Wie Impfungen schützen und Leben retten können
Der Wunsch nach einer Impfung, die vor einer Infektion mit dem neuartigen Coronavirus schützt, ist weltweit groß – ist er doch mit der Hoffnung verbunden, dass endlich wieder etwas Normalität einkehrt. Selten zuvor wurde sich so intensiv mit Impfstoffen, ihrer Entwicklung und Produktion auseinandergesetzt. Klar ist: Die Bedeutung der Schutzimpfung ist durch Covid-19 noch einmal besonders deutlich geworden.
Bild: GSK
Doch der Prozess, von der Entwicklung bis zur Herstellung eines neuen Impfstoffes, ist komplex und zeitaufwendig. Unternehmen wie GlaxoSmithKline (GSK) – einer der größten Impfstoffhersteller weltweit – gehen dabei neue Wege: von Partnerschaften und Engagements mit innovativen Biotech-Firmen bis hin zur Zusammenarbeit mit zahlreichen Firmen – und sogar direkten Wettbewerbern wie Sanofi, um die Covid-19-Herausforderung zu lösen.
Impfungen: eine medizinische Erfolgsgeschichte
Die Corona-Krise zeigt erneut, wie wichtig die Entdeckung des Impfprinzips gewesen ist – sie gilt bis heute als eine der bedeutendsten Errungenschaften in der Medizin. Heute stehen uns gegen eine Vielzahl von Infektionskrankheiten, wirksame Impfstoffe zur Verfügung. Experten schätzen, dass Impfstoffe jedes Jahr mindestens drei Millionen Menschenleben retten.
Was viele nicht wissen: Die Erfolgsgeschichte der Impfungen begann mit dem englischen Landarzt Edward Jenner: Der Mediziner beobachtete, dass Personen, die sich mit den harmlosen Kuhpocken infizierten, von den weitaus gefährlicheren Menschenpocken verschont blieben. Nach erfolgreichen Experimenten entwickelte er 1796 die erste Vakzination und begründete damit die Methode der sogenannten aktiven Immunisierung. Bei dieser Form der Impfung wird der Körper gezielt mit dem Krankheitserreger in Kontakt gebracht, sodass das Immunsystem Antikörper bilden kann – nach etwa ein bis zwei Wochen ist die geimpfte Person immun. Besonders interessant: Die Pockenimpfung war nicht nur die erste Impfung überhaupt, sondern auch die erste, die einen Erreger vollständig ausrotten konnte – 1980 konnte die Welt von der WHO für pockenfrei erklärt werden.
Erfolgreiche Impfungen gegen andere Infektionskrankheiten wurden erst im späten 19. und im 20. Jahrhundert entwickelt – bekannte Beispiele sind etwa die Impfstoffe gegen Masern, Tetanus und Diphtherie. Die Entwicklung des Diphtherieserums gilt dabei als Meilenstein in der Bekämpfung von Infektionskrankheiten: Durch sie wurde die sogenannte passive Immunisierung entdeckt. Dabei werden dem Körper bereits gebildete Antikörper gegen einen Krankheitserreger injiziert. Der Schutz durch passive Immunisierung greift sofort – hält allerdings im Gegensatz zur aktiven Impfung nur kurze Zeit an, da die Antikörper abgebaut werden.
Von der Forschung bis zur Entwicklung
Impfstoffe haben wesentlich dazu beigetragen, dass die Lebenserwartung weltweit kontinuierlich ansteigt. Zahlreiche Infektionskrankheiten konnten durch Impfungen weitgehend eliminiert oder zumindest stark zurückgedrängt werden. So konnte etwa die Zahl der Todesfälle durch Masern zwischen den Jahren 2000 und 2018 dank des Impfschutzes um 73 Prozent reduziert werden.1
Als einer der Pioniere auf dem Gebiet der Impfstoffentwicklung gilt das Gesundheitsunternehmen GSK. Mit seinen Standorten in Deutschland gehört GSK auch hierzulande zu den wichtigsten Impfstoffherstellern: Während Dresden seit 1992 für die Entwicklung und Herstellung von Grippe-Impfstoffen steht, werden in Marburg Impfstoffe gegen Zecken-Enzephalitis (FSME), Tollwut, Tetanus, Diphtherie und Mumps produziert.
„Unsere Strategie ist es, so viele Menschen wie möglich mit differenzierten, hochwertigen und notwendigen Impfstoffen zu versorgen.“ – Dr. Jens Vollmar, medizinischer Leiter für Impfstoffe bei GSK
Dafür investiert das Unternehmen fortlaufend in Modernisierungsmaßnahmen sowie in den weiteren Ausbau der Produktion von Impfstoffen.
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Innovationen in der Impfstoffentwicklung
Der Fokus auf stetige Modernisierung zahlt sich aus: Bereits elfmal entwickelte das Gesundheitsunternehmen in seiner Geschichte den weltweit ersten Impfstoff seiner Art. Erfolge, die auch der innovativen Arbeit der GSK-Forscher zu verdanken sind: Im vergangenen Jahr erhielt Professor Dr. Rino Rappuoli den mit 120.000 Euro dotierten Robert-Koch-Preis. Die von ihm begründete „reverse Vakzinologie“ oder „umgekehrte Impfstoffentwicklung“, bei der man vom Genom eines Krankheitserregers ausgeht, stellt einen Paradigmenwechsel dar. So konnte der erste Impfstoff gegen Meningokokken der Serogruppe B entwickelt werden. Das Bakterium ist weltweit für etwa die Hälfte aller Fälle von invasiven Meningokokken-Erkrankungen verantwortlich.
