Das sind die Herausforderungen bei der Impfstoffentwicklung

Kaum etwas wird aktuell weltweit so dringend erwartet wie ein Impfstoff, der vor einer Infektion mit dem neuartigen Covid-19-Virus schützt. Schließlich ist damit die Hoffnung verbunden, wieder zu einer gewissen Form der Normalität im gesellschaftlichen Leben zurückkehren zu können. Doch ein Blick in die Geschichtsbücher zeigt: Nicht nur aktuell sind Pandemien eine der größten Herausforderungen für die Menschheit. Die Bedeutung der Impfstoff-Forschung wird daher umso deutlicher.

Viele Wissenschaftler forschen unter Hochdruck an Impfstoffen oder Therapiemöglichkeiten gegen Covid-19 (GSK)

Aktuell sind weltweit Millionen Menschen damit beschäftigt, der Corona-Pandemie Einhalt zu gebieten. Es gibt fast 200 Projekte, die mit Hochdruck an einem Impfstoff arbeiten. Wir haben mit Dr. med. Jens Vollmar, dem Leiter des Medizinischen Fachbereichs Impfstoffe, Reise- und Tropenmedizin beim forschenden Gesundheitsunternehmen GlaxoSmithKline (GSK), über die Kooperationen von Pharmaunternehmen während der Pandemie, die Herausforderungen bei der Impfstoffherstellung sowie die Bedeutung der von GSK entwickelten Adjuvans-Technologie gesprochen.

Herr Dr. Vollmar, in einer Zeit, in der es gilt, möglichst schnell möglichst viele Impfdosen herzustellen – wo liegen hier die besonderen Herausforderungen?

Dr. med. Jens Vollmar: Die größte Herausforderung ist sicherlich der zeitliche Druck, unter dem die gesamte Branche momentan steht. Im Normalfall kann es bis zu 20 Jahre dauern, bis ein Impfstoff zugelassen ist und in Produktion gehen kann. Oft vergehen bereist einige Monate, um den Erreger überhaupt zu analysieren und seinen Aufbau verstehen zu können. Hier konnte dieses Mal etwas Zeit eingespart werden, da SARS-CoV-2 anderen Coronaviren ähnelt, wie SARS-CoV-1 oder MERS, das 2012 auf der Arabischen Halbinsel entdeckt wurde. Gleichzeitig bewältigen wir verschiedene Phasen der Entwicklung parallel. Ein ganz entscheidender Punkt ist die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Beteiligten in diesem System: den Behörden sowie den anderen Herstellern.

Dr. med. Jens Vollmar, Leiter des Medizinischen Fachbereichs Impfstoffe, Reise- und Tropenmedizin bei GSK (GSK)

Deshalb konnten einige Impfstoffkandidaten bereits die Phase der klinischen Studien erreichen. Ich kann Ihnen versichern: Auch wenn es den meisten Menschen vermutlich nicht so vorkommt – wir erleben gerade eine Impfstoffentwicklung und -herstellung im Zeitraffer.

Wie reagiert GSK auf diese außergewöhnliche Situation?

Dr. Vollmar: Wir sind angesichts der weltweiten Herausforderung davon überzeugt, dass es nicht nur einen Impfstoff geben wird. Deshalb kooperieren wir mit verschiedenen Unternehmen und Forschungsgruppen weltweit. Im Rahmen unserer Zusammenarbeit mit der US-Firma Vir Biotechnology geht es beispielsweise darum, neue antivirale Antikörper schneller identifizieren und entwickeln zu können. Das wird in dieser, aber auch in künftigen Pandemie-Situationen bei der Therapie helfen können. Eine andere Partnerschaft ist die Kooperation mit der chinesischen Firma Clover Biopharmaceuticals. Dort ist beispielsweise ein Impfstoffkandidat bereits seit Mitte Juni in der klinischen Studie der Phase 1. Gemeinsam mit dem kanadischen Unternehmen Medicago treiben wir ein weiteres Entwicklungsprojekt voran.

