Die Impfstoffe von Pfizer-BioNTech und Moderna COVID-19 nutzen die mRNA-Technologie, die zur Bekämpfung neu auftretender Varianten optimiert werden kann. Die mRNA-Impfstofftechnologie hat sich in den letzten Jahren rasant entwickelt, und es wurden immer mehr präklinische Daten und klinische Versuche am Menschen eingeleitet. Vor COVID-19 zeigten mRNA-Impfstoffe vielversprechende Lösungen für die Herausforderungen bei der Entwicklung von Impfstoffen gegen Infektionskrankheiten und Krebs. TrialSite hat bereits über die geringere Wirksamkeit von Moderna und Pfizer sowohl gegen die Delta- als auch die Omikron-Variante berichtet, was die Wissenschaftler dazu veranlasst hat, über eine Modifizierung der Impfstoffe zur Verbesserung der Wirksamkeit nachzudenken.
Was sind mRNA-Impfstoffe?
Über den erfolgreichen Einsatz von In-vitro-mRNA-Therapeutika bei Tieren wurde erstmals 1990 berichtet, als Mäusen Gen-mRNAs verabreicht wurden, die zur Produktion von Proteinen führten. mRNA-Impfstoffe versprachen eine Alternative zu konventionellen Impfstoffen, z. B. auf der Grundlage von abgeschwächten oder inaktivierten lebenden Krankheitserregern, aufgrund ihrer hohen Wirksamkeit, schnellen Entwicklung, kostengünstigen Herstellung und einfachen Verabreichung.
Diese mRNA-Impfstoffe werden als sicherer als herkömmliche Impfstofftechnologien angepriesen, da mRNA nicht infektiös und nicht integrierend ist, d. h. es besteht kein Risiko einer Infektion oder Mutagenese. mRNA-Impfstoffe sollen auch stabiler sein als herkömmliche Impfstoffe, da sie für eine schnelle Aufnahme in Trägermoleküle modifiziert werden können.
mRNA-Impfstoffe funktionieren, indem sie den menschlichen Zellen beibringen, wie sie bestimmte Proteine – im Fall von COVID-19 das Spike-Protein – herstellen können. Diese Proteine lösen im Körper eine Immunreaktion aus.
Wie mRNA-Impfstoffe gegen COVID-19 wirken:
- Die mRNA gelangt in die Muskelzellen und weist die Zellen an, das Spike-Protein zu produzieren. Das Spike-Protein ist eine Art Protein, das auf der äußeren Schicht des SARS-CoV-2-Virus (das Virus, das COVID-19 verursacht) zu finden ist. Sobald das Spike-Protein hergestellt ist, bauen die Muskelzellen die mRNA ab und entfernen sie.
- Menschliche Zellen tragen das Spike-Protein auf ihrer Oberfläche. Das Immunsystem erkennt, dass es sich um ein fremdes Protein handelt, und beginnt, Antikörper und andere Immunzellen zu produzieren, um die vermeintliche Infektion zu bekämpfen.
- Sobald dieser Prozess abgeschlossen ist, hat der Körper gelernt, sich gegen künftige Infektionen durch SARS-CoV-2 zu schützen.
mRNA-Impfstoffe lassen sich schneller modifizieren
Neue Varianten von SARS-CoV-2, wie z. B. Omikron, haben Bedenken aufkommen lassen, dass die derzeitigen Impfstoffe nicht den Schutz bieten, der in frühen klinischen Studien beobachtet wurde. Sollte sich herausstellen, dass die Impfstoffe gegen die neuen Varianten weniger wirksam sind, könnte die im Impfstoff verwendete Technologie angepasst werden.
Im Januar 2022 forderte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) die Hersteller auf, variantenspezifische COVID-19-Impfstoffe zu entwickeln. mRNA-Impfstoffe wie die von Pfizer/BioNTech und Moderna lassen sich leichter verändern als solche, die auf herkömmlicher Impfstofftechnologie basieren.
BioNTech bestätigt, dass es innerhalb von sechs Wochen neue Impfstoffe herstellen kann, wenn Änderungen erforderlich sind. Jede Änderung des Impfstoffs muss erneut klinisch getestet werden. Pfizer gab am 25. Januar bekannt, dass eine neue Studie läuft, in der der ursprüngliche COVID-19-Impfstoff von Pfizer mit einer für die Omikron-Variante optimierten Dosis verglichen wird. Im Rahmen der Studie werden 1 420 gesunde Erwachsene im Alter von 18 bis 55 Jahren untersucht und die aktualisierten Omikron-Impfstoffe für die Verwendung als Auffrischungsimpfung oder Erstimpfung geprüft. Moderna untersucht auch die Wirksamkeit veränderter Impfstoffe zur Bekämpfung von Omikron. Die Studie von Moderna umfasst 600 Personen, die bereits zwei Dosen des Moderna-Impfstoffs oder zwei Dosen und eine Auffrischungsimpfung erhalten haben. Die Teilnehmer werden eine Dosis des Omikron-angepassten Impfstoffs erhalten.
Änderungen innerhalb weniger Wochen möglich
Im Juni 2021 wurde berichtet, dass das Centre for Process Innovation (CPI) des Vereinigten Königreichs die aktuellen COVID-19-Impfstoffe innerhalb von Wochen abändern kann, wenn eine hochübertragbare Variante auftaucht, was durch die „Impfstoffbibliothek“ des Landes erleichtert wird.
Um Omikron einzudämmen, ist eine Änderung der derzeitigen Impfstoffe erforderlich. Das Vereinigte Königreich hat dem CPI 5 Millionen Pfund zur Verfügung gestellt, um neuen Stämmen zuvorzukommen. Die Impfstoffbibliothek wird auf der Arbeit früherer klinischer Versuche aufbauen und neu auftretende SARS-CoV-2-Varianten sequenzieren, bevor sie zu bedenklichen Varianten werden, sodass klinische Versuche mit optimierten Impfstoffen sehr schnell beginnen können.
