Suche nach einem universellen COVID-19-Impfstoff

Die Grenzen der Schutzwirkung der bisherigen SARS-CoV-2-Impfstoffe deuten darauf hin, dass sie künftig durch Impfstoffe der zweiten Generation ersetzt werden sollten, die einen breiteren und nachhaltigeren Immunschutz induzieren [III]. So würde ein universeller Impfstoff gegen Coronaviren, idealerweise vor diversen SARS-CoV-2-Varianten und sogar künftig entstehenden Coronaviren Schutz bieten, die bereits zirkulieren oder potenziell von Tieren auf den Menschen überspringen und künftige Pandemien verursachen könnten. Auch für die am Donnerstag anstehende Debatte um eine allgemeine Impfpflicht spielt die Aussicht auf Impfstoffe der nächsten Generation eine Rolle.

Weltweit läuft die Forschung zu derlei universellen Impfstoffen. So entwickelt das Walter Reed Army Institute in den USA einen Proteinimpfstoff, der theoretisch Schutz vor mehreren SARS-verursachenden Betacoronavirus-Varianten bieten soll. Das Vakzin beruht auf dem Eiweiß-Molekül Ferritin. Dieses formt sich selbst zu einem kugelartigen Gebilde mit 24 Seiten, an denen je ein Spike-Protein einer Virusvariante chemisch angeheftet werden kann. Der Impfstoff zeigte in Tierversuchen eine breite Antikörperantwort gegen mehrere SARS-CoV-2-Varianten sowie SARS-CoV-1 [IV]. Eine erste klinische Phase-I-Studie wurde inzwischen gestartet [V].

Ein Team an der Universität von North Carolina setzt derweil bei ihrem Impfstoffkandidaten auf sogenannte chimäre Spike-Proteine, die Abschnitte von drei verschiedenen Sarbecoviren kombinieren sollen, zu denen auch SARS-CoV-2 gehört. Die Forschenden testeten den Impfstoff an Mäusen und beobachteten eine entsprechende Antikörperantwort gegen mehrere Sarbecoviren [VI].

In der Influenza-Forschung versucht man seit Jahrzehnten einen entsprechenden universellen Impfstoff gegen zirkulierende Virusvarianten zu entwickeln. Im Gegensatz zu Viren, die systemische Infektionen verursachen, zum Beispiel Masern, Röteln und Pocken, infizieren Atemwegsviren wie SARS-CoV-2 und Influenzaviren in erster Linie Epithelzellen auf Schleimhautoberflächen. So kommen sie nur begrenzt in Kontakt mit der systemischen Immunabwehr. Sie rufen daher bei milden Verläufen eine unvollständige und lediglich vorübergehende schützende Immunität hervor, wodurch sich Reinfektionen häufen. Ein ähnlicher Effekt kann bei den bisher zugelassenen Corona-Impfungen beobachtet werden, wenn die induzierten Antikörpertiter mit der Zeit wieder abnehmen und eine Reinfektion in den Atemwegen nicht direkt abgewendet werden kann. Zudem mutieren diese RNA-Viren rasch und bringen so ständig neue Virusvarianten hervor, die von der Immunabwehr nicht mehr komplett erkannt werden.

Die Entwicklung universeller Impfstoffe gegen Coronaviren steht noch am Anfang. Welche Impfstoffkandidaten letztlich beim Menschen eine Immunität gegen mehrere virale Proteinantigene von Virusvarianten auslösen und sowohl ein langfristiges humorales als auch ein zelluläres Immungedächtnis erzeugen könnten, ist bisher nicht genau absehbar. Wie die Erfolgsaussichten im Falle einer Impfung gegen SARS-CoV-2 und andere Coronaviren einzuschätzen und welche Schwierigkeiten mit der Entwicklung solcher Impfstoffe verbunden sind, bewerten im Folgenden Forschende unterschiedlicher Disziplinen.