Covid-19: Die Vektor-Impfstoffe im Steckbrief

Eine Einschätzung von Dr. Gérard Schockmel zu den Vektorviren-Impfstoffen gibt es am Ende des Artikels.

AstraZeneca

Inhaltsstoffe

1 Dosis enthält:
mindestens 2,5 x 108 infektiöse Einheiten (IE) Schimpansen-Adenovirus, das das SARS-CoV-2-Spike-Glykoprotein(ChAdOx1-S)*kodiert

Wirkweise

Der Impfstoff besteht aus einem harmlosen Vektorvirus, in das ein Stück DNA mit dem Bauplan für das SARS-CoV-2-Spike Protein eingebaut wurde. Das Vektorvirus bringt den DNA-Abschnitt in den Kern unserer Zellen. Diese lesen die DNA, stellen daraus mRNA und aus dieser das Sars-CoV-2-Spike Protein her. Unser Immunsystem erkennt den Fremdkörper und kann passende Antikörper produzieren. Ist dieser Prozess abgeschlossen, ist Impfschutz vorhanden: Kommt unser Körper nun mit Sars-CoV-2-Viren in Kontakt, erkennt unser Immunsystem diese schnell und leitet sofort die erlernte Abwehrreaktion ein. Dadurch sinkt die Wahrscheinlichkeit (je nach Wirksamkeit des Impfstoffs), dass Geimpfte an Covid-19 erkranken. Vor allem bietet die Impfung einen guten Schutz gegen schwere Verläufe von Covid-19. 

Quellen/nützliche Links

• Webseite des Herstellers
• Datenblatt / Produktinfo der EMA
• Datenblatt / Produktinfo des PEI
• Paper zur Phase 2 Studie
• Einschätzung des Conseil Supérieur des Maladies Infectieuses

Johnson & Johnson

Inhaltsstoffe

1 Dosis enthält:
rekombinantes, replikationsinkompetentes Adenovirus Typ 26, das das SARS-CoV-2-Spike-Protein kodiert

Wirkungsweise

Der Impfstoff besteht aus einem harmlosen Vektorvirus, in das ein Stück DNA mit dem Bauplan für das SARS-CoV-2-Spike Protein eingebaut wurde. Das Vektorvirus bringt den DNA-Abschnitt in den Kern unserer Zellen. Diese lesen die DNA, stellen daraus mRNA und aus dieser das SARS-CoV-2-Spike Protein her. Unser Immunsystem erkennt den Fremdkörper und kann passende Antikörper produzieren. Ist dieser Prozess abgeschlossen, ist Impfschutz vorhanden: Kommt unser Körper nun mit Sars-CoV-2-Viren in Kontakt, erkennt unser Immunsystem diese schnell und leitet sofort die erlernte Abwehrreaktion ein. Dadurch sinkt die Wahrscheinlichkeit (je nach Wirksamkeit des Impfstoffs), dass Geimpfte an Covid-19 erkranken. Vor allem bietet die Impfung einen guten Schutz gegen schwere Verläufe von Covid-19. 

Quellen/nützliche Links

• Webseite des Herstellers
• Datenblatt / Produktinfo der FDA
• Datenblatt / Produktinfo des CDC
• Paper zur Phase 2 Studie

Sputnik V

Wirkweise

Der Impfstoff besteht aus einem harmlosen Vektorvirus (ein Vektorvirus für die 1. Dosis und ein anderes für die 2. Dosis), in das ein Stück DNA mit dem Bauplan für das SARS-CoV-2-Spike-Protein eingebaut wurde. Das Vektorvirus bringt den DNA-Abschnitt in den Kern unserer Zellen. Diese lesen die DNA, stellen daraus mRNA und aus dieser das SARS-CoV-2-Spike-Protein her. Unser Immunsystem erkennt den Fremdkörper und kann passende Antikörper produzieren. Ist dieser Prozess abgeschlossen, ist Impfschutz vorhanden: Kommt unser Körper nun mit Sars-CoV-2-Viren in Kontakt, erkennt unser Immunsystem diese schnell und leitet sofort die erlernte Abwehrreaktion ein. Dadurch sinkt die Wahrscheinlichkeit (je nach Wirksamkeit des Impfstoffs), dass Geimpfte an Covid-19 erkranken. Vor allem bietet die Impfung einen guten Schutz gegen schwere Verläufe von Covid-19. 

