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COVID-19-IMPFSTOFFE: Bahnbrechender Ansatz oder unberechenbares Gesundheitsrisiko?

verfasst von Dr. Aleksandra Niedzwiecki und Dr. Matthias Rath

Dr. Rath Research Institute, San Jose, CA 95138, USA

Die Coronavirus-Pandemie ist geprägt von Ängsten vor einer Ansteckung mit dem Virus. Weiter angeheizt wurden diese durch uneinheitliche und oft widersprüchliche Informationen aus den Medien sowie von verschiedenen wissenschaftlichen und politischen Stellen. Große Hoffnungen geweckt und die Forderungen nach Impfungen vorangetrieben hat die Einführung einer neuen Generation von Anti-COVID-19-Impfstoffen Ende 2020, mit behaupteter Wirksamkeit für die Eindämmung der Pandemie und begleitet von starker medialer Unterstützung. Weil sich diese neuartigen Impfstoffe jedoch noch im Versuchsstadium befinden, nähren Fragen zu ihrer Wirksamkeit gegen mutierte Virus-Varianten und zu dem Risiko unvorhergesehener Langzeitnebenwirkungen die Zurückhaltung, diese Impfstoffe zu akzeptieren. Solche Bedenken werden weder durch aggressive Medienkampagnen noch durch das Herunterspielen impfkritischer Stimmen zerstreut, ganz im Gegenteil. Das Vermeiden »schwieriger Fragen« erzeugt zusätzliche Bedenken, und laut Meinungsumfragen zögern immer noch etwa 40 % der Amerikaner, sich impfen zu lassen.

Hier geben wir einen kurzen Überblick über die COVID-19-Impfstoffe, einschließlich ihrer Wirkmechanismen und Sicherheitsaspekte.

Der Weg zu gentechnisch hergestellten Impfstoffen

Impfstoffe werden seit über zwei Jahrhunderten erfolgreich zur Prävention verschiedener Infektionskrankheiten eingesetzt. Der erste erfolgreiche Impfstoff wurde 1796 von Edward Jenner gegen Pocken entwickelt. Seit damals fußt die Entwicklung von Impfstoffen auf der Verwendung von abgeschwächten Viren oder Bakterien oder auf spezifischen Proteinen, die von den Erregern gebildet werden. Durch deren Injektion kann das Immunsystem lernen, diese Antigene zu erkennen und eine wirksame Immunreaktion auszulösen, was zu einem Schutz vor einer echten Infektion führt. Die Entwicklung, Produktion und behördliche Zulassung dieser Art von Impfstoffen dauert lange (etwa 10 bis 15 Jahre) und ist mit hohen Kosten verbunden.

Da Gewinnmaximierung Grundlage des Pharmageschäfts ist, haben die Pharmaunternehmen und die von ihnen gesponserte Forschung mit anderen Technologien experimentiert, die eine schnellere und kostengünstigere Herstellung von Impfstoffen in Aussicht stellen. Diese neuen Impfstoffe schleusen den genetischen Code von Krankheitserregern in unsere Zellen ein. Anstatt also die Infektionserreger wie bei herkömmlichen Impfstoffen von außen zuzuführen, löst die eingebrachte genetische Information die Produktion von viralen oder anderen Erregerproteinen durch unsere eigenen Körperzellen aus. Getestet wurde diese Technologie in Tiermodellen und in jüngster Vergangenheit mit nur einigen wenigen Humanimpfstoffen (z. B. Ebola, HIV, SARS, MERS und andere) angewendet, mit gemischten Ergebnissen.

