Das Coronavirus, genauer SARS-CoV-2, ist wie alle Viren ein „Parasit“. Es braucht einen Wirt, um sich zu vervielfältigen. So bemächtigt sich das Virus der menschlichen Zellen und zwingt ihnen sein Vermehrungsprogramm auf. Für die Entwicklung eines Impfstoffs und auch eines Arzneimittels gegen die Krankheit COVID-19 ist es also ausschlaggebend zu wissen, wie das Virus in die Zelle eindringt und sich dort vermehrt. Im Fokus der Forscher steht häufig das sogenannte Spike-Protein – ein Eiweiß, mit dessen Hilfe das Virus in die menschliche Zelle eindringen kann. Dieses Protein verleiht dem Virus auch seinen Namen: Wie Zacken einer Krone (Krone = lat. corona) steht es von der Virushülle ab. Folgende neuen Ansätze befassen sich damit, wie das Immunsystem gegen das Coronavirus mobilisiert werden kann und wie sich das Spike-Protein dafür nutzen lässt.

Bei diesem neuen Ansatz wird ein harmloses Virus mit gentechnischer Hilfe als SARS-CoV-2 „verkleidet“. Das Virus, meist ein Erkältungsvirus (gehört zur Gruppe der Adenoviren), bildet auf seiner Oberfläche das Spike-Protein des SARS-CoV-2-Erregers aus, ist aber nicht in der Lage, Zellen zu infizieren. Die Geimpften sollen darauf reagieren, indem ihr Immunsystem dieses Protein erkennen und in der Folge das Virus bekämpfen kann. In ersten Studienergebnissen konnten chinesische Forscherinnen und Forscher zwar nachweisen, dass die Teilnehmer Antikörper gebildet haben. Ob die Menschen dadurch wirklich geschützt sind, ist noch unklar.

Der neueste Typ von Impfstoffen sind genbasierte Vakzine. Dabei enthalten die Impfstoffe eine Kopie ausgewählter Gene des Virus. Das geniale Prinzip dahinter: Diese Impfstoffe liefern den Bauplan des Virus, sodass nach der Injektion der menschliche Organismus (nicht infektiöse) Eiweißstoffe des Virus – darunter auch Spike-Proteine – herstellt. Das Immunsystem reagiert darauf und baut einen Immunschutz auf wie bei konventionellen Impfstoffen.

Bei den genbasierten Impfstoffen produziert der Körper also den Impfstoff selbst, während bei den herkömmlichen Tod- oder Lebendimpfstoffen abgetötete oder abgeschwächte Viren bzw.

Virenbestandteile gespritzt werden. Basis der neuen Impfstoffe ist vor allem RNA, eine Art Kopie der DNA, also des genetischen Materials im Zellkern. Dabei handelt es sich genauer um eine Boten-RNA (messenger RNA - mRNA), die die genetische Information aus dem Zellkern heraustransportiert, damit daraus von der Zelle Proteine hergestellt werden können. Unschlagbarer Vorteil der mRNA-Impfstoffe: Sie können sehr schnell in großen Mengen produziert werden. Die Bundesregierung schätzt diesen Ansatz als so vielversprechend ein, dass sie sich mit etwa 300 Millionen Euro an Biotech-Unternehmen beteiligt hat. Zudem hat sie mehr als eine halbe Milliarde Euro in die Forschung und Entwicklung derartiger SARS-CoV-2-Impfstoffe zur Verfügung gestellt. Dabei sieht sie auch das Potenzial für mRNA-Impfstoffe gegen andere Infektionskrankheiten oder auch für mRNA-basierte Arzneimittel (s. Antikörper, unten).

