Experten erklären: Wie funktionieren Covid-19-Impfstoffe und helfen sie?

Covid-19-Impfstoff: Fünf Tage nach dem indischen Massenimpfprogramm gibt es einige Bedenken hinsichtlich des Impfstoffs. In diesem entscheidenden Moment im Kampf gegen die neuartige Coronavirus-Pandemie befassen sich zwei der bedeutendsten Impfstoffwissenschaftler des Landes mit einigen alten und neuen Fragen.

Gesundheitspersonal an vorderster Front erhalten am 16. Januar 2021 im NRS Medical College Hospital in Kolkata Covid-19-Impfstoffe. (Express-Foto: Partha Paul)

Fünf Tage ist es her, dass Indien mit der Impfung gegen das neuartige Coronavirus begonnen hat. Mehr als 7 Lakh Menschen haben einen der beiden von der Aufsichtsbehörde zugelassenen Impfstoffe erhalten. Aber einige Leute, darunter einige Ärzte und andere Mitarbeiter des Gesundheitswesens, sind weiterhin zögerlich. Dies hat zu Bedenken hinsichtlich des „Impfstoffzögernisses“ geführt.

Impfstoffe sind ein Produkt der Wissenschaft. Wenn die wissenschaftliche Methode und der wissenschaftliche Prozess auf der Grundlage von Daten und Beweisen gewissenhaft befolgt werden, sollte es wenig Raum für Zweifel geben. Dies ist ein guter Zeitpunkt, um einige der üblichen Fragen zu Impfstoffen noch einmal zu prüfen und neue Fragen zu beantworten, die auftauchen.

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Wie wirken Impfstoffe; und helfen sie?

Ein Impfstoff ist eine Substanz, die dem Krankheitserreger (Erreger, in diesem Fall Coronavirus genannt) ähnelt, das Immunsystem des Körpers trainiert und ein „Gedächtnis“ erzeugt. Wenn sich der Erreger in Zukunft infiziert, wird dieses Gedächtnis schnell eingesetzt, um es zu zerstören und Krankheiten vorzubeugen.

Es gibt Hinweise darauf, dass die Inzidenz einer Infektionskrankheit nach dem Einsatz von Impfstoffen gegen sie rapide zurückgeht; Mehrere menschliche Krankheiten sind jetzt durch Impfungen vermeidbar. Neben der Ausrottung der Pocken und der Beinahe-Ausrottung von Polio haben Impfstoffe zur Vorbeugung von über 20 anderen lebensbedrohlichen Krankheiten geführt und jährlich schätzungsweise 2-3 Millionen Todesfälle vermieden. Indiens universelles Impfprogramm, eines der größten der Welt, impft jedes Jahr etwa 26 Millionen Kinder. Es wird geschätzt, dass jeder Dollar, der für Impfstoffe für Kinder ausgegeben wird, die Wirtschaft um 44 USD erhöht, indem sichergestellt wird, dass Kinder zu gesunden Erwachsenen heranwachsen.

Shahid Jameel, einer der bekanntesten Virologen Indiens, ist derzeit Direktor der Trivedi School of Biosciences an der Ashoka University. Zuvor arbeitete er für das in Delhi ansässige International Center for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB) und war Chief Executive der Wellcome Trust/DBT Alliance, die Gesundheitsforschung finanziert. Virander Singh Chauhan ist ein ehemaliger Direktor von ICGEB. Er ist vor allem für seine Bemühungen um die Entwicklung eines Impfstoffs gegen Malaria bekannt.

Die Entwicklung von Impfstoffen dauert lange. Wie konnten die Covid-19-Impfstoffe so schnell fertig sein?

Die Entwicklung eines Impfstoffs kann tatsächlich mehrere Jahre dauern. Nachdem ein Proof of Concept in Forschungslabors erstellt wurde, werden kontrollierte Herstellungsverfahren entwickelt, um stabile und hochreine Produkte herzustellen, die an Tieren und dann am Menschen auf Sicherheit und Wirksamkeit getestet werden. Klinische Studien am Menschen werden in drei Phasen durchgeführt, um konkrete Antworten zu finden.

Phase 1:wird bei typischerweise 20-100 gesunden Freiwilligen durchgeführt, um zu sehen, ob der Impfstoff sicher ist, ob er zu wirken scheint, ob ernsthafte Nebenwirkungen auftreten und ob diese mit der Höhe der Dosis zusammenhängen.

