchtet, dass nicht nur eine größere Angleichung des Infektionsgeschehen innerhalb der Regionen stattfinden wird, sondern auch innerhalb der Altersgruppen. Dadurch könnten auch gerade ältere Menschen verstärkt medizinische Betreuung benötigen.

¹ https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Steckbrief.html#doc13776792bodyText3
² https://www.dgepi.de/de/aktuelles/article/aktualisierte-stellungnahme-der-deutschen-gesellschaft-fuer-epidemiologie-dgepi-zur-verbreitung-des-neuen-coronavirus-sars-cov-2/109

Sekundäre Attack Rate

• Die Attack Rate (AR) beschreibt den Anteil an Personen, die nach einer bestimmten Exposition erkrankt sind.
  Die sekundäre Attack Rate gibt an, auf wie viele Kontaktpersonen ein Infizierter das Virus tatsächlich übertragen hat ¹.
• In einer Studie ² mit den ersten Coronafällen in Deutschland, dem frühen Münchener Ausbruch, wurde festgestellt, dass die größte Übertragung im Haushalt stattfand. Die Autoren der Studie gehen dabei von ca. 10 % aus, bei Arbeits- und Freizeitkontakten läge sie etwas darunter. Im Alltagsgeschehen jedoch ist das Zeitfenster für eine Infektion größer. Denn die Infektion beginnt laut RKI 2–3 Tage vor Auftreten der Symptome und dauert im Durchschnitt 5–6 Tage, in einigen Fällen bis zu 14 Tagen. Da durch das Gesundheitsamt und Isolationsmaßnahmen jedoch eingegriffen wurde, müsste dies in den tatsächlichen Übertragungszahlen berücksichtigt werden. Prof. Drosten der Charité Berlin geht daher von einer etwas höheren Secondary Attack Rate als 10 % aus.
• Die sekundäre Attack Rate kann die Übertragungsrate in der Realität nicht exakt widerspiegeln, solange nicht Kontaktnähe und -dauer in die Modellrechnung mit berücksichtigt werden.

¹ Centers für Desease Control and Prevention: https://www.cdc.gov/csels/dsepd/ss1978/lesson3/section2.html
² The Lancet: Outbreak of COVID-19 in Germany Resulting from a Single Travel-Associated Primary Case

Durchseuchungsrate und Herdenimmunität

• Die Durchseuchungsrate gibt an, wie verbreitet ein Erreger in einer bestimmten Population ist.
• Eine hohe Durchseuchungsrate bewirkt, dass sich das Virus nicht mehr ausbreiten kann. Das Virus findet nicht schnell genug einen neuen Wirt, um sich dort zu vermehren und sich so weiter zu verbreiten. Dies bewirkt – ebenso wie eine flächendeckende Impfung – eine Herdenimmunität.
• Herdenimmunitätsschwelle: Jede Infektionskrankheit hat eine charakteristische Basisreproduktionszahl (s. o.). Anhand dieser lässt sich die Herdenimmunitätsschwelle ermitteln. Wie viele Menschen müssen immun sein, damit eine Herdenimmunität auftritt, die auch Ungeschützte vor der Ansteckung schützt? In die Berechnung¹ fließt mit ein, dass die tatsächliche Infektiosität immer geringer ist, weil in jeder Bevölkerung ein Anteil gegen jede Infektion bereits immun ist. Auf den Seiten des RKI ist das Prinzip Herdenimmunität anschaulich beschrieben.
  Für SARS-CoV-2 hatte man zunächst eine Herdenimmunitätsschwelle von 65–70 %angenommen. Das würde bedeuten: Solange es noch keinen Impfstoff gibt, wäre die Pandemie erst vorüber, wenn sich 65–70 % der Menschen infiziert und erholt hätten und dann immun wären. Aber: Aktuelle Erkenntnisse zeigen, dass die Immunität bei COVID-19 anders verläuft (s.a. Impfung und Immunisierung bei COVID-19, letzter Abschnitt: „Wie sind die Aussichten?“. Eine fixe Angaber zur Herdenimmunität kann demnach nicht mehr mit einer verlässlichen Aussagekraft herangezogen werden.