Wie andere Impfstoffe auch, wird ein Corona-Impfstoff erst auf den Markt gebracht, wenn sorgfältig seine Sicherheit, Qualität, Wirksamkeit und Unbedenklichkeit in klinischen Studien der Phasen I, II und III im behördlichen Zulassungsprozess (präklinische und klinische Phase, Zulassungsprüfung, Auflagen der Zulassungsbehörden und Marktzulassung, Nachzulassungsbeobachtung) nachgewiesen wurde. Auch danach wird er laufend behördlich überwacht, Nebenwirkungen und Impfreaktionen werden zentral vom Paul-Ehrlich-Institut (PEI) erfasst. Die Sicherheit bleibt, trotz geplanter Vereinfachung des Zulassungsprozesses, oberste Priorität.

Die bedingte Zulassung der Europäischen Kommission für die mRNA (Boten-Ribonucleinsäure)-Impfstoffe gilt für die aktive Immunisierung zur Vorbeugung der COVID-19 Erkrankung (Corona Virus Disease 2019), welche durch das SARS-CoV-2 Virus (schweres akutes Atemwegssyndrom Coronavirus 2) verursacht wird.

Die verimpfte mRNA löst im Körper des geimpften Menschen die Bildung von Spikeproteinen aus. Mit Hilfe dieser Spikeproteine gelangt das Virus im Krankheitsfall in die menschliche Zelle, wo es sich millionenfach vermehrt. Dadurch kommt es zu Schäden an den befallenen Zellen des Menschen und es entstehen die entsprechenden Krankheitssymptome.

Bildet aber der geimpfte und gesunde Körper bereits die Spikeproteine, ohne dass das Virus in den Körper eingedrungen ist, entwickelt er bereits im gesunden Zustand die passenden Antikörper für das lauernde Virus. Wenn dann der geimpfte Mensch vom SARS-CoV 2 befallen wird, verfügt er bereits über die richtigen Antikörper, die das Virus effektiv bekämpfen und vernichten. Der Mensch erkrankt dadurch nicht an COVID-19.

Das Ziel der aktiven Impfung ist es, die  Bildung von körpereigenen Antikörpern anzuregen – im Gegensatz zur passiven Impfung, bei der bereits Antikörper einer erkrankten Person gespritzt werden, die sie selber nicht mehr bilden kann.

Eine bedingte Marktzulassung in der Europäischen Union (Conditional Marketing Authorisation, CMA) ist im Fall der SARS-CoV 2-Impfstoffe eine schnellere, beschleunigte Genehmigung eines Arzneimittels durch die EU-Kommission für einen ungedeckten medizinischen Bedarf, wie es bei der Immunisierung von Personen zur Vorbeugung der COVID-19-Erkrankung der Fall ist. Das Verfahren wird, wie in dem Fall einer Pandemie oder anderen Notfallsituationen, sowohl bei einer Bedrohung der öffentlichen Gesundheit angewendet als auch bei Erkrankungen mit tödlichem Ausgang oder lebenslanger schwerer körperlicher sowie geistiger Beeinträchtigung. Eine bedingte Marktzulassung ist für ein Jahr gültig, kann aber jährlich verlängert und sogar in eine entfristete Zulassung überführt werden.

Zu den spezifischen Verpflichtungen gehören in der Regel Lieferungen von Daten durch den Inhaber der Marktzulassung aus klinischen Prüfungen und Beobachtungsstudien, die stattfinden, während der bereits zugelassene Impfstoff schon verabreicht wird. Diese Daten sollen den Zulassungsbehörden weitere Informationen zur Wirksamkeit, Nebenwirkungen und im Zusammenhang mit Notfällen der öffentlichen Gesundheit zur pharmazeutischen Qualität liefern.

