Anpassung von mRNA-Impfstoffen an SARS-CoV-2-Varianten
mRNA-Impfstoffe können innerhalb weniger Monate an neue SARS-CoV-2-Varianten angepasst werden
Viren können sich schnell verändern.1 Das kann dazu führen, dass Impfstoffe angepasst werden müssen. Im Fall der Grippe, auch Influenza genannt, wird aus diesem Grund jedes Jahr ein angepasster Impfstoff entwickelt und zugelassen, der gegen die jeweils zu erwartenden neuen Virusvarianten wirken soll.2 Auch mRNA-Impfstoffe gegen eine Erkrankung mit COVID-19 sind bereits an die Omikron-Varianten BA.1 und BA.4/5 angepasst und von der Europäischen Kommission zugelassen worden.3
Seit dem 1. Ausbruch von SARS-CoV-2 in China verbreiten sich weltweit Varianten des ursprünglichen Virus. So verbreitete sich beispielsweise seit Ende 2020 die SARS-CoV-2-Variante Alpha (B.1.1.7). Danach war im frühen Sommer 2021 vor allem die Variante Delta (B.1.617.2) vorherrschend. Im November 2021 wurde mit Omikron (B.1.1.529) eine weitere Variante identifiziert. Diese Variante hat sich Ende Dezember 2021 und Anfang Januar 2022 rasch ausgebreitet. Seit Juni 2022 bestimmt die Omikron-Variante BA.4/5 das Infektionsgeschehen.4
Für eine Auffrischimpfung von Personen ab 5 Jahren sind derzeit verschiedene an die Omikron-Varianten BA.1 und BA.4/5 angepasste, bivalente Impfstoffe zugelassen.5 Diese enthalten mRNA, die sowohl für das Spike-Protein des Wildtyps (Wuhan) als auch für das Spike-Protein der Omikron-Varianten BA.1 und BA.4/5 kodiert. Daten weisen darauf hin, dass der Einsatz der angepassten mRNA-Impfstoffe für die Auffrischimpfung den Schutz vor einer Erkrankung mit SARS-CoV-2 optimieren kann.6,7 Es ist nicht ausgeschlossen, dass künftige Mutationen weitere stark veränderte Virusvarianten hervorbringen (Video: Mutationen und Virusvarianten). Mutationen sind Veränderungen im Erbgut des Virus. Bei einer Infektion mit einer solchen SARS-CoV-2-Variante könnte die Immunreaktion geimpfter Personen abgeschwächt sein oder ganz ausbleiben.
Veränderungen am Spike-Protein des Virus
Die bislang bekannten Varianten von SARS-CoV-2 weisen Mutationen im Viruserbgut auf. Dies betrifft auch den Abschnitt, der den Bauplan des Spike-Proteins enthält. Dieses Protein sitzt wie ein Stachel auf SARS-CoV-2 und ermöglicht dem Virus das Eindringen in die Körperzellen. Die Informationen zu diesem Protein werden von den derzeit zugelassenen COVID-19-Impfstoffen genutzt, um eine Immunantwort des Körpers hervorzurufen (Video: Die Immunisierung).8
Die Wirksamkeit der COVID-19-Impfstoffe könnte sich verringern, wenn an entscheidenden Stellen im Bauplan des Spike-Proteins weitere Mutationen stattgefunden haben. In diesem Fall besteht weiterhin die Möglichkeit, die bestehenden mRNA-Impfstoffe innerhalb weniger Monate erneut so anzupassen, dass diese wieder eine ausreichende Immunantwort hervorrufen (Video: Die Anpassung der mRNA-Impfstoffe an Virusvarianten). Um dies zu erreichen, werden Teile der Bauplankopien im bestehenden Impfstoff durch neue Bauplankopien der Variante ersetzt. Es muss also kein neuer Impfstoff entwickelt werden, sondern es müssen lediglich die entscheidenden Stellen ausgetauscht werden.9
Schnelle Umstellung bei mRNA-Impfstoffen
mRNA-basierte Impfstoffe gelten als die Technologie der Zukunft, gerade im Hinblick auf Pandemien. Sie lassen sich vergleichsweise schnell entwickeln und in großen Mengen herstellen sowie bei Bedarf zeitnah an Virusmutationen anpassen. So wurden 2022 bereits mehrere bivalente, an Omikron angepasste COVID-19-mRNA-Impfstoffe für Auffrischimpfungen von Personen ab 5 Jahren zugelassen.10
Mutationen unter ständiger Beobachtung
Um möglichst schnell auf neue Varianten von SARS-CoV-2 reagieren zu können, müssen die Mutationen ständig beobachtet werden. Dies geschieht, indem positive COVID-19 Testproben im Labor untersucht werden. In Deutschland werden diese Daten an das Robert Koch-Institut (RKI) übermittelt, wo sie gesammelt und ausgewertet werden.11
Quellen
1 Holmes B. How Viruses evolve. Smithsonian Magazine 2020. (Letzter Zugriff am 05.01.2023)
2 Influenza-Saison 2022/23 – erste Grippeimpfstoff-Chargen freigegeben. Paul-Ehrlich-Institut. (Letzter Zugriff am 05.01.2023)
3 COVID-19 vaccines: key facts. Europäische Arzneimittel-Agentur (EMA). (Letzter Zugriff am 05.01.2023)
4 Wöchentlicher Lagebericht des RKI zur Coronavirus-Krankheit-2019 (COVID-19) vom 22.12.2022. Robert Koch-Institut. (Letzter Zugriff am 05.01.2023)
5 COVID-19-Impfstoffe. Paul-Ehrlich-Institut. (Letzter Zugriff am 06.02.2023)
6 Moll, D. Bivalenter Booster für Kinder ab fünf Jahren. Wann welcher COVID-19-Impfstoff – und für welche Altersgruppe? Deutsche Apotheker Zeitung 2022. (Letzter Zugriff am 02.12.2022)
7 Chalkias S et al. N Engl J Med 2022;387(14):1279-1291. doi: 10.1056/NEJMoa2208343.
8 SARS-CoV-2: Virologische Basisdaten sowie Virusvarianten - Virusvarianten. Robert Koch-Institut. (Letzter Zugriff am 16.01.2023)
9 Angepasste COVID-19-Impfstoffe. Bundesministerium für Gesundheit: Zusammen gegen Corona. (Letzter Zugriff am 16.01.2023)
10 COMIRNATY® Procedural steps taken and scientific information after the authorisation. Europäische Arzneimittel-Agentur (EMA). (Letzter Zugriff am 25.01.2023)
11 Besorgniserregende SARS-CoV-2-Varianten (VOC). Robert Koch-Institut. (Letzter Zugriff am 06.01.2023)
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