Biontech/Pfizer, Moderna und Co.Corona-Impfstoffe in der Übersicht

Normalerweise dauert die Entwicklung eines Impfstoffs mehrere Jahre. Im Kampf gegen COVID-19 soll alles viel schneller gehen. Das hat zu einem weltweiten Forschungs- und Entwicklung-Wettlauf geführt.

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 aussichtsreichen Impfstoffe gibt es?
• Wie wirken die Impfstoff-Kandidaten?
• Wie lange kann ein möglicher Impfstoff schützen?
• Wie wird ein Impfstoff auf seine Wirksamkeit getestet?
• Wie ist der Stand bei den Impfstoff-Zulassungen?

Welche aussichtsreichen Impfstoffe gibt es?

Biontech/Pfizer und Moderna

Auf den relativ neuen Ansatz, mit Erbsubstanz 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 und hat den Biontech/Pfizer-Impfstoff im Dezember zugelassen, 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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Sobald ein Impfstoff gegen das Coronavirus in Europa zugelassen ist, sollen die ersten zentralen Impfungen in Deutschland beginnen. Dazu werden bundesweit Impfzentren eingerichtet. Ein Überblick.

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-III-Studie in Europa und Lateinamerika hat sich verzögert und erst Mitte Dezember begonnen. Vor Mitte des Jahres werde eine Zulassung schwierig, vermutet Dlf-Wissenschaftsredakteur Volkart Wildermuth. Deutschland würden dann Doesen für rund 30 Millionen Menschen zustehen.

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Die Impfallianz GAVI will Milliardenhilfen für klassische Impfprogramme einwerben. Ein Teil des Geldes soll auch dazu dienen, einen möglichen COVID-19-Impfstoff gerecht zu verteilen.

AstraZeneca

Der Wirkstoff, der Vektorimpfstoff, den die Universität Oxford und das schwedisch-britische Pharmaunternehmen AstraZeneca entwickeln, benötigt hingegen lediglich Kühlschranktemperatur und wäre damit auch für den Hausarzt praktikabel. Zudem ist er schnell 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 veröffentlichte, 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.

Deutschland, Frankreich, Italien und die Niederlande haben schon frühzeitig einen Vertrag mit AstraZeneca über 400 Millionen Impfstoffdosen abgeschlossen. Schon zuvor hatten die USA 300 Millionen, Großbritannien 100 Millionen Impfdosen reserviert. Noch hat das Unternehmen den Antrag auf eine Zulassung aber nicht gestellt.

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Laut einem Zwischenergebnis der Phase-III-Studie erreicht der Impfstoff von AstraZeneca und der Universität Oxford nur eine Wirksamkeit von 70 Prozent. Mit einem anderen Impfschema lässt sich das offenbar verbessern - zudem lässt er sich wohl einfacher einsetzen.  

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Auch wenn er bei der Wirksamkeit noch hinter der Konkurrenz zurückbleibt, ist AstraZeneca von seinem Corona-Impfstoff überzeugt. Dieser habe eine ganze Reihe anderer Vorteile – nicht nur bei der Herstellung und Verteilung.

Tuberkuloseimpfstoff BCG

Einen etwas anderen Ansatz verfolgt das Murdoch Children Research Institut in Australien. In einer Phase-III-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.

(imago / Science Photo Library)Covid-19: Tuberkulose-Impfstoff könnte helfen 
Nachdem man herausgefunden hat, dass in Ländern, in denen eine Tuberkulose-Impfung Standard ist, COVID-19 milder verläuft, prüft man jetzt die Wirksamkeit des Tuberkulose-Impfstoffs gegen den Coronavirus.

