Geschichte der Impfungen und Impfstoffe

Impfstoffe haben den Lauf der Menschheitsgeschichte verändert. Vor ihrer Entdeckung führten Infektionskrankheiten bei unzähligen Erwachsenen und Kindern zu Behinderungen und zum Tod, die nicht über die Immunabwehr verfügten, um sie zu bekämpfen.

Indem sie Substanzen ausgesetzt wurden, die eine robuste Immunantwort hervorriefen, wurden die geimpften Personen weitgehend davor geschützt, schwere Krankheiten durch diese ansonsten tödlichen Infektionen zu bekommen oder zu erleiden.

Die ersten Impfstoffe, die im 18. und 19. Jahrhundert eingeführt wurden, leiteten eine Ära ein, in der Wissenschaftler ein besseres Verständnis des Immunsystems und Möglichkeiten zur Stimulierung der Produktion von krankheitsbekämpfenden Zellen, sogenannten Antikörpern, erlangten.

Ausgestattet mit diesen Erkenntnissen sind Wissenschaftler heute in der Lage, neuartige Impfstoffe zu entwickeln, die diese Reaktion auf viele verschiedene Arten auslösen, einschließlich Technologien, die zur Entwicklung von COVID-19-Impfstoffen führten. In einigen Fällen hat der Aufbau einer Herdenimmunität in geimpften Populationen zur vollständigen Ausrottung bestimmter Krankheiten geführt, an denen einst Millionen Menschen starben.

18. und 19. Jahrhundert

Das Konzept der Impfung und Immunisierung ging dem, was allgemein als „Zeitalter der Impfstoffe“ bezeichnet wird, weit voraus.

Bereits im 11. Jahrhundert haben historische Aufzeichnungen gezeigt, dass die Chinesen Variolation praktizierten, eine Technik, bei der winzige Mengen Eiter von Menschen mit Pocken in den Körper von Menschen ohne Pocken eingebracht wurden. Auf diese Weise wurden Menschen, die nur geringen Mengen des Virus ausgesetzt waren, weitgehend vor den Folgen der Krankheit geschützt. Einige wurden jedoch krank und starben sogar.

Die eigentliche Entwicklung von Impfstoffen – Substanzen, die einen Immunschutz ohne minimales Krankheitsrisiko bieten – begann jedoch erst um die Jahrhundertwende.

Zu den bahnbrechenden Momenten in der frühen Impfstoffgeschichte gehören:

• Edward Jenner entwickelt 1796 den ersten Impfstoff gegen Pocken. Er fand heraus, dass Menschen durch die Impfung mit Kuhpocken, einem ähnlichen Virus, das nur leichte Krankheiten verursacht, weitgehend immun gegen die Auswirkungen der tödlicheren Krankheit waren.
• Louis Pasteur entwickelt 1885 einen Impfstoff gegen Tollwut, nachdem er 1879 den ersten Laborimpfstoff gegen Hühnercholera hergestellt hatte. Für den Tollwutimpfstoff verwendete Pasteur ein abgeschwächtes Lebendvirus, um eine Immunantwort hervorzurufen.
• 1885 wurde vom spanischen Arzt Jaime Ferrán ein Cholera-Impfstoff entwickelt – der erste Impfstoff, der gegen eine bakterielle Erkrankung des Menschen immunisiert.
• Ein Impfstoff gegen Typhus wurde 1896 von den Wissenschaftlern Richard Pfeiffer und Wilhelm Kolle mit ganzen abgetöteten (inaktivierten) Bakterien entwickelt.

1900 bis 1979

Das frühe 20. Jahrhundert war von schnellen Fortschritten in der Impfstoffforschung geprägt, die zum großen Teil auf die Technologien zurückzuführen waren, die es Wissenschaftlern ermöglichten, verschiedene Viren oder Bakterien zu isolieren und zu unterscheiden. Dies ermöglichte es Wissenschaftlern, beispielsweise Masern von Pocken zu unterscheiden – eine Entdeckung, die der persische Wissenschaftler Rhazes erst 1900 machte.