¹ Gregg N. Milligan, Alan D. T. Barrett: Vaccinology. Wiley, 2015, ISBN 978-1-118-63628-2

Verdopplungsrate (Epidemic Doubling Time)

• Sie ist durch die Zeit definiert, die es dauert, bis jeweils doppelt so viele Menschen infiziert sind.
• Sie ist abhängig von der Zahl der durchgeführten Tests und von der Geschwindigkeit der Meldeverfahren. Zu Letzteren wird die Nutzung einer Tracking-App diskutiert. Die App kann den Verwaltungsapparat unterstützen und so eine Nachverfolgung schneller bewerkstelligen, um der Infektionsausbreitung entgegenzutreten (s. u., Intensivmedizin).
• Auch wenn sich die Verdopplungsrate verlangsamt, kann die Zahl der Krankenhausbetten und Beatmungsgeräte knapp werden. Initiativen und Kooperationen bieten hier wertvolle Unterstützung, wie z. B. hier (Hilfsangebote gelistet nach: Medizintechnik/Beatmungsgeräte, Schutzkleidung, Diagnostik, Telemedizin und Software).

Fallzahlen und Testungen

• Die Fallzahlen lassen sich den Seiten des RKI, weltweit der WHO entnehmen. Damit werden die gemeldeten, positiven Laborergebnisse erfasst.
• Nicht erfasst werden Infizierte mit unentdeckten bis leichten Symptomen. Zudem lässt sich mit den zugrunde gelegten Daten aus PCR-Testungen nur eine akute Infektion (ca. in den ersten 7 Tagen, s. u. „Viruslast und Virusnachweis“) nachweisen.
• Zur Ermittlung der Fallzahlen im Durchschnitt sind Stichproben, wie sie in Island und Österreich durchgeführt wurden, nicht aussagekräftig. Sie können nur einer Momentaufnahme dienen, nicht jedoch einer landesweit repräsentativen Situation, da die Infektion zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht einheitlich verläuft. Auch die „Gangelt“-Studie („Heinsberg“-Studie) durch Befragungen und Antikörpertests stellt nach eigenen Angaben der Bonner Forscher um den Virologen Hendrik Streeck eine hochprävalente Situation dar, da Gangelt aufgrund des akuten Infektionsherds nach Fasching stark betroffen war. Aktuell gibt es nur Befunde mit zufällig verteiltem Infektionsgeschehen, da wir noch am Anfang der Epidemie stehen.
• Die Anzahl der aktuell durchgeführten PCR-Testungen (s. u.), die fortlaufend durch hochtechnologische Apparaturen erhöht wird, sind im aktuellen Lagebericht des Robert Koch-Instituts und im Epidemiologischen Bulletin veröffentlicht. Dort finden sich auch Angaben zu Lieferschwierigkeiten von europaweit geforderten PCR-Reagenzien, was eine schnelle, groß angelegte Testung einschränkt.
• Für die Ermittlung eines Ausgangszustands, Überblick über das Infektionsgeschehen und zur Steuerung des Personals im Krankenhaus sowie auch des öffentlichen Lebens muss eine breit verteilte und großflächige Bevölkerung sowie die Geschwindigkeit der Infektionen erfasst werden. Hier werden teilweise Antikörper-Testungen (s. u.) eingeführt werden, selbst wenn der Anteil an Antikörper-Positiven in der Bevölkerung aktuell noch gering ist. Das RKI hatte großflächige Antikörper-Testungen angekündigt (RKI-Pressemitteilung). Mittlerweile hat man aber die Erkenntnis, dass vor allem bei Personen mit nur wenigen oder gar keinen Symptomen schon bald nach einer Infektion keine Antikörper im Blut mehr nachweisbar sind. Bluttests der ersten Corona-Patienten in München Ende Januar weisen bei vier der neun Patienten eine inzwischen sinkende Zahl an neutralisierenden Antikörper nach. Auch in China hat man bereits solche Beobachtungen machen können (Nature 18. Juni 2020, doi.org/10.1038/s41591-020-0965-6).Nach Ansicht vieler Virologen ließe sich damit nicht aber zwingend Rückschlüsse ziehen, dass keine Immunität mehr vorläge – vielmehr könne der Schutz weniger stabil und von kürzerer Dauer sein. Wie hoch der Antikörperspiegel und die Neutralisationsaktivität für einen sicheren Schutz muss, um einen ausreichenden Schutz vor der Erkrankung zu gewährleisten, ist noch nicht bekannt.
• Zukünftig weitere wichtige Daten sind die Ermittlung der Fälle pro verfügbaren Krankenhaus- und Intensivbetten, um schneller Voraussagen treffen und planen zu können. Auch die Erfassung des Krankheitsverlaufs der positiv Getesteten sowie die Rate der Infizierten, die ärztliche Hilfe benötigen, müssten für weitere Prognosen erfasst werden.