Im Jahr 2012 begann die beim US-amerikanischen Verteidigungsministerium angesiedelte Behörde DARPA (US Defense Advanced Research Projects Agency), Gruppen bei Novartis, Pfizer, AstraZeneca, Sanofi Pasteur und anderswo zu finanzieren, um die Arbeit an RNA-kodierten Impfstoffen und Therapeutika zu intensivieren. Das Auftreten von COVID-19 im Jahr 2019 löste anschließend einen dringenden Bedarf an wirksamen Impfstoffen zur Kontrolle der sich schnell ausbreitenden Pandemie aus. Im Mai 2020 initiierte die Trump-Administration eine öffentlich-private Partnerschaft – Operation Warp Speed –, um die Bemühungen bei der Entwicklung, Produktion und Verteilung von Impfstoffen und Diagnostika gegen COVID-19 zu koordinieren. Im Dezember 2020 wurden Anti-COVID-19-Impfstoffe von Pfizer/BioNTech und Moderna Therapeutics zugelassen. Bis Anfang Januar 2021 wurden über 17 Millionen Dosen verteilt. Andere Länder betreiben ihre eigenen Impfstoffprojekte. Gegenwärtig gibt es mehrere Anti-COVID-Impfstoffe, die in Großbritannien, Deutschland, Russland, China und anderen Ländern entwickelt und produziert werden.

Funktionsweise gentechnisch hergestellter Anti-COVID-19-Impfstoffe

Abb. 1. Die wichtigsten Schritte der Proteinsynthese in den Zellen

Die von Pfizer, Moderna, AstraZeneca/University of Oxford und Janssen (ein Unternehmen von Johnson & Johnson) hergestellten Impfstoffe verwenden genetisch veränderte DNA oder RNA, um Wirtszellen dazu zu bringen, für einen Erreger spezifische Proteine zu bilden. Sie bedienen sich der Proteinsynthesemaschinerie unserer Zellen, welche die in der DNA kodierte genetische Information als Vorlage heranzieht, um sie in Boten-RNA-Moleküle zu transkribieren (engl. messenger RNA, kurz: mRNA). Diese werden dann durch das Ribosomensystem der Zelle übersetzt, um Proteine herzustellen. Der Code (die Sequenz) für jedes Protein, das eine Zelle produziert, ist sowohl in der DNA (als Bauplan) als auch in der mRNA (als Arbeitskopie) verschlüsselt.

Funktionsweise der mRNA-basierten Impfstoffe

Die von Pfizer/BioNTech und Moderna Therapeutics entwickelten Impfstoffe enthalten einen mRNA-Strang, der den Code für ein Oberflächenprotein des SARS-CoV-2-Virus (einen sogenannten »Spike«) enthält. Dieser Spike bindet an spezifische Andockstellen (den ACE2-Rezeptoren) auf der Zellmembran einer Zielzelle, die notwendig sind, um den Eintritt des Virus und schließlich eine Infektion einzuleiten. Daher können Antikörper, die gegen das Spike-Protein gerichtet sind, die Bindung des Virus an Zellen und damit seine Infektiosität verhindern.

Abb. 2. Schematische Darstellung, wie ein COVID-19-Impfstoff eine Reaktion des Immunsystems auslöst

Die mRNA-Impfstoffe enthalten einen mRNA-Strang mit Spike-Protein-Information. Dieser ist eingekapselt in Lipid-Nanopartikel (LNPs), die den Transport der RNA durch die Zellmembran ermöglichen und sie gleichzeitig vor dem Abbau durch zelluläre Enzyme schützen. Bei der Injektion gelangt die mRNA eines Impfstoffs in die Zellen. Ribosomen übersetzen sie anschließend in das virale Protein und produzieren mehrere Kopien, die auf der Zelloberfläche dargestellt werden. Das körpereigene Immunsystem erkennt dieses virale Spike-Protein als fremd und entwickelt Antikörper und andere Immunabwehrmittel, um es zu bekämpfen.

Die Impfstoffe von Pfizer und Moderna verwenden sogenannte ›nicht-replizierende mRNA‹, die neben dem Code für das Spike-Protein zusätzliche Sequenzen an beiden Enden aufweisen, um eine ordentliche RNA-Verarbeitung gewährleisten. Nach Angaben der Hersteller wird die mRNA, sobald das virale Antigen produziert ist, abgebaut und gelöscht.

Es befinden sich auch andere Arten von RNA-Impfstoffen in der Entwicklung, wie z. B. die sogenannte selbstreplizierende mRNA. Bei diesen Impfstoffen ist der Erreger-mRNA-Strang mit einer zusätzlichen viralen Replikationsmaschinerie verpackt, die es den Wirtszellen ermöglicht, die virale RNA zu vervielfältigen und eine beträchtliche Menge viraler Proteine zu produzieren. Das bedeutet, dass aus einer kleineren Menge Impfstoff größere Mengen des Antigens hergestellt werden, was zu einer robusteren Immunantwort führt.

