Wie funktionieren Impfstoffe genau?

Impfstoffe werden für die Beseitigung einst gefürchteter Infektionskrankheiten wie Pocken, Diphtherie und Kinderlähmung anerkannt und gelten als eine der größten Errungenschaften der öffentlichen Gesundheit in der modernen Geschichte.

Impfstoffe trainieren Ihr Immunsystem, bestimmte krankheitserregende Organismen, die als Krankheitserreger bekannt sind, zu denen Viren und Bakterien gehören, zu erkennen und zu bekämpfen. Sie hinterlassen dann Gedächtniszellen, die bei einer Rückkehr des Erregers eine Abwehr anregen können.

Durch die Anpassung der körpereigenen Immunabwehr bieten Impfstoffe Schutz vor vielen Infektionskrankheiten, indem sie sie entweder vollständig blockieren oder die Schwere ihrer Symptome reduzieren.

Wie das Immunsystem funktioniert

Das körpereigene Immunsystem verfügt über mehrere Verteidigungslinien, die zum Schutz vor Krankheiten und zur Abwehr von Infektionen beitragen. Sie werden grob in zwei Teile eingeteilt: angeborene Immunität und adaptive Immunität.

Angeborene Immunität

Dies ist der Teil des Immunsystems, mit dem Sie geboren wurden. Das angeborene Immunsystem bietet dem Körper seine vorderste Abwehr gegen Krankheiten und besteht aus Zellen, die sofort aktiviert werden, sobald ein Krankheitserreger auftaucht. Die Zellen erkennen bestimmte Krankheitserreger nicht; sie „wissen“ einfach, dass ein Krankheitserreger nicht da sein und angreifen sollte.

Das Abwehrsystem umfasst weiße Blutkörperchen, die als Makrophagen bekannt sind (Makro-bedeutet „groß“ und -phage bedeutet „Esser“) und dendritische Zellen (Dendri-bedeutet „Baum“, die wegen ihrer astartigen Verlängerungen passend sind).

Vor allem dendritische Zellen sind dafür verantwortlich, den Erreger dem Immunsystem zu präsentieren, um die nächste Stufe der Abwehr auszulösen.

Adaptive Immunität

Auch als erworbene Immunität bekannt, reagiert das adaptive Immunsystem auf Krankheitserreger, die von den Frontkämpfern eingefangen werden. Einmal mit dem Erreger konfrontiert, produziert das Immunsystem krankheitsspezifische Proteine ​​(so genannte Antikörper), die entweder den Erreger angreifen oder andere Zellen (einschließlich B-Zell- oder T-Zell-Lymphozyten) für die körpereigene Abwehr rekrutieren.

Antikörper sind „programmiert“, um den Angreifer basierend auf spezifischen Proteinen auf seiner Oberfläche zu erkennen, die als Antigene bekannt sind. Diese Antigene dienen dazu, einen Erregertyp von einem anderen zu unterscheiden.

Sobald die Infektion unter Kontrolle ist, hinterlässt das Immunsystem B- und T-Gedächtniszellen, die als Wächter gegen zukünftige Angriffe fungieren. Einige davon sind langlebig, während andere mit der Zeit nachlassen und ihr Gedächtnis verlieren.

So funktioniert die Impfung

Durch die natürliche Exposition des Körpers gegenüber alltäglichen Krankheitserregern kann der Körper nach und nach eine robuste Abwehr gegen eine Vielzahl von Krankheiten aufbauen. Alternativ kann ein Körper durch eine Impfung gegen Krankheiten immunisiert werden.

Bei der Impfung wird eine Substanz verabreicht, die der Körper als Erreger erkennt und präventiv eine krankheitsspezifische Reaktion auslöst. Im Wesentlichen „täuscht“ der Impfstoff den Körper vor, dass er angegriffen wird, obwohl der Impfstoff selbst keine Krankheit verursacht.

Bei dem Impfstoff kann es sich um eine abgestorbene oder abgeschwächte Form des Erregers, einen Teil des Erregers oder eine vom Erreger produzierte Substanz handeln.

Es gibt auch therapeutische Impfstoffe, die das Immunsystem aktivieren, um bestimmte Krankheiten zu behandeln.