Todesfälle und Letalität

Aktuelle Angaben zu Todesfällen lassen sich – wie die Anzahl Infizierter (s. Fallzahlen) – den RKI– und WHO-Seiten entnehmen. Zu unterscheiden sind.

• Fallsterblichkeit Fall-Verstorbenen-Anteil (Case Fatality Rate, CFR): beschreibt die Zahl der gemeldeten verstorbenen Fälle bezogen auf die Zahl der gemeldeten Fälle.
• Mortalität beschreibt die Todesfälle in Bezug auf die gesamte Bevölkerung bzw. eine betrachtete Bevölkerungsgruppe.
• Letalität beschreibt die Anzahl der verstorbenen Fälle als Anteil der Zahl der (tatsächlich) erkrankten Fälle ¹. Dazu liegen keine verlässlichen Daten vor. Gründe:
  – Dunkelziffer nicht berücksichtigt. Statt Todesrate ist die „Infection Fatality Rate“, die Infektionssterblichkeit, die bessere Kennzahl, also der Anteil an Todesfällen aller Infizierten – auch von solchen, die gar keine oder nur wenige Symptome haben. Die Infektionssterblichkeit wird derzeit weiterhin auf ca. 0,7 % geschätzt.
  – Vor allem zu Beginn der Pandemie waren wenig Tests verfügbar (angegebene Infektionsrate zu niedrig und dementsprechend unklares Verhältnis Todes-zu Infektionsrate).
  – Anfangs waren die Krankenhäuser nicht auf die Epidemie vorbereitet.
  – Eine Person, die mit einer Corona-Infektion stirbt, wird statistisch als eine an Corona gestorbene Person gezählt. Die Todesursache könnte in einigen Fällen jedoch eine andere sein. Die Situation bleibt jedoch gleich: Auch für Risikopatienten muss eine medizinische Versorgung sichergestellt sein.

Inkubationszeit und Dauer der Infektiosität

• Die Inkubationszeit, also die Zeit von der Ansteckung bis zum Beginn der Erkrankung, liegt durchschnittlich bei 5–6 Tagen, max. 14 Tagen.
• Die Infektion beginnt ca. 1–2 Tage vor Auftreten der Symptome. Deshalb kann das Tragen von selbstgemachten Masken ein möglicher Schutz für andere sein. Inzwischen haben alle Bundesländer die Maskenpflicht bei engen Kontakten, wie in öffentlichen Verkehrsmitteln und beim Einkaufen, eingeführt.
• Die Infektiösität ist am Tag vor Symptombeginn am größten¹.
• Das Ende der infektiösen Periode ist laut RKI aktuell noch nicht klar definiert. In einer Studie konnten vermehrungsfähige Viren aus Rachen-Proben bis zum vierten, und aus abgehusteten Proben aus der Lunge bis zum achten Tag nach Symptombeginn nachgewiesen werden.

