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Welche Impfstoffe gibt es?

Ob von BioNTech und Pfizer, Moderna, AstraZeneca oder Johnson & Johnson – in Deutschland und der EU werden nach und nach immer mehr Corona-Impfstoffe zugelassen und weitere werden aktuell getestet und geprüft. Doch sie kommen nicht nur von verschiedenen Herstellern, sondern unterscheiden sich auch in ihrer Zusammensetzzung. Wie wirken diese Impfstoffe? Und welche Erfahrungen wurden schon damit gemacht? Ein Überblick.

Symbolbild Impfung
Mit dem Vakzin von Johnson & Johnson steht ein weiterer Corona-Impfstoff vor der EU-Zulassung. Damit wären es vier zugelassene Präparate. Welche Unterschiede bestehen, wo liegen die Gemeinsamkeiten?

Die Corona-Impfstoffe sollen unser Immunsystem darauf vorbereiten, im Fall einer Infektion schnell zu reagieren und SARS-CoV-2 im Körper zu bekämpfen. Bei der aktiven Immunisierung durch Impfstoffe geschieht dies, indem die Immunabwehr schon im Vorhinein mit den Merkmalen des Erregers bekannt gemacht wird. Dadurch werden Antikörper und Abwehrzellen gebildet, die dann das Virus  bei der Infektion schneller und effektiver bekämpfen können.

Von den aktuell über 200 möglichen Impfstoff-Kandidaten gegen das Coronavirus sind in Deutschland derzeit vier Vakzine zugelassen: BNT162b2 von den Herstellern BioNTech und Pfizer, mRNA-1273 von Moderna und ChAdOx1 von AstraZeneca sowie Ad26.COV2-S von Johnson & Johnson. Im Frühjahr 2021 sollen weitere Impfstoffe zugelassen werden. Unter anderem könnte der russische Impfstoff Sputnik  als nächster Kandidat eine EU-Zulassung erhalten.

BioNTech/Pfizer: mRNA als Wirksubstanz

Am 21. Dezember 2020 wurde in der Europäischen Union als erstes der mRNA-basierte Impfstoff „BNT162b2“ von BioNTech und Pfizer zugelassen. Dieser Impfstoff enthält künstlich hergestellte Kopien der Bauanleitung für das krönchenartige Spike-Protein des Virus. Dieser Bauplan wird in Form einer sogenannten Boten-RNA (mRNA) in den Körper eingeschleust, die mit Fettstoffen umhüllt ist, um sie zu stabilisieren. Die mRNA wird in die menschlichen Zellen aufgenommen, wo der RNA-Code in den Ribosomen, den Proteinfabriken der Zelle, ausgelesen wird.

Diese Fabriken produzieren dann mithilfe der Bauanleitung das virale Protein und setzen es im Körper frei. Das Immunsystem nimmt es als fremdes Protein wahr und reagiert darauf, indem es entsprechende Antikörper und Abwehrzellen dagegen bildet.

Damit die Vakzine einen dauerhaften Immunschutz verleiht, muss sie zweimal im Abstand von mindestens drei Wochen verabreicht werden. Danach ist das Immunsystem so vorbereitet, dass der Geimpfte nicht an Covid-19 erkrankt oder nur einen deutlich leichteren Krankheitsverlauf als Ungeimpfte hat. Wie lange der Schutz anhält, ist derzeit noch unklar.

Die mRNA aus dem Impfstoff bleibt nach der Impfung mit der mRNA-basierten Vakzine nicht dauerhaft im Körper, sondern wird nach kurzer Zeit wieder abgebaut, so wie auch vom Körper selbst hergestellte mRNA. Auch ein Einbau der Virus-mRNA in unser Erbgut erfolgt nicht, denn die mRNA dringt nicht in den Zellkern ein, wo unsere DNA liegt. Die Fetthülle um die mRNA gilt als ungefährlich für den Körper, kann aber in sehr seltenen Fällen zu einer allergischen Reaktion führen.

Hohe Wirksamkeit, aufwändige Logistik

In den klinischen Studien vor der Zulassung des BioNTech-Impfstoffs wurde bei diesem nach der zweiten Impfung eine Wirksamkeit von mindestens 90 Prozent bis zu 95 Prozent nachgewiesen. Demnach sind neun von zehn Geimpften durch die Vakzine vor Covid-19 geschützt, was als eine sehr hohe Wirksamkeit gilt. In Israel konnte die hohe Wirksamkeit auch unter Realbedingungen  bestätigt werden, da dort bereits Millionen geimpft wurden.