Trotz der schnelleren Zulassung wird garantiert, dass die hohen EU Standards für die Sicherheit, Wirksamkeit und Qualität eingehalten werden und somit der Nachweis eines positiven Nutzen-Risiko-Verhältnisses belegt ist. Das heißt, dass die frühere Verfügbarkeit des neuen Impfstoffes das Risiko noch fehlender Daten wettmacht. Weitere umfassende Daten müssen in der Regel bei bedingten Zulassungen auch nach dem Inverkehrbringen des Arzneimittels/ Impfstoffes durch das Unternehmen bzw. durch den Halter der Zulassung innerhalb eines festgelegten Zeitraumes bereitgestellt werden. Diese Forderungen nach später, innerhalb bestimmter Fristen zu liefernden Daten geht oft über die Menge von Daten hinaus, die in „normalen“ Zulassungsverfahren gefordert werden.

Unter herkömmlichen Umständen müssen alle Daten zur Sicherheit, Wirksamkeit und Qualität, die einen Antrag auf Zulassung eines Arzneimittels unterstützen, zu Beginn des Zulassungsverfahrens im Rahmen eines formalen Zulassungsantrags eingereicht werden und werden dann begutachtet.

Die bedingte Zulassung konnte auch innerhalb einer ungewöhnlich kurzen Frist erfolgen, weil neben dem Verfahren der bedingten Zulassung das Verfahren der beschleunigten Bewertung im Rahmen eines „rolling reviews“ von der EMA eingesetzt wurde. Das heißt, viele Bewertungsprozesse, die üblicherweise nach der abgeschlossen Entwicklung eines Impfstoffes stattfinden, sind zeitlich vorgezogen worden. Sobald ein neues Datenpaket bereits während der Entwicklung des Impfstoffes z. b. in klinischen Prüfungen zur Verfügung stand, wurde dieses unverzüglich in die bereits gestartete Bewertung einbezogen. Mit diesen als rolling review bezeichneten Verfahren konnte somit der zeitlich aufwendige Bewertungsprozess beschleunigt ablaufen.

Nein, die Bewertung der EMA erfolgte im Rahmen der vertraulichen Zusammenarbeit mit mehreren Nicht-EU-Regulierungsbehörden (z.B. der FDA) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zusammen. Sie engagierte sich zudem in der International Coalition of Medicines Regulatory Authorities (ICMRA), um eine globale Abstimmung sicherzustellen.

Zu den am häufigsten gemeldeten unerwünschten Reaktionen zählen Schmerzen an der Injektionsstelle, Müdigkeit, Kopf-, Muskel- (Myalgie) und Gelenkschmerzen (Arthralgie), Schüttelfrost und Fieber (Pyrexie).

Derzeit besteht das sehr geringe Risiko einer starken allergischen Reaktion (Anaphylaxie).

Zudem werden Impfstoff-assoziierte Krankheiten verstärkt überwacht.

In einer noch laufenden Beobachtungsstudie sollen die Studienteilnehmer nach der Impfung noch 24 Monate beobachtet werden, um langfristig die Sicherheit und die Wirksamkeit des Impfstoffes zu beobachten. Zahlreiche weitere Studien sind in Planung und sollen folgen.

Das Paul-Ehrlich-Institut (PEI), ist in Deutschland unter anderem für die nationale Zulassung von Impfstoffen zuständig. Das PEI veröffentlichte am 10. Januar 2021 Daten aus Rückmeldungen zu unerwünschten Nebenwirkungen (Sicherheitsbericht vom 10.01.21) seit Beginn der Impfkampagne in Deutschland am 27. Dezember 2020: In dieser Zeit wurden bei etwa 614.000 Impfungen  325 Einzelfallmeldungen mit 913 einzelnen unerwünschten Reaktionen erfasst. 51 Fälle davon galten als „schwerwiegend“, was eine Quote von 0,08 je 1.000 Impfungen entspricht (0,8%, also weniger als eine pro Hundert).

Die verfügbaren Daten deuten darauf hin, dass die mRNA Impfstoffe eine kreuzneutralisierende Aktivität gegen genetische Varianten von SARS-CoV-2 hervorrufen, die sich vom Impfstamm unterscheiden. Aber es werden weitere Informationen und Analysen benötigt, insbesondere für Varianten mit mehreren Mutationen, die auch die Stelle betreffen mit der sich das Virus an die Körperzellen anheftet (das Spike-Protein).