¹ Temporal dynamics in viral shedding and transmissibility of COVID-19, Nature Medicine, published 14.04.2020

Viruslast und Virusnachweis

PCR-Testung

Eine hohe Viruslast befindet in der 1. Woche (manchmal bis ca. 14 Tage) im Rachen und kann in dieser Zeit mit Rachen-Proben durch die PCR-Methode äußerst zuverlässig nachgewiesen werden. Mit der PCR wird hochspezifisch und sensitiv genetisches Material des Virus nachgewiesen ¹.

Antigen-Tests

Auch aktuell entwickelte Antigen-Tests weisen Virus-Material nach und könnten daher ebenfalls in der Anfangsphase zukünftig dem Nachweis dienen.

Antikörper-Tests

Ab ca. 7 Tagen findet laut RKI eine Verlagerung der Viren in die Lunge statt. Im Sputum, also durch Abhusten erhaltenem Schleim, lässt sich mit der PCR das Virus nachweisen, im Rachenabstrich dagegen kaum. Hier bietet sich der ELISA-Antikörpertest

• Die Immunfluoreszenz-Methode weist in einer Farbreaktion Antikörper gegen das Nukleokapsid-Protein, dem Hauptbauprotein des Virus, nach.
• Da Antikörper erst ab der 2. Woche gebildet werden, bedeutet ein negatives Ergebnis nicht, dass man nicht infiziert ist.
• Der Test kann eingesetzt werden, um zu prüfen, ob eine Immunität besteht. Das aufwendige Zellkulturverfahren wird gegenwärtig immer weiter optimiert. In Kürze sollen in sehr vielen Labors hochautomatisierte und validierte Tests zur Verfügung stehen.
• Problem: Zum einen ist die Verfügbarkeit validierter Immunfluoreszenz-Tests derzeit noch begrenzt. Zum anderen ist eine Kreuzreaktion mit anderen Coronaviren nicht ausgeschlossen: Hat man gerade eine Infektion mit einem der Erkältungs-Coronaviren hinter sich, können einige Wochen danach noch IgM-Antikörper aus dieser Infektion im Test gegen das neue Corona-Virus nachweisbar sein (falsch Positive). Es gibt aber weitere, ergänzende Zellkulturverfahren, wie z. B. Neutralisationstests, die die Funktion nachweisen: Befällt in Zellkultur das Virus die Serumzellen noch? Ist das nicht der Fall, hat der Patient Antikörper gebildet. Für solche aufwendigen Tests ist die jeweilige Notwendigkeit abzuklären (z. B. Priorität für klinisches Personal).
• Das RKI erachtet eine breite Testung auf SARS-CoV-2 durch spezifische Antikörper wichtig für epidemiologische Fragestellungen, um den Stand der Immunisierung in der Bevölkerung abzuschätzen. Zwar lässt sich damit noch keine flächendeckende Aussage zum Infektionsgeschehen treffen, dafür aber zu Ergebnissen wie z. B. zur Serokonversionsrate in der Bevölkerung. Gemeint ist damit der Antikörperwechsel von unspezifischen IgM- zu spezifischen IgG-Antikörpern ², die eine Immunität vermitteln.
• Auch wenn von einigen bereits verfügbaren Schnelltests momentan noch abgeraten wird (s. a. RKI), da sie noch nicht komplett validiert sind und evt. falsch negative, andererseits stark kreuzreagieren und falsch positive Ergebnisse liefern können, werden solche Schnelltests weiter geprüft und validiert. Für die künftige IVD-Verordnung bereitet sich das Paul-Ehrlich-Institut als eines der möglichen EU-Referenzlabore vor ³.
• Da sich in einigen PCR-Proben Virusmaterial auch im Darm nachweisen ließ (bisher ohne nachgewiesene Infektiösität, s. RKI), wäre generell auch Stuhl-Testung möglich. Allerdings ist hier ein komplett anderes Testverfahren vonnöten, das zudem noch validiert werden müsste.

