Impflexikon (7) Totimpfstoffe

Kolummne von Dr. Gerd Dunkhase von Hinckeldey

Unsere Cool Cats auf dem Weg zum Impfdiplom.
Unsere Cool Cats auf dem Weg zum Impfdiplom. Illustrator: Jörg Lippmeyer

Totimpfstoff ist der Oberbegriff für alle aktiv immunisierenden Impfstoffe, die nur „totes“, das heißt nicht vermehrungsfähiges Material, enthalten. Das sind entsprechend ihrer Bezeichnung abgetötete Krankheitserreger, die sich nicht mehr vermehren können oder auch nur Bestandteile der Erreger. Diese Substanzen werden werden vom Körper als fremd erkannt und als „Antigene“ bezeichnet, weil sie im Körper Antikörper generieren, die verhindern, dass die jeweilige Krankheit ausbricht.

Im Gegensatz zu den Lebendimpfstoffen hält der Immunschutz durch Totimpfstoffe meist nur einige Jahre an und muss dann ggf. aufgefrischt (geboostert) werden. Deshalb erhält man z. B. bei der Versorgung einer offenen Verletzung in der Regel zur Sicherheit eine Tetanus-Auffrischimpfung.

Formen der Totimpfstoffe

Vollimpfstoffe: Vollimpfstoffe oder Ganzpartikelimpfstoffe enthalten ganze, inaktivierte Krankheitserreger (z.B. ganze Viren), die mittels einer kombinierten Anwendung chemischer Substanzen (z.B. Formaldehyd u. a.) abgetötet wurden. Vollimpfstoffe sind z.B. die Impfstoffe gegen Cholera, Tollwut, FSME sowie der Impfstoff gegen Poliomyelitis nach Salk.

Subunit- und Spaltimpfstoffe: Um eine Antikörperproduktion gegen einen Erreger zu erzeugen, benötigt der menschliche (auch der tierische) Organismus nicht das gesamte biologische Material eines Erregers, vielfach reicht ein charakteristisches Merkmal. Die gegen dieses Merkmal gebildeten Antikörper erkennen das entsprechende Areal z. B. auf dem Virus und und vernichten es. Diese charakteristischen Biomoleküle können aus abgetöteten Viren oder Bakterien gewonnen werden. Dazu sind aber ziemlich komplizierte Verfahren erforderlich. Einerseits müssen diese Spaltmoleküle möglichst rein aus dem stofflichen Gemisch der abgetöteten Erreger aussortiert werden. Andrerseits müssen ausreichende Mengen der Erreger gewonnen werden, um genügend Material zu erhalten. Während man Bakterien noch relativ einfach auf speziellen Nährböden massenhaft züchten kann, lassen Viren sich nur durch lebende Zellen vermehren. Deshalb wird inzwischen vielfach auf gentechnische Produktionsverfahren zurückgegriffen. Mehrere Subunit-Impfstoffe enthalten ausgewählte Moleküle eines Erregers, die nicht aus dem Erreger selbst gewonnen, sondern gentechnisch in großen Stahltanks mit Hefe-, Säugetier- oder Insektenzellen produziert wurden. Den Zellen wurden zuvor die dazu nötigen Gene des Erregers übertragen. Das gilt beispielsweise für die Impfstoffe gegen Hepatitis B oder Cholera. Dagegen sind die meisten Grippeimpfstoffe Spaltimpfstoffe, die aus echten Grippeviren hergestellt werden. Wegen der im Vergleich zu attenuierten Viren oder viralen Vektoren geringen Aufnahme in Zellen entstehen nur neutralisierende Antikörper (B-Zellen, Plasmazellen). Die zelluläre Immunantwort (T-Zellen) wird bei Spaltimpfstoffen meist nicht aktiviert.

Konjugatimpfstoffe sind eine spezielle Form der Subunitimpfstoffe. Oft werden die reinen Erregermoleküle als Impfstoff injiziert. Bei den Konjugatimpfstoffen werden sie hingegen an spezielle Proteine gebunden, die eine Trägersubstanz darstellen. Die Immunreaktion auf diese Konjugate ist stärker und schafft einen länger anhaltenden Schutz als das Antigen allein. Mehrere Impfstoffe gegen Hirnhaut-und Lungenentzündung zählen zu den Konjugatimpfstoffen.

VLP-Impfstoffe (von englisch virus-like particles, virusähnliche Partikel ) sind im Prinzip Viren, denen man die Erbsubstanz (Genom), also die Nukleinsäuren (RNA, DNA) geklaut hat. Die Antigene sind so nicht einfach als Virusbruchstücke ungeordnet im Impfstoff gelöst, sondern liegen in der Form von sog. viralen Kapsiden vor. Damit bezeichnet man die komplexe, regelmäßige Hülle aus Kapselproteinen, die der Verpackung des Virusgenoms dient. Ohne den Bauplan des viralen Genoms können die VLPs nicht in den Zielzellen vermehrt werden. Da sie aber wie Viren aussehen, generieren sie in manchen Fällen eine bessere Impfwirkung.

Beispiele für VLP-Impfstoffe sind die Vakzinen gegen Krankheiten, die von humanen Papillomaviren (HPV) verursacht werden. Humane Papillomaviren infizieren Zellen der Haut und verschiedener Schleimhäute und können z. B. zur Warzenbildung an der betroffenen Haut- oder Schleimhautstelle führen. Einige HPV-Typen können jedoch auch bösartige Veränderungen hervorrufen, insbesondere Gebärmutterhalskrebs bei Frauen. Da diese Viren üblicherweise durch Geschlechtsverkehr übertragen werden, sollten junge Menschen, vor allem Mädchen geimpft werden, bevor sie sexuell aktiv sind.

Toxoid-Impfstoffe: Als Antigene können neben abgetöteten Krankheitserregern oder Bestandteilen von ihnen auch sog. Toxoide fungieren. Toxoide sind entgiftete Toxine (z.B. Schlangengifte, Diphtherie- und Tetanustoxin). Toxoidimpfstoffe bilden eine Untergruppe der Totimpfstoffe. Durch spezielle Verfahren werden die für die Giftigkeit der Toxine verantwortlichen Eigenschaften zerstört, jedoch die antigene Wirkung erhalten. Dadurch wird das Immunsystem zur Produktion von Antikörpern gegen das Toxin angeregt.

Genbasierte Impfstoffe sind eine neue, extrem vielversprechende Entwicklung von Impfstoffen, die besonders in der aktuellen Pandemie zur Anwendung kommen. Deshalb werde ich sie in einer eigenen Kolumnenreihe erörtern.

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