Zu den wichtigsten Errungenschaften des Impfstoffs Anfang bis Mitte des 20. Jahrhunderts gehören:

• Der erste Diphtherie-Impfstoff wurde 1913 durch die Arbeit von Emil Adolf von Behring (Deutschland), William Hallock Park (USA) und anderen Wissenschaftlern entwickelt.
• Die ersten Ganzzell-Pertussis-Impfstoffe (Keuchhusten) wurden 1914 entwickelt, obwohl es mehrere Jahrzehnte dauern wird, bis sie weit verbreitet sind.
• Der erste erfolgreiche Tetanus-Impfstoff wird 1927 basierend auf Forschungen von Behring in den 1890er Jahren entwickelt.
• Max Theiler entwickelt 1936 den ersten Gelbfieber-Impfstoff.
• Der erste Grippeimpfstoff wird 1945 zur Verwendung zugelassen. Die Wissenschaftler Thomas Francis Jr. und Jonas Salk gehörten zu den Wissenschaftlern, die die Entwicklung dieses inaktivierten Ganzvirus-Impfstoffs angeführt haben.
• Einzelne Diphtherie-, Tetanus- und Pertussis-Impfstoffe werden 1948 in einem einzigen DTP-Impfstoff kombiniert. Dies ist das erste Mal, dass Impfstoffe kombiniert werden, um die Impflast bei Kindern und Erwachsenen zu verringern.
• Salk entwickelt 1955 den inaktivierten Polio-Impfstoff (IPV).
• Ein von Albert Sabin entwickelter oraler Polio-Lebendimpfstoff (OPV) ersetzt 1962 den Salk-Impfstoff.
• Der erste abgeschwächte Masern-Lebendimpfstoff wurde 1963 von John Enders entwickelt, von dem 19 Millionen Dosen über die nächsten 12 Jahre verteilt werden.
• 1967 wird von Maurice Hilleman der Mumps-Impfstoff entwickelt, von dem in den nächsten fünf Jahren 11 Millionen Dosen verteilt werden.
• Maurice Hilleman leitet auch die Entwicklung des Impfstoffs gegen Röteln (deutsche Masern), der 1969 zur Verwendung zugelassen wurde.
• Der kombinierte Impfstoff gegen Masern, Mumps und Röteln (MMR) wird 1971 zur Anwendung zugelassen.
• Pneumovax, der erste Pneumokokken-Impfstoff zum Schutz gegen bestimmte Arten von Streptococcus pneumoniae, wird 1971 zugelassen. Er wird auch heute noch bei Hochrisikokindern eingesetzt.

• Viruseliminierung: 1979 sind Pocken die erste Krankheit, die von der Weltgesundheitsversammlung für eliminiert erklärt wurde. Der letzte Fall betraf 1977 einen Somalier mit einer sehr milden Form der Krankheit.

Von 1980 bis 2000

Mit der Ausrottung der Pocken im Jahr 1979 wollten Wissenschaftler dasselbe bei einer Vielzahl anderer Krankheiten erreichen. Bei dieser Suche halfen ihnen schnelle technologische Fortschritte, die es den Forschern ermöglichten, die Mechanismen, die eine Immunantwort auslösen, genau zu untersuchen – bis hin zur genetischen Sequenz einer Zelle.

Zu den Errungenschaften der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gehören:

• Menomune, der erste Meningokokken-Impfstoff, wird 1981 zur Anwendung zugelassen und wird schnell zum Standard der Vorsorge bei Hochrisikokindern, bis er 2005 durch Menactra ersetzt wird.
• Ein Hepatitis-B-Impfstoff wird 1981 zugelassen und ist der erste Subunit-Impfstoff, der mit nur einem Teil des Hepatitis-B-Virus eine schützende Immunantwort induziert.
• Der erste rekombinante Hepatitis-B-Impfstoff namens Recombivax HB wird 1986 zugelassen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Impfstoffen, die einen lebenden oder getöteten Organismus verwenden, um eine Immunantwort auszulösen, fügen rekombinante Impfstoffe DNA in Zellen ein, um Anweisungen zum Aufbau krankheitsspezifischer Antikörper zu kodieren.
• Der erste Impfstoff gegen Haemophilus influenza Typ b (Hib) ist zur Anwendung zugelassen. Es wird als Konjugatimpfstoff klassifiziert, der zwei verschiedene Antigene (in diesem Fall inaktiviertes Hib mit Proteinen eines anderen infektiösen Bakteriums) kombiniert, um eine robustere Immunantwort zu induzieren.
• Um die Ausrottung der Masern zu beschleunigen, wird im Jahr 1989 eine Auffrischungsdosis von MMR für Kinder empfohlen, die in Landkreisen leben, in denen mindestens fünf Fälle vorliegen.
• 1993 wird der erste vierwertige (vier in einem) Kombinationsimpfstoff namens Tetramune zugelassen, der die DTP- und Hib-Impfstoffe kombiniert. Nachfolgende Kombinationen umfassen Pediarix (DTaP, Polio, Hepatitis B) im Jahr 2004, ProQuad (MMR, Varizellen) im Jahr 2006, Pentacel (DTaP, Polio, Hib) im Jahr 2008, Kinrix (DTaP, Polio) im Jahr 2008 und Vaxelis (DTaP, Polio) , Hepatitis B, Hib) im Jahr 2018.