Weitere und aktuelle Informationen zur Immunität, Immunisierung und Impfung sowie Aussichten:

Impfung und Immunisierung bei COVID-19

Coronaviren enttarnt – die Rolle des Immunsystems

¹ Akkreditierte Labore in der Medizin (ALM e.V.) und Berufsverband der Ärzte für Mikrobiologie, Virologie und Infektionsepidemiologie (BÄMI e.V.), Pressemitteilung
² Xiao DAT et al. Profile of specific antibodies to SARS-CoV-2: the first report
³ Paul-Ehrlich-Institut, newsroom https://www.pei.de/DE/newsroom/hp-meldungen/2020/200323-covid-19-nat-tests.html 

Intensivmedizin: Modellrechnungen

Es gibt einen Aspekt, der oft nicht wahrgenommen wird: Bei einem großen Teil der COVID-19-Betroffenen handelt es sich um ältere vielfach erkrankte Menschen. Dabei ist ein großer Anteil der Erkrankten schwerstpflegebedürftig oder wurde bislang palliativmedizinisch versorgt. Wird nun eine Corona-Infektion diagnostiziert, wird aus dem Patienten ein Intensivpatient. Auch hier müssen Ausstattung und Personal vorbereitet sein. Zum anderen müssen auch ethische Fragen in der Palliativmedizin geklärt werden.

Ob nun Palliativpatient, ältere Menschen oder Risikopatienten jeglichen Alters: Wie stark müssten wir die Reproduktionszahl senken, damit die Kurve hinreichend flach wird, d. h. unser Gesundheitssystem mit der Erkrankung gut fertigwerden kann? Hier stellt sich die Frage nach verfügbaren Kapazitäten (Personal, Schutzkleidung, Intensivbetten, Beatmungsgeräte) unseres deutschen Gesundheitssystems. Dazu hat die Deutsche Gesellschaft für Epidemiologie verschiedene Szenarien anhand des Faktors Anzahl Intensivbetten (derzeit rund 30.000, die jedoch mit weiteren Intensivpatienten geteilt werden müssen) errechnet. Geschätzt werden 2–6 % Intensivbehandlung und 10–20 Tage Liegedauer der Patienten. Selbst im besten Fall – 2 % Intensivbehandlung, 10 Tage Liegedauer und einer Reproduktionszahl von 1,5 – würde man sich zwar der 30.000-Betten-Kurve etwas annähern, in Peak-Zeiten sie aber noch immer übersteigen.

Anhand dieser Modellstudien wurde errechnet, dass sich die Reproduktionszahl auf 1,1 senken müsste, um eine Überbelastung der Intensivstationen zu vermeiden. Das dafür nötige Durchhalten der aktuellen Kontaktverbots-Maßnahmen über 1,5 Jahre ist mental, gesellschaftlich und wirtschaftlich nicht tragbar. Deshalb verfolgt man aktuell die Möglichkeit etwas lockereren Maßnahmen mit der Konsequenz, dass sich die Bevölkerung wieder stärker infiziert und die Reproduktionsziffer wieder stärker steigt.

Ziel dabei ist weiterhin die Isolation von Kranken und die Nachverfolgung der Kontakte, um Infektionsketten zu brechen. Dennoch müssen die Fallzahlen so klein sein, dass unsere Gesundheitsämter wieder dazu in der Lage sind, alle Fälle zu verfolgen. Dazu muss die Datengrundlage fortlaufend verbessert werden. Eine Tracking-App kann hier unterstützen. Zusammen mit Schutzmaßnahmen wie Einhaltung von Hygieneregeln, Tragen von Masken in der Öffentlichkeit (öffentliche Verkehrsmittel, Einkaufen) sowie breit angelegter Antikörper-Testung könnten diese Gegenmaßnahmen nachkorrigieren, ohne dass die Übertragungsrate wieder explodiert und die Krankenversorgung einen Kollaps erfährt. Dieses Nachkorrigieren könnte nach Einschätzung vieler Wissenschaftler ein Weg aus dem Corona-Shutdown oder eines ON-Off-Mechanismus sein. Aber auch damit würde eine Herdenimmunität noch lange nicht erreicht. Diese lässt sich dann erst durch eine Impfung erzielen.

