In den StartlöchernImpfstoffe gegen COVID-19 im Überblick

Noch nie wurden gegen einen neu aufgetretenen Krankheitserreger so schnell so viele und zum Teil völlig neuartige Impfstoffe entwickelt wie im Fall von SARS-CoV-2. Einige Vakzinen sind bereits regional auf Grundlage einer offiziellen oder einer Notfallzulassung im Einsatz. Ein Überblick über die Impfprinzipien und -kandidaten.

Die ersten Corona-Impfstoffe stehen kurz vor der Zulassung in Europa.

München. Seit Montagabend ist der erste Corona-Impfstoff von BioNTech/Pfizer unter dem Namen Comirnaty auch in der EU zugelassen. Die Vorbereitungen in den deutschen Bundesländern zum Impfbeginn direkt nach Weihnachten laufen auf Hochtouren.

Bereits viele weitere Corona-Vakzinen werden derzeit in Studien getestet und bereits für Anfang Januar wird die nächste Impfstoffzulassung anvisiert. Eine gute Übersicht zu den Impfstoffkandidaten auf Deutsch liefert die „Gelbe Liste“ online. Hilfreiche Links rund um die Impfung für Ärzte und Patienten hat “Der Hausarzt” im Kasten zusammengestellt.

Auch die Ständige Impfkommission am Robert Koch-Institut (STIKO) hat ihre Impfempfehlung publiziert und Bundesgesundheitsminister Jens Spahn (CDU) die Impfverordnung unterzeichnet.

Das Paul-Ehrlich-Institut (PEI) hat mit der Prüfung begonnen, ob die Lieferung der ersten Impfdosen des mRNA-Impfstoffs von BioNTech-Pfizer den Zulassungskriterien entsprechen. Am Dienstag (22.12.) hat es die ersten Chargen freigegeben.

Welche Impfstoffarten gibt es?

Die wichtigsten Ansätze sind derzeit:

  • Impfstoffe auf Basis von mRNA (Messenger-RNA, sog. genetische Impfstoffe)
  • Viren als Vektoren (z.B. Adenoviren)
  • Untereinheiten von Virusproteinen (Peptide)
  • inaktivierte Viren

Genannt werden nachfolgend nur Ansätze für Impfstoffe, die die Phase 3 der Prüfung erreicht haben. In früheren Entwicklungsstadien befinden sich unter anderem Impfstoffe, die nicht injiziert werden müssen, sondern nasal, oral oder transdermal (über eine Mikrokanüle) verabreicht werden. Wenn der Impfstoff in Kontakt mit Schleimhäuten kommt, hofft man, dass dadurch auch die Bildung schleimhautgebundener Antikörper angeregt wird und SARS-CoV-2 schon auf Schleimhäuten abgefangen werden könnte.

mRNA-Impfstoff

Bei mRNA-Impfstoffen wird kein Virusantigen verimpft, sondern die zugehörige Erbinformation in Form von mRNA. Man verabreicht sozusagen eine Bauanleitung, nach der der Körper selbst das Antigen produzieren kann. Die mRNA muss für die Injektion in Lipid-Nanopartikeln eingeschlossen werden, damit sie nicht schon abgebaut wird, bevor sie in die Muskelzellen gelangt.

Das anschließend in den Wirtszellen synthetisierte Virusprotein wird vom Immunsystem als Fremdeiweiß erkannt und löst damit die Bildung von Antikörpern und Abwehrzellen aus.

Dieses Prinzip ist mit zehn bis 15 Jahren Forschung dem PEI zufolge noch recht neu und daher bislang noch nicht für zugelassene Impfstoffe genutzt worden. Zu einigen laufe aber die Zulassung bei der Europäischen Arzneimittelagentur (EMA), etwa eine Tollwut-mRNA-Vakzine.

Ein Nachteil: Impfstoffe auf mRNA-Basis erfordern bislang mehr oder weniger großen logistischen Aufwand für die Kühlung.

Wichtig: Die Impfstoff-mRNA steuert wie körpereigene mRNA die Proteinsynthese an Ribosomen im Zytoplasma und wird danach rasch abgebaut. Das PEI weist unter Hinweis auf Gerüchte in Social Media darauf hin, dass keine Gefahr einer Integration von mRNA in das humane Genom bestehe. Dies sei aufgrund der unterschiedlichen chemischen Struktur nicht möglich.