Nachteilig an der BioNTech/Pfizier-Vakzine ist jedoch, dass sie bei sehr niedrigen Temperaturen von minus 20 bis minus 80 Grad Celsius transportiert und gelagert werden muss und sich nur etwa fünf Tage bei Kühlschranktemperatur hält. Das erfordert eine entsprechend aufwändige Logistik. Vorteile des mRNA-Impfstoffs sind unter anderem die einfache Struktur der RNA und die Möglichkeit, in wenigen Wochen im Labor viele Millionen Impfdosen aus chemischen Stoffen herzustellen.

Aktuell wird geprüft, ob der Impfstoff auch gegenüber der sich ausbreitenden Virusmutationen gut wirkt, die leicht veränderte Spike-Proteine besitzen. Für die sogenannte britische Variante scheint die Vakzine von BioNTech und Pfizer wirksam zu sein. Vor der südafrikanische und brasilianische Variante werden Geimpfte vermutlich etwas weniger gut geschützt sein.

Gut verträglich

Laut Erfahrungen von Geimpften treten nach der Impfung mit Comirnaty von BioNTech und Pfizer am häufigsten Nebenwirkungen wie Schmerzen an der Einstichstelle, Erschöpfung, Kopf- und Muskelschmerzen, Schüttelfrost, Fieber und Durchfall auf. Nach der zweiten Dosis sollen diese – vor allem bei jüngeren Menschen - noch häufiger auftreten als nach der ersten. Die Beschwerden sind jedoch gut auszuhalten und für eine Impfung gewöhnlich. Sie halten zudem meist nur einen bis zwei Tage an und lassen sich mit leichten Schmerzmittel stillen.

Von Dezember 2020 bis Ende Januar hatten in Deutschland nur ein Prozent der mit Comirnaty geimpften Menschen sehr schwere Reaktionen und 0,1 Prozent mussten nach der Impfung im Krankenhaus behandelt werden. Von den sehr wenigen Todesfällen in Deutschland waren laut dem Robert-Koch-Institut (RKI) nicht die Impfungen, sondern schwere Vorerkrankungen und ein sehr hohes Alter von durchschnittlich fast 85 Jahren bei allen Betroffenen die Todesursache.

Moderna: der zweite mRNA-Impfstoff

Seit dem 6. Januar ist in Deutschland der Impfstoff mRNA-1273 des US-Unternehmen Moderna zugelassen. Ebenso wie die BioNTech-Vakzine handelt es sich dabei um einen mRNA-basierten Impfstoff, der die Bauanleitung für das Spike-Protein in Form von Boten-RNA enthält.  In der Wirksamkeit der mRNA-Impfstoffe der beiden Hersteller gibt es kaum Unterschiede: Die Vakzine von Moderna soll laut der klinischen Studien zu 94,5 Prozent gegen Covid-19 schützen.

Anders ist hingegen, dass mRNA-1273 bis zu sechs Monate bei nur minus 20 Grad Celsius und sogar etwa 30 Tage lang bei Temperaturen von zwei bis acht Grad stabil ist. Außerdem ist der Impfstoff in den Moderna-Impffläschchen bereits fertig verwendbar abgefüllt. Bei BioNTech muss das Serum vor dem Spritzen noch mit Kochsalzlösung verdünnt werden, was zu Fehlern führen kann.

Die zweite Dosis sollte bei mRNA-1273 nach 28 Tagen erfolgen.  Bisherigen Erfahrungen zufolge löst der Impfstoff von Moderna etwas häufiger als die BioNTech-Vakzine Muskel- und Gelenkschmerzen sowie Schüttelfrost aus. Andere Nebenwirkungen wie die Rötung an der Einstichstelle, Abgeschlagenheit, Kopfschmerzen oder Fieber kamen bei beiden Impfstoffen vergleichbar oft vor.

