Biontech/Pfizer, AstraZeneca, Johnson & Johnson und Co.Corona-Impfstoffe in der Übersicht

Normalerweise dauert die Entwicklung eines Impfstoffs mehrere Jahre. Im Kampf gegen die Corona-Pandemie sollte alles viel schneller gehen, was zu einem weltweiten Forschungs- und Entwicklung-Wettlauf geführt hat. Die Weltgesundheitsorganisation WHO listet auf ihrer Webseite rund 200 Projekte auf, die zu einem Corona-Impfstoff forschen. Einige Impfstoffe haben in verschiedenen Ländern bereits Zulassungen erhalten, andere befinden sich noch in der klinischen Testphase.

• Welche Impfstoffe und Impfstoff-Kandidaten gibt es?
• Wie wirken die Impfstoffe?
• Wie lange kann ein möglicher Impfstoff schützen?
• Können Geimpfte andere anstecken?
• Wie wird ein Impfstoff auf seine Wirksamkeit getestet?

Welche Impfstoffe und Impfstoff-Kandidaten gibt es?

Biontech/Pfizer und Moderna

Auf den relativ neuen Ansatz, mit Boten-RNA zu impfen, setzen die Mainzer Firma Biontech gemeinsam mit dem US-Pharmakonzern Pfizer und das US-Unternehmen Moderna. Laut einem Zwischenergebnis, das Biontech/Pfizer am 9. November vorstellten, bietet ihr mRNA-Impfstoff einen 90-prozentigen Schutz vor einer Ansteckung mit SARS-CoV-2. Moderna präsentierte ein vergleichbares Ergebnis: Die Wirksamkeit des Impfstoffs soll bei 94,5 Prozent liegen.

Die Europäische Arzneimittel-Agentur EMA hat den Biontech/Pfizer-Impfstoff im Dezember zur Zulassung empfohlen und die Europäische Kommission ist dem gefolgt, im Januar folgte die Zulassung für den Impfstoff von Moderna. Beide Impfstoffe dürfen in der EU verimpft werden. In Deutschland haben die Impfungen am 27. Dezember begonnen.

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Biontech hat etwas geringere Mengen von mRNA im Impfstoff und ist damit günstiger (12 Euro). Dafür ist der Moderna-Impfstoff (15 Euro) einfacher in der Handhabung: Er muss nicht verdünnt werden und ist bei minus 20 Grad in normalen Kühl-Gefrierkombination stabil, während der Biontech-Impfstoff bei Temperaturen kälter als minus 70 Grad in Spezialbehältern gekühlt werden muss. 

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Neben dem Impfstoff von Biontech wird ein zweiter in Deutschland entwickelt: Curevac, ebenfalls ein RNA-Impfstoff, der anfangs in besonderem Interesse stand. Doch die entscheidende Phase-3-Studie in Europa und Lateinamerika hat sich verzögert und erst Mitte Dezember begonnen. Vor Mitte des Jahres werde eine Zulassung schwierig, vermutet Dlf-Wissenschaftsjournalist Volkart Wildermuth. Deutschland würden dann Dosen für rund 30 Millionen Menschen zustehen.

AstraZeneca

Die EMA hat am 29. Januar 2021 auch den Corona-Impfstoff des schwedisch-britischen Pharmakonzerns AstraZeneca zur Zulassung empfohlen und die EU-Kommission ist dem gefolgt. Das Mittel, das AstraZeneca zusammen mit der Universität Oxford entwickelt hat, ist ein Vektorimpfstoff und benötigt lediglich Kühlschranktemperatur. Es wäre damit auch für Hausärzte praktikabel und ist zudem schneller produzierbar und wesentlich günstiger als die beiden mRNA-Impfstoffe: Eine Dosis von AstraZeneca soll umgerechnet rund 2,10 Euro kosten.

Laut einem Zwischenergebnis, das AstraZeneca am 23. November 2020 veröffentlicht hatte, zeigt der Impfstoff eine Wirksamkeit von durchschnittlich 70 Prozent, bei einem bestimmten Impfschema sogar 90 Prozent. Zudem soll er schwere Covid-19-Verläufe verhindern und die Viruslast von Infizierten verringern. Doch in den Studien von AstraZeneca haben vergleichsweise wenige über 65-Jährige teilgenommen, die Ständige Impfkommission hatte das Mittel deshalb zunächst nur für unter 65-Jährige empfohlen.