Es gebe auch keinen Hinweis darauf, dass die von den Körperzellen nach der Impfung aufgenommene mRNA in DNA umgeschrieben werde. Das heißt, die mRNA wird nicht ins menschliche Erbgut aufgenommen, sondern der Körper baut die mRNA nach wenigen Tagen wieder ab, sodass dann auch kein Viruseiweiß mehr hergestellt wird.

Die beiden derzeit bekanntesten mRNA-basierten Impfstoffe sind Comirnaty von BioNTech-Pfizer und mRNA-1273 von Moderna. Beide nutzen genetischen Code für das Spikeprotein von SARS-CoV-2. Da der Körper damit lediglich diesen einen Teil des Coronavirus nachbaut, ist es laut dem Robert Koch-Institut (RKI) harmlos und der Impfstoff nicht infektiös.

Comirnaty war bereits in Kanada, Bahrein und Saudi-Arabien voll zugelassen, in Großbritannien und den USA hatte es eine Notfallzulassung erhalten. Am 21. Dezember hat nun auch die EU-Kommission eine bedingte Zulassung erteilt.

In den USA erhielt Moderna inzwischen für mRNA-1273 am 18. Dezember eine Notfallzulassung. Für Europa wird die Entscheidung der EMA für den 6. Januar erwartet.

Das deutsche Unternehmen CureVac hat am 14. Dezember für seinen mRNA-Impfstoff CVnCoV Studien der Phase 3 begonnen. CureVac kooperiert mit Tesla.

Viren als Vektoren

Dieses Prinzip wurde schon für andere Impfstoffe verwendet, zum Beispiel gegen das Ebolavirus. Als Vektor dienen Adenoviren, die nach einer genetischen Veränderung die Erbinformation für die Synthese des Spikeproteins von SARS-CoV-2 enthalten. AZD1222, der Impfstoff von Oxford-AstraZeneca, nutzt ein Adenovirus, das für Schimpansen spezifisch ist und sich im Menschen nicht vermehrt. Weitere Vektorimpfstoffe sind Ad26.COV2.S von Janssen-Cilag (gehört zu Johnson&Johnson) sowie der russische Impfstoff Sputnik V (vormals Gam-Covid-Vac) und der chinesische Impfstoff Ad5-nCov (CanSino).

Vektorimpfstoffe sind logistisch leichter zu handhaben als mRNA-Impfstoffe. Sie werden unter Einschränkungen bereits in China und Russland verwendet.

AZD1222 und Sputnik V müssen im Gegensatz zu den beiden anderen Vektorimpfstoffen zweimal im Abstand von 3 oder 4 Wochen injiziert werden. Verwendet man für beide Impfungen das gleiche Vektorvirus (wie bei AZD1222), spricht man von „homologem Boosting“. Werden unterschiedliche, aber ähnliche Vektoren genutzt (wie bei Sputnik V), handelt es sich um „heterologes Boosting“.

Mit heterologem Boosting will man vermeiden, dass der Körper nach der ersten Impfung Antikörper gegen den Vektor bildet, die bei der zweiten Impfung mit dem gleichen Vektorvirus den Vektor sofort abfangen und dadurch den Boostereffekt mindern oder gar aufheben könnten. Die Beobachtung, dass AZD1222 bei Probanden, die bei der ersten Impfung versehentlich nur die halbe Dosis bekommen hatten, eine deutlich höhere Schutzrate erzielte, könnte damit in Zusammenhang stehen. Allerdings war keiner der Empfänger der halben Erstdosis älter als 55 Jahre, was die höhere Wirksamkeit in dieser Gruppe (bei jüngeren Personen fällt die Immunantwort in der Regel stärker aus als bei älteren) zumindest teilweise erklären könnte.

Am 11. Dezember wurde angekündigt, dass die Entwickler des Oxford-AstraZeneca-Impfstoffs und des russischen Sputnik V zusammenarbeiten wollen und eine Studie planen, in der beide Impfstoffe kombiniert eingesetzt werden – in der Hoffnung, die Wirksamkeit zu erhöhen.

Peptide

Auch dieses Prinzip ist bewährt. Verimpft werden gentechnisch hergestellte Fragmente von Virusproteinen.