Herausforderungen bei der Impfstoffherstellung
Wie bedeutend diese Erfolge sind, wird besonders deutlich, wenn man die Herstellung von Impfstoffen genauer betrachtet: Der komplexe Vorgang muss perfekt ablaufen und wird überaus streng kontrolliert. In der Regel dauert es 10 bis 20 Jahre, einen neuen Impfstoff von der Entwicklung über die Zulassung bis zur Produktion zu bekommen – ohne die Garantie, ob der Impfstoff schließlich auch zugelassen wird.
Bild: GSK
Das hat verschiedene Gründe: Im Gegensatz zu Medikamenten, die für zumeist kranke Menschen entwickelt werden, werden Impfungen gesunden Menschen verabreicht. Je nach Schweregrad der Krankheit werden bei Arzneimitteln deshalb manche Nebenwirkungen toleriert, bei Impfungen ist das nicht der Fall. Das erfordert umfangreiche Studien in mehreren Stufen – mit bis zu mehreren 10.000 Teilnehmern. Nur mit einer großen Anzahl von Probanden lässt sich die Wirksamkeit und Sicherheit belegen. „Ein komplexer Impfstoff, wie etwa unser Impfstoff gegen Pneumokokken-Erkrankungen, durchläuft mehrere Hundert verschiedene Testungen“, erläutert Vollmar. Gleichzeitig ist die Produktion der Impfstoffe selbst aufwendig und zeitintensiv, manchmal dauert diese bis zu zwei Jahre. Ein Grund: Anders als bei vielen Medikamenten handelt es sich bei Impfstoffen um biologisch hergestellte Substanzen. Das erfordert aufwendige Produktionsprozesse unter Hightech-Bedingungen, die viele eher aus der Herstellung von Computerchips kennen, sowie umfangreiche Qualitätsmaßnahmen und Dokumentationen. „Bis zu 70 Prozent des Aufwands der Impfstoffherstellung stecken in Sicherheits- und Qualitätsmaßnahmen“, hebt Vollmar hervor.
Kooperation als Teil des Erfolgs
Trotz der vielen Erfolge von Impfungen gegen Krankheiten wie Masern, Mumps, Röteln, Kinderlähmung und andere: Auch heute sind noch große Aufgaben zu lösen. Für GSK steht deshalb neben der Produktion bereits zugelassener Impfstoffe schon immer die Entwicklung neuer Impfungen im Fokus. Als einer der größten Impfstoffhersteller weltweit setzt GSK dabei jedoch nicht nur auf unternehmensinternes Know-how: Um möglichst vielen Menschen mit ihren Impfstoffen helfen zu können, kooperiert das Unternehmen mit innovativen Biotech-Firmen wie beispielsweise CureVac. CureVacs Führungsposition in der mRNA-Technologie und seine mRNA-Produktionskapazität ergänzen die wissenschaftliche Expertise von GSK bei der Entwicklung von sogenannten self-amplifying mRNA-Impfstoffen einer Technologie, die eine weitere Verbesserung von zukünftigen mRNA-Impfstoffen verspricht. Durch die Verwendung der mRNA-Technologie in Impfstoffen und Arzneimitteln werden die körpereigenen Zellen in die Lage versetzt, spezifische Proteine (Antigene) herzustellen. Dadurch wird das menschliche Immunsystem angeleitet, Krankheiten vorzubeugen und zu bekämpfen.
„Auch wenn es bisher noch keine zugelassenen Impfstoffe auf mRNA-Basis gibt, sehen wir in der Technologie großes Potenzial.“ – Dr. Vollmar
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In der aktuellen Krise ist GSK deshalb sogar noch einen Schritt weitergegangen und hat sich mit seinem größten Wettbewerber, dem französischen Pharmaunternehmen Sanofi, zusammengeschlossen, um gemeinsam an einem Impfstoff gegen das Coronavirus zu arbeiten: Sanofi stellt das Antigen, durch den spezifischen Wirkstoffverstärker – das Adjuvans von GSK – wäre pro Impfdosis weniger Antigen erforderlich, wodurch schneller größere Mengen Impfstoff zur Verfügung stünden.
Zusätzlich hat das Gesundheitsunternehmen sich verpflichtet, seinen Wirkverstärker im Rahmen von Prozessen zur Verfügung zu stellen, die einen fairen Zugang für Menschen auf der ganzen Welt ermöglichen. „Wir sind überzeugt, dass unsere Pandemie-Adjuvans-Technologie das Potenzial hat, die Wirksamkeit und die zu produzierende Gesamtmenge von mehreren Covid-19-Impfstoffen zu verbessern“, so Vollmar. Die Priorität für GSK dabei ist klar: So viele Menschen wie möglich alsbald vor Covid-19 zu schützen – und das auf der ganzen Welt.