Von der Pockenimpfung bis zu mRNA 2.0: Meilensteine, Immunologie und globale Impfgerechtigkeit

Historische Meilensteile der Impfung

Bereits im 15. Jahrhundert versuchten Menschen in verschiedenen Teilen der Welt, Krankheiten durch die absichtliche Exposition gesunder Personen gegenüber Pocken zu verhindern – eine Praxis, die als Variolation bekannt wurde. Einige Quellen deuten darauf hin, dass diese Praktiken bereits um 200 v. Chr. stattfanden.

Der Durchbruch gegen die Pocken

Im Jahr 1721 brachte Lady Mary Wortley Montagu die Pockenimpfung nach Europa, nachdem sie die Praxis in der Türkei beobachtet hatte. Der entscheidende Durchbruch gelang jedoch dem englischen Arzt Edward Jenner im Mai 1796: Er impfte den achtjährigen James Phipps mit Material von einer Kuhpocken-Entzündung einer Melkerin. Zwei Monate später, im Juli 1796, testete Jenner die Resistenz des Jungen, indem er ihn mit menschlichen Pockenviren impfte – Phipps blieb gesund. Damit war der erste erfolgreiche Impfstoff der Welt geboren; der Begriff „Vaccine“ leitet sich vom lateinischen Wort für Kuh, vacca, ab.

Das Laborzeitalter und neue Krankheiten

1872 entwickelte Louis Pasteur den ersten laborhergestellten Impfstoff gegen Geflügelcholera. 1885 folgte der Impfstoff gegen Tollwut, den Pasteur erfolgreich bei dem Patienten Joseph Meister anwendete, der später zum Hüter von Pasteurs Grab in Paris wurde. 1894 isolierte Dr. Anna Wessels Williams einen Stamm des Diphtherie-Bakteriums, der für die Entwicklung eines Antitoxins entscheidend war.

Eradikation und globale Programme

1967 kündigte die WHO das Intensified Smallpox Eradication Programme an, das die Pocken in mehr als 30 Ländern durch Überwachung und Impfung ausrotten sollte. 1980 erklärte die Weltgesundheitsversammlung die Pocken offiziell für ausgerottet – die erste Krankheit, der dies gelang. 1988 startete die WHO die Global Polio Eradication Initiative, um Kinderlähmung bis zum Jahr 2000 zu eliminieren. 1994 wurde Polio in den Amerikas ausgerottet, 2002 in Europa.

Natürliche versus impfinduzierte Immunität

Sowohl eine COVID-19-Infektion als auch eine Impfung lösen eine Immunantwort in Form von krankheitsbekämpfenden Antikörpern und viruszielenden T-Zellen aus. Dennoch gibt es wichtige Unterschiede zwischen natürlicher und impfinduzierter Immunität.

Mechanismen und Vorhersehbarkeit

Impf-induzierte Immunität ermöglicht es, einen Schutz gegen schwere Erkrankungen zu erfahren, ohne zuvor am Virus erkrankt zu sein. Bei natürlicher Immunität hängt die Stärke der Antwort von der Schwere der Erkrankung ab: Studien zeigten, dass asymptomatisch oder leicht Erkrankte eine weniger robuste Antikörperantwort entwickelten. Die Wirksamkeit einer natürlichen Infektion ist daher nicht so vorhersehbar wie die von Impfstoffen.

Dauer und Risikoabwägung

Die Immunität gegen Coronaviren lässt mit der Zeit nach, unabhängig davon, ob sie durch Impfung oder Infektion entstanden ist. Während impfinduzierte Immunität nach etwa sechs Monaten nachlässt, halten natürliche Antikörper mindestens 90 Tage an; eine Studie fand sie sogar bis zu 20 Monate nachweisbar. Dennoch betonen Experten, dass die Risiken einer COVID-19-Infektion – Virusausbreitung, schwere Erkrankung und Tod – weit weniger vorhersehbar sind als die geringen Risiken einer Impfung. Ein Impfstoff ruft in der Regel nur milde Nebenwirkungen hervor, die wenige Tage dauern.