• Viruselimination: 1994 erklären die Weltgesundheitsorganisation (WHO) und die Centers for Disease Control and Prevention (CDC), dass Polio aus der westlichen Hemisphäre ausgerottet wurde.

• Der erste Impfstoff gegen Varizellen (Windpocken) namens Varivax wird 1995 in den Vereinigten Staaten zugelassen (obwohl in Japan und Korea bereits Anfang 1988 mit der Impfung gegen die Krankheit begonnen wurde).
• Der erste Hepatitis-A-Impfstoff namens VAQTA wird 1996 zur Verwendung zugelassen.
• 1996 wird der Polioimpfstoff Salk wegen des geringen Risikos einer impfstoffassoziierten paralytischen Poliomyelitis (VAPP) in Verbindung mit dem oralen Polioimpfstoff erneut zur Verwendung empfohlen.
• Eine sicherere Version von DTP namens DTaP wird 1997 zur Verwendung zugelassen. Anstatt das gesamte Pertussis-Bakterium zu verwenden, verwendet DTaP eine Untereinheit von Pertussis, die als azelluläre Pertussis bezeichnet wird.
• LYMErix, ein Lyme-Borreliose-Impfstoff, wurde 1998 zur Verwendung zugelassen (obwohl er 2002 aufgrund rückläufiger Verkäufe und Befürchtungen über unerwünschte Nebenwirkungen eingestellt wurde).

• Viruselimination: Die Masern werden in den USA im Jahr 2000 für ausgerottet erklärt.

21. Jahrhundert

Bisher war das 21. Jahrhundert in Bezug auf Impfstoffe von Gegensätzen geprägt. Auf der einen Seite hat die Impfstoffentwicklung mit einem immer breiter werdenden Angebot an Impfstoffplattformen, auf denen aufgebaut werden kann, rasante Fortschritte gemacht. Auf der anderen Seite hat die Ablehnung von Impfungen durch viele in der Bevölkerung zum Comeback von Krankheiten geführt, die einmal für ausgerottet erklärt wurden.

Zu den Errungenschaften des frühen 21. Jahrhunderts gehören:

• FluMist, der intranasale Grippeimpfstoff, wurde 2004 zugelassen. Im Gegensatz zu Grippeimpfungen mit inaktivierten Viren handelt es sich bei FluMist um einen lebenden, abgeschwächten Virus.

• Viruselimination: Endemische Röteln werden in den Vereinigten Staaten im Jahr 2004 für ausgerottet erklärt.

• Der Tdap-Impfstoff wird 2006 zur Anwendung zugelassen. Obwohl er vor den gleichen Krankheiten wie DTaP schützt, wird er hauptsächlich als Booster verwendet, um die Immunität bei älteren Erwachsenen aufrechtzuerhalten. Der Pneumokokken-Impfstoff ist ein weiterer Fall, in dem eine Auffrischimpfung für Erwachsene ab 65 empfohlen wird.
• Gardasil, der erste Impfstoff zum Schutz gegen das humane Papillomavirus (HPV), wird 2006 zugelassen. Es folgen Cervarix (eingestellt im Jahr 2016) und Gardasil-9 (eine verbesserte Version, die 2017 das ursprüngliche Gardasil ersetzte).
• Im Jahr 2011 wurde der Influenza-Impfstoff Fluzone High-Dose für die Anwendung bei älteren Erwachsenen zugelassen, die auf herkömmliche Grippeimpfungen tendenziell weniger robust ansprechen und mit größerer Wahrscheinlichkeit schwere Grippekomplikationen erleiden.