Was enthalten die COVID-19 mRNA-Impfstoffe?

Jede Dosis des Produkts von Pfizer enthält 30 Mikrogramm Impfstoff. Moderna produziert eine viel größere Dosis des Impfstoffs (100 Mikrogramm), ohne aber deswegen bessere Ergebnisse zu liefern. Auf Wunsch der US-Regierung hat Moderna seinen Impfstoff getestet, um festzustellen, ob die Dosierung gesenkt werden kann, ohne den Schutz zu beeinträchtigen.

Abb. 3. Verschiedene Arten von mRNA-basierten Impfstoffen

Nach Angaben von Moderna enthält ihr COVID-19-Impfstoff die folgenden Inhaltsstoffe: Boten-Ribonukleinsäure (mRNA), Lipide (SM-102, Polyethylenglykol [PEG] 2000, Dimyristoylglycerin [DMG], Cholesterin, 1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholin [DSPC]), Tromethamin, Tromethaminhydrochlorid, Essigsäure, Natriumacetat und Saccharose.

Neben dem mRNA-Molekül enthält der Impfstoff von Pfizer auch Lipidkomponenten ((4-Hydroxybutyl)azandiyl)bis(hexan-6,1-diyl)bis(2-hexyldecanoat), 2-[(Polyethylenglykol)-2000]-N,N-ditetradecylacetamid, 1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholin, Cholesterin)); Salze (Kaliumchlorid, einbasiges Kaliumphosphat, Natriumchlorid, zweibasiges Natriumphosphat-Dihydrat); und basischer Haushaltszucker, damit die Impfstoffmoleküle beim Einfrieren ihre Form behalten.

RNA-Impfstoffe müssen, wie herkömmliche Impfstoffe, eingefroren oder gekühlt werden. Dies erschwert ihren Vertrieb. Der Impfstoff von Pfizer muss in einem ultrakalten Gefrierschrank bei Temperaturen zwischen -80 ºC und -60 ºC gelagert werden, in dem er seine Aktivität bis zu 6 Monate beibehält. Nach neueren Angaben kann dieser Impfstoff auch bei Standard-Gefriertemperaturen von -25 °C bis -15 °C für insgesamt zwei Wochen oder bei normalen Kühlschrankbedingungen für bis zu 5 Tage gelagert werden.

Die Moderna-Impfstoffe sind einfacher zu transportieren und zu lagern, da sie bei normaler Kühlschranktemperatur bis zu 30 Tage und im Gefrierschrank bis zu sechs Monate aufbewahrt werden können.

Funktionsweise DNA-basierter Impfstoffe

Die Impfstoffe von Johnson & Johnson und AstraZeneca verwenden einen unterschiedlichen Ansatz, der als viraler vektorisierter Impfstoff bekannt ist. Virale Vektoren, wie das modifizierte Schimpansen-Adenovirus (ChAdOx1) im AstraZeneca Impfstoff und das Menschen-Adenovirus (AD26) im Impfstoff von Johnson & Johnson, stammen aus einer großen Familie von Viren, von denen einige die Erkältung verursachen. Die Adenovirus-DNA, welche mit dem genetischen Code (DNA) fürs SARS-CoV-2-Spike-Protein verbunden ist, wird benutzt, um virale Proteininformation in den Zellkern einzubauen. Die Zellen verwenden diesen Code, um virale Spike-mRNA und schließlich Spike-Proteine herzustellen. In dem komplexen Prozess der Präsentation von SARS-CoV-2-Spike-Protein durch die Zellen wird das virale Protein vom Immunsystem unseres Körpers als fremd erkannt und löst so eine Immunantwort aus.

Die Forscher glauben, dass einem durchschnittlich großen Menschen höhere DNA-Mengen im Bereich von 5 bis 20 mg injiziert werden müssten, um die Immunogenität von DNA-basierten Impfstoffen zu erhöhen. Die Impfstoffe von Johnson & Johnson und AstraZeneca sind Einzeldosis-Produkte. Johnson & Johnson testet auch ein Zweifach-Impfschema, bei dem die Impfungen im Abstand von acht Wochen verabreicht werden. Die Ergebnisse dieser Studie mit 30.000 Personen werden nicht vor Mai 2021 erwartet.