AstraZeneca: Vektor-Impfstoff mit Schimpansen-Virus

Am 26. Januar 2021 wurde ein weiterer Covid-19-Impfstoff in der EU zugelassen: der Impfstoff ChAdOx1 nCoV-19 von AstraZeneca. Dabei handelt es sich nicht um eine mRNA-basierte Vakzine, sondern um einen sogenannten Vektorimpfstoff. Dabei dient ein für uns harmloses, nicht vermehrungsfähiges Schimpansen-Erkältungsvirus, ein Adenovirus als Transportmittel, als Vektor. Dieses wurde im Labor so verändert, dass es den als DNA umkodierten Bauplan für das Spike-Protein des Coronavirus in seinem Erbgut trägt. Dieser wird vom Trägervirus in die Körperzellen eingeschleust, gelangt dort in den Zellkern und wird von der Zellmaschinerie ausgelesen und in eine Boten-RNA umgewandelt. Aus dieser Bauanleitung wird dann wie bei den mRNA-Impfstoffen von den Ribosomen das Spike-Protein des Coronavirus produziert.

Das Prinzip der Vektorimpfstoffe gilt als gut erprobt und wird schon länger auch gegen andere Infektionskrankheiten eingesetzt. Die AstraZeneca-Vakzine hat den Vorteil, dass sie leichter transportiert und dauerhaft im Kühlschrank bei Temperaturen von zwei bis acht Grad Celsius gelagert werden kann.

Obwohl die DNA mit der Bauanleitung für das virale Protein in den Zellkern gelangt, gilt es als sehr unwahrscheinlich, dass sie in unsere eigene DNA integriert wird. Die Vektorviren bleiben zudem außerhalb des Zellkerns. Und auch bei natürlichen Infektionen mit Adenoviren wurden bisher keine genetische Veränderung beim Menschen beobachtet.

Wie wirksam ist die AstraZeneca-Vakzine?

Laut der klinischen Studien liegt die Wirksamkeit beim AstraZeneca-Impfstoffs bei Menschen im Alter von 18 bis 64 Jahren bei 70 Prozent, was etwas geringer als bei den mRNA-Impfstoffen ist und bei den Virusmutanten vermutlich noch geringer sein könnte. Die Effektivität könnte aber auf rund 81 Prozent erhöht werden, wenn die zweite Dosis erst nach rund zwölf Wochen verimpft wird. Nach der ersten Dosis liegt der Impfschutz gegen eine symptomatische Covid-19-Erkrankung bereits bei rund 67 Prozent.

Die Ständige Impfkommission hatte die AstraZeneca-Vakzine zunächst nicht für über 65-Jährige empfohlen, weil bis dahin zu wenig Studien mit dieser Altersgruppe gemacht wurden. Mittlerweile wurden solche Untersuchungen aber durchgeführt und ergaben, dass der Impfstoff bei Senioren genauso stark wirkt wie bei den Jüngeren. Deshalb empfiehlt die Ständige Impfkommission den Impfstoff von AstraZeneca nun auch für ältere Menschen.

Auftretende Nebenwirkungen nach der Impfung sind laut ersten Erfahrungsberichten etwa so stark wie bei den beiden mRNA-Impfstoffen, sie wurden jedoch häufiger gemeldet. Das könnte vor allem mit der im Januar noch umstrittenen Zulassung für Ältere zusammenhängen, bedeutet aber nicht, dass mehr Nebenwirkungen auftreten als bei den mRNA-Impfstoffen.

Verwendung des AstraZeneca-Impfstoffes vorläufig ausgesetzt

Am Montag (15.03.2021) hat das Paul-Ehrlich-Institut alle Impfungen mit dem Corona-Vakzin von AstraZeneca in Deutschland ausgesetzt – als Vorsichtsmaßnahme. Denn nach der Impfung sind sieben Fälle eines speziellen Blutgerinnsels im Gehirn aufgetreten, der sogenannten Sinusvenenthrombose. Weil diese Thrombose sehr selten ist, soll nun geklärt werden, ob es möglicherweise einen ursächlichen Zusammenhang zum Impfstoff gibt. Unter Experten ist die Meinung dazu allerdings geteilt. Allerdings hatten in der Vorwoche bereits Dänemark, Norwegen, Island, Irland, Bulgarien und die Niederlande Impfungen mit dem AstraZeneca-Vakzin vorläufig ausgesetzt.

Johnson & Johnson: Erkältungsvirus als Vektor

Seit dem 11. März ist ein vierter Impfstoffkandidat für die Europäische Union zugelassen: der sogenannte Ad26.COV2-S vom Hersteller Johnson & Johnson. Ebenso wie die Vakzine von AstraZeneca handelt es sich dabei um einen Vektorviren-Impfstoff.