Technologische Innovation: mRNA-Impfstoffe 2.0

Forschende der Yale University haben eine neue Technologie entwickelt, um die Wirksamkeit von mRNA-Impfstoffen zu steigern und deren Einsatz über COVID-19 hinaus auf weitere Erreger und Tumorerkrankungen auszuweiten.

Die modulare Vakzinierungsplattform (MVP)

Das Team um Dr. Zhenhao Fang und Valter S. Monteiro stellte im Fachjournal Nature Biomedical Engineering einen modularen Vakzinierungs-Plattformansatz (MVP) vor. Dieser versieht Antigene mit einer Art „Zell-GPS“ (Cell Surface Targeting, CST), das die von der mRNA codierten Proteine zur Zelloberfläche leitet. Dies löst ein zentrales Problem: Bei manchen Impfstoffkandidaten gelangen gebildete Antigene nicht effizient an die Zelloberfläche, bleiben in den Zellen stecken und lösen keine Immunreaktion aus.

Als Benchmark diente das SARS-CoV-2-Spike-Protein. Mit optimierten CST-Modulen konnten die Forschenden bei Tests mit Antigenen des Mpoxvirus, des Varizella-Zoster-Virus und des Humanen Papillomavirus signifikant höhere Antikörpertiter und verbesserte T-Zell-Antworten erzielen. Ein Patent wurde unter der Nummer PCT/US2023/081090 eingereicht.

Anwendungspotenzial

Die Plattform ist universell einsetzbar und skalierbar. Durch ihre Modularität können neue Antigene schnell mit optimalen Targeting-Modulen kombiniert werden, was die Entwicklungszeit für neue Impfstoffe erheblich verkürzen könnte. Neben Infektionskrankheiten ist auch die Anwendung für therapeutische Impfstoffe gegen chronische Infektionen und Krebserkrankungen möglich.

Globale Impfgerechtigkeit und aktuelle Herausforderungen

Die COVID-19-Pandemie offenbarte drastische Ungleichgewichte im weltweiten Zugang zu Impfstoffen. Während einige Länder Booster-Impfungen für breite Bevölkerungsgruppen anboten, hatten andere kaum Zugang zu Erstdosen.

WHO-Strategien und Partnerschaften

2021 setzte die WHO das Ziel, bis Mitte 2022 eine globale Impfquote von 70 Prozent zu erreichen. Dabei lag der Fokus auf der Priorisierung vollständiger Impfungen und Auffrischungsdosen für Hochrisikogruppen – ältere Menschen, Gesundheitsfachkräfte und immungeschwächte Personen.

Zur Unterstützung wurde die COVID-19 Vaccine Delivery Partnership (CoVDP) von WHO, UNICEF und Gavi mit Partnern wie der Weltbank ins Leben gerufen. Das Programm fokussiert sich auf 34 Länder mit niedriger Impfquote und arbeitet nach dem Prinzip „One Country Team, One Plan, One Budget“. Parallel treibt der ACT Accelerator die Entwicklung und gerechte Verteilung von Tests, Behandlungen und Impfstoffen voran.

Persistierende Ungleichheiten

Trotz dieser Bemühungen blieben die Unterschiede massiv: Stand Juli 2021 wurden fast 85 Prozent der Impfstoffe in Hoch- und Oberschicht-Einkommensländern verabreicht, über 75 Prozent allein in zehn Ländern. Die WHO ruft Mitgliedsstaaten daher dazu auf, die Impfung von Gesundheitsfachkräften und Risikogruppen in ärmlichen Ländern zu priorisieren, um schwere Erkrankungen und Todesfälle zu verhindern.

Über zwei Jahrhunderte Impfgeschichte zeigen: Eine volle und effektive globale Reaktion auf impfpräventable Krankheiten erfordert Zeit, finanzielle Unterstützung, Zusammenarbeit und anhaltende Wachsamkeit – von den ersten Pockenimpfungen bis zur neuesten mRNA-Technologie.