Wissenschaftler versuchten, Menschen COVID zu verabreichen – und scheiterten
In sogenannten “Challenge”-Studien infizieren Forscher Teilnehmer absichtlich mit SARS-CoV-2 – doch die hohe Immunität erschwert die Erprobung von Impfstoffen und Therapien.
Als Paul Zimmer-Harwood sich freiwillig mit SARS-CoV-2 infizierte, wusste er nicht, was ihn erwarten würde. Er erwartete eine Wiederholung seiner ersten Begegnung mit COVID-19 durch eine natürlich erworbene Infektion, die bei ihm grippeähnliche Symptome hervorrief. Aber er hoffte, dass seine Immunität ihm helfen würde, sich gut genug zu fühlen, um den Indoor-Fahrradtrainer zu benutzen, den er in die Quarantäne mitgebracht hatte.
Wie sich herausstellte, hatte Zimmer-Harwood, ein Doktorand an der Universität Oxford im Vereinigten Königreich, nichts zu befürchten. Weder er noch eine der 35 anderen Personen, die an der “Challenge”-Studie teilnahmen, erhielten COVID-19.
Die Ergebnisse der Studie, die am 1. Mai in der Fachzeitschrift LancetMicrobe1 veröffentlicht wurden, werfen Fragen über den Nutzen von COVID-19-Versuchen für die Erprobung von Impfstoffen, Medikamenten und anderen Therapien auf. “Wenn man Menschen nicht infizieren kann, kann man diese Dinge auch nicht testen”, sagt Tom Peacock, Virologe am Imperial College London. Die Herstellung von Virusstämmen, die in Provokationstests verwendet werden, dauert viele Monate, sodass es unmöglich ist, neu auftretende zirkulierende Varianten zu finden, die eine starke Immunität in der Bevölkerung überwinden können.
Forscher nutzen Challenge-Tests, um Infektionen zu verstehen und Impfstoffe und Therapien schnell zu testen. Im März 2021 starteten britische Forscher nach monatelangen ethischen Debatten die weltweit erste COVID-19-Challenge-Studie. Die Studie2 identifizierte eine winzige Dosis des in den ersten Tagen der Pandemie zirkulierenden SARS-CoV-2-Stamms, mit der etwa die Hälfte der Teilnehmer infiziert werden konnte, die bisher nicht mit dem Virus infiziert waren (Impfstoffe waren zu diesem Zeitpunkt noch nicht allgemein verfügbar).
Parallel dazu startete ein Team unter der Leitung von Helen McShane, einer Infektionsforscherin aus Oxford, eine zweite SARS-CoV-2-Herausforderungsstudie mit Personen – darunter auch Zimmer-Harwood -, die sich von einer natürlichen SARS-CoV-2-Infektion erholt hatten, die durch eine Reihe von Varianten verursacht worden war. Später wurden auch geimpfte Personen in die Studie aufgenommen.
Sich entwickelnde Stämme
Die ersten Teilnehmer erhielten die gleiche winzige Dosis des SARS-CoV-2-Stamms wie die Teilnehmer der ersten Studie. Als sich bei keinem der Probanden eine dauerhafte Infektion entwickelte, erhöhten die Forscher die Dosis in den folgenden Gruppen bis auf das 10.000-fache der ursprünglichen Dosis. Bei einigen Probanden kam es zu kurzzeitigen Infektionen, die aber schnell wieder verschwanden.
“Wir waren ziemlich überrascht”, sagt Susan Jackson, Ärztin in Oxford und Mitautorin der jüngsten Studie. “Wenn wir in Zukunft eine COVID-Challenge-Studie durchführen wollen, müssen wir eine Dosis finden, die Menschen infiziert.
Obwohl sie gegen die ursprünglichen Stämme immun waren, erkrankten fast 40 Prozent der Teilnehmer an einer Omikron-Infektion, nachdem sie im Dezember 2022 aus der Quarantäne entlassen worden waren.
In einer laufenden COVID-19-Studie am Imperial College London, in der die Teilnehmer der Delta-SARS-CoV-2-Variante ausgesetzt wurden, gab es ebenfalls Probleme, die Teilnehmer zuverlässig zu infizieren, sagt Christopher Chiu, ein Immunologe und Arzt für Infektionskrankheiten am Imperial College, der die Studie leitet und an den anderen Versuchen beteiligt war. Einige Teilnehmer haben sich infiziert, aber wahrscheinlich nicht genug, um in einer Studie zu testen, ob ein Impfstoff funktioniert”, fügt Chiu hinzu.
“Wir benötigen einen Impfstamm, der repräsentativer für das ist, was in der Bevölkerung zirkuliert”, sagt Anna Durbin, Impfstoffforscherin an der Johns Hopkins University School of Medicine in Baltimore, Maryland, und Mitglied des Komitees, das die Sicherheit der jüngsten Reinfektionsstudie überwachte.
Die Virusstämme, die für die Challenge-Tests verwendet werden, werden unter strengen Bedingungen hergestellt, ein Prozess, der sechs Monate oder länger dauern kann, so die Wissenschaftler, was es unmöglich macht, die zirkulierenden Varianten perfekt aufeinander abzustimmen. McShane und Chiu bereiten eine Challenge-Studie mit der Untervariante BA.5 Omikron vor, die 2022 aufgetaucht ist.
Dosis erhöhen
Die Forscher suchen nach weiteren Möglichkeiten, COVID-19 dem Menschen zu verabreichen. Jackson zufolge könnte eine noch höhere Dosis von SARS-CoV-2 erforderlich sein – eine Dosis, wie sie bei Influenza-Herausforderungstests verwendet wird, bei denen die Teilnehmer eine beträchtliche Immunität aufweisen. Eine andere Methode könnte darin bestehen, den Teilnehmern mehrere Dosen zu verabreichen. Chiu sagt, dass sein Team die Möglichkeit untersucht, potenzielle Teilnehmer zu screenen, um diejenigen zu identifizieren, die einen geringen Immunschutz gegen die BA.5-Variante und künftige Challenge-Stämme haben.
Chiu leitet ein Konsortium, das im März 57 Millionen US-Dollar von der Europäischen Union und CEPI (Coalition for Epidemic Preparedness Innovations) in Oslo erhalten hat, um inhalative und intranasale COVID-19-Impfstoffe zu testen, die auch die Übertragung blockieren könnten. Er ist zuversichtlich, dass solche Änderungen der Versuchsprotokolle den gewünschten Erfolg bringen werden. “Was wir wirklich benötigen, ist ein Modell, das eine echte Infektion nachahmt und idealerweise auch Symptome hervorruft”, fügt er hinzu.
Zimmer-Harwood, der auch für eine gemeinnützige Organisation arbeitet, die sich für Challenge Trials und deren Teilnehmer einsetzt, sagt, er würde Änderungen begrüßen, die COVID-19 Challenge Trials für die Forscher nützlicher machen – auch wenn das etwas weniger Zeit auf dem Fahrradtrainer bedeutet.