Der Unterschied ist jedoch, dass das Trägervirus beim Impfstoff von Johnson & Johnson kein Schimpansenvirus ist, sondern das menschliche Erkältungsvirus Ad26. Dieses wurde schon häufiger als Vektor für Impfstoffe genutzt.

Anders als bei allen bisher zugelassenen Impfstoffen hat Ad26.COV2.S den Vorteil, dass er nicht zweimal geimpft werden muss. Für eine wirksame Immunisierung wird den klinischen Studien zufolge nur eine Dosis benötigt. Wenige Wochen nach deren Gabe zeigte die Vakzine

einen zu 66 Prozent wirksamen Schutz vor einer mittelschweren bis schweren Covid-19-Erkrankung. Vor sehr schweren Infektionen soll der Impfstoff sogar mit einer mehr als 85-prozentigen Wirksamkeit schützen. Die Schutzwirkung zeigte sich auch bei Altersgruppen von über 60-Jährigen sowie gegen einige der neu auftretende Mutationen des Coronavirus, wie Studien in Lateinamerika und Südafrika nahelegen.

Ein Vorteil der Vakzine liegt darin, dass er wie der AstraZeneca-Impfstoff zwischen zwei und acht Grad Celsius gelagert werden kann. Bei minus 20 Grad soll der Impfstoff sogar zwei Jahre lang stabil bleiben. Die Nebenwirkungen von Ad26.COV2.S und den bisher zugelassenen Impfstoffen ähneln sich. Vor allem treten Schmerzen an der Injektionsstelle und am Kopf sowie unter anderem Müdigkeit auf.

Sputnik V: Vektor-Impfstoff mit zwei Trägerviren

Ein Impfstoff-Kandidat, der zurzeit bereits im beschleunigten Verfahren geprüft wird, ist die russische „Gam-COVID-Vac“-Vakzine, auch „Sputnik V“ genannt. Dieser Impfstoff wird bereits seit einigen Monaten in Russland und weiteren Ländern wie  Ungarn oder Ägypten verabreicht.

Das Prinzip hinter dem Impfstoff ist das gleiche wie bei der Vektor-Vakzine von AstraZeneca und Johnson & Johnson. Doch Sputnik V unterscheidet sich in einem Punkt davon: Statt nur einen Adenovirus-Typs , verwendet der russische Impfstoff zwei verschiedene Vektor-Viren. Bei der ersten Dosis transportiert das menschliche Erkältungsvirus Ad26 die Bauanleitung des Spike-Proteins, mit der zweiten eine veränderte Version des menschlichen Adenovirus Ad5.

Der Vorteil: Bei den üblichen Vektor-Impfstoffen kann es vorkommen, dass das Immunsystem auch auf das Trägervirus reagiert und es abwehren will. Dadurch bekämpft es manchmal bei der zweiten Impfdosis das Adenovirus so schnell, dass die Spike-Proteine noch nicht gebildet wurden. Werden dagegen wie bei Gam-COVID-Vac zwei verschiedene Vektorviren für die beiden Impfdosen verwendet, wird dieser unerwünschte Effekt verhindert.

Wirksamer als erwartet

In Russland wurde Sputnik V bereits im Herbst 2020 zugelassen, obwohl noch nicht alle Testphasen beendet waren. Das löste großes Misstrauen gegenüber dem Impfstoff aus. Doch mittlerweile sind alle Tests beendet und demnach schützt Sputnik V zu 91,6 Prozent gegen Covid-19. Bezogen auf mittelschwere oder schwere Verläufe der Corona-Infektion lag die Schutzwirkung sogar bei 100 Prozent: Keiner der in den Untersuchungen infizierten Menschen entwickelte mehr als nur milde Covid-19-Symptome. Sogar bei über 60-Jährigen wurde eine Effektivität von 91,8 Prozent gemessen. Zudem gilt der Impfstoff als gut verträglich: Ähnlich wie bei den anderen Corona-Impfstoffen soll es kaum schwerere Nebenwirkungen geben.

Gelagert werden soll Gam-COVID-Vac bei minus 18 Grad Celsius. Das russische Gesundheitsministerium hat aber auch Temperaturen zwischen zwei und acht Grad für eine etwas stabilere Version des Impfstoffes (Gam-COVID-Vac-Lyo) genehmigt.

ABO, 15.03.2021
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