Neue Methoden der Biotechnologie bei der Herstellung von Grippeimpfstoffen

 

In jüngster Zeit sind einige wegweisende Neuerungen auf dem Gebiet der Grippeimpfstoffe zu verzeichnen, die ohne die modernen Methoden der Biotechnologie nicht möglich gewesen wären: Die Impfstoffherstellung ist erstmals in Zellkulturen anstelle von Hühnereiern möglich; Impfstoffe für den Fall einer weltweiten Epidemie mit Erregern der so genannten Vogelgrippe sind zugelassen worden; neuartige Adjuvantien (Wirkverstärker) sorgen dafür, dass die Wirkstoffdosis erheblich gesenkt werden kann. Dies alles sind essenzielle Voraussetzungen, die es im Falle einer Pandemie ermöglichen, innerhalb kurzer Zeit ausreichend Impfstoffdosen für die Bevölkerung zur Verfügung stellen zu können.

Die Influenza - auch "echte Grippe" genannt - wird von Grippeviren ausgelöst. Menschen, andere Säugetiere und Vögel können erkranken. Während eine Influenzaepidemie oder Grippewelle lokal begrenzt bleibt, spricht man von einer Influenzapandemie, wenn sich die Grippe über die ganze Welt ausbreitet. Solche weltweiten Ausbrüche gab es beispielsweise 1918 mit der so genannten spanischen Grippe, 1968 mit der Hongkong-Grippe oder auch 1977 mit der russischen Grippe. Sie treten dann auf, wenn ein stark verändertes Grippevirus die Fähigkeit erworben hat, sich rasch von Mensch zu Mensch zu verbreiten. Der sogenannte Virusdrift führt zu einem komplett neuen Grippevirus, das bislang noch nicht vorgekommen ist und daher auf eine immunologisch naive Bevölkerung trifft. Da Übergänge der Vogelgrippeviren auf den Menschen Vorboten einer neuen Pandemie darstellen können, wird intensiv an geeigneten Impfstoffen geforscht.

Wie aber können viele Menschen im Pandemiefall schnell mit einer Grippeschutzimpfung gegen den neu aufgetretenen Erregerstamm versorgt werden? Seit vielen Jahrzehnten werden Grippeimpfstoffe mit Hilfe von Hühnereiern produziert, wobei im Durchschnitt die Ausbeute bei einer Impfstoffdosis pro Ei liegt. Damit sind für viele Millionen Menschen entsprechend viele Millionen Hühnereier erforderlich, die auf den Tag genau angeliefert werden müssen. Die Produktion des Grippeimpfstoffs in Hühnereiern ist daher mit einem vergleichsweise hohen logistischen Aufwand verbunden. Die Produktion des fertigen Impfstoffes selbst dauert ca. drei bis sechs Monate, ausgehend von dem Saatgut des neuen Erregers. Im Pandemiefall könnte ein Produktionsengpass in der Verfügbarkeit geeigneter Hühnereier bestehen, da eine auf der Vogelgrippe basierende Pandemie auch die Hühner befallen und dadurch die Belieferung mit Eiern stark beeinträchtigen könnte.

Die Produktion von Impfstoff in Zellkulturen stellt daher eine zweckmäßige Ergänzung dar. Das liegt insbesondere daran, dass die Produktion mit Zellkulturen - anders als bei Hühnereiern - sofort beginnen kann, wenn sie benötigt wird. Die Produktion lässt sich somit flexibel starten - die spezialisierten Säugetierzellen werden aufgetaut, in einem Bioreaktor in Nährmedium eingerührt und vermehrt, um dann mit den Impfviren infiziert zu werden. Werden kurzfristig größere Impfstoffmengen benötigt, als zunächst geplant, kann dieser Prozess flexibel und schnell wiederholt werden.