Das in der EU zugelassene zweistufige Impfschema wird als prime/boost-Schema bezeichnet: Die erste Dosis (prime) „weckt“ das Immunsystem des Geimpften auf und setzt ihm in eine Art Alarmbereitschaft. Die zweite Dosis einige Zeit später dient dazu, diese Alarmbereitschaft in eine nachhaltige und länger dauernde Kampfbereitschaft (boost) zu versetzen.

Derzeit gibt es keine klinischen Daten, die einen verlängerten Schutz nach einer ersten Dosis über die in den klinischen Studien untersuchten Intervalle hinaus bestätigen würden. Darüber hinaus sind die Werte der neutralisierenden Antikörpern, die durch die erste Dosis dieser Impfstoffe ausgelöst werden niedrig, was zur Vorsicht mahnt hinsichtlich der Möglichkeit eines reduzierten Schutzes, je länger die zweite Dosis verzögert wird und angesichts des möglichen schnellen Auftretens von genetischen Varianten von SARS-CoV-2 (Mutationen), die dem Impfstoff entkommen.

Mitte Januar wurden vorläufige Ergebnisse einer Studie der größten israelischen Krankenkasse Clalit veröffentlicht. Das Land ist derzeit (Stand: Mitte Januar 2021) mit fast 30% Impfquote (Deutschland 1,4 %) Spitzenreiter weltweit. In der Studie wurden zweihunderttausend erstgeimpfte Personen mit zweihunderttausend noch ungeimpften Israelis im Alter von über sechzig Jahren verglichen. Demnach zeigten sich bis zum zwölften Tag nach der Impfung der ersten Gruppe keine Unterschiede. Doch anschließend infizierten sich von den erstgeimpften Personen 33% weniger mit dem Coronavirus als die Personen ohne Impfung, das entspräche eine Effektivität von „nur“ 33% gegenüber der Effektivität von 95% beim Zwei-Dosis-Schema.

Pharmazeutische Unternehmer, die in Deutschland Arzneimittel (also auch Impfstoffe) in den Verkehr bringen, haften grundsätzlich für Entwicklungs- und Herstellungsfehler. Im Rahmen der aktuellen Entwicklung von Corona-Impfstoffen in Form eines straff vorangetriebenen Zulassungsprozesses geht es aber nicht um eine Haftungsbefreiung, sondern um eine angemessene Risikoverteilung.

Es besteht ein dringender, gesellschaftlich und politisch gewollter, Handlungsbedarf: Pharmaunternehmen sollen und müssen unter enormem Zeit- und Kostendruck wirksame, sicherere Impfstoffe entwickeln. Dies geschieht in enger Abstimmung und Koordination mit den zuständigen Behörden. Die Politik muss in dieser Situation die Verantwortung für etwaige Risiken mittragen; andernfalls kann es in kurzmöglichster Zeit keinen Covid-19-Impfstoff geben. Normalerweise werden Impfstoffe über viele Jahre, nicht selten über Jahrzehnte entwickelt.

Es wird schnellstmöglich ein System erdacht und durchgesetzt werden, in dem die Staaten weltweit ihre Bedarfe melden und Impfstoffmengen zentral zugeteilt bekommen. Diesem Ziel hat sich die Plattform COVAX unter der Führung der Impfallianz Gavi, der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und der Forschungsallianz CEPI verschrieben (siehe Auswärtiges Amt).

Sofern der Impfstoff dann weltweit verteilt wäre, müssten die lokalen Behörden wiederum sicherstellen, dass die Impfung der Bevölkerung ordnungsgemäß (vermutlich gestuft nach Risikogruppen etc.) vorgenommen wird.