Phase 2:verwendet mehrere hundert Freiwillige, um die häufigsten kurzfristigen Nebenwirkungen zu bestimmen und zu bestimmen, wie gut das Immunsystem auf den Impfstoff reagiert – die sogenannte „Immunogenität“.

Phase 3:umfasst Tausende von Freiwilligen auf verblindete Weise, um diejenigen, die den Impfstoff erhalten, mit denen zu vergleichen, die dies nicht tun (sie erhalten ein Placebo oder einen Schnuller), um die Sicherheit, schwerwiegende Nebenwirkungen, falls vorhanden, und vor allem, ob der Impfstoff vorliegt, erneut zu bestätigen wirksam bei der Vorbeugung von Infektionen und/oder Krankheiten.

Im vorliegenden Fall wurden Impfstoffe gegen Covid-19 innerhalb eines Jahres fertig gestellt. Derzeit befinden sich 68 Covid-19-Impfstoffe in klinischen Studien am Menschen, von denen 20 die Phase-3-Tests erreicht haben, acht eine eingeschränkte oder Notfallzulassung erhalten haben und zwei für den vollständigen Einsatz zugelassen wurden.

Es gibt mehrere Gründe, warum Covid-19-Impfstoffe so schnell entwickelt wurden. Wissenschaftliche Informationen wurden offen geteilt, und es half, dass das Virus den SARS-CoV-1- und MERS-Viren ähnlich war, an denen bereits beträchtliche Arbeit geleistet wurde. Es dauerte nur 63 Tage ab Verfügbarkeit der Genomsequenz (am 11. Januar 2020), bis der Moderna-mRNA-1273-Impfstoff in die Phase-1-Studie in den USA eintrat.

Die Aufsichtsbehörden haben auch parallele Phasen klinischer Tests und Datenüberprüfungen zugelassen, um den Prozess zu beschleunigen. Große Investitionen der Regierungen und innovative Finanzierungsmodelle ermöglichten es Pharmaunternehmen, an der Entwicklung des Impfstoffs zu arbeiten, ohne das gesamte finanzielle Risiko übernehmen zu müssen.

Ein weiterer entscheidender Grund war die Nutzung aller verfügbaren Impfstoffplattformen zur Herstellung eines Covid-19-Impfstoffs, einschließlich solcher, die bisher keinen Impfstoff für den Menschen hergestellt hatten. Die Impfstoffe von Pfizer/BioNTech und Moderna liefern beide direkt ein mRNA-Fragment in menschliche Zellen, um das virale Spike-Protein zu produzieren, das die antivirale Immunität erhöht. Diese Technologie war für Anti-Krebs-Impfstoffe seit etwa einem Jahrzehnt in Entwicklung.

Ebenso waren nicht-replizierende virale Vektoren seit Jahren in der Entwicklung. Ein experimenteller Ebola-Impfstoff auf Adenovirus-Basis wurde während des Ebola-Ausbruchs 2014-16 verwendet, um etwa 60.000 Menschen in Westafrika zu impfen. Forscher der Universität Oxford im Vereinigten Königreich hatten die Schimpansen-Adenovirus-Plattform für mehrere experimentelle Impfstoffe verwendet, die schnell zur Entwicklung eines Covid-19-Impfstoffs umfunktioniert wurden. Schließlich sind Impfstoffe auf Basis inaktivierter Viren eine bewährte Methode, die beim ICMR/Bharat Biotech-Impfstoff sowie bei mindestens drei Impfstoffen aus China verwendet wurde.

Es ist wichtig, auch die Einschränkungen jeder Plattform zu verstehen. Die mRNA ist ein fragiles Molekül, das geschützt werden muss, einschließlich der Tiefkühllagerung, was die Rollout-Logistik erschwert. Virus-Vektor-Impfstoffe sind stabiler (2 bis 8 °C Lagerung), aber derselbe Vektor kann nicht für eine andere Krankheit bei derselben Person verwendet werden, da eine Anti-Vektor-Immunität ihn wirkungslos macht. Obwohl inaktivierte virale Impfstoffe im Allgemeinen sicher sind, wurden ähnliche Impfstoffe gegen das Respiratory-Syncytial-Virus und Masern zurückgezogen, da sie die Krankheit verschlimmerten.

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Wurden die Covid-19-Impfstoffe vorzeitig zugelassen?

