Im Jahr 1796 unternahm der britische Landarzt Edward Jenner ein gewagtes Experiment: Ausgehend von der Beobachtung, dass Melkerinnen, die sich mit Kuhpocken (eine beim Menschen leicht verlaufende Rinderkrankheit, auch Melkerknoten genannt) infiziert hatten, nicht an den „echten“ Pocken (eine damals weitverbreitete Infektionserkrankung, an der etwa 30 % der Patienten starben) erkrankten, entnahm er Material aus einer Kuhpockenpustel an der Hand einer Milchmagd und impfte damit einen achtjährigen Jungen. Etwa sechs Wochen später exponierte Jenner den Jungen mit hochinfektiösem Pockeneiter – und der Junge erwies sich als immun. Dieses Experiment, das vielleicht aus heutiger Sicht ethisch fragwürdig erscheint, war der Beginn einer unglaublichen medizinischen Erfolgsgeschichte. Impfungen gehören heute zu den effektivsten und sichersten Präventivmaßnahmen in der Medizin. Mit Hilfe der weltweiten Impfkampagnen konnten manche Infektionserkrankungen v.a. in den Industrieländern nahezu ausgerottet werden – so wurde die Welt 1980 von der WHO für pockenfrei erklärt, die globale Ausrottung der Poliomyelitis (Kinderlähmung) ist das nächste realistische Ziel.
Impfung dienen also dem präventiven (vorbeugenden) Schutz gegenüber übertragbaren Krankheiten. Das Prinzip der Impfung hat sich seit Edward Jenner nicht grundlegend verändert. Es besteht darin, dass man eine Person entweder mit einem abgeschwächten (= attenuierten) Erreger impft (also exakt das, was Edward Jenner bereits im 18. Jahrhundert mit dem Kuhpocken-Erreger gemacht hat) oder – das ist der modernere Ansatz – dass nur Bestandteile eines Erregers geimpft werden. Indem sich unser Immunsystem entweder mit dem kompletten Erreger oder mit seinen Bestandteilen auseinandersetzt kommt es zu einer Immunantwort, die zukünftigen Schutz gegen die Infektion mit dem echten Erreger – wir bezeichnen den auch als pathogenen Wild-Typ Erreger – gewährleistet.
Ganz wesentlich dabei ist, dass die Immunantwort unseres Körpers dazu führt, dass hochspezifische Antikörper gebildet werden – wir bezeichnen diese Antwort des Immunsystems auch als sog. humorale Immunantwort. Die im Rahmen der humoralen Immunantwort gebildeten Antikörper sind nämlich in der Lage, Mikroorganismen zu neutralisieren und zu beseitigen, bevor sie im Körper eine Infektionskrankheit hervorrufen können. Genau deswegen ist es auch gar nicht so trivial, einen wirksamen Impfstoff zu entwickeln – denn eine einfache Antwort des Immunsystems reicht nicht aus, es kommt auf die Qualität der Immunantwort an. Impfstoffe müssen in der Lage sein, eine hochqualitative Immunantwort des Köpers zu erzeugen, die mit der Bildung hochaffiner Antikörper und der Ausbildung von Gedächtniszellen einhergeht, damit wir bei einem erneuten Kontakt mit dem Erreger sofort wieder wirksame Antikörper bilden können. Das ist auch die Herausforderung, vor der Impfstoffhersteller bei der Entwicklung eines Corona-Impfstoffes stehen.
Die wirksamsten Impfstoffe bestehen aus intakten Mikroorganismen (wie im Fall von Edward Jenner und den Kuhpocken), die im Labor so abgeschwächt werden, dass sie keine Krankheit mehr verursachen können aber trotzdem zu einer vollständigen Aktivierung des Immunsystems führen. So führen virale attenuierte (abgeschwächte) Impfstoffe zu einer lang anhaltenden spezifischen Immunität, sodass z.B. die Impfung von Kindern mit dem Masernimpfstoff, der aus abgeschwächten Masernviren besteht, für einen lebenslangen Impfschutz ausreicht.
Allerdings habe diese wirksamen Lebendimpfstoffe, die aus abgeschwächten Viren (= sog. Lebendimpfungen) bestehen, auch besondere Sicherheitsaspekte. So hat der z.B. der abgeschwächte orale Polio-Lebendimpfstoff (Impfstoff nach Sabin), der im letzten Jahrhundert maßgeblich zu einer Eindämmung der Kinderlähmung beigetragen hat, in sehr seltenen Fällen zu einer Impf-Polio (also einer der Polio ähnlichen Erkrankung) geführt. Heutzutage umgeht man in Europa dieses Problem aus den Anfängen der Polio-Impfung, indem man inaktivierte Viren (Totimpfstoff nach Salk) impft. Im Übrigen wird dieses Prinzip auch für die jährliche Grippeimpfung angewandt – auch hier werden inaktivierte (abgetötete) Influenzaviren verimpft.
Eine weitere wichtige Strategie, um die Sicherheitsbedenken zu umgehen, die mit abgeschwächten Mikroorganismen verbundenen sind, besteht darin, dass Impfstoffe der neueren Generation häufig nur noch Bestandteile (Antigene) der Mikroorganismen enthalten. Heutzutage werden in der Impfstoff-Forschung die immunogensten mikrobiellen Antigene identifiziert und durch rekombinante DNA-Technologie in großen Mengen hergestellt. Auf diese Weise können die synthetischen Antigene als Impfstoffe verwendet werden. Der Impfstoff gegen das Hepatitis B-Virus oder die humanen Papillomaviren (HPV), die Erreger des Gebärmutterhalskrebs, beruhen auf dieser Technologie.
Um zu erreichen, dass das Immunsystem auch auf die Antigene ausreichend reagiert, werden diese zusammen mit bestimmten Hilfsstoffen, sog. Adjuvantien verimpft, die das Immunsystem zusätzlich stimulieren – hierbei handelt es sich um Substanzen wie Aluminiumhydroxidgel oder Squalen. Zu den Adjuvantien existieren eine Vielzahl von Mythen, die entweder schlicht falsch sind oder sich auf Substanzen beziehen, die schon seit Jahrzehnten nicht mehr eingesetzt werden. Tatsache ist, dass in der modernen Impfstoff-Forschung viel Energie in die Entwicklung sicherer und wirksamer Adjuvantien gelegt wird und moderne Impfstoffe daher immer besser und verträglicher geworden sind.