Die Lieferung bzw. der Transport von Arzneimitteln über Ländergrenzen hinweg ist auch heute schon gang und gäbe, genügend brach liegende Flugkapazitäten gibt es momentan auch, herausfordernd kann auch hier der temperaturgeführte Transport (d.h. der Transport in einem bestimmten Temperaturbereich) sein (das hängt allerdings auch vom jeweiligen Impfstoff ab).

Hier sind sowohl beteiligte Großhändler als auch die abgebenden Stellen gefragt, kurzfristig Strukturen zu schaffen oder bestehende zu erweitern, um bei Wärme und Kälte in den kommenden Monaten für eine konstante Qualität des Impfstoffes zu sorgen.

Prof. Dr. Theo Dingermann im BPI-Themendienst Innovationen:

„Bisher haben die Behörden oft wochenlang über den Unterlagen gesessen und erst nach einem Bescheid wurde die nächste Phase eingeleitet. Jetzt spart man unglaublich viel Zeit, indem bestimmte Schritte parallel ablaufen, und nicht nacheinander. Während eine Studienphase noch läuft, stimmt man sich schon über die nächste Phase ab. Zudem werden beispielsweise schon in frühen Studienphasen mehr Teilnehmerinnen und Teilnehmer eingeschlossen oder in einer Studie gleich mehrere neue Arzneimittel-Kandidaten gleichzeitig getestet. Sicherlich lernen die Zulassungsbehörden dadurch massiv dazu. Noch relevanter ist aber der Schub, den neue Technologien erfahren, die es bisher noch nicht auf dem Markt gibt. Ich denke da vor allem an die RNA-Impfung. Einen solchen Impfstoff in großen Mengen zu produzieren, ist eine Sache von Wochen statt bisher Monaten und zudem vergleichsweise günstig. Und sollte das Coronavirus mutieren, hätten wir auch dann innerhalb von wenigen Wochen einen neuen Impfstoff auf dem Markt.“

Im Bereich der Impfstoffe sind Verzögerungen bei anderen Projekten nicht ausgeschlossen. Die gesamte Branche wird aber nicht in ihrer Innovationsfähigkeit gebremst werden, denn die Impfstoffsparte ist hochspezialisiert und macht nur einen kleinen Teil aus.

Der Preis wird wie üblich zwischen den Herstellern und den Vertretern der Gesundheitssysteme verhandelt. Nach Einschätzung des Experten Prof. Dr. Dieter Cassel „sind momentan keine überzogenen Preisaufrufe feststellbar“. Er rechnet mit einem Preiswettbewerb sobald es mehrere austauschbare Impfstoffe gibt. Bei ca. fünf Milliarden benötigten Dosen käme es zu einer Degression der Stückkosten einer einzelnen Impfdosis. Einen einheitlichen Impfpreis werde es aber nicht geben, da Preiskomponenten wie etwa Apotheken- und Großhandelsspannen, Arzthonorare und Steuern von Land zu Land variierten. Viele Hersteller haben aber bereits angekündigt, die Impfstoffe zum Selbstkostenpreis abzugeben.

Ob eine Grippeimpfung medizinisch sinnvoll und notwendig ist, entscheidet immer der behandelnde Arzt im individuellen Patientenfall. Generell empfiehlt die Ständige Impfkommission (STIKO) aktuell, dass sich „insbesondere ältere Menschen ab 60 Jahren/hochaltrige Menschen und Menschen mit Grunderkrankungen“ gegen Grippe impfen lassen sollten. Das Robert-Koch-Institut betont: „Gerade im Rahmen der COVID-19-Pandemie ist eine hohe Influenza-Impfquote bei Risikogruppen essentiell, um in der Grippewelle schwere Influenza-Verläufe zu verhindern und Engpässe in Krankenhäusern (u.a. bei Intensivbetten, Beatmungsplätzen) zu vermeiden.“ (siehe RKI)

