Impfstofftypen im Überblick

Zu den inaktivierten Impfstoffen gehören neben den Ganzpartikelimpfstoffen auch solche, die nur noch die Teile des Keims enthalten, an denen das Immunsystem den Erreger erkennen kann. Um beispielsweise aus den hergestellten Viruskopien Spaltimpfstoffe herzustellen, wird die Erregeroberfläche mit Chemikalien fragmentiert. Beispiele für Spaltimpfstoffe sind verschiedene Influenzaimpfstoffe. Sie lösen allerdings wie andere Totimpfstoffe meist in erster Linie nur eine antikörpervermittelte, also humorale Immunantwort aus.

Nur noch aus gereinigten Antigenen bestehen die Subunit-Impfstoffe (Untereinheitenimpfstoffe). Bei rekombinanten Subunit-Impfstoffen werden die Antigene gentechnisch in Hefen oder anderen Zellen hergestellt. Subunit-Impfstoffe stimulieren das Immunsystem sehr gezielt und sind gut verträglich. Beispiele sind die Impfstoffe gegen Hepatitis B, das Humane Papillomvirus (HPV) und viele Grippevakzine. Zu den Subunit-Impfstoffen zählen auch die konjugierten Impfstoffe. Hier sind Polysaccharid-Antigene an Proteine als Träger gebunden. Als Konjugat-Impfstoff steht beispielsweise ein Meningokokken-Impfstoff zur Verfügung.

Eine weitere Untergruppe der Totimpfstoffe sind die Toxoidimpfstoffe. Sie sind eine besondere Art von Vakzine gegen bakterielle Infektionen. Beispiele sind die Impfstoffe gegen Diphtherie und Tetanus. Für die Herstellung werden zunächst die Toxoid-erzeugenden Bakterien vermehrt. Sie produzieren Exotoxine und geben diese ins Nährmedium ab. Die Toxine werden gesammelt und durch spezielle Verfahren »entgiftet«, wobei allerdings die antigenen Strukturen erhalten bleiben müssen.

Bei besonders mutationsfreudigen Erregern können Impfstoffe rasch an Wirksamkeit einbüßen. Im Pandemiefall ist es außerdem erforderlich, in kürzester Zeit so viele Impfstoffdosen wie möglich zur Verfügung zu stellen. Klassische Impfverfahren und die Herstellung im Hühnerei stoßen hier an ihre Grenzen. Wissenschaftler setzen daher auf neue Verfahren, deren Entwicklung in der Coronapandemie enorm an Fahrt aufgenommen hat. So sind auch die beiden bekanntesten Corona-Vakzintypen keine traditionellen Lebend- oder Totimpfstoffe, sondern neuartige Vektor- beziehungsweise mRNA-Impfstoffe. Die Coronavakzine Vaxzevria von AstraZeneca ist ein Vektorimpfstoff, ebenso gibt es zugelassene Vektorimpfstoffe gegen Ebola. Hier wird ein für den Menschen ungefährliches Trägervirus genutzt, das allein die Aufgabe hat, die genetische Information für das Impfantigen in die Zelle zu transportieren. Die Zellen erhalten somit einen Bauplan, um die Impfantigene selbst herzustellen. Als Antigene werden Oberflächenproteine des Erregers herausgesucht, von denen man sich die beste Immunisierungswirkung erhofft. Bei Covid-19-Vakzinen war zum Beispiel das virale Spike-Protein von besonderem Interesse. Sobald die Antigene hergestellt sind, erkennt der Körper sie als fremd und bildet eine Immunantwort dagegen aus.

Dafür produziert er Killer-T-Zellen, die infizierte Zellen suchen und zerstören, sowie antikörperproduzierende B-Zellen und Helfer-T-Zellen. Ein häufig benutzter Vektor ist das Adenovirus (Ad). Der Herstellungsprozess der viralen Vektoren ist umständlich und nicht so leicht skalierbar. Die einzelnen Bestandteile des Vektorimpfstoffe müssen zudem in einem komplexen, kontaminationsanfälligen Prozess zusammengebaut werden.

Ein Kritikpunkt an Vektorimpfstoffen ist, dass eine Immunantwort gegen den Virusvektor die Wirksamkeit der Impfung reduzieren könnte. Bei einer »Anti-Vektor-Immunität« baut das Immunsystem womöglich den viralen Vektor ab, bevor die Vakzine ihre Wirkung entfalten kann. Eine Lösung könnte sein, für Gaben von mehr als einer Dosis unterschiedliche virale Vektoren zu verwenden.