Einschätzung von Dr. Gérard Schockmel, Infektiologe an den "Hôpitaux Robert Schuman" (Stand 19. April 2021, Update: 28 April 2021)

Weil zurzeit der Impfstoff von AstraZeneca besonders im Fokus der Aufmerksamkeit steht, beginnen wir mit einer Einschätzung von Dr. Gérard Schockmel zu AstraZeneca:

„Der AstraZeneca-Impfstoff wurde an der Universität Oxford entwickelt mit dem Ziel einen Impfstoff für die gesamte Weltbevölkerung herzustellen. Der AstraZeneca-Impfstoff wird zu einem niedrigen Preis angeboten und besitzt den großen Vorteil, dass er nicht stark gekühlt werden muss. AstraZeneca hat bereits die Lizenz zur Produktion des Impfstoffes an Hersteller in zahlreichen Ländern vergeben. Unter diesen befindet sich das Serum Institute of India, der weltgrößte Impfstoffhersteller. Die aktuelle Planung sieht vor, bis Ende dieses Jahres 3 Milliarden Dosen des Impfstoffes herzustellen.   

Der AstraZeneca Impfstoff ist ein Vektorimpfstoff. Vektorimpfstoffe bieten bereits ein paar Wochen nach der 1. Impfdosis einen recht hohen Schutz gegen eine Covid-19 Erkrankung. Nach erfolgter Grundimmunisierung bieten diese Impfstoffe einen ausgezeichneten Schutz gegen schwere Covid-19 Verläufe und Todesfälle.

Subgruppen-Analysen der klinischen Phase-III-Studien haben gezeigt, dass sich ein längeres Dosierungsintervall zwischen den Dosen 1 und 2 (bis zu 12 Wochen) günstig auf die Wirksamkeit des AstraZeneca-Impfstoffes auswirkt.

Der AstraZeneca-Impfstoff besitzt eine gute Wirksamkeit gegen die derzeit zirkulierende britische Virusvariante. In der Sekundäranalyse einer rezenten Studie in Südafrika zeigte der Impfstoff jedoch keine Wirksamkeit gegen die südafrikanische Virusvariante hinsichtlich der Vermeidung einer leichten bis mittelschweren Covid-19 Erkrankung. Inwieweit der AstraZeneca-Impfstoff dennoch eine Wirksamkeit gegen schwere Covid-19 Fälle im Rahmen der südafrikanischen Virusvariante zeigen könnte ist zurzeit nicht bekannt.

Die aktuelle Datenlage ist ungenügend, um die klinische Wirksamkeit des AstraZeneca-Impfstoffes gegen die brasilianische Virusvariante zu beurteilen.

Weltweit wurden mittlerweile über 200 Millionen Menschen mit dem AstraZeneca-Impfstoff geimpft und in Europa einschließlich Großbritannien über 34 Millionen Impfdosen verabreicht.

Nach der ersten Impfdosis treten in der Regel stärkere Impfreaktionen auf, wohingegen die zweite Impfdosis in der Regel deutlich besser vertragen wird.

Die EMA (Europäische Arzneimittel-Agentur) stuft derzeit nach ihrer letzten Analyse der vorliegenden Daten das Nutzen-Risiko Verhältnis beim AstraZeneca-Impfstoff weiterhin als positiv ein. Dies bedeutet, dass der Schutz vor schwerer Erkrankung, Langzeitfolgen und Tod durch Covid-19 um ein Tausendfaches grösser ist, als die Gefahr eine sehr seltene Vakzine-induzierte immunogene thrombotische Thrombozytopenie (VITT) zu erleiden (Definition VITT: cf. "Vektorimpfstoffe allgemein").

Zu beachten in diesem Zusammenhang ist, dass nach derzeitigem Wissensstand

1. die Gesamtzahl der Thrombosen bei den mit dem AstraZeneca-Impfstoff Geimpften nicht höher ist als bei Nichtgeimpften,
2. eine vorbestehende Thromboseneigung oder eine in der Vergangenheit erlittene Thrombose das Risiko einer VITT nach Impfung mit dem AstraZeneca-Impfstoff nicht erhöhen und
3. lebensbedrohliche Thrombosen, einschließlich Sinus- und Hirnvenenthrombosen, bei Nichtgeimpften eine häufige Komplikation schwerer Covid-19 Verläufe sind.

