Thema 18.11.2020

Biontech/Pfizer, Moderna und Co.Wettlauf um den Corona-Impfstoff

Mehrere Injektionsnadeln liegen in einem Halbkreis, das Foto ist künstlerisch verfremdet. (imago / Future Image)Mehrere Impfstoff-Projekte sind schon in der entscheidenden letzten Testphase (imago / Future Image)

Im Wettlauf um die Entwicklung eines Corona-Impfstoffs melden immer weitere Unternehmen vielversprechendes Zwischenergebnisse, zuletzt das britisch-schwedische Unternehmen AstraZeneca. Auch andere Projekte sind schon weit. Ein Überblick über den Stand der Forschung.

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. 47 Impfstoffkandidaten befinden sich bereits in der klinischen Testphase, davon neun in der entscheidenden – aber auch längsten – Phase III der klinischen Prüfung. In dieser Phase wird der Stoff mehreren tausend gesunden Freiwilligen verabreicht. Vielversprechende Zwischenergebnisse aus Phase-III-Studien haben inzwischen die Mainzer Firma Biontech und ihr Pharma-Partner Pfizer, das US-Unternehmen Moderna und auch das britisch-schwedischen Unternehmen AstraZeneca mit der Universität Oxford vorgelegt. In Russland und China haben insgesamt fünf Impfstoffe bereits eine Notfallzulassung erhalten. 

Welche Impfstoff-Projekte sind am weitesten?

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.

Fläschen mit russischem Coronavirus-Impfstoff (AFP/ Dmitry Kurakin / Russia's Health Ministry) (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 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.

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.

Gleiches gilt für den Vektorimpfstoff, den die Universität Oxford und das schwedisch-britische Pharmaunternehmen AstraZeneca entwickeln. 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.  

Symbolbild eines Corona Impfstoffs mit Logo des Pharmaunternehmens AstraZeneca. Forschern der Universität Oxford scheint ein großer Schritt in Richtung Corona-Impfstoff gelungen zu sein. *** Symbol image of a corona vaccine with the logo of the pharmaceutical company AstraZeneca Researchers at Oxford University seem to have succeeded in taking a big step towards a corona vaccine Foto:xJ.xKrickx/xFuturexImage (www.imago-images.de) (www.imago-images.de)AstraZeneca: "Ein einfacher Impfstoff - um ihn weltweit auszuliefern" 
Impfstoffrennen2: Oxford-Impfstoff - geringere Wirksamkeit, leichter verteilbar (Wirtschaft und Gesellschaft)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, wirbt das Unternehmen.

Auch der relativ neue Ansatz, mit Erbsubstanz zu impfen, wird schon in Phase-III-Studien erprobt. Hier haben die Mainzer Firma Biontech gemeinsam mit dem US-Pharmakonzern Pfizer und das US-Unternehmen Moderna die Nase vorn. Laut einem Zwischenergebnis, das Biontech/Pfizer am 9. November vorstellten, soll ihr mRNA-Impfstoff einen 90-prozentigen Schutz vor einer Ansteckung mit SARS-CoV-2 bieten. Moderna präsentierte ein vergleichbares Ergebnis: Die Wirksamkeit des Impfstoffs soll bei 94,5 Prozent liegen. In beiden Fällen handelt es sich um Pressemitteilungen der Unternehmen. 

Symbolbild Corona-Impfstoff - Biontech und Pfizer geben erste Zwischenanalyse ihres COVID-19-Impfstoffkandidaten in laufender Phase-3-Studie bekannt (imago/Sven Simon) (imago/Sven Simon)Corona-Impfstoff von Biontech/Pfizer - Noch viele offene Fragen 
Das Zwischenergebnis der Impfstoff-Studie von Biontech und Pfizer klinge "fantastisch", sagte der Virologe Herbert Pfister im Dlf. Es gebe aber noch einige offen Fragen. Das gilt auch für mögliche Impfszenarien, wie der Pflegebevollmächtigter der Bundesregierung Andreas Westerfellhaus betonte.

Die Impfstoffe von Biontech/Pfizer und Moderna haben für einen weltweiten Einsatz allerdings einen Nachteil: Sie müssen bei -20 Grad Celsius (Moderna) beziehungsweise -70 Grad Celsius (Biontech/Pfizer) transportiert und gelagert werden. Der Wirkstoff von AtsraZeneca benötigt lediglich Kühlschranktemperatur. Zudem ist er wesentlich günstiger als die beiden mRNA-Impfstoffe: Eine Dosis von AstraZeneca soll umgerechnet rund 2,10 Euro kosten, bei Biontech/Pfizer und Moderna dürfte der Preis pro Dosis bei etwa 18 Euro liegen.