Der DNA-basierte COVID-19-Impfstoff von Johnson & Johnson enthält die folgenden Inhaltsstoffe: rekombinante, replikationsinkompetente DNA des Adenovirus Typ 26, die das SARS-CoV-2-Spike-Protein exprimiert; Zitronensäure-Monohydrat; Trinatriumcitrat-Dihydrat; Ethanol; 2-Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin (HBCD); Polysorbat-80; Natriumchlorid.

Abb. 4. Funktionsweise von DNA-Impfstoffen

Der COVID-19-Einzelimpfstoff von Johnson & Johnson bleibt bei -20 °C schätzungsweise zwei Jahre lang stabil, unter herkömmlicher Kühlung bei Temperaturen von 2 bis 8 °C maximal drei Monate. Gearbeitet wird an der zuverlässigen Herstellung von Impfstoffen, die für den Einsatz in Ländern mit begrenzten oder fehlenden Kühlkapazitäten besser geeignet sind.

Eine weitere Herausforderung bei DNA-basierten Impfstoffen ist die Optimierung der genetischen Übertragung (Transfektion), die durch Einbeziehung verschiedener Parameter wie z. B. eines hybriden viralen/eukaryotischen Promotors oder die Optimierung der Antigen-Codons erreicht werden kann.

Ein spürbarer Fortschritt bei der Verwendung dieser Art von Impfstoffen beim Menschen wurde dadurch jedoch keineswegs aufgehalten, und diese werden in verschiedenen klinischen Studien getestet.

Impfstoff-Zulassungsverfahren

Die aktuellen COVID-19-Impfstoffe wurden von der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde FDA (Food and Drug Administration) nicht zugelassen oder lizenziert, sondern nur für den Notfalleinsatz zur Vermeidung der Coronavirus-Erkrankung 2019 (COVID-19) bei Personen ab 18 Jahren genehmigt.

Diese Impfstoffe haben nicht die gleiche Art von Überprüfung durchlaufen wie ein von der FDA zugelassenes oder freigegebenes Produkt. Die Notfallzulassung ist zulässig, wenn bestimmte Kriterien erfüllt sind, zu denen gehört, dass es keine angemessenen, zugelassenen und verfügbaren Alternativen gibt. Darüber hinaus basiert die Entscheidung der FDA auf der Gesamtheit der verfügbaren wissenschaftlichen Evidenz, die anzeigt, dass das Produkt zur Vormeidung von COVID-19 während der COVID-19-Pandemie wirksam sein kann und dass der bekannte und potentielle Nutzen des Produkts die bekannten und potentiellen Risiken überwiegt. Alle diese Kriterien müssen erfüllt sein, damit das Produkt während der COVID-19-Pandemie eingesetzt werden kann. Derzeit gibt es keinen von der FDA zugelassenen Impfstoff zur Vorbeugung von COVID-19.

Die Notfallzulassung für den Janssen COVID-19-Impfstoff gilt für die Dauer der COVID-19-Erklärung, die die Nutzung dieser Produkte für den Notfall rechtfertigt, sofern sie nicht aufgehoben oder widerrufen wird (danach dürfen die Produkte nicht mehr verwendet werden).

Wie wirksam sind COVID-19-Impfstoffe in einer Bevölkerungsgruppe?

Der Begriff »Wirksamkeit« bezieht sich auf die Leistungsfähigkeit des Impfstoffs unter idealen und kontrollierten Bedingungen, wie z. B. in klinischen Studien. Der Begriff »Effektivität« bezieht sich auf die Leistungsfähigkeit des Impfstoffs in realen Situationen.