Ganz besonders ist aber die Zusammenarbeit mit unserem größten Wettbewerber Sanofi. Das hat es so noch nicht gegeben – dass sich zwei so große Player zusammentun. Aber ungewöhnliche Situationen erfordern ungewöhnliche Antworten. Durch die Kombination unseres Fachwissens und unserer Technologien wollen wir sicherstellen, dass wir so schnell wie möglich einen wirksamen Impfstoff bereitstellen können. Sanofi wird das Oberflächen-Eiweiß des neuen Coronavirus SARS-CoV-2, das sogenannte Spike Protein, das an der Oberfläche des Coronavirus sitzt, mittels rekombinanter DNA-Technologie herstellen. Dieses soll als Antigen fungieren und mit einem so genannten Adjuvans kombiniert werden, einem Wirkverstärker, der die Immunantwort aktiviert. GSK ist führend im Bereich der Adjuvans-Technologie und wird sein Pandemie-Adjuvans in die Zusammenarbeit einbringen. Der Einsatz eines Adjuvans ist in einer Pandemiesituation von besonderer Bedeutung, da es die Menge des pro Dosis benötigten Impfproteins verringern kann, wodurch mehr Impfstoffdosen hergestellt werden können. Somit kann der Schutz von insgesamt mehr Menschen erreicht werden.

Wo steht GSK aktuell in der Zusammenarbeit mit Sanofi?

Dr. Vollmar: Anfang September haben wir gemeinsam die Studien zur klinischen Phase 1/2 gestartet. Mit 440 gesunden Probanden untersuchen wir dabei in einer Doppelblind- und Placebo-kontrollierten-Studie die Sicherheit, Verträglichkeit und Immunantwort des Impfstoffkandidaten. Denn bei allem Zwang zur Eile kommt es auch in der derzeitigen Pandemie-Situation auf die Sicherheit und Verträglichkeit möglicher Impfstoffe an. Wir hoffen auf Ergebnisse Anfang Dezember – wenn diese positiv ausfallen, dann möchten wir noch dieses Jahr mit Phase III der klinischen Untersuchung starten. Bei erfolgreichem Abschluss könnten wir dann in der ersten Jahreshälfte 2021 eine Zulassung beantragen. Parallel – und das ist einer der wichtigsten Kernpunkte der Zusammenarbeit von GSK und Sanofi – bauen wir entsprechende Produktionskapazitäten auf. Unser Ziel ist es, im nächsten Jahr bis zu einer Milliarde Impfdosen bereitstellen zu können. Allein diese Dimensionen machen deutlich, dass es bei der Suche nach einem Impfstoff gegen das neue Coronavirus nicht um Wettbewerb gehen kann, sondern Zusammenarbeit das Motto der Stunde ist. GSK arbeitet weltweit mit Unternehmen und Forschungsgruppen zusammen, die an vielversprechenden Impfstoffkandidaten für Covid-19 arbeiten, indem sie GSKs innovative Impfstoff-Adjuvans-Technologie einsetzen. Wir werden Milliarden Impfdosen – und damit auch verschiedene Impfstoffe – benötigen, um Menschen weltweit schützen zu können. Auch deshalb stellen wir unsere Pandemie-Adjuvans-Technologie in vielen Entwicklungsprojekten bereit.

GSKs Adjuvans-Technologie könnte eine Schlüsselrolle bei der Impfstoff-Entwicklung spielen (GSK)

Sie haben gerade die Pandemie-Adjuvans-Technologie von GSK erwähnt. Warum sind Adjuvantien gerade jetzt in der Impfstoffherstellung so bedeutend?