Die Impfstoffe wurden als Reaktion auf die Delta-Variante nicht verändert, obwohl in einer Studie eine Wirksamkeit von 64,6 % gegen Delta und 84,4 % gegen Alpha festgestellt wurde. Das Spike-Protein der Omikron-Variante ist stark mutiert, stärker als bei den anderen Varianten, was die nachlassende Wirksamkeit der aktuellen Impfstoffe gegen Omikron erklären könnte.
Der Nachteil von mRNA-Impfstoffen
Die Verwendung von mRNA-Impfstoffen zur Bekämpfung von COVID-19 folgt dem Sprichwort „Not macht erfinderisch“. Obwohl die klinischen Studien ein hohes Maß an Sicherheit und Wirksamkeit gezeigt haben und die Impfstoffe in noch nie dagewesenen Mengen produziert wurden, gibt es erhebliche Sicherheitsbedenken, die im Zuge der internationalen Einführung des Impfstoffs aufgekommen sind. Natürlich hat TrialSite berichtet, dass von Ende 2020 bis heute eine noch nie dagewesene Anzahl von Impfungen durchgeführt wurde. Allein in den USA wurden über 540 Millionen COVID-19-Impfdosen verabreicht, die überwiegende Mehrheit davon mRNA-basiert von Pfizer-BioNTech oder Moderna.
Eine im Industrial Psychiatry Journal veröffentlichte Studie berichtet, dass Anaphylaxie, antikörperabhängige Verstärkung und Tod die schwerwiegendsten Nebenwirkungen sind, die für mRNA-Impfstoffe gemeldet wurden. Die Autoren erwähnen außerdem die anspruchsvollen Lagerungs- und Transportanforderungen, die eine Bereitstellung in Ländern mit niedrigem Einkommen ohne die erforderlichen Einrichtungen erschweren. Die hohen Wirksamkeitsraten, die ursprünglich für die mRNA-Impfstoffe berichtet wurden, betrafen nur die relative Risikoreduktion, während die absolute Risikoreduktion „magere Zahlen“ widerspiegelte.
Es stellt sich auch die Frage nach den langfristigen Auswirkungen der Impfstoffe auf die Empfänger, da diese Impfstoffe kein langfristiges Sicherheitsprofil aufweisen. Berichte über Herzmuskelentzündungen (Myokarditis) nehmen bei geimpften Personen zu und wurden in mehreren Ländern, darunter Kanada und Israel, gemeldet. Die nordischen Länder wie Dänemark, Schweden, Norwegen und Island haben die Verwendung von Moderna Spikevax eingeschränkt und die Anwendung bei jungen Menschen unter 30 Jahren aufgrund von Sicherheitsrisiken eingestellt. Die Centers for Diseases Control and Prevention (CDC) behaupten jedoch, dass Fälle von Myokarditis nach der Impfung selten sind.
Die CDC weist die Öffentlichkeit darauf hin, dass im Verhältnis zu den über 547 Millionen verabreichten Impfdosen jedes tatsächliche SAE ein extrem seltenes Ereignis bleibt. In Anbetracht der Ergebnisse der Risiko-Nutzen-Analyse (z. B. Risiken im Zusammenhang mit SARS-CoV-2-Infektionen, einschließlich der zunehmenden Inzidenz von langwierigen COVID-Infektionen) erklärt die Behörde nicht nur, dass die COVID-19-Impfstoffe sicher und wirksam sind“, sondern auch, dass die CDC empfiehlt, dass sich alle Personen ab 5 Jahren so bald wie möglich impfen lassen, um sich vor COVID-19 und seinen potenziell schweren Komplikationen zu schützen“.
Die CDC versichert weiterhin, dass die Impfstoffe einer strengen, kontinuierlichen Prüfung unterzogen werden – „dem intensivsten Sicherheitsüberwachungsprogramm in der Geschichte der USA“. So versichert die nationale Gesundheitsbehörde der gesamten amerikanischen Bevölkerung, dass die Risiken von COVID-19 bei weitem die Risiken überwiegen, die mit der seltenen Wahrscheinlichkeit eines SAE im Zusammenhang mit den COVID-19-Impfstoffen verbunden sind. Einige Ärzte, die der öffentlichen Darstellung kritisch gegenüberstehen, machen sich Sorgen über die längerfristigen Auswirkungen von Mehrfachimpfungen. Die Studiendaten für zwei, geschweige denn drei Dosen sind noch in Arbeit.
Schlussfolgerung
Die Maßnahmen von Pfizer-BioNTech und Moderna zur Änderung ihrer Impfstoffe nehmen eine größere Diskussion darüber vorweg, ob variantenspezifische Impfstoffe erforderlich sein werden, wenn die Pandemie endemisch wird. Obwohl die Impfstoffe gegen Tod und schwere Infektionen durch COVID-19 wirksam bleiben, empfiehlt die CDC Auffrischungsimpfungen von Pfizer für alle über 12 Jahre und von Moderna für Personen über 18 Jahre, um die Omikron-Variante zu bekämpfen. Die natürliche Immunität, die durch eine SARS-CoV-2-Infektion ausgelöst wird, wurde von der CDC bis vor kurzem noch nicht eingehend untersucht. Während die mRNA-Impfstoffe genau auf die Antikörperreaktion gegen das Spike-Protein abzielen, umfasst die natürliche Immunität eine breiter angelegte Reaktion. Daten, die eine robuste natürliche Immunität zeigen, werden jedoch nicht in die Entscheidungsfindung der CDC einbezogen, zumindest nicht öffentlich.