• Zostavax, ein attenuierter Lebendimpfstoff, der vor Herpes Zoster (Gürtelrose) schützt, wird 2011 zur Anwendung zugelassen. Es gilt als Standard der Vorsorge, bis 2017 ein sicherer und wirksamer inaktivierter Impfstoff namens Shingrix auf den Markt kommt. ( Zostavax wurde im November 2020 vom Hersteller freiwillig eingestellt und ist in den USA nicht mehr erhältlich.)

• Mit dem Aufkommen virulenterer Grippestämme und dem Rückgang der Wirksamkeit von Impfstoffen werden im Jahr 2013 vierwertige Grippeimpfstoffe zum Standard der Vorsorge.
• Trumenba, der erste Impfstoff zum Schutz gegen die Meningokokken-Erkrankung der Serogruppe B, wird 2014 zur Anwendung zugelassen. In Kombination mit Impfstoffen, die gegen die Serogruppen A, C, W und Y schützen, kann Trumenba potenziell lebensbedrohliche Komplikationen in Hochrisikogruppen verhindern —insbesondere bei Meningitis-Ausbrüchen an Colleges und Universitäten.
• Fluad ist der erste adjuvante Grippeimpfstoff, der ausschließlich bei Erwachsenen ab 65 Jahren angewendet wird. Es wurde 2015 zur Verwendung zugelassen und enthält nicht mehr Antigene wie Flublock High-Dose. Vielmehr handelt es sich um eine nicht-antigene Substanz – ein sogenanntes Adjuvans –, die die allgemeine Immunantwort auf den Grippeimpfstoff verstärkt.
• Am 14. Juli 2020 ist der Moderna COVID-19-Impfstoff der erste Impfstoff, der von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) zur Vorbeugung von COVID-19 für den Notfall zugelassen wurde (EUA). Es ist auch der erste Impfstoff, der erfolgreich auf einer Messenger-RNA (mRNA)-Plattform aufgebaut wurde.
• Am 12. August 2020 erhält der Pfizer/BioNTech COVID-19-Impfstoff – ebenfalls ein mRNA-Impfstoff – als zweiter Impfstoff den EUA-Status.
• Am 27. Februar 2021 erhält der Janssen/Johnson & Johnson COVID-19-Impfstoff den EUA-Status. Im Gegensatz zu den anderen beiden Impfstoffen handelt es sich um einen rekombinanten Vektorimpfstoff, der ein Fragment von COVID-19 über ein abgeschwächtes Erkältungsvirus an die Zellen abgibt.

Trotz der zunehmenden Sicherheit und Wirksamkeit von Impfstoffen hat die wachsende Anti-Impf-Stimmung in den Vereinigten Staaten zu einem Rückgang der Impfraten und dem Wiederauftreten von Krankheiten geführt, die einst als ausgerottet galten.

Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens befürchten, dass dies auch bei anderen Krankheiten passieren könnte, die nach ihrer Ausrottung ausgerottet sind.

Impfstoffe funktionieren. Trotz Verschwörungstheorien und gegenteiliger Behauptungen überwiegen die Vorteile der empfohlenen Impfstoffe ausnahmslos die Risiken.

Bedenken Sie, dass eine Krankheit wie Diphtherie 1921 in den Vereinigten Staaten über 15.000 Kinder tötete, aber heute selten, wenn überhaupt, gesehen wird. (Die letzten beiden Fälle wurden 2004 und 2015 gemeldet.)Oder dass eine Krankheit wie Polio, die 1916 allein in New York City über 2.000 Tote forderte, weitgehend in die Geschichtsbücher aufgenommen wurde.

Wie die COVID-19-Pandemie 2020-2021 uns leicht daran erinnert, schützen Impfstoffe nicht nur Einzelpersonen vor schweren Krankheiten und Todesfällen, sondern sie schützen auch die Bevölkerung insgesamt, indem sie die Ausbreitung von Infektionen verhindern.