Dr. Vollmar: Ein Adjuvans ist ein Wirkverstärker der einem Impfstoff zugegeben wird, um das Immunsystem zu einer stärkeren Reaktion anzuregen. In unserer Pandemie-Technologie kombinieren wir verschiedene dieser Substanzen, um eine optimale Immunantwort zu fördern. Dies ist zum einen wichtig bei Impfung von älteren Personen, die im Allgemeinen eine schlechtere Immunantwort entwickeln und zum anderen ist dadurch in Impfstoffen weniger Antigen erforderlich, um das gleiche Ergebnis zu erzielen. Gleichzeitig streben wir eine Verkürzung der Zeit zwischen Impfung und Aufbau einer robusten Immunantwort an. Auch die Dauer der Immunantwort sollen solche Adjuvanssysteme ausbauen. Gerade in der aktuellen Situation ist das von besonders großer Bedeutung, da so schneller mehr Impfdosen zum Schutz der Menschen weltweit verfügbar sein können und ein schneller und langanhaltender Schutz von besonders gefährdeten Personen angestrebt wird.

Grafik: Was sind adjuvantierte Impfstoffe? (GSK)

Welche Erfahrungen haben Sie denn bisher mit Adjuvantien gemacht?

Dr. Vollmar: Bei einer Impfung gegen Hepatitis B von dialysepflichtigen Patienten, die durch ihre Dialyse eine per se schlechtere Immunantwort haben, bewirkt ein Adjuvanssystem, dass ein effektiver Impfschutz gegen Hepatitis B aufgebaut werden kann.

Ein anderes Adjuvans wird im Impfstoff gegen Gürtelrose verwendet. Gürtelrose wird durch die Reaktivierung des Varizella-Zoster-Virus (VZV) verursacht, das als Primärinfektion Windpocken auslöst und anschließend latent im Rückenmark schläft. Im Laufe des natürlichen Alterungsprozesses verlieren die Zellen des Immunsystems die Fähigkeit, eine starke und wirksame Immunantwort gegen die Reaktivierung des VZV aufrecht zu erhalten. Bei älteren Menschen oder Patienten mit Erkrankungen, die das Immunsystem beeinträchtigen, ist daher das Risiko für eine Gürtelrose am höchsten. Adjuvantien bewirken, dass es zu einer langanhaltenden und starken Immunantwort bis ins hohe Alter kommt. Damit wird ein Schutz von über 90% in sämtlichen Altersgruppen jenseits des fünfzigsten Lebensjahres gegen Gürtelrose erreicht.

In einem Pilotprojekt wird der erste Impfstoff gegen Malaria zum Schutz der Kinder vor der tödlichsten Form der Erkrankung eingesetzt (Bild: GSK)

Mithilfe der GSK-Adjuvans-Technologie ist es außerdem nach über drei Jahrzehnten intensiver Forschung erstmals gelungen, einen Impfstoff gegen die schwerwiegende Malaria tropica zu entwickeln. Dies war extrem anspruchsvoll, weil es sich beim Erreger der Malaria tropica, Plasmodium falciparum, um einen Einzeller handelt, der verschiedene Stadien durchläuft und vom Blut in die Leber wandert. Dieser Impfstoff wird nun in einigen ausgewählten Gebieten Afrikas bei Kindern eingesetzt und ist der bislang erste und einzige Impfstoff, der es zu einer Zulassung nach Standards der Europäischen Arzneimittelagentur (EMA) geschafft hat. Damit soll die hohe Kindersterblichkeit an Malaria in Afrika reduziert werden. Hier ist das Adjuvanssystem wichtig, um nicht nur Antikörper, sondern eine zelluläre, spezifische Immunreaktion gegen die Leberstadien von Plasmodium falciparum zu erzielen.

Besonders kleinere Firmen haben in den letzten Monaten vielversprechende Erfolge bei der Forschung an Impfstoffen gegen Covid-19 vermeldet. Was passiert, wenn ein anderes Unternehmen schneller einen erfolgreichen Impfstoff entwickelt?

Dr. Vollmar: Aktuell geht es weniger um Wettbewerb – je mehr wirksame Impfstoffe es gibt, desto besser – schließlich brauchen wir Impfstoffe für die gesamte Weltbevölkerung. Dass es viele Unternehmen und Gruppen gibt, die an einem Impfstoff forschen, ist wichtig  und motiviert zugleich. Und ganz klar – für uns steht in der aktuellen Pandemie im Vordergrund, dass möglichst schnell ein wirksamer und trotz aller Geschwindigkeit vor allem auch sicherer Impfstoff auf den Markt kommt. Deswegen haben wir auch zugesichert, unsere Adjuvans-Technologie anderen Herstellern zur Verfügung zu stellen.