Offene Aspekte – es gibt auch hoffnungsvolle

Doch bis es soweit ist, gibt es noch einige Aspekte, die positiven Einfluss haben könnten, wenngleich sie derzeit spekulativ sind. So sind zum einen weitere Fortschritte in der Medikamentenentwicklung zu erwarten, sodass man z. B. Risikopatienten frühzeitig medikamentös behandeln könnte.

Darüber hinaus weiß man noch zu wenig über die Infektiösität von Kindern. Erfahrungen aus Infektionsgeschehen mit anderen Coronaviren haben gezeigt, dass Kinder vergleichsweise wenig infiziert werden. Für diese Infektion mit dem neuen Coronavirus müsste man prüfen, ob Kinder nur ohne Symptome oder auf irgendeine bestimmte Art resistent sind und somit die Herdenimmunitätsschwelle herabsetzen würden.

Zur Übertragungsrate: Die Charité in Berlin hat am 30. April eine erste Studie dazu vorgenommen. Auch wenn es noch weiterer Studien bedarf, geben diese Ergebnisse – wie auch die frühe Studie aus China¹ –erste Hinweise, dass Kinder das Virus genauso übertragen wie Erwachsene. Jedoch kann die Empfänglichkeit eine andere sein.

Die Empfänglichkeit wurde in einer weiteren Studie aus Shanghai² analysiert. Grob vereinfacht hat sie ergeben, dass ein Kind (0 bis ca. 14 Jahre) etwa ein Drittel so hohes Risiko hat, das Virus zu empfangen wie ein Erwachsener. Zudem ermittelte die Studie, dass ein Ruheständler ein anderthalbmal so hohes Risiko hat wie ein Erwachsener.

Möglicherweise gibt es noch eine weitere unbekannte Immunität: Die Studie aus China beschreibt, dass innerhalb eines Haushalts nur rund 15 % Übertragung stattfindet. Hygiene- und Abstandsregeln können in einem Haushalt nur bedingt Einfluss haben. Es muss noch erforscht werden, ob und auf welcher Basis eine gewisse Immunität, eine Grundimmunität, vorliegen könnte, etwa durch frühere Infektionen mit Erkältungs-Coronaviren. Möglicherweise hat auch die Saisonalität einen Einfluss (s.o. Reproduktionszahl), auch wenn Epidemiologen hier eher einen eher geringen vermuten.

Aktuelle Informationen zur Immunität, Immunisierung und Impfung:

Impfung und Immunisierung bei COVID-19

Coronaviren enttarnt – die Rolle des Immunsystems

¹ Impact of contact tracing on SARS-CoV-2 transmission, The Lancet, April 27th
² Changes in contact patterns shape the dynamics of the COVID-19 outbreak in China, Science, April 29th

Unverkennbar ist: So plötzlich das neue Virus aufgetreten ist, so rasant laufen auch Forschungen und Studien. Es geht um den Schutz von Menschen und darum und dabei den wirtschaftlichen Schaden gering zu halten. Wichtig dabei ist, dass Daten umfassend erhoben und richtig interpretiert werden. Schließlich dienen sie als Stellschrauben für weitere Maßnahmen. Dennoch ist klar: Erst durch Impfung lässt sich die Situation in den Griff bekommen. Unterstützung für Wissenschaft und Forschung ist essenziell. Sei es durch Förderung auf politischer und wirtschaftlicher Ebene als auch auf gesellschaftlicher, bei der Akzeptanz, Bildung von Initiativen oder einfach nur Geduld gefragt sind. Das gilt sowohl für diese Epidemie als auch für jede weitere.

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Die Entwicklung von Coronavirus-Impfstoffen und Medikamente läuft auf Hochtouren. Derzeit zeichnen Modellierungsstudien verschiedene Szenarien zur Eindämmung des Coronavirus auf, wie etwa die vielbeachtete Studie des Imperial College London. Dabei kommen alle auf den gleichen Nenner: Durch Ergreifen von Maßnahmen wird wertvolle Zeit gewonnen, um das Gesundheitssystem nicht zu überlasten und um Coronavirus-Impfstoffe und Medikamente auf den Weg zu bringen.