Derzeit gibt es drei von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) zugelassene therapeutische Impfstoffe, die zur Behandlung von Prostatakrebs, invasivem Blasenkrebs und onkolytischem Melanom eingesetzt werden können. Andere werden derzeit untersucht, um Virusinfektionen wie Hepatitis B, Hepatitis C, HIV und das humane Papillomavirus (HPV) zu behandeln.

Arten von Impfstoffen

Obwohl die Ziele aller Impfungen gleich sind – eine antigenspezifische Immunantwort auszulösen – wirken nicht alle Impfstoffe gleich.

Es gibt fünf große Kategorien von Impfstoffen, die derzeit verwendet werden, und zahlreiche Unterkategorien, jede mit unterschiedlichen antigenen Auslösern und Abgabesystemen (Vektoren).

Abgeschwächte Lebendimpfstoffe

Attenuierte Lebendimpfstoffe verwenden ein ganzes, abgeschwächtes (abgeschwächtes) Lebendvirus oder Bakterium, um es für Menschen mit einem gesunden Immunsystem unschädlich zu machen.

Einmal in den Körper eingeführt, lösen die abgeschwächten Viren oder Bakterien eine Immunantwort aus, die der einer natürlichen Infektion am nächsten kommt. Aus diesem Grund sind abgeschwächte Lebendimpfstoffe in der Regel haltbarer (länger haltbar) als viele andere Arten von Impfstoffen.

Attenuierte Lebendimpfstoffe können Krankheiten vorbeugen wie:

• Influenza (nur Nasenspray-Grippeimpfstoff)

• Masern
• Mumps
• Rotavirus

• Röteln (deutsche Masern)

• Varizellen (Windpocken)

• Varicella-Zoster (Gürtelrose)

• Gelbfieber

Inaktivierte Impfstoffe

Inaktivierte Impfstoffe, auch als Ganzimpfstoffe bekannt, verwenden ganze tote Viren. Obwohl sich das Virus nicht vermehren kann, wird der Körper es dennoch als schädlich betrachten und eine antigenspezifische Reaktion auslösen.

Inaktivierte Impfstoffe werden verwendet, um die folgenden Krankheiten zu verhindern:

• Hepatitis A

• Grippe (insbesondere Grippeschutzimpfung)

• Polio
• Tollwut

Untereinheit Impfstoffe

Subunit-Impfstoffe verwenden nur ein Stück des Keims oder ein bisschen Protein, um eine Immunantwort auszulösen. Da sie nicht das gesamte Virus oder Bakterium verwenden, sind Nebenwirkungen nicht so häufig wie bei Lebendimpfstoffen. Abgesehen davon sind normalerweise mehrere Dosen erforderlich, damit der Impfstoff wirksam ist.

Dazu gehören auch Konjugatimpfstoffe, bei denen das antigene Fragment an ein Zuckermolekül namens Polysaccharid gebunden ist.

Zu den Krankheiten, die durch Subunit-Impfstoffe verhindert werden, gehören:

• Hepatitis B
• Haemophilus influenzae Typ b (Hib)
• Humanes Papillomavirus (HPV)

• Pertussis (Keuchhusten)

• Pneumokokken-Erkrankung
• Meningokokken

Toxoid-Impfstoffe

Manchmal ist es nicht das Bakterium oder Virus, vor dem Sie geschützt werden müssen, sondern ein Toxin, das der Erreger produziert, wenn er sich im Körper befindet.

Toxoid-Impfstoffe verwenden eine abgeschwächte Version des Toxins – ein sogenanntes Toxoid –, um dem Körper zu helfen, diese Substanzen zu erkennen und abzuwehren, bevor sie Schaden anrichten.

Zu den zugelassenen Toxoid-Impfstoffen gehören solche, die verhindern, dass:

• Diphtherie

• Tetanus (Kieferstarre)

mRNA-Impfstoffe

Neuere mRNA-Impfstoffe beinhalten ein einzelsträngiges Molekül namens Messenger-RNA (mRNA), das den Zellen die genetische Kodierung liefert. Innerhalb der Codierung sind Anweisungen zum „Bauen“ eines krankheitsspezifischen Antigens, das als Spike-Protein bezeichnet wird, enthalten.

Die mRNA ist von einer Fettlipidhülle umgeben. Sobald die Kodierung geliefert wird, wird die mRNA von der Zelle zerstört.

