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Impfstoffe im Überblick

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Zuletzt bearbeitet von Astrid Clasen • Medizinredakteurin

Impfstoffe dienen dazu, einen lang anhaltenden Schutz vor bestimmten Krankheitserregern zu schaffen. Als Schutzimpfung verabreicht, helfen diese Substanzen, viele verschiedene Infektionskrankheiten einzudämmen oder gar auszurotten.

Allgemeines

Impfstoffe stoßen die aktive Immunisierung (Vakzination) des Körpers gegen bestimmte Krankheitserreger an: Wenn der Impfstoff in den Körper gelangt (z.B. per Spritze oder Schluckimpfung), bringt er ihn dazu, sich aktiv gegen bestimmte Krankheitserreger zu wehren, indem das körpereigene Abwehrsystem selbst eine Immunität speziell gegen diese Erreger aufbaut. Dies funktioniert, weil der Impfstoff einen körperfremden Stoff (ein sog. Antigen – wie den Bestandteil eines Krankheitserregers) enthält, der im Körper eine spezifische Immunreaktion auslöst:

Das Immunsystem reagiert auf eindringende Antigene (d.h. auf eine Ansteckung mit Krankheitserregern ebenso wie auf Impfstoffe), indem es gegen diese Antigene gerichtete Antikörper und Gedächtniszellen bildet. Diese stehen dann bei einer erneuten Ansteckung mit dem Erreger sofort bereit, um ihn abzuwehren und auszuschalten. Nach einer Impfung laufen also dieselben Abwehrmechanismen ab, mit denen sich der Körper auch gegen "normale" Infektionen wehrt.

Je nach Erreger beziehungsweise eingesetztem Impfstoff-Typ verleiht die aktive Schutzimpfung eine länger andauernde bis lebenslange Immunität gegen die jeweilige Infektionskrankheit. Bei Impfungen ist es jedoch wichtig, dass die eingesetzten Impfstoffe nicht wirklich krank machen oder auf andere Art schädigen.

Darum enthalten moderne Impfstoffe nur kleine Mengen abgetöteter oder abgeschwächter Erregerteile, die selbst keine ernsthafte Erkrankung hervorrufen können. Dies stellt sicher, dass die aktive Immunisierung gut verträglich und kaum mit Nebenwirkungen verbunden ist.

Nach ihren Bestandteilen lassen sich Impfstoffe in zwei Hauptgruppen unterteilen:

Man kann sie einzeln oder teilweise auch in Kombination verabreichen (sog. Kombinationsimpfstoffe zur Mehrfachimpfung). Darüber hinaus eröffnen sich – zum Beispiel durch rekombinante Impfstoffe oder DNA-Impfstoffe – alternative Verfahren zur Herstellung von Impfstoffen und zur Immunisierung.

Lebendimpfstoff

Die frühesten zur aktiven Immunisierung verwendeten Impfstoffe waren sogenannte Lebendimpfstoffe: Ein Lebendimpfstoff enthält geringe Mengen vermehrungsfähiger Krankheitserreger, die man durch verschiedene Verfahren abgeschwächt hat (sog. Attenuierung).

Ein großer Vorteil von Schutzimpfungen mit einem Lebendimpfstoff besteht darin, dass sie eine echte Krankheit sozusagen im Kleinen durchspielen und daher oft zu einer guten und lang anhaltenden Unempfindlichkeit gegenüber Krankheitserregern (Immunität) führen. Der Nachteil ist, dass Lebendimpfstoffe in sehr seltenen Fällen ernsthafte und sogar schwerwiegende Nebenwirkungen auslösen können.

Ein Lebendimpfstoff kann zum Beispiel bei der Impfung gegen folgende Erkrankungen zum Einsatz kommen:

Totimpfstoff

Impfstoffe, die abgetötete oder nicht vermehrungsfähige Krankheitserreger oder nur Teile von Krankheitserregern enthalten, bezeichnet man als Totimpfstoffe. Trotz seiner Zusammensetzung sorgt ein Totimpfstoff für eine ausreichende aktive Immunisierung: Oft genügt ein einziges typisches Merkmal eines Erregers im Impfstoff, um das Immunsystem dazu anzuregen, Antikörper zu bilden und so einen Impfschutz aufzubauen.

Ein Vorteil der Impfung mit einem Totimpfstoff besteht darin, dass eine Erkrankung durch den Impfstoff ausgeschlossen ist. Allerdings haben Totimpfstoffe den Nachteil, dass ihre immunisierende Wirkung nicht so lange anhält wie die Immunisierung durch einen Lebendimpfstoff.

Bei der Totimpfstoff-Herstellung kommen chemische oder physikalische Maßnahmen zur Anwendung, welche die Krankheitserreger oder ihre Bestandteile inaktivieren: Beispielsweise werden die Erreger mit Formalin behandelt oder erhitzt. Die für die Aktivierung des Impfschutzes verantwortlichen Antigene (= Fremdeiweißstoffe, die im Körper die Bildung von Abwehrstoffen gegen sich selbst bewirken) sind inzwischen auch gentechnisch herstellbar, wie etwa das Hepatitis-B-Oberflächen-Antigen.