Die Forschung und Entwicklung an Impfstoffkonzepten ist im vollen Gange. Sie liefert vielversprechende Ansätze und Konzepte, die sich teilweise bereits in klinischen Studien befinden. Aktuell gibt es ehr als 90 Impfstoff-Projekte von Einzelunternehmen sowie als Kooperationen, einige davon werden von CEPI, der Coalition for Epidemic Preparedness Innovations, finanziell unterstützt. Die Initiative vernetzt Stiftungen (wie etwa die Bill & Melinda Gates Foundation), Forschungseinrichtungen und Pharma-Unternehmen. Ziel dabei ist, auf Epidemien besser vorbereitet zu sein und auch Impfstoffe gegen besonders gefährliche Krankheitserreger zu entwickeln. Wie z. B. aktuell Coronavirus-Impfstoffe.

Auf herkömmlichen Impfverfahren aufbauen

Mit herkömmlichen Impfverfahren hat man bereits viel Erfahrung gewinnen können und deshalb werden derzeit Ansätze geprüft, die schnell darauf aufbauen können. Bei der passiven Immunisierung handelt es sich um Verfahren mit Antikörpern gegen das Virus sowie Impfung mit Oberflächenstrukturen von Viren. Coronavirus-Impfstoffe können darauf aufbauen.

Genbasierte Impfverfahren als neuer Ansatz

Zusätzlich zu diesen Ansätzen verdienen auch die neuen genbasierten Impfverfahren eine Beachtung. Der Vorteil: Es kann damit eine größere Menge von Impfstoff in kurzer Zeit hergestellt werden, da der Impfstoff relativ einfach aufgebaut und leicht herzustellen ist. Neben einigen anderen Unternehmen rücken hier vor allem die kollaborierenden Unternehmen BioNTech (Mainz) mit Pfitzer sowie das Tübingen Unternehmen CureVac ins Blickfeld. Beiden Unternehmen hat das Paul-Ehrlich-Institut die Genehmigung zum Start der klinischen Phase erteilt. Ihr Konzept ist die Nutzung von mRNA als therapeutisches Molekül: Der Impfstoff enthält nicht Bestandteile des Virus direkt, sondern – anhand der sequenzierten Daten zum Erbgut von SARS-CoV-2 – nur die Bauanleitung dafür, in Form einer messenger-RNA. Diese mRNA wird von den Zellen aufgenommen und in den Ribosomen, der Proteinmaschinerie der Zelle, „ausgelesen“. Das daraufhin produzierte virale Protein wird von dem Immunsystem erkannt und bildet gegen dieses Antigen Antikörper. Dieser Impfstoff liesse sich leicht in großen Mengen produzieren und könnte demnach der optimale Pandemie-geeignete Impfstoff sein. Das Verfahren dieser aussichtsreichen Methode ist im Artikel über CureVac genauer beschrieben.

Die Crux: Bisher ist noch kein genetischer Impfstoff zugelassen, allerdings hat beispielsweise CureVac bereits lange Erfahrung und große Datenmengen zu anderen Ansätzen, wie z. B. zum mRNA-basierten Tollwut-Vakzin, das sich ebenfalls bereits in klinischen Studien befindet. Zudem gibt es seit Kurzem auch erste mRNA-basierte therapeutische Medikamente gegen seltene Krankheiten, erste Erfahrung mit dieser Molekül-Klasse sind bereits vorhanden.