Im Jahr 2020 sind zwei mRNA-Impfstoffe zur Bekämpfung von COVID-19 zugelassen:

• Moderna COVID-19-Impfstoff (Nukleosid modifiziert)

• Pfizer-BioNTech COVID-19-Impfstoff (Tozinameran)

Impfstoffsicherheit

Trotz gegenteiliger Behauptungen und Mythen wirken Impfstoffe und sind mit wenigen Ausnahmen äußerst sicher. Während des Entwicklungsprozesses müssen Impfstoffe mehrere Tests bestehen, bevor sie jemals in Ihre Apotheke oder das Büro Ihres Gesundheitsdienstleisters gelangen.

Vor der Zulassung durch die FDA durchlaufen die Hersteller streng überwachte Phasen der klinischen Forschung, um festzustellen, ob ihr Impfstoffkandidat wirksam und sicher ist. Dies dauert in der Regel Jahre und umfasst nicht weniger als 15.000 Studienteilnehmer.

Nach der Zulassung des Impfstoffs wird die Forschung vom Advisory Committee on Immunization Practices (ACIP) – einem von den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) koordinierten Gremium aus Gesundheits- und Medizinexperten – überprüft, um festzustellen, ob eine Empfehlung angemessen ist den Impfstoff und an welche Gruppen.

Auch nach der Zulassung des Impfstoffs wird er weiterhin auf Sicherheit und Wirksamkeit überwacht, sodass ACIP seine Empfehlungen bei Bedarf anpassen kann. Es gibt drei Meldesysteme, die verwendet werden, um unerwünschte Impfstoffreaktionen zu verfolgen und die Meldung an ACIP weiterzuleiten:

• Impfstoff-Unerwünschtes Ereignis-Meldesystem (VAERS)
• Impfstoffsicherheits-Datenlink (VSD)
• Netzwerk für klinische Sicherheitsbewertung von Immunisierungen (CISA)

Herdenimmunität

Die Impfung kann Sie als Individuum schützen, aber ihre Vorteile – und der letztendliche Erfolg – ​​sind gemeinschaftlich. Je mehr Menschen in einer Gemeinschaft gegen eine Infektionskrankheit geimpft sind, desto weniger sind anfällig für die Krankheit und verbreiten sie wahrscheinlich.

Wenn genügend Impfungen durchgeführt werden, kann die gesamte Gemeinschaft vor der Krankheit geschützt werden, auch diejenigen, die sich nicht infiziert haben. Dies wird als Herdenimmunität bezeichnet.

Der „Kipppunkt“ variiert von Infektion zu Infektion, aber im Allgemeinen muss ein erheblicher Teil der Bevölkerung geimpft werden, damit sich eine Herdenimmunität entwickeln kann.

Die Herdenimmunität führte dazu, dass Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens Krankheiten wie Pocken ausrotten, an denen früher Millionen Menschen starben. Trotzdem ist die Herdenimmunität kein fester Zustand. Werden Impfempfehlungen nicht befolgt, kann eine Krankheit erneut auftreten und sich erneut in der Bevölkerung ausbreiten.

Dies wurde bei Masern beobachtet, einer Krankheit, die in den Vereinigten Staaten im Jahr 2000 als ausgerottet erklärt wurde, aber aufgrund des Rückgangs der Impfraten bei Kindern ein Comeback erlebt.

Zu den Rückgängen tragen unbegründete Schadensansprüche von Impfgegnern bei, die seit langem behaupten, dass Impfstoffe nicht nur unwirksam sind (oder von Unternehmensprofiteuren entwickelt wurden), sondern trotz gegenteiliger Wissenschaft auch Krankheiten wie Autismus verursachen können.

Der Großteil der klinischen Evidenz hat gezeigt, dass die Vorteile der Impfung die potenziellen Risiken bei weitem überwiegen.

Trotzdem ist es wichtig, Ihren Arzt zu informieren, wenn Sie schwanger sind, immungeschwächt sind oder in der Vergangenheit eine Nebenwirkung auf einen Impfstoff hatten. In einigen Fällen kann dennoch ein Impfstoff verabreicht werden, in anderen muss der Impfstoff jedoch möglicherweise ersetzt oder vermieden werden.