Auch bei der Suche nach Medikamenten, die die von dem Coronavirus ausgelöste Krankheit COVID-19 heilen oder lindern können, drücken Forscherinnen und Forscher weltweit aufs Tempo. Zurzeit laufen etwa 1.500 Therapiestudien (also Studien mit Wirkstoffen im Gegensatz zu Studien mit Impfstoffen). Folgende Ansätze unter anderen lassen sich unterscheiden:

• Antivirale Medikamente. Dabei handelt es sich um zum Teil schon zugelassene Medikamente gegen andere Erkrankungen, es sind also Innovationen auf Basis bewährter Wirkstoffe und der Vorgang wird allgemein als Repurposing, also Neuausrichtung oder Umwidmung, genannt. Ein bekannter Kandidat ist das ursprünglich gegen Ebola entwickelte Remdesivir, das die Virusvermehrung im Zellinneren hemmt und seit der Zulassung der EMA und der FDA im Sommer dieses Jahres zur Behandlung tausender COVID-19-Patienten, unter anderem auch US-Präsidenten Trump,  eingesetzt wurde. Ein weiterer guter alter Bekannter ist zum Beispiel Ivermectin, ein Antiparasitikum, das gegen Fadenwürmer und Krätzmilben wirkt. Auch das eigentlich gegen akutes Lungenversagen entwickelte APN01 gehört in diese Gruppe. Es bindet sich als „falscher Rezeptor“ an das Spike- Protein am Virus, sodass es nicht mehr an den „richtigen Rezeptor“ an der menschlichen Zelle andocken kann.
   
• Immunmodulatoren. Bei schweren Verläufen von COVID-19 ist es irgendwann nicht mehr das Virus, sondern das eigene Immunsystem, das den Patienten krank macht.
  
  Dämpfende Immunmodulatoren regulieren eine exzessive krankmachende Immunreaktion herunter und werden auch gegen Autoimmunerkrankungen wie Rheuma oder MS eingesetzt. Bei schwerstkranken COVID-19-Patienten konnte in einer Studie zum Beispiel der Wirkstoff Dexamethason, mit dem allergische Reaktionen, Asthma oder rheumatoide Arthritis behandelt werden, die Sterblichkeit deutlich senken. Auch hier handelt es sich um Innovationen auf Basis bewährter Wirkstoffe, also um sogenannte Schrittinnovationen.
   
• Antikörper. Eigentlich eine alte Methode: Patienten bekommen als Therapie Antikörper gegen SARS-CoV-2-Viren aus dem Blutserum von Menschen, die die Infektion bereits überstanden haben. Die Antikörper sind in der Lage, die Viren im Körper zu neutralisieren. Gentechnisch weitergedacht ist der Ansatz von Antikörpern in Form von mRNA (siehe mRNA-Impfstoff).
  
  Injiziert man diese genbasierten Antikörper, stellen die Patienten diese Antikörper für eine Weile selber her.
   
• Monoklonale Antikörper. Diese werden bisher vor allem in der Krebstherapie und gegen Autoimmunerkrankungen eingesetzt. Bei Krebs setzen sie sich auf die entarteten Zellen fest, blockieren deren schädliche Funktionen oder rufen körpereigene Immunstoffe zur Verstärkung. Im Kampf gegen COVID können solche Arzneimittel in einer frühen Phase einer Infektion mit SARS-CoV-2 zu einer signifikanten Verringerung der Viruslast beitragen, wenn das Potential für einen schweren Verlauf identifiziert wurde. Dies wirkt wie eine passive Impfung, das Immunsystem wird – anders als bei einer Impfung – dadurch nicht aktiviert.
   
• Gen-Silencing. Zwei US-Unternehmen und eine südkoreanische Firma arbeiten an diesem ganz neuen Ansatz: Dabei wird das Virus dadurch blockiert, dass einige seiner Gene „zum Schweigen gebracht werden“ und deshalb nicht mehr funktionieren.