Aufgrund neuer Daten aus Großbritannien empfahl die Ständige Impfkommission am 4. März 2021 den AstraZeneca-Impfstoff doch auch für Menschen, die älter als 65 sind. Die Daten zeigten, dass schon eine erste Dosis von Biontech/Pfizer nach etwa drei Wochen die Zahl der Krankenhauseinweisungen um 85 Prozent reduziert, der Impfstoff von AstraZeneca war mit 94 Prozent weniger Krankenhausaufenthalten sogar noch effektiver. Das galt auch für die über 80-jährigen. Vorbehalte gegenüber dem AstraZeneca-Vakzin, wie es sie derzeit in Deutschland vermehrt gibt, sind also offenbar wirklich unbegründet, betont Wissenschaftsjournalist Volkart Wildermuth. Die EMA hatte die Zulassung ohnehin für alle Altersgruppen empfohlen.

Auch über Nebenwirkungen wurde bei AstraZeneca häufiger diskutiert als im Zusammenhang mit den anderen Impfstoffen. In einer Veröffentlichung zur klinischen Phase-2-Studie von AstraZeneca heißt es, dass rund 85 Prozent der Probanden unter 55 Jahren nach der ersten Corona-Impfung mindestens eine Impfreaktion wie etwa Kopfschmerzen und Fieber gezeigt haben, meist mild bis mäßig. 

Das Paul-Ehrlich-Institut, das in Deutschland die Meldungen zu Verdachtsfällen auf Nebenwirkungen sammelt, zählte bei AstraZeneca rund acht Verdachtsfälle auf tausend Impfungen - mehr als durchschnittlich im Zusammenhang mit anderen Impfstoffen gemeldet würden, so Wissenschaftsjournalist Arndt Reuning. Das heiße aber nicht unbedingt, dass dieses Vakzin an sich stärkere Impfreaktionen auslöse. Auch die Altersstruktur der geimpften Personengruppen, Unterschiede im Profil der Impfreaktionen und die Medienberichterstattung könnten eine Rolle dabei spielen, dass Nebenwirkungen bei AstraZeneca häufiger gemeldet würden als bei anderen Impfstoffen.

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Neben der Diskussion über die Wirksamkeit und mögliche Nebenwirkungen des AstraZeneca-Impfstoffs hatte es kurz nach seiner EU-Zulassung auch einen politischen Streit um die Liefermengen gegeben - AstraZeneca hatte "Probleme in der europäischen Lieferkette" eingeräumt. Von den angekündigten Lieferkürzungen sollen allerdings nur EU-Staaten betroffen sein, nicht aber Großbritannien, was den Streit noch befeuerte. Die EU-Kommission pocht auf die Einhaltung der vertraglich vereinbarten Impfstoffmengen. 

Russlands Impfstoff "Sputnik V"

Als weltweit erstes Land erteilte Russland im August 2020 einem Vektorimpfstoff gegen das SARS-CoV-2-Virus eine Zulassung. Der vom staatliche Gamaleja-Institut für Epidemiologie und Mikrobiologie in Moskau entwickelte Wirkstoff heißt offiziell "Gam-COVID-Vac" beziehungsweise "Gam-COVID-Vac Lyo", wird aber auch "Sputnik V" genannt. Er war zum Zeitpunkt der Zulassung nur an mehreren Dutzend Personen getestet worden und hatte noch nicht die entscheidende dritte Phase der klinischen Prüfungen durchlaufen, was damals in Fachkreisen kritisch bewertet wurde. Mittlerweile ist ein Zwischenbericht in einem renommierten wissenschaftlichen Fachjournal erschienen. Dort gibt das Forschungsteam vom Gamaleja-Institut erneut eine Wirksamkeit von 91,6 Prozent an und liefert die entsprechenden Daten dazu.

Die Europäische Arzneimittel-Agentur (EMA) hat inzwischen ein schnelles Prüfverfahren für die Zulassung von "Sputnik V" in Europa gestartet. Dabei wird die Wirksamkeit des russischen Corona-Impfstoffes nach dem sogenannten "Rolling-Review-Verfahren" bewertet, bei dem Testergebnisse auch bereits geprüft werden, wenn noch nicht alle für die Zulassung nötigen Daten vorliegen. Laut EMA werde auch geprüft, ob das russische Vakzin "die üblichen EU-Standards für Wirksamkeit, Sicherheit und Qualität" einhalte. Wann ein möglicher Antrag auf Zulassung erfolgen könnte, ist nicht abzusehen. Die russischen Behörden begrüßten den Start des EMA-Verfahrens und kündigten für den Fall der Zulassung an, ab Juni 2021 Impfdosen für 50 Millionen Menschen in der EU liefern zu können.