Basierend auf klinischen Studien behaupten die Hersteller sowohl der RNA- als auch der DNA-basierten Impfstoffe eine hohe Wirksamkeit bei der Prävention von COVID-19-Infektionen (ca. 90 %) bei Personen ab 16 Jahren. Eine kürzlich in Israel durchgeführte große Beobachtungsstudie schätzt, dass der COVID-19-Impfstoff von Pfizer 14 bis 20 Tage nach der ersten Dosis zu 46 % und 7 Tage nach der zweiten Dosis zu 92 % wirksam ist, eine Infektion zu verhindern. Die gebündelten Ergebnisse aus Studien mit dem Impfstoff von AstraZeneca geben – 14 Tage nach der zweiten Dosis – eine Gesamtwirksamkeit des Impfstoffs von 66,7 % gegen symptomatisches COVID-19 an.

Es gibt keine Hinweise darauf, dass einer der aktuellen COVID-19-Impfstoffe die Ansteckung von Menschen vollständig verhindern oder signifikant verringern kann, oder dass sie die Übertragung des Virus verhindern, wenn geimpfte Personen infiziert werden. Erste Anzeichen deuten darauf hin, dass in einigen Fällen Menschen, wenn sie nach einer vollständigen Impfung infiziert werden, einen milderen Krankheitsverlauf haben, als es sonst der Fall gewesen wäre.

Frühere beobachtete Geschlechtsunterschiede in der Immunantwort und im Hormonstatus legen nahe, dass Impfstoffe und Therapien, die die T-Zell-Immunantwort auf SARS-CoV-2 erhöhen, für männliche Patienten geeignet sein könnten, während solche, die die angeborene Immunaktivierung im Frühstadium der Krankheit dämpfen, für Frauen geeignet sind (Takahashi T et al, 2020).

Wie wirksam sind COVID-19-Impfstoffe gegen mutierte Formen des Coronavirus?

Seit dem Beginn der Pandemie gibt das Auftreten von SARS-CoV-2-Mutanten Anlass zur Sorge. Dieser Evolutionsprozess ist kontinuierlich und erlaubt es dem Virus, schnell Veränderungen zu erlangen, die dessen Ausbreitung effizienter werden lassen. Jede Veränderung, die den Abkömmlingen des Virus einen Wachstumsvorteil verschafft, wird begünstigt und beginnt, dem Ursprungsvirus den Rang abzulaufen. Daher ist es wichtig, Viren auf neue Mutationen hin zu überwachen, die sie tödlicher, übertragbarer oder beides machen könnten.

Bereits im Februar 2020 wurde eine Veränderung im Spike-Protein von SARS-CoV-2 entdeckt und als D614G-Variante bezeichnet (Korber B et al., 2020). Vier Monate später war diese Variante – mit erhöhter Infektiosität, aber immer noch mit einer vergleichbaren Krankheitsschwere wie der Wildtyp-Stamm – weltweit prominent geworden. In jüngerer Zeit ist eine weitere, besser übertragbare Stammvariante (B.1.1.7.) in Großbritannien aufgetaucht. Die Variante B.1.1.7. hat 17 Mutationen, von denen 8 im Spike-Protein liegen. Eine der Spike-Mutationen, N501Y, wurde auch bei einer anderen Variante des Virus gefunden, die in Südafrika isoliert wurde (Reardon S, 2020). Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Berichts deuten die neuen Erkenntnisse darauf hin, dass einige dieser neuen Varianten sowohl die natürliche als auch die impfstoffinduzierte Immunität umgehen können, wenn sie im Reagenzglas getestet werden. Ob und in welchem Ausmaß dies zu einer verminderten Wirksamkeit des Impfstoffs führen kann, muss noch vollständig geklärt werden (Callaway E, 2021).

Aktuelle COVID-19-Impfstoffe veranlassen das Immunsystem zur Produktion von Antikörpern, die das Spike-Protein auf dem Virus, welches für die Bindung an ACE2-Rezeptoren und das Eindringen in menschliche Zellen unerlässlich ist, erkennen und angreifen. Bei mehrfachen Veränderungen in der Spike-Protein-Sequenz erzeugen Impfstoffe, die für den ursprünglichen Virusstamm entwickelt wurden, möglicherweise keine starke Immunreaktion mehr gegen neue Virusvarianten.