Bei der Impfung gegen folgende Erkrankungen kann jeweils ein Totimpfstoff zum Einsatz kommen:

Nicht-zelluläre Impfstoffe

Wenn Impfstoffe vom Totimpfstoff-Typ nur Bruchstücke eines Krankheitserregers enthalten, bezeichnet man sie als nicht-zelluläre Impfstoffe. Die darin enthaltenen Bruchstücke müssen nur ein einziges typisches Merkmal des Erregers enthalten, um das Immunsystem dazu zu bringen, gegen diesen Erreger gerichtete Antikörper zu bilden. Ein Beispiel für nicht-zelluläre (oder azelluläre) Impfstoffe ist die Impfung gegen Keuchhusten.

Toxoidimpfstoff

Toxoidimpfstoffe sind Impfstoffe, die als wirksame Bestandteile Toxoide enthalten – das sind Gifte (bzw. Toxine), deren giftige Eigenschaften man künstlich zerstört hat. Ein Toxoidimpfstoff stellt eine Sonderform der Totimpfstoffe dar. Toxoidimpfstoffe eignen sich dann zur Immunisierung, wenn nicht der Krankheitserreger selber, sondern sein Gift die hauptsächlichen Krankheitssymptome hervorruft. Ein Toxoidimpfstoff kommt beispielsweise zum Einsatz bei der Impfung gegen:

Rekombinante Impfstoffe

Neben den chemischen oder physikalischen Verfahren zur Herstellung klassischer Impfstoffe besteht die Möglichkeit, mithilfe der Gentechnik sogenannte rekombinante Impfstoffe zu entwickeln. Ein rekombinanter Impfstoff basiert auf einer Kombination aus zwei Mikroorganismen:

  1. dem Krankheitserreger (bzw. seiner DNA) und
  2. einer Zelle.

Oft reicht ein einziges markantes Merkmal von der Oberfläche eines Krankheitserregers aus, um das Immunsystem zu aktivieren und so den Organismus später vor der durch den Erreger verursachten Krankheit zu schützen. Ist ein solches sogenanntes Antigen identifiziert und sein genetischer Bauplan (die DNA = Desoxyribonukleinsäure) aufgeklärt, so kann man es mithilfe gentechnischer Methoden gezielt nachbauen und als Impfstoff verwenden.

Hierzu wird die entsprechende DNA in Zellen eingebaut – zum Beispiel in Bakterien oder Hefezellen. Diese Zellen lesen die in der DNA verschlüsselten Informationen und bauen anhand dieser Informationen das Antigen auf. Mit diesem Antigen kann man dann den rekombinanten Impfstoff herstellen.

Da rekombinante Impfstoffe die Erreger nicht mehr als Ganzes enthalten, besteht kein Risiko mehr, dass sie bei den Geimpften die Krankheit auslösen. Außerdem ist diese Impfung nicht nur sicherer, sondern die Herstellung des Impfstoffs auch billiger als die Inaktivierung ganzer Bakterien und Viren, die für die Geimpften und in der Herstellung Restrisiken bergen.

Rekombinante Impfstoffe kommen beispielsweise bei Impfungen gegen folgende Krankheiten beziehungsweise Erreger zum Einsatz:

Konjugatimpfstoff

Konjugierte Impfstoffe oder Konjugatimpfstoffe (lat. coniunctus = verbunden) sind nicht-zelluläre, rekombinante Impfstoffe, die aus mehreren aneinandergekoppelten Bausteinen bestehen: Bei einem Konjugatimpfstoff ist ein Teil des Krankheitserregers, der die Antikörperbildung auslöst (sog. Antigen, z.B. ein Baustein aus der Zellwand), an ein Eiweiß gebunden. Das Eiweiß dient als eine Art Transportmittel, das eine verstärkte Immunreaktion auslöst.

Der Konjugatimpfstoff ist vor allem für die Immunisierung von Kindern wichtig: Da das Immunsystem von Kindern in den ersten beiden Lebensjahren noch unzureichend entwickelt ist, lösen Impfstoffe, die nur das Antigen des Erregers enthalten, keine wirksame Immunantwort bei einem Kind aus. Bei Erwachsenen dagegen reicht die Impfung mit dem Antigen aus, um das Immunsystem zur Bildung von Antikörpern anzuregen, da ihr Immunsystem voll entwickelt ist.

Konjugierte Impfstoffe stehen zum Beispiel gegen folgende Krankheitserreger zur Verfügung:

DNA-Impfstoffe

Noch längst nicht gegen alle Infektionskrankheiten stehen wirksame Impfstoffe zur Verfügung, weshalb man nach neuen Wegen der Immunisierung sucht. Als mögliche Alternative zu den konventionellen Impfstoffen gelten hierbei DNA-Impfstoffe.