Experten schätzen, dass vermutlich bis zu sechs Milliarden Impfdosen benötigt werden. Insofern ist es wichtig, dass wir mehrere Impfstoff-Konzepte haben, die erfolgreich sind. Es gibt mittlerweile fast 200 verschiedene, viele sind schon oder gehen gerade in die klinische Entwicklung. Es wird notwendig sein, diese Impfstoffe jeweils in Hunderten Millionen Dosen zu produzieren.

Werden denn genügend Impfstoff-Dosen für die Menschen weltweit zur Verfügung stehen?

Dr. Vollmar: Natürlich wird es nicht so sein, dass an Tag X allen Menschen weltweit eine Impfdosis verabreicht werden kann. Deshalb ist es entscheidend, sich mit der sinnvollen Verteilung der Impfstoff-Dosen zu beschäftigen. Wir setzen uns vor allem dafür ein, dass auch den ärmsten Ländern genügend Dosen zur Verfügung gestellt werden können.

Der Fokus ist aktuell besonders auf die Entwicklung eines Impfstoffes gerichtet – wie sieht es mit Medikamenten aus, die zur Behandlung von Covid-19-Patienten eingesetzt werden können?

Dr. Vollmar: GSK arbeitet unter Hochdruck ebenfalls an der Entwicklung von therapeutischen Lösungen für Covid-19 Patienten. Hierzu werden bereits vermarktete als auch Wirkstoffe, die sich noch in der Pipeline befinden, geprüft. Mit Otilimab, einem monoklonalen Antikörper wurde ein Wirkstoff aus der eigenen Pipeline identifiziert. Otilimab blockiert einen spezifischen chemischen Botenstoff namens Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierenden Faktor (GM-CSF), der an Entzündungen beteiligt ist. Höhere GM-CSF-Spiegel finden sich im Blut und in der Lunge von Patienten mit schwerer pulmonaler Covid-19-bedingter Erkrankung. Es wird angenommen, dass die Blockierung von GM-CSF die Lungenfunktion verbessert, den klinischen Status verbessert und die Überlebenschancen verbessert. Otilimab wird bereits in der so genannten OSCAR-Studie mit erwachsenen Patienten, die wegen einer schweren Covid-19 Lungenerkrankung im Krankenhaus behandelt werden, untersucht.

Darüber hinaus ist GSK im April 2020 mit Vir Biotechnology eine Kollaboration eingegangen, um GSK‘136/VIR-7831 zu entwickeln und zugelassen zu bekommen. GSK‘136/VIR-7831 ist ein vollhumaner monoklonaler Antikörper, der an das hochkonservierte Epitop der Spike-Proteinrezeptor-Bindungsdomäne von SARS-CoV-2 bindet.

Zusätzlich wollen wir im Rahmen der Initiative „Covid-19 Therapeutic Accelerator“ (eingerichtet von der Bill-and-Melinda-Gates-Stiftung und dem Wellcome-Trust) die Anwendung von Arzneimitteln in neuen Indikationen und die Vorfelddiagnostik beschleunigen.

Außerdem befinden wir uns in der Entwicklung eines Covid-19-Schnelltests, der eine patentierte Technologie verwendet und zuverlässig, vollständig verfügbar und einfach zu Hause anzuwenden ist.

Was lässt Sie optimistisch in die Zukunft blicken?

Dr. Vollmar: Mich stimmt vor allem positiv, dass im Angesicht dieser weltweit noch nie so dagewesenen Situation Pharmaunternehmen, Forschung und klinische Praxis sowie Behörden und viele andere Hand in Hand und durch zum Teil auch ungewöhnliche Kooperationen daran arbeiten, wirksame Impfstoffe, Therapeutika und Strategien gegen Covid-19 zu entwickeln.

Vielen Dank für das Gespräch!

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