Der Nachweis neuer Mutationen ist eine logistische Herausforderung, da er die Sequenzierung von Viren aus den Proben infizierter Patienten erfordert, um Varianten nachzuweisen. Die derzeitige Effizienz bei der Erkennung von Virus-Mutationen ist unzureichend. Obwohl die USA die höchste Anzahl an Infektionen aufweisen, liegen sie bei der Sequenzierung hinsichtlich des Vorhandenseins von Coronavirus-Mutanten auf Platz 43. Südafrika liegt auf Platz 42. Deutlich besser da steht Großbritannien, das mit einem Anteil von 17 % der auf eventuelle Mutationen getesteten Patientenproben auf Platz 8 liegt. Die führenden Nationen sind in dieser Hinsicht Australien und Neuseeland.

Sicherheitsaspekte von Covid-19-Impfstoffen: Bekannte, bekannte Unbekannte und unbekannte Unbekannte

Da die Öffentlichkeit erst seit wenigen Monaten der COVID-19-Impfung ausgesetzt ist, sind langzeitige Nebenwirkungen noch nicht vollständig bekannt. Von den Herstellern wird nicht eindeutig erklärt, wie lange die Spike-Protein-Produktion nach der Impfung anhält. Die dauerhafte Belastung des Immunsystems durch virales Spike-Protein kann das Risiko einer Autoimmunreaktion erhöhen. Die durchgeführten klinischen Studien sowie öffentliche Impfungen konnten bisher nur gesundheitliche Probleme aufdecken, die sich innerhalb kurzer Zeit entwickelten. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels haben jedoch die Regierungen von Dänemark, Italien und Österreich die Verwendung des Impfstoffs von AstraZeneca ausgesetzt, nachdem Berichte über tödliche Blutgerinnsel bei geimpften Patienten sowie über einen Todesfall und eine Erkrankung bei Geimpften bekannt wurden. Zu diesen Ländern gesellen sich Estland, Litauen, Luxemburg, Island und Lettland, die ebenfalls Impfstoffe dieses Herstellers aussetzen. Natürlich werden solche Vorfälle energisch als zufällig abgestritten und von den Impfstoffherstellern bekämpft, um ihre Aktienkurse und Einnahmen zu verteidigen.

  •  Bekannte kurzfristige Nebenwirkungen

Die bisher am häufigsten berichteten Nebenwirkungen des Impfstoffs von Pfizer, die typischerweise mehrere Tage andauern, waren Schmerzen an der Einstichstelle, Müdigkeit, Kopfschmerzen, Muskelschmerzen, Schüttelfrost, Gelenkschmerzen und Fieber. Diese Nebenwirkungen traten vermehrt (bei etwa 20-40 % der Personen) nach der zweiten Dosis auf. Gemäß den bei der FDA eingereichten Berichten verzeichneten etwa 31 % der Personen im Alter zwischen 18 und 55 Jahren, die die zweite Dosis des Impfstoffs von Pfizer erhielten, Fieber. Beim Moderna-Impfstoff berichtete etwa 1 % der Personen im Alter von 18 bis 64 Jahren über Fieber nach der ersten Dosis, während 17 % angaben, nach der zweiten Dosis Fieber bekommen zu haben.

Nebenwirkungen sind bei jüngeren Menschen typischerweise ausgeprägter als bei älteren Menschen, wahrscheinlich weil ihr Immunsystem mehr Widerstand leistet.

Die neuesten Daten der US-amerikanischen Seuchenschutzbehörde Centers for Disease Control and Prevention (CDC) zeigen, dass schwerwiegende Nebenwirkungen, wie z. B. anaphylaktische allergische Reaktionen, mit einer Rate von etwa 2,5 Fällen pro einer Million verabreichter Dosen des Moderna-Impfstoffs und 4,7 Fällen pro einer Million Dosen des Pfizer-Produkts auftreten. Viele der Personen, die eine Anaphylaxie entwickelt haben, haben eine Vorgeschichte schwerer Allergien, wobei einige schon früher Anaphylaxie-Episoden aufwiesen.

Schwerwiegende Reaktionen, wenn auch nur vorübergehend, scheinen bei COVID-19-Impfungen häufiger aufzutreten als bei anderen Impfungen – mehr als 80 % der Personen, die den Moderna-Impfstoff in klinischen Studien erhielten, hatten irgendeine Art von systemischer Reaktion auf die Impfung, mit Anfällen von Müdigkeit, Muskelschmerzen und anderen Problemen, die sich oft als vorübergehend beeinträchtigend erwiesen.