Das Firmenschild des Pharmaunternehmens AstraZeneca (picture alliance / Drago Prvulovic) (picture alliance / Drago Prvulovic)Corona-Impfstoff von AstraZeneca: Weniger wirksam als die Konkurrenz?
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.

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.

Eine Computerillustration zeigt den Tuberkulose-Erreger und das davon betroffene Lungengewebe. (imago / Science Photo Library) (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.

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.

Ein Arzt impft am 13.11.2019 einen Patienten  (picture alliance / Robert Guenther) (picture alliance / Robert Guenther)Welche Pharmafirmen sich am Corona-Abwehrkampf beteiligen 
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.

Eine Krankenschwester bereitet eine Spritze mit dem Corona-Impfstoff-Kandidaten von Moderna vor. (dpa / AP Photo / Hans Pennink) (dpa / AP Photo / Hans Pennink)Wie mRNA-Impfstoffe funktionieren und wirken Eine 95-prozentige Wirksamkeit versprechen Biontech/Pfizer und Moderna für die von ihnen entwickelten Corona-Impfstoffe. Beide Vakzine basieren auf mRNA. Was dieses Impfstoffkonzept attraktiv macht und welche Risiken damit verbunden sind – ein Überblick.

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.

Eine Mitarbeiterin von Biontech steht im Labor des Unternehmens.  (Biontech / Stefan Albrecht) (Biontech / Stefan Albrecht)Wer hinter Biontech steckt
Das Paul-Ehrlich-Institut hat dem Biotechnologieunternehmen Biontech grünes Licht gegeben, einen Impfstoffkandidaten gegen das Coronavirus zu testen. Wer steckt hinter dem Mainzer Unternehmen und wie funktioniert der Impfstofftest?

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. 

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.

Coronavirus (imago / Rob Engelaar / Hollandse Hoogte)Übersicht zum Thema Coronavirus (imago / Rob Engelaar / Hollandse Hoogte)

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.

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Deshalb suchen die Impfstoffentwickler nach Regionen, in denen auch in den nächsten Monaten ein hohes Infektionsrisiko zu erwarten ist. Als besonders geeignet gelte n Brasilien, Indien oder einige Bundesstaaten der USA. Der Impfstoff, der von der Universität Oxford und AstraZeneca entwickelt wurde, sollte zunächst in Großbritannien getestet werden. Aber weil dort die Infektionszahlen sanken, wurde eine großangelegte Phase-III-Studie nach Brasilien verlegt. Der Impfstoff mit inaktivierten Viren der chinesischen Firma Sinopharm wird in den Vereinigten Arabischen Emiraten getestet.

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Wann ist mit weiteren Impfstoff-Zulassungen zu rechnen?

Klaus Cichutek, Präsident des für Impfstoffe zuständigen Paul-Ehrlich-Institutes, sagte dem "Mannheimer Morgen", er gehe davon aus, dass Ende 2020 konkret über die Zulassung eines Impfstoffs gesprochen werde. Die Europäische Arzneimittel-Agentur EMA rechnet mit einer Zulassung im Frühjahr 2021, wenn alles optimal läuft.

Biontech/Pfizer hat im November eine Notfallgenehmigung bei der US-Zulassungsbehörde FDA beantragt, Moderna will das nach eigenen Angaben auch bald tun. Ein solches Notfall-Genehmigungsverfahren gibt es in Europa nicht. Doch die EMA bestätigt, dass sie zu dem Impfstoff von Moderna ein Rolling-Review-Verfahren beginnt: Die Auswertung beginnt nicht erst, wenn alle Daten vorliegen, sondern Daten werden laufend ausgewertet. Das soll die Zulassung beschleunigen, ohne die Ansprüche aufzugeben, die man an die Wirksamkeit und Sicherheit eines Impfstoffs hat. Auch Pfizer/Biontech ist bereits im Rolling-Review-Verfahren der EMA.

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. Auch bei Biontech und anderen Impfstoffherstellern haben die EU und andere Staaten Vorbestellungen aufgegeben. Die Bundesregierung hat sich zudem mit 300 Millionen Euro am Tübinger Unternehme CureVac beteiligt.

Auf mehreren großen Geberkonferenzen der EU-Kommission wurden 13,5 Milliarden Euro für die Entwicklung vor allem von Impfstoffen gesammelt. Damit soll sichergestellt werden, dass ein Impfstoff als globales öffentliches Gut gilt, das nach Bedarf und nicht nach Finanzkraft verteilt wird. Ein Teil des Geldes geht an die Impfallianz Gavi, die Impfprogramme in ärmeren Ländern organisiert. Gavi hat ebenfalls Verträge mit AstraZeneca abgeschlossen.

(Redaktion: Volkart Wildermuth, Michael Lange, Olivia Gerstenberger, Isabelle Klein, Wulf Wilde)

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