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Mitte Oktober 2020 hatte Russlands Präsident Wladimir Putin bekanntgegeben, dass ein weiterer Impfstoff die Zulassung erhalten habe. Es handelt sich dabei um einen klassischen Eiweißimpfstoff, der versucht, durch inaktivierte SARS-CoV-2 Viren das Immunsystem auf eine Abwehr des neuartigen Erregers vorzubereiten. Auch bei diesem vom Vektor-Forschungszentrum in Sibirien entwickelten Mittel erfolgte die Zulassung vor dem Beginn der dritten klinischen Testphase.

Johnson & Johnson 

Der Corona-Impfstoff des US-Herstellers Johnson & Johnson hat am 27. Februar 2021 in den USA eine Notfallzulassung erhalten. Wissenschaftsjournalist Volkart Wildermuth zufolge wird nun damit gerechnet, dass die Europäische Arzneimittelagentur Mitte März ähnlich entscheiden wird. Dann könnte der Impfstoff auch schnell verfügbar sein, denn die EU hat 200 Millionen Dosen bestellt und eine Option auf noch einmal so viel.

Das Besondere an diesem Vektorimpfstoff ist, dass er nur eine einzige Dosis benötigt und lange bei Kühlschranktemperaturen haltbar ist. Die Anwendung ist also einfacher als bei den bisher verfügbaren Präparaten. In einer Studie mit 44.000 Probanden gab es eine Schutzwirkung von 66 Prozent. Das heißt, es kam bei den Geimpften zu drei Mal weniger Infektionen mit Symptomen. Verglichen mit der Konkurrenz ist die Wirksamkeit zwar geringer, entscheidend ist aber, dass die schweren Verläufe sehr effektiv verhindert werden konnten - nämlich zu 85 Prozent. Ähnlich gut waren die Ergebnisse übrigens auch in Brasilien und Südafrika - das bedeutet, dass der Impfstoff von Johnson & Johnson wohl auch vor neuen Virusvarianten schützt.

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Novavax und Sanofi

Im Rennen ist auch noch der Impfstoff NVX-CoV2373 des US-Hersteller Novavax, ein Protein-basierter Totimpfstoff. Hergestellt werden diese Proteine von Mottenzellen, die zuvor mit Insektenviren infiziert wurden. Anschließend werden die Virus-Proteine in Nanopartikel verpackt. Der Impfstoff überzeugte von Anfang an durch die hohe Zahl neutralisierender Antikörper im Blut der Geimpften. Dabei hilft ein Immunverstärker, ein sogenanntes Adjuvans. Nach Meinung einiger Experten eignen sich proteinbasierte Impfstoffe wie der von Novavax gut für Mehrfachimpfungen. Da er drei Monate im Kühlschrank haltbar ist, scheint er besonders geeignet für Impfungen in Arztpraxen, so wie sie bei der jährlichen Grippeimpfung stattfinden. 

Die erste klinische Studie der Phase 3 fand in Großbritannien statt. Im Januar stellte das Unternehmen Ergebnisse daraus vor. Demnach verhindert der Novavax-Impfstoff die Krankheit Covid-19 mit einer Wirksamkeit von 89 Prozent. Das Ergebnis ist ähnlich gut wie bei den mRNA-Impfstoffen von Biontech/Pfizer und Moderna. Eine weitere große Studie der Phase 3 läuft zurzeit in den USA und Mexiko. Wissenschaftsjournalist Michael Lange bilanziert: Er ist die Überraschung unter den Impfstoffen und konnte durch sehr gute Zwischenergebnisse in klinischen Studien überzeugen. Die EU führte bereits Vorverhandlungen mit Novavax über 200 Millionen Impfdosen. Ob und wann der Impfstoff europaweit zugelassen werden kann, steht noch nicht fest, möglicherweise im zweiten Quartal dieses Jahres.

Abschlagen ist der französische Hersteller Sanofi, der nach Problemen erst Ende 2021 mit der Zulassung rechnet. 

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Chinesische Impfstoffe: CanSino Biologics, Sinopharm und Sinova

Darüber hinaus haben drei Impfstoffe aus China eine Notfallzulassung im eigenen Land erhalten, obwohl die Phase-3-Studien noch nicht abgeschlossen sind. Darunter sind der ebenfalls auf dem Vektorverfahren basierende Wirkstoff des Unternehmens CanSino Biologics sowie zwei klassische Impfstoffe der chinesischen Pharmaunternehmen Sinopharm und Sinovac. In allen drei Fällen läuft die Phase-3-Erprobung noch.