Coronavirus-Impfstoffe mit Booster-Effekt

Auch Adjuvanzien, also Wirkverstärker in Impfstoffen, wie sie etwa das Unternehmen GSK beisteuern, haben eine große Bedeutung bei der Impfstoffentwicklung. Im Nationalen Pandemieplan des Robert-Koch-Instituts ist dies im Fall der Influenza-Impfstoffe beschrieben. Neuartige Adjuvanzien könnten dabei zu einer deutlichen Verstärkung der Antikörperantwort nach der Impfung führen. Durch diesen Booster-Effekt lässt sich die pro Impfdosis erforderliche Menge an Antigen reduzieren. Gerade im Pandemiefall ist eine hohe Zahl an schnell verfügbaren Impfdosen extrem wichtig.

Welche medikamentösen Ansätze gibt es?

Derzeit werden viele Medikamente gegen das neue Corona-Virus erprobt, wie etwa das gegen Ebola entwickelte Virostatikum Remdesivir, das aktuell in Deutschland getestet wird. Auch laufen bereits Studien mit Freiwilligen zu monoklonalen Antikörpern, die ursprünglich Behandlung des MERS-Coronavirus entwickelt wurden, sowie Testungen zu Antikörpern, die gegen das 2003 kursierende SARS-Virus eingesetzt wurden.

Wie ist das mit der Zulassung?

Klar ist: Der Fokus richtet sich hauptsächlich auf Impfstoffe. Entsprechend stellt sich vielerorts die Frage nach einer verkürzten Zulassung. Das Robert-Koch-Institut beschreibt im Nationalen Pandemieplan (Teil II; seit 05.03.2020 auch eine allg. Ergänzung zu COVID-19), wie z. B. die Influenza-Impfung bewerkstelligt wird. Da sich die Antigene in diesem Fall kontinuierlich ändern, wird der Influenza-Impfstoff jedes Jahr datengestützt in leicht veränderter Form auf den Markt gebracht. Für die saisonale Grippe liegte bereits eine jahrzehntelange Erfahrung in der Anwendung in der Bevölkerung mit umfangreicher Wirk- und Sicherheitsdatenbasis vor. Dies ermöglicht eine gewisse Flexibilität und ein beschleunigtes Zulassungsverfahren.

Man würde sich nun auch eine solche Flexibilität bzw. Abkürzung in der Zulassung eines neu entwickelten Impfstoffs gegen COVID wünschen. Im Falle der akuten Corona-Virusinfektion müssten die Zulassungsvorgänge im Vergleich zur Influenza dann noch stärker beschleunigt werden. Das bedeutet, der Nachweis der Wirksamkeit und Sicherheit müsste mit weniger Studiendaten erfolgen als normalerweise üblich.

Einige Wissenschaftler stellen bereits Überlegungen an, wie Erfahrungen genutzt und Verfahren für Coronavirus-Impfstoffe angepasst werden könnten. So könnte beispielsweise ein weit entwickelter, bereits klinisch getesteter Impfstoff, wie etwa der gegen das SARS-Virus von 2003, ein guter Ausgangspunkt für die Entwicklung eines COVID-Impfstoffs sein. In diesem Fall könnte man sich die Ähnlichkeit beider Viren zunutze machen. Man könnte auch überlegen, regulatorische Prozesse zu beschleunigen und z. B. den Zugang zu einem neuen Impfstoff für eine Spezialgruppe in der Bevölkerung als Ausnahmesituation zu ermöglichen. Fundamental für eine gezieltes Voranbringen von Innovationen sind eine gute Wissenschaftsvernetzung und ein valider Datenaustausch.

Bei all dem geht es immer um die übergeordnete Nutzen-Risiko-Abwägung. Hier liegt es an der Zulassungsbehörde zu entscheiden, ob dies beim Coronavirus mit der aktuellen Sterblichkeitsrate zu einer Ausnahmeregelung führen kann. Dadurch ergeben sich viele Fragen, sowohl für die Europäische Arzneimittelagentur (EMA), die über die Zulassung entscheidet, sowie Haftungsfragen.

Es gibt viele Ansätze, um die aktuelle Pandemie einzudämmen Diese zu forcieren und zielgerecht zu steuern, ist die große Herausforderung dieser Tage.

Weiterführende Informationen:

Impfung und Immunisierung bei COVID-19

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