Die Etablierung der Herstellung von Grippeimpfstoffen in Zellkulturen stellt einen großen Fortschritt dar, da sie mit einer größeren Flexibilität einhergeht. Alle großen Hersteller von Grippeimpfstoffen entwickeln derzeit solche Herstellverfahren. Inzwischen hat ein erster so produzierter Impfstoff die EU-weite Zulassung erhalten, nachdem der Hersteller nachweisen konnte, dass dieser ebenso sicher und wirksam ist wie ein Ei-basierter Impfstoff. Verfahren und Impfstoff wurden in Deutschland entwickelt und hier steht auch die Produktionsanlage für diesen weltweit ersten zugelassenen Impfstoff. Wieder einmal konnte damit Deutschland eine Pionierleistung auf dem Gebiet der Impfstoffe zeigen. Weitere Zulassungen für andere Hersteller dürften in den nächsten Jahren folgen; Produktionsanlagen dafür sind z.B. in den Niederlanden und in Österreich im Bau.

Auch nach der Zulassung weiterer Zellkultur-basierter Grippeimpfstoffe wird die breite Versorgung der Bevölkerung weiterhin mit nach beiden Verfahren hergestellten Impfstoffen erfolgen.

Im Falle einer Pandemie ist jedoch nicht nur die schnelle Produktion von entscheidender Bedeutung, sondern auch die schnelle Zulassung des benötigten Impfstoffes. Die Zulassungsstellen sind deshalb bereit, schon vor der Pandemie einen Prototyp-Impfstoff (Mock-up) zuzulassen, der dem echten Impfstoff im Herstellungsverfahren und in allen Bestandteilen gleicht - bis auf einen: das eigentliche Erregermaterial. Für das Erregermaterial wird bei so einem auch Kandidat-Pandemieimpfstoff genannten Präparat ein schon bekannter Erregerstamm verwendet, der dem zu erwartenden Pandemieerreger nah verwandt ist. Zwei solcher Impfstoffe wurden mittlerweile zugelassen. Bräche eine Pandemie aus, würden die zugelassenen Impfstoffe mit dem tatsächlichen exakten Virusstamm hergestellt und dieser geänderte Impfstoff in einem Schnellverfahren zugelassen. Auch auf dem Gebiet der Kandidat-Impfstoffe sind die deutsche zulassende Bundesoberbehörde - das Paul-Ehrlich-Institut (PEI)- und die forschenden Pharmaunternehmen in Deutschland ganz vorne mit dabei.

Darüber hinaus wurden erst kürzlich zwei so genannte präpandemische Grippeimpfstoffe bei den Zulassungsbehörden eingereicht. Diese sollen vor dem Ausrufen einer Pandemie eingesetzt werden, um das Immunsystem auf die Bekämpfung von Vogelgrippeerregern vorzubereiten.. Auf diese Weise könnte die Gefahr einer Erkrankung vermindert werden, wenn sich ein Pandemieerreger als immunologisch ähnlich zu den Vogelgrippeerregern erweisen sollte (sog. Kreuzimmunität).

Sollte es zu einer Pandemie kommen, ist es schließlich zudem wichtig, Influenza-Impfstoffdosen in einer nie gekannten Menge zur Verfügung stellen zu können. Erst kürzlich wurden in Europa zwei Pandemiegrippeimpfstoffe zugelassen, wovon der eine ein neueres Adjuvans enthält - einen Hilfsstoff, der die Impfwirkung verstärkt. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der erforderlichen Impfdosis im Vergleich zu den bisherigen Grippeimpfstoffen. Damit reicht die Produktionskapazität - die stets durch die Herstellung von Erregermaterial begrenzt ist - für die Impfung von wesentlich mehr Menschen.

Zusammen genommen ermöglichen die Produktion von Grippeimpfstoffen in Zellkulturen, die Entwicklung und Zulassung von Kandidat-Impfstoffen sowie neuere Adjuvantien, dass im Falle einer Pandemie innerhalb weniger Monate große Impfstoffmengen für die Bevölkerung zur Verfügung gestellt werden können. Damit tragen moderne biotechnologische Methoden im Bereich Impfstoffe ganz wesentlich zu den Fortschritten auf diesem Gebiet bei.