Die Pandemie bietet eine einzigartige Gelegenheit, den Zeitplan für die Impfstoffentwicklung zu verkürzen, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Die Aufsichtsbehörden haben sich auf die Notfallgenehmigung (Emergency Use Authorization, EUA) berufen, einen Mechanismus zur Erleichterung der Verfügbarkeit von Impfstoffen bei Notfällen im Bereich der öffentlichen Gesundheit. Die EUA geht keine Kompromisse bei der Sicherheit ein und beinhaltet eine Überprüfung aller Phase-1- und Phase-2-Daten und bis zu zwei Monate (für die US-amerikanische FDA) oder 70 Tage (für die Europäische Arzneimittel-Agentur) der Phase-3-Follow-up, einschließlich einer Zwischenanalyse für Wirksamkeit. Es ermöglicht den Einsatz von Impfstoffen im Notfall in Gruppen, die einem hohen Infektions-, Morbiditäts- und Mortalitätsrisiko ausgesetzt sind.

In Indien führte die Zulassung von Covaxin von Bharat Biotech im klinischen Studienmodus zu einiger Verwirrung. Es wurde auch als Backup-Impfstoff beschrieben, was für einige darauf hindeuten könnte, dass er dem anderen Impfstoff irgendwie unterlegen war. Wie oben bereits erwähnt, basiert Covaxin auf einer bewährten Technologie, die es höchstwahrscheinlich sehr sicher macht.

EUA für Medikamente und Impfstoffe sind legitime Methoden zur Bewältigung eines medizinischen Notfalls, aber die Art und Weise, wie dieses Problem in Indien kommuniziert wurde, ließ zu wünschen übrig.

Funktionieren die Impfstoffe gegen unterschiedliche Viren?

Obwohl Coronaviren langsamer mutieren als andere RNA-Viren, sind in Großbritannien, Südafrika und Brasilien unabhängig voneinander neue Varianten aufgetaucht, die sich inzwischen in über 50 Ländern, darunter Indien, verbreitet haben. Diese Viren weisen wichtige Veränderungen im Spike-Protein auf, die es ihnen ermöglichen, sich besser an Zellen anzuheften und in diese einzudringen. Sie vermehren und übertragen effizienter, schätzungsweise 30 bis 70 % effizienter für die britische Variante.

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Eine Schlüsselmutation namens N501Y findet sich in der Rezeptorbindungsdomäne des Spike-Proteins, die auch das Ziel von virusneutralisierenden Antikörpern ist. Während in mehreren Labors daran gearbeitet wird, dies direkt zu testen, zeigen einige frühe Daten, dass Viren mit oder ohne diese Mutation durch das Blutserum genesener Covid-19-Patienten gleich gut neutralisiert werden.

Variantenviren kommen nicht immer von fremden Ufern. Sie können auch im Inneren auftauchen. Eine verstärkte genomische Überwachung infizierter Personen innerhalb des Landes wird frühzeitig davor warnen. Unsere Sequenzierungsdichte ist jedoch sehr gering, da nur etwa 5.000 Virussequenzen aus über 10 Millionen bestätigten Fällen in Indien verfügbar sind. Dies muss zunehmen, insbesondere jetzt, wo Impfstoffe eingesetzt werden, was zusätzlichen Mutationsdruck auf Viren ausüben würde.

Alle Fälle von Impfversagen – beispielsweise solche, die die Krankheit auch nach vollständiger Impfung bekommen – sollten darauf untersucht werden, welche Virusvarianten sie beinhalten und ob diese durch die Seren von genesenen Patienten und geimpften Personen neutralisiert werden können.

Sollen bereits Infizierte den Impfstoff einnehmen?

Es ist ratsam, den Impfstoff einzunehmen, da wir die Dauer des Schutzes nach einer natürlichen Infektion nicht vollständig verstehen. Die verfügbaren Daten deuten darauf hin, dass neutralisierende Antikörper in 3 bis 5 Monaten nachlassen, andere Arme der Immunantwort jedoch wahrscheinlich länger schützen. Wenn das Impfstoffangebot begrenzt ist, was in Indien unwahrscheinlich ist, können Menschen mit einer früheren Infektion ihre Impfung um einige Monate verschieben.

Dieser Artikel erschien erstmals am 21. Januar 2021 in der Printausgabe unter dem Titel „Wert von Impfstoffen“.

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