Verunreinigungen, die aus dem Herstellungsprozess des Impfstoffs und dem Darreichungssystem mit Nanopartikeln stammen, gelten als zwei der Hauptquellen für unerwünschte Reaktionen. Aus diesen Gründen verabreichen Impfstoffhersteller oft niedrigere Dosen, um die Exposition einer Person gegenüber diesen Einflüssen zu begrenzen. Bei mRNA-Impfstoffen bedeuten niedrigere Dosen jedoch eine geringere Wirksamkeit.

  •  Mögliche Langzeit-Nebenwirkungen von Gen-Impfstoffen: Bekannte Unbekannte

Potentielle Risiken im Zusammenhang mit mRNA-basierten Impfstoffen. Der mRNA-Strang im Impfstoff kann Immunreaktionen auslösen, die lokale und systemische Entzündungen, Autoimmunreaktionen durch Stimulation autoreaktiver Antikörper, die biologische Verteilung und das Verbleiben des exprimierten Immunogens sowie potentielle toxische Effekte von nicht-nativen Nukleotiden und Komponenten des Trägersystems umfassen können. Ein mögliches Sicherheitsrisiko könnte sein, dass einige mRNA-basierte Impfstoffträgersysteme starke Typ-I-Interferon-Reaktionen hervorrufen (Pepini, T. et al. 2017), die nicht nur mit Entzündungen in Verbindung gebracht wurden, sondern potentiell auch mit Autoimmunität (Theofilopoulos A. N. et al. 2005, Nestle F. O. et al. 2005).

Ein weiteres potentielles Sicherheitsproblem könnte sich aus dem Vorhandensein von extrazellulärer RNA während der mRNA-Impfung ergeben. Es hat sich gezeigt, dass freie RNA außerhalb der Zellen die Permeabilität von dicht gepackten Endothelzellen erhöht und somit zu Ödemen beitragen kann (Fischer S. et al. 2007).

Eine andere Studie zeigte, dass extrazelluläre RNA die Blutgerinnung und pathologische Thrombusbildung fördert (Kannemeier C. et al. 2007). Dies würde den kürzlich berichteten Fall eines tödlichen Blutgerinnsels mit dem Impfstoff von AstraZeneca bestätigen.

Beachtet werden sollte auch, dass Patienten, die mit schweren Symptomen auf die Infektion reagieren, ein höheres Risiko haben könnten für unerwünschte Impfstoff-Reaktionen (z. B. Zytokinsturm), die durch fremde mRNA-Stränge provoziert werden könnten.

Umgekehrt könnte bei Personen mit einer asymptomatischen Präsentation die erhoffte Wirksamkeit des Impfstoffs ausbleiben. Daher sollten die genetischen Marker, welche als Vorhersageparameter für den Schweregrad von COVID-19 erkannt wurden, bei der Entwicklung und Verabreichung von Impfstoffen berücksichtigt werden.

Mögliche Risiken DNA-basierter Impfstoffe. Viele Aspekte der durch DNA-Impfstoffe erzeugten Immunantwort sind noch unverstanden. Diese Technik birgt das Risiko, Gene zu beeinträchtigen, die das Zellwachstum steuern, wenn der Vektor in einen kritischen Abschnitt des Wirts-DNA-Codes eingebaut wird, was schwerwiegende Folgen nach sich ziehen kann.

Andere gravierende Sicherheitsbedenken bei DNA-basierten Impfstoffen betreffen die Gefahr der Induktion einer Antikörperproduktion gegen die DNA (was zu Autoimmunerkrankungen führen kann), die Entwicklung einer Toleranz gegenüber dem in die DNA eingebrachten viralen Protein (Antigen) sowie die negativen gesundheitlichen Auswirkungen neuartiger molekularer Wirkverstärker.

Weitere Sicherheitsbedenken betreffen die Möglichkeit der Ausbreitung von genetischem Material in die Umwelt durch die potentielle Veränderung der natürlichen Mikrobiota mit nur wenigen Exemplaren des vollständigen oder fragmentierten Plasmids.