Die derzeit beschriebenen VITT Fälle wurden nach Verabreichung der 1. Dosis des AstraZeneca-Impfstoffes beobachtet.

Gemäß aktuellem Wissensstand, tritt die VITT zeitlich versetzt auf zu den üblichen lokalen (Schmerz an der Einstichstelle, Schwellung, Rötung) und systemischen Nebenwirkungen (Müdigkeit, Kopfschmerzen, Übelkeit, Gelenk- und Muskelschmerzen, erhöhte Körpertemperatur). Die üblichen Nebenwirkungen ereignen sich innerhalb der ersten 24 Stunden nach der Injektion auf und nehmen innerhalb von 2-3 Tagen wieder ab. Die VITT tritt jedoch erst 5 Tage bis 3 Wochen* nach der Injektion auf. 

In Luxemburg gelten in Bezug auf den AstraZeneca-Impfstoff seit dem 16. April 2021 folgende Bestimmungen:

• Der AstraZeneca-Impfstoff wird an Personen ab 55 Jahren verabreicht
• 30- bis 54-Jährige können sich jedoch auf freiwilliger Basis für die Impfung mit dem AstraZeneca-Impfstoff anmelden
• Eine Person die bis dato als 1. Dosis den AstraZeneca-Impfstoff erhalten hat, wird auch bei der 2. Dosis mit diesem Impfstoff geimpft
• Es wird empfohlen, die 2. Dosis 12 Wochen nach der 1. Dosis zu verabreichen.“

Und nun folgt eine Einschätzung von Dr. Gérard Schockmel zu den Vektorimpfstoffen allgemein:

„Die aktuellen Vektorimpfstoffe verwenden nicht-replizierende Vektorviren um DNA (als Bauplan zur Herstellung des Sars-CoV-2-Spike-Proteins) in menschliche Zellen zu tragen. Bei den Vektorviren handelt es sich um Adenoviren, harmlose Erkältungsviren, die so modifiziert wurden, dass sie sich nicht mehr vermehren können. Im Gegensatz zu der recht neuen mRNA-Technologie, gab es zu Beginn der Covid-19 Pandemie bereits Erfahrungen mit der Vektorviren-Technologie in unterschiedlichen Anwendungsgebieten und bei verschiedenen Altersklassen.

Ein möglicher Nachteil der Vektorimpfstoffe besteht darin, dass einige Menschen eine vorbestehende Immunität gegen den Adenovirus-Vektor besitzen. Dadurch kann sich die Wirksamkeit des Impfstoffes verringern. Wird nämlich ein Teil der Adenovirus-Vektoren durch das Immunsystem zerstört, bevor sie den Bauplan zur Herstellung des Sars-CoV-2-Spike-Proteins in die Zellen tragen können, dann ist der Impfstoff weniger wirksam. Auch kann der Geimpfte eine Immunität gegen das Vektorvirus bereits nach der ersten Impfdosis entwickeln.  

Um das Problem der vorbestehenden Immunität zu vermeiden, verwendet der AstraZeneca-Impfstoff ein Schimpansen-Adenovirus (ChadOx1), das nur wenig beim Menschen zirkuliert. Eine Immunität gegen ChadOx1 kann sich jedoch nach der ersten Impfdosis entwickeln und die Wirkung der Zweitdosis verringern. Auch besteht bereits bei der ersten Impfdosis die Möglichkeit, dass sich bei einer vorbestehenden Immunität gegen menschliche Adenoviren die Wirkung des Schimpansen-Adenovirus basierten Impfstoffes durch Kreuzimmunität reduziert.

Der Sputnik V-Impfstoff bedient sich eines sogenannten heterologen Ansatzes, um das Entstehen einer gegen den Adenovirus-Vektor gerichteten Immunität nach der ersten Impfdosis zu verringern. Der heterologe Ansatz besteht darin, dass der Sputnik V-Impfstoff als erste Dosis ein Adenovirus-26 und als zweite Dosis ein Adenovirus-5 verwendet. Beide Adenoviren zirkulieren bereits in Menschen, das Adenovirus-5 allerdings häufiger als das Adenovirus-26. Es besteht allerdings die Möglichkeit, dass der Geimpfte eine gewisse Kreuzimmunität zwischen den beiden Adenovirus-Vektoren entwickelt. In den jeweiligen klinischen Phase-III-Studien zeigte der Sputnik V-Impfstoff nach Verabreichung des kompletten heterologen 2-Dosen-Regimes eine höhere Wirksamkeit als dies bei dem homologen 2-Dosen-Regime des AstraZeneca-Impfstoffes der Fall war.