Tuberkuloseimpfstoff BCG

Einen etwas anderen Ansatz verfolgt das Murdoch Children Research Institut in Australien. In einer Phase-3-Studie prüft es, ob der Tuberkuloseimpfstoff BCG sozusagen als Nebeneffekt auch einen gewissen Schutz vor Covid-19 bietet. Auch an der Medizinischen Hochschule Hannover wird ein Tuberkulose-Impfstoff auf die Wirkung gegen den Corona-Erreger getestet. Hintergrund dazu ist, dass aktuellen Statistiken zufolge Covid-19 in Ländern milder verläuft, in denen eine Tuberkulose-Impfung Standard ist. Dies könnte bedeuten, dass das menschliche Immunsystem sich mit der BCG-Tuberkulose-Impfung auch auf weitere Infektionen vorbereitet – und die Impfung somit auch gegen SARS-CoV-2 wirksam sein könnte.

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Wie wirken die Impfstoffe?

Ein Impfstoff ist ein medizinischer Trick. Er soll dem Körper vorgaukeln, er sei mit einem aggressiven Erreger wie SARS-CoV-2 infiziert. Gelingt die Täuschung, bildet das Immunsystem spezifische Antikörper und T-Zellen zur Virenabwehr. Impfungen führen so zur Bildung eines Immungedächtnisses: Wenn der gleiche Erreger erneut eine Infektion beginnt, kann das Immunsystem direkt reagieren und es kommt oft gar nicht mehr zu einer Erkrankung.

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Die Bildung von Antikörpern im menschlichen Körper kann auf verschiedene Weise provoziert werden. Die Impfstoffkandidaten gegen das neue Coronavirus SARS-CoV2 lassen sich dahingehend in drei Gruppen einteilen:

1. Impfstoffe mit Vektorviren 

Ausgangspunkt sind harmlose Viren, die als Träger genetischer Informationen des SARS-CoV-2-Virus genutzt werden. In das Erbgut der sogenannten Vektorviren bauen die Forscher das Gen für das Spike-Protein von SARS-CoV-2 ein. Diese Spikes sind die Stacheln des neuen Coronavirus. Ziel ist es, das Immunsystem dazu zu bringen, Antikörper gegen das Protein zu bilden und andere Abwehrreaktionen hervorzurufen. Bei Kontakt mit SARS-CoV-2 ist der Körper dann vorbereitet und kann die Infektion besser eindämmen.

Das chinesische Unternehmen CanSino Biologics und das russische-Gamaleja Institut (Impfstoff "Gam-Covid-Vac Lyo") nutzten beispielsweise einen harmlosen Schnupfenerreger als Vektorvirus. AstraZeneca und die Universität Oxford verwenden einen ungefährlichen Schimpansen-Schnupfenvirus. Das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung setzt auf das etablierte Impfvirus Vaccinia, auf dessen Grundlage es bereits Impfstoffkandidaten gegen SARS und MERS entwickelt hat. Andere Forscher arbeiten mit einem abgeschwächten Impfstamm des Masernvirus oder dem Atemwegserreger RSV.

2. Impfstoffe aus Vireneinweiß

Hierbei handelt es sich um klassischen Impfstoffe, die auf inaktivierten Erregern basieren. Nach dieser Methode funktionieren zum Beispiel einige Grippeimpfstoffe oder auch die Tetanusimpfung. Um einen entsprechenden Wirkstoff gegen Covid-19 zu gewinnen, wird das Spike-Protein von SARS-CoV-2 in einer Zellkultur von Bakterien produziert, gereinigt und mit einem Wirkverstärker kombiniert. Neben den beiden chinesischen Herstellern Sinopharm und Sinovac setzen auch das US-Unternehmen Novavax und Forscher der Universität von Queensland in Australien auf diese Strategie. Martin Bachmann aus Bern hat einen Spikeabschnitt mit einem anderen Viruseiweiß kombiniert, das sich selbstständig zu virenähnlichen Partikeln zusammensetzt. So will er eine starke Immunantwort auslösen.

3. Impfstoffe aus Boten-RNA (mRNA)

Dabei handelt es sich um ein neues Konzept. Anders als bislang üblich, werden nicht ein geschwächtes Virus oder einzelne Teile eines Virus zur Impfung verwendet. Stattdessen besteht der Impfstoff lediglich aus einer genetischen Information in Form der Boten-RNA oder mRNA. Auf den RNA-Molekülen befinden sich Baupläne für Proteine, die der Körper des Geimpften selbst herstellen soll, im Fall von SARS-CoV-2 dessen spezifisches Spike-Protein.

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Die Idee dahinter: Die Schnipsel der Virus-RNA werden nach der Impfung von den Zellen aufgenommen und beginnen, Spike-Proteine zu bilden und ins Blut auszuscheiden. Obwohl das Eiweiß im Körper selbst gebildet wird, soll das Immunsystem es als Fremdkörper identifizieren und als Reaktion schützende Antikörper bilden.