Grundlage von DNA-Impfstoffen sind – ebenso wie rekombinanten Impfstoffen – Teilstücke des Erbguts (DNA) von Bakterien oder Viren, die den Bauplan von Erregermerkmalen enthalten, die das Immunsystem aktivieren können (Antigene). Anstatt jedoch diese DNA erst in andere Zellen (z.B. Bakterien) einzuschleusen, welche dann die Antigene für die rekombinanten Impfstoffe bilden, kann man die DNA auch direkt in die Zellen des Menschen einschleusen. Diese stellen den Impfstoff dann selber her. Normalerweise ist es für diese genetische Immunisierung nötig, die DNA in den Muskel zu spritzen; grundsätzlich kann der Körper sie jedoch sogar durch die Haut aufnehmen.

Ein großer Vorteil einer genetischen Immunisierung durch DNA-Impfstoffe: Das Antigen kann mehrere Wochen im Organismus zirkulieren, da der Organismus es ja selber nachbildet. Passiv zugeführte Eiweiße beziehungsweise Antigene verschwinden hingegen oft nach nur wenigen Stunden aus der Blutbahn.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet für DNA-Impfstoffe wäre die Masernimpfung bei Säuglingen in den ersten Lebensmonaten: Bisher ist erst ab einem Alter von zwölf Monaten eine aktive Schutzimpfung gegen die Masern möglich, weil der Impfstoff vorher nicht sicher wirksam ist (dies liegt unter anderem an dem unreifen Immunsystem jüngerer Kinder). Da Masern für Säuglinge besonders gefährlich sind, gab es Anfang der 90er Jahre in Afrika den Versuch, dieses Problem durch 100- bis 1.000-fach höhere Dosierungen des Impfstoffs zu lösen. Es kam aber zu schweren Rückschlägen in Form von atypischen Masernerkrankungen und erhöhter Sterblichkeit. Hier könnte die DNA-Impfung hilfreich sein und tatsächlich dazu beitragen, die Masern auszurotten.

Die genetische Immunisierung mit DNA-Impfstoffen birgt aber auch Risiken: Die in den Menschen eingeschleusten DNA-Impfstoffe stellen fremdes Erbgut dar. Alle damit verbundenen möglichen Risiken sind sorgsam zu prüfen und abzuwägen. Es gibt allerdings zurzeit keine Hinweise darauf, dass das Erbgut des Menschen fremde DNA einbauen und dauerhaft in sich verankern kann.

Hilfsstoffe (Adjuvantien)

Eine Möglichkeit, die Reaktion des Immunsystems auf Impfstoffe zu verstärken, bieten sogenannte Hilfsstoffe oder Adjuvantien: Dies sind Stoffe, welche die Fähigkeit, im geimpften Organismus eine Immunantwort auszulösen, erhöhen.

Der Grund für die Notwendigkeit solcher Hilfsstoffe: Viele der bei Impfungen eingesetzten Antigene lösen keine wirksame Immunantwort aus, das heißt, alleine sind sie als Impfstoffe ungeeignet. Für die meisten Totimpfstoffe ist es daher notwendig, Adjuvantien zuzusetzen: So enthält zum Beispiel der Impfstoff gegen Wundstarrkrampf (Tetanus) als Hilfsstoff Aluminiumsalz, das eine gezielte Immunantwort auslöst.

Als natürliche Adjuvantien enthalten Impfstoffe oft nicht-infektiöse Bestandteile von Bakterien, besonders der Zellwand. Dies erklärt auch, warum Lebendimpfstoffe, die ganze Organismen enthalten (sog. zelluläre Impfstoffe), meist weitaus wirksamer sind als Totimpfstoffe: Sie können eine größere Anzahl an Wirkungsmechanismen auslösen und damit eine verstärkte Immunantwort hervorrufen, ohne dass hierzu zusätzliche Hilfsstoffe nötig sind.

Kombinationsimpfstoffe

Impfstoffe kann man einzeln verabreichen, aber teilweise auch zur Mehrfachimpfung in Kombination: Solche sogenannten Kombinationsimpfstoffe enthalten eine Mischung aus Impfstoffen gegen bis zu sechs Krankheitserreger. Das heißt: Eine einzige Spritze mit einem Kombinationsimpfstoff reicht aus, um gleichzeitig gegen mehrere Krankheiten zu impfen – den Geimpften bleiben also mehrfache Injektionen erspart. Entsprechend erhöhen Kombinationsimpfstoffe die Impfakzeptanz besonders bei Kindern, aber auch bei Erwachsenen.

In Deutschland sind zum Beispiel folgende Kombinationsimpfstoffe zugelassen:

Weitere Informationen

Quellen:

Online-Informationen der Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung: www.kindergesundheit-info.de (Abrufdatum: 16.5.2014)

Online-Informationen des Paul-Ehrlich-Instituts: www.pei.de (Stand: April 2014)

Suerbaum, S., Hahn, H., Burchard, G.-D., Kaufmann, S.H.E, Schulz, T.F. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie. Springer, Berlin 2012

Kaufmann, S.H.E., Meinke, A.L., Gabain, A. von: Neue Impfstoffkonzepte auf Basis moderner Erkenntnisse der Immunologie. Bundesgesundheitsblatt 2009 - 52:1069-1082

Doerr, H.W., Gerlich, W.H. (Hrsg.): Medizinische Virologie. Thieme, Stuttgart 2009

Letzte inhaltliche Prüfung: 16.05.2014
Letzte Änderung: 26.06.2020