Johnson & Johnson verwendet einen Adenovirus-26 Impfstoff. Das derzeitige Einzeldosis-Regime vermeidet das Problem einer geringeren Wirksamkeit der Zweitdosis desselben Impfstoffes durch eine nach der Erstdosis entstandenen Immunität gegen das Vektorvirus. Das Einzeldosis-Regime könnte sich überdies als sehr nützlich erweisen in dem Bestreben so schnell wie möglich so viele Menschen wie möglich zu impfen. Dies würde die Impfquote deutlich erhöhen.

Die Möglichkeit, dass eine Person bei wiederholter Verabreichung eines Adenovirus-Impfstoffes eine Immunität gegen das Vektorvirus entwickelt, könnte sich als nachteilig erweisen im Hinblick auf eine regelmäßige Verwendung dieser Impfstoffe, z.B. im Rahmen von jährlichen Impfkampagnen. Eine vorliegende Immunität gegen den Adenovirus-Vektor könnte auch erklären, warum bei dem homologen 2-Dosen-Regime des AstraZeneca-Impfstoffes die 2. Dosis im Vergleich zu der 1. Dosis eine nur geringfügige Erhöhung der Wirksamkeit erzielt.

Bemerkenswert ist außerdem, dass bei dem homologen 2-Dosen-Regime des AstraZeneca-Impfstoffes stärkere Impfreaktionen nach der ersten Impfdosis auftreten, die zweite Impfdosis in der Regel jedoch deutlich besser vertragen wird. Eine mögliche Erklärung hierfür wäre die oben erwähnte Entstehung einer Immunität gegen den Adenovirus-Vektor ab der ersten Impfdosis.

Eine sehr seltene, unerwünschte Impfkomplikation die unlängst nach Erstverabreichung der Impfstoffe von AstraZeneca und Johnson & Johnson beschrieben wurde ist die Vakzine-induzierte immunogene thrombotische Thrombozytopenie (VITT). Bei dieser sehr seltenen, aber potenziell lebensbedrohlichen Komplikation kommt es zu thrombotischen Ereignissen, überwiegend Sinus- und Hirnvenenthrombosen, in einigen Fällen aber auch primären intrazerebralen Blutungen und arteriellen Verschlüssen zerebraler Gefäße. Im Blut der betroffenen Patienten finden sich Antikörper gegen Plättchenfaktor 4 (PF4). Die derzeit empfohlene Behandlung besteht in der intravenösen Gabe von Immunglobulinen und einer nicht-heparinischen Antikoagulantien-Therapie.  

Es wurden zu diesem Zeitpunkt keine Daten über einen möglichen Zusammenhang zwischen der Verabreichung des Sputnik V-Impfstoffes und der Entstehung einer VITT veröffentlicht. Der Sputnik V-Impfstoff verwendet für die erst Dosis einen Adenovirus-26-Vektor. Auch der Johnson & Johnson-Impfstoff verwendet einen Adenovirus-26-Vektor und erste VITT Fälle wurden für diesen Impfstoff bereits beschrieben.

Für die abschließende Beurteilung kann man festhalten, dass Vektorimpfstoffe einen zuverlässigen Schutz gegen eine Covid-19 Erkrankung und gegen die mit dieser Erkrankung häufig assoziierten Thrombose-Komplikationen bieten. Der Schutz ist bereits recht hoch ein paar Wochen nach der 1. Impfdosis und erreicht sein Maximum ca. 2 Wochen nach der 2. Dosis.

 *Dieser Artikel wurde am 28.04 angepasst. In der vorherigen Version hieß es "Die VITT tritt jedoch erst 5-14 Tage nach der Injektion auf" und in der jetzigen: "Die VITT tritt jedoch erst 5 Tage bis 3 Wochen nach der Injektion auf". Wir haben diese Information den neuesten Studienergebnissen angepasst.

Autoren der Serie: Kai Dürfeld (ScienceRELATIONS - Wissenschaftskommunikation), Jean-Paul Bertemes (FNR)
Hintergrundrecherchen: 
Illustrationen: Linda Wampach (FNR)
Steckbriefe: 101 Studios, Jean-Paul Bertemes (FNR)
Editoren: Michèle Weber (FNR), Melanie Reuter (FNR)