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Diese Antikörper gegen das Spike-Protein machen jedoch nur einen kleinen Teil der Immunantwort aus, wie eine Arbeitsgruppe aus Australien herausgefunden hat. Über die anderen Teile der Immunantwort weiß man erst wenig. Laut Biontech/Pfizer und Moderna zeigen die Impfstoffe einen 90- bis 95-prozentigen Schutz vor einer Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus. Der Biontech/Pfizer-Impfstoff ist seit Dezember in der EU zugelassen, im Januar folgte die Zulassung für den Impfstoff von Moderna. 

4. Kombination aus unterschiedlichen Impfstoffen

Von AstraZeneca und dem Gamaleya-Institut gab es eine Ankündigung, dass eine Kooperation angestrebt wird. Beide Impfstoffe basieren auf einem Vektorvirus. So könnten bei der ersten und zweiten Impfung unterschiedliche Impfstoffe verwendet werden.

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Wie lange kann ein möglicher Impfstoff schützen?

Ergebnisse mehrerer Teams zeigen, dass die Zahl der neutralisierenden Antikörper, mit denen das Immunsystem die Viren bekämpft, nach einigen Monaten deutlich sinkt. Vor allem Infizierte ohne oder mit nur geringen Krankheitssymptomen besitzen dann kaum noch schützende Antikörper. Das heißt aber nicht, dass sie dem Virus schutzlos ausgesetzt sind, denn eine wichtige Rolle beim Immunschutz spielen bestimmte T-Zellen. Sie erinnern sich an eine frühere Infektion oder eine Impfung und lenken das Immunsystem auf das Virus. Wie gut die Immunität nach Monaten oder Jahren noch ist, dazu gibt es derzeit keine verlässlichen Informationen. Das Virus ist noch zu neu, um das beurteilen zu können. Der russische Impfstoff "Gam-Covid-Vac-Lyo" soll nach Angaben von Russlands Präsident Waldimit Putin für zwei Jahre vor einer Infektion mit SARS-CoV-2 schützen.

Können Geimpfte andere anstecken?

Erste Studienergebnisse deuten darauf hin, dass die Impfstoffe nicht nur vor Infektion und Erkrankung schützen, sondern auch verhindern, dass Geimpfte das Virus an andere weitergeben. In Cambridge wurden Mitarbeiter in Kliniken regelmäßig auf SARS-CoV-2 getestet und dabei zeigte sich, dass der Impfstoff von Biontech nicht nur die Krankheit Covid-19 verhindern kann, sondern auch asymptomatische Ansteckungen mit SARS-CoV-2 um drei Viertel zurückdrängt. Das heißt, das Virus wird auch viel seltener weitergegeben. Ähnliche Hinweise gibt es auch zum AstraZeneca-Impfstoff.

Nach Einschätzung von Wissenschaftsjournalist Volkart Wildermuth spricht vieles dafür, dass die Impfstoffe ein wichtiges Element auf dem Weg zur Herdenimmunität sind. Abschließend geklärt ist die Frage der Ansteckungsgefahr aber noch nicht. 

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Wie wird ein Impfstoff auf seine Wirksamkeit getestet?

Wenn Phase 1 und 2 der klinischen Studien gezeigt haben, dass die Impfstoff-Kandidaten zur Bildung von spezifischen Antikörpern und Immunzellen führen und nur wenige Nebenwirkungen auslösen, müssen sie in Phase 3 schließlich ihre Wirksamkeit unter Beweis stellen. Meist müssen mehr als 10.000 Probanden an einer solchen klinischen Phase-3-Studie teilnehmen. Dabei werden geimpfte Probanden mit einer ungeimpften Kontrollgruppe verglichen.

Die Zahl der Teilnehmer solcher klinischen Studien muss so groß sein, damit das Ergebnis die Wirksamkeit eines Impfstoffes statistisch abgesichert belegen kann. Das heißt: Je geringer das Infektionsrisiko, umso mehr Personen müssen an der klinischen Studie teilnehmen. Deshalb wurden beziehungsweise werden die Impstoffe in Regionen mit hohem Infektionsrisiko getestet, unter anderem in Brasilien, Indien oder einige Bundesstaaten der USA. 

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Übersicht zum Thema Coronavirus (imago / Rob Engelaar / Hollandse Hoogte)(Redaktion: Volkart Wildermuth, Michael Lange, Olivia Gerstenberger, Isabelle Klein, Wulf Wilde, Nina Voigt)