Sonstige Risikobedenken. Da die COVID-19-Impfstoffe ohne umfangreiche Langzeitsicherheitstests eingeführt wurden, können unvorhergesehene Risiken nicht ausgeschlossen werden. Beispiele sind unter anderem die folgenden:

  • Die Risiken der Induzierung prionenbasierter Krankheiten durch die Aktivierung von intrinsischen Proteinen zur Bildung von Prionen. Diese fehlgefalteten Proteine verursachen mehrere tödliche und übertragbare neurodegenerative Krankheiten, einschließlich des Rinderwahnsinns und der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit beim Menschen. Prionen werden auch mit der Alzheimer-Krankheit und der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) in Verbindung gebracht. Ein Bericht, der aus den Labors des Human Microbiology Institute in New York stammt und von der Pharmafirma Johnson & Johnson finanziert wurde, weist auf das Vorhandensein von prionenverwandten Sequenzen im COVID-19-Spike hin, die in anderen Coronaviren nicht gefunden wurden. Angenommen wird, dass diese Sequenzen im Code des Spike-Proteins in mRNA- oder DNA-Impfstoffen enthalten sein könnten.
  • Es gibt keine öffentlich zugänglichen Daten darüber, wie lange die virale RNA bei einem Impfstoffempfänger translatiert wird und wie lange das Spike-Protein auf einer Wirtszelle vorhanden sein wird. Dieses neuartige Spike-Protein kann ein Rezeptor für andere, noch unbekannte Infektionserreger werden. Es kann auch in die äußere Umgebung der Zelle abgegeben werden, mit unvorhersehbaren Folgen.
  • Einige Forscher befürchten, dass die genetische Vielfalt beeinträchtigt werden könnte, wenn ein identisches virales Spike-Protein auf den Zellen aller Menschen der Weltbevölkerung platziert wird. Dies würde einen identischen potentiellen Rezeptor schaffen, der von anderen, noch unbekannten Infektionserregern angegriffen werden könnte. In einer solchen Situation wäre jeder in der Population potentiell anfällig für die Bindung von Krankheitserregern mit demselben Erreger geworden.

Unerwünschte Nebenwirkungen von Gen-Impfstoffen: ungewisse Unbekannte.  Zusätzlich zu den allgemein beobachteten Nebenwirkungen, den Risiken allergischer Reaktionen und anderen vorhersehbaren Risiken können wir nicht ausschließen, dass andere schwerwiegende und unerwartete Wirkungen Jahre später auftreten, nachdem Hunderte von Millionen Menschen unterschiedlichen/r Alters, Ethnien und Gesundheitszuständen den COVID-19-Impfstoffen ausgesetzt waren. Die Erfassung dieser Ereignisse und ihre Zuordnung zur Impfung stellen eine echte logistische Herausforderung dar. Diese experimentelle Technologie erfordert daher eine effektive Überwachung nach der Markteinführung.

Diese Übersicht stellt den ersten Teil einer Reihe von Themen im Zusammenhang mit COVID-19-Impfstoffen dar. Im nächsten Teil, der in Kürze erscheint, wird die Rolle von Mikronährstoffen als wirksame erste Abwehr gegen Infektionen und ihre Rolle als natürliche »Impfstoffe« und Immunsystemverstärker diskutiert.

References

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Fischer, S. et al. Extracellular RNA mediates endothelial-cell permeability via vascular endothelial growth factor. Blood 2007; 110, 2457–2465.

Kannemeier, C. et al. Extracellular RNA constitutes a natural procoagulant cofactor in blood coagulation. Proc. Natl Acad. Sci. USA 2007; 104, 6388–6393

Korber B, Fischer WM, Gnanakaran S, et al. Tracking changes in SARS‐CoV‐2 spike: evidence that D614G increases infectivity of the COVID‐19 Virus. Cell. 2020;182(4):812‐827.

Nestle, F. O. et al. Plasmacytoid predendritic cells initiate psoriasis through interferon-α production. J. Exp. Med. 2005; 202, 135

Pepini, T. et al. Induction of an IFN-mediated antiviral response by a self-amplifying RNA vaccine: implications for vaccine design. J. Immunol. 2017;198, 4012–4024.

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