Russlands Impfstoff "Gam-COVID-Vac Lyo"

Als weltweit erstes Land erteilte Russland im August einem Impfstoff gegen das SARS-CoV-2-Virus eine Zulassung. Der vom staatliche Gamaleja-Institut für Epidemiologie und Mikrobiologie in Moskau entwickelte Wirkstoff "Gam-COVID-Vac Lyo" war zu diesem Zeitpunkt aber nur an mehreren Dutzend Personen getestet worden. Dass er vor der entscheidenden dritten Phase der klinischen Prüfungen zugelassen wurde, wurde damals in Fachkreisen kritisch bewertet. Bei "Gam-COVID-Vac Lyo" handelt es sich um einen sogenannten Vektorimpfstoff.

(AFP/ Dmitry Kurakin / Russia's Health Ministry)Russischer Coronavirus-Impfstoff: Zugelassen - aber nur wenig getestet
In Russland ist ein Impfstoff gegen das Coronavirus zugelassen worden. Das hat Präsident Wladimir Putin bekannt gegeben. Der Impfstoff wurde bislang jedoch nur an wenigen Probanden getestet, unter anderem an Soldaten.

Mitte Oktober 2020 gab Russlands Präsident Wladimir Putin bekannt, 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, Novavax, Sanofi

Johnson & Johnson haben ihre Studie abgeschlossen, wollen diese im Januar veröffentlichen. Die EU hat 200 Millionen Impfdosen bestellt. Gut im Rennen liegt auch der US-Hersteller Novavax, der auf Eiweiße setzt. Davon könnten 60 Millionen Dosen an die EU gehen. Abschlagen ist der französische Hersteller Sanofi, der nach Problemen erst Ende 2021 mit der Zulassung rechnet. 

CanSino Biologics, Sinopharm und Sinova

Darüber hinaus haben drei Impfstoffe aus China eine Notfallzulassung im eigenen Land erhalten, obwohl die Phase-III-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-III-Erprobung noch.

(imago images / Political-Moments / )Impfzentren: Wer wie und ab wann geimpft werden kann
Sobald ein Impfstoff gegen das Coronavirus in Europa zugelassen ist, sollen die ersten zentralen Impfungen in Deutschland beginnen. Dazu werden bundesweit Impfzentren eingerichtet. Ein Überblick.

Wie wirken die Impfstoff-Kandidaten?

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.

Die Bildung von Antikörpern im menschlichen Körper kann auf verschiedene Weise provoziert werden. Die Impfstoffkandidaten gegen das neue Coronavirus SARS-CoV2 lassen sich dahingehnde 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 Corona-Virus. 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.

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Die Spekulationen um ein angebliches Angebot der US-Regierung an die Impfstoff-Firma CureVac zeigen: Das Rennen um medikamentöse Abhilfe für das Coronavirus und Covid-19 läuft. Und wird mit harten Bandagen geführt.

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 Erbsubstanz (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. Mit diesem Konzept werden in der Medizin schon länger Hoffnungen verknüpft, aber es gab auch bereits zahlreiche Rückschläge. Einen zugelassenen mRNA-Impfstoff gibt es bisher nicht.

Die Entwickler, unter anderem die Mainzer Firma Biontech in Kooperation mit Pfizer, CureVac aus Tübingen sowie die US-Pharmaunternehmen Moderna und Inovio, sind überzeugt, dass sie die Anfangsschwierigkeiten überwunden haben. Biontech konnte zeigen, dass das Immunsystem von einigen freiwilligen Probanden auf den Corona-Impfstoff reagierte. Je nach Dosis besaßen die Probanden teils sogar mehr neutralisierende Antikörper als Menschen nach einer Coronavirus-Infektion.

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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 haben sich ihre mRNA-Wirkstoffe jedoch auch in der Phase-III-Studie bewährt. Sie zeigen nach Angaben der Firmen einen 90- bis 95-prozentigen Schutz vor einer Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus. 

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-VacLyo" soll nach Angaben von Russlands Präsident Waldimit Putin für zwei Jahre vor einer Infektion mit SARS-CoV-2 schützen.

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Wie wird ein Impfstoff auf seine Wirksamkeit getestet?

Wenn Phase I und II 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 III schließlich ihre Wirksamkeit unter Beweis stellen. Meist müssen mehr als 10.000 Probanden an einer solchen klinischen Phase-III-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)