In Entwicklung sind solche Peptidimpfstoffe unter anderem in Russland (Vektor-Institut, in kyrillischen Buchstaben „BEKTOP“ geschrieben) und den USA (Novavax, NVX-CoV2373). Beide sind bereits in Phase 3.

Einige Peptidimpfstoffe enthalten Adjuvanzien. Der Impfstoff des Vektor-Instituts wird in Russland bereits unter Einschränkungen angewendet.

Inaktivierte Viren

Hier gibt es bislang drei chinesische Impfstoffe gegen SARS-CoV-2 (Sinopharm-Bejing, Sinopharm-Wuhan und Sinovac), die bereits unter Einschränkungen in China angewendet werden. Zwei sind in den Vereinigten Arabischen Emiraten, einer in Bahrain zugelassen.

Wer kann den BioNTech-Pfizer mRNA-Impfstoff erhalten?

Die EMA hat eine ausführliche Produktinformation veröffentlicht. Danach ist der Impfstoff bei Personen ab 16 Jahren zugelassen, um eine Infektion mit SARS-CoV-2 zu verhindern. Er wird in zwei Dosen zu je 0,3 ml im Abstand von mindestens 21 Tagen intramuskulär verabreicht. Die zweite Impfung sollte mit demselben mRNA-Impfstoff erfolgen.

In der Schwangerschaft sollte das Vakzin nur nach sorgfältigem Abwägen von Nutzen und Risiken gegeben werden. Es ist unbekannt, ob es in die Muttermilch übergeht.

Es wird empfohlen, die Impfung bei akuten fiebrigen Erkrankungen zu verschieben, nicht aber bei leichten Infektionen oder gering erhöhter Temperatur.

Bei Personen, die Antikoagulanzien erhalten oder an einer Gerinnungsstörung leiden, sollte die Impfung wie alle intramuskulären Injektionen mit großer Vorsicht erfolgen. PEI und STIKO sehen hier bisher kein besonderes Risiko, sofern dünne Nadeln verwendet und hinterher die Einstichstelle für mindestens zwei Minuten komprimiert wird.

Menschen, die nach der ersten Impfung einen anaphylaktischen Schock erlitten haben, sollten keine zweite Dosis erhalten. Nur bei sehr wenigen Fällen traten bisher schwere allergische Reaktionen auf, die aber gut behandelbar waren. Dies betonte auch der Berufsverband deutscher Allergologen.

Obwohl der Impfstoff keinen oder einen zu vernachlässigenden Einfluss auf die Fahrtauglichkeit und die Fähigkeit zum Bedienen von Maschinen hat, können sich einige Nebenwirkungen vorübergehend darauf negativ auswirken.

Bei Immunsuppression kann die Wirkung verringert sein, es liegen dazu aber keine Daten vor. Auch die gleichzeitige Applikation anderer Impfungen wurde nicht untersucht.

Vorbereitung der Vakzine

Der Impfstoff wird in Verpackungseinheiten mit 195 Fläschchen zu je 0,45 ml Konzentrat geliefert. Eine Phiole enthält 5 Dosen zu je 30 Mikrogramm BNT16b2b-RNA, die in Lipid-Nanopartikel (Cholesterin) eingeschlossen sind. Es sind keine Adjuvanzien oder Konservierungsstoffe enthalten.

Auftauen und Rekonstituieren: Vor der Rekonstitution muss der bei -70 Grad transportierte und gelagerte Impfstoff auf eine Temperatur von 2 bis 8 Grad gebracht werden. Dies dauert für die Einheit mit 195 Phiolen etwa drei Stunden. Es ist auch möglich, den Impfstoff zur sofortigen Verwendung bei Temperaturen bis 25 Grad innerhalb von 30 Minuten aufzutauen. Der noch unverdünnte Impfstoff kann nach dem Auftauen bei 2 bis 8 Grad bis zu fünf Tage und bei Temperaturen von maximal 25 Grad bis zu zwei Stunden gelagert werden.

Vor der Verdünnung werden die Phiolen auf Raumtemperatur gebracht und dann zehnmal vorsichtig (keinesfalls schütteln!) vertikal hin- und hergekippt (auf den Kopf und wieder zurückdrehen, s. Abb. 1). Danach gibt man 1,8 ml 0,9-prozentige Kochsalzlösung (liegt dem Impfstoff nicht bei) über eine Kanüle (21 oder dünner) in das Originalfläschchen und kippt erneut zehnmal vorsichtig vertikal hin und her.

Die fertige Lösung soll mit Datum und Uhrzeit der Verdünnung versehen, bei 2 bis 25 Grad gelagert und innerhalb von sechs Stunden aufgebraucht werden. Hinweis: Die Phiole enthält nach der Verdünnung 2,25 ml injektionsfertigen Impfstoff. Da hiervon nur fünfmal 0,3 ml verwendet werden dürfen, müssen 0,75 ml (also ein Drittel der in der Phiole enthaltenen mRNA) innerhalb von sechs Stunden verworfen werden. Warum dies so ist, hat BioNTech auf Anfrage von „Der Hausarzt“ bisher nicht beantwortet.

Wichtig: Nach dem Verdünnen darf der Impfstoff nicht mehr geschüttelt oder transportiert werden. Die Verdünnung muss folglich am Ort der Verwendung erfolgen, etwa im Impfzentrum.

Impfung

Für die Impfung werden pro Dosis 0,3 ml aufgezogen und intramuskulär (keinesfalls intravaskulär, subkutan oder intrakutan) injiziert. Um eine Rückverfolgung zu ermöglichen, sollen Name der geimpften Personen und Chargennummer notiert werden. Es muss die nötige Ausrüstung vorgehalten werden, um bei einer seltenen anaphylaktischen Reaktion sofort eingreifen zu können.

Nach der Injektion sollten geimpfte Personen mindestens 15 Minuten  nachbeobachtet werden. In den Impfzentren wird derzeit eine Nachbeobachtung von 30 Minuten angedacht. Laut Bayerischem Hausärzteverband sollen gesunde Patienten 5 Minuten, chronisch kranke Patienten 30 Minuten unter Beobachtung stehen.

Nebenwirkungen

Der Beipackzettel unterscheidet zwischen sehr häufig (≥ 1/10), häufig (≥ 1/100 bis < 1/10), gelegentlich (≥ 1/1.000 bis < 1/100), selten (≥ 1/10.000 bis < 1/1.000), sehr selten (< 1/10.000) und unbekannt.

Sehr häufig sind Kopfschmerzen, Gelenk- und Muskelschmerzen, Schmerzen und Schwellung an der Injektionsstelle, Erschöpfung, Schüttelfrost und Fieber. Häufig kommt es zu Übelkeit sowie Rötung an der Einstichstelle. Gelegentlich treten Lymphadenopathie, Unwohlsein, Schlafstörungen, Extremitätenschmerzen sowie Juckreiz an der Infektionsstelle auf.

In der Veröffentlichung der ersten Ergebnisse zum BioNTech-Pfizer-Impfstoff im New England Journal of Medicine (21.720 erhielten Verum, 21.728 Placebo) heißt es, dass die Zahl lokaler Reaktionen nach der zweiten Injektion nicht höher war als bei der ersten. In den meisten Fällen waren die Reaktionen an der Einstichstelle leicht bis mäßig und klangen innerhalb von ein bis zwei Tagen ab. Fieber über 38 Grad trat nach der zweiten Impfung bei 16 Prozent der jüngeren und 11 Prozent der älteren Geimpften auf.

Patienten, die eine Überdosis von 58 Mikrogramm erhalten hatten, litten nicht vermehrt an Nebenwirkungen. Trotzdem sollten Geimpfte nach Gabe einer zu hohen Dosis überwacht werden (Vitalfunktionen).

Wirksamkeit

In der NEJM-Studie wird die Wirksamkeit mit 95 Prozent angegeben. Alter, Geschlecht, Hautfarbe, ethnische Herkunft, Body-Mass Index und etwaige Vorerkrankungen hatten keinen wesentlichen Einfluss auf das Ergebnis.

Die Wirksamkeit bezieht sich auf die Zahl der Infizierten und gibt damit die relative Risikoreduktion an, erklärt Prof. Gerd Gigerenzer in der „Unstatistik des Monats“. Von den 10 schweren COVID-19-Erkrankungen nach der ersten Injektion traten 9 unter Placebo und 1 im Verumarm auf.

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