Wie funktionieren Impfstoffe genau?

Impfstoffe, die für die Beseitigung einst gefürchteter Infektionskrankheiten wie Pocken, Diphtherie und Polio verantwortlich sind, gelten als eine der größten Errungenschaften im Bereich der öffentlichen Gesundheit in der modernen Geschichte.

Impfstoffe trainieren Ihr Immunsystem, um bestimmte krankheitsverursachende Organismen (sogenannte Krankheitserreger) zu erkennen und zu bekämpfen, zu denen Viren und Bakterien gehören. Sie hinterlassen dann Gedächtniszellen, die eine Abwehr auslösen können, falls der Erreger zurückkehrt.

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

Wie das Immunsystem funktioniert

Das körpereigene Immunsystem verfügt über mehrere Verteidigungslinien, um sich vor Krankheiten zu schützen und Infektionen abzuwehren. Sie sind grob in zwei Teile gegliedert:

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 auftritt. Die Zellen erkennen keine spezifischen Krankheitserreger; 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-Phagebedeutet "Esser") und dendritische Zellen (dendri-bedeutet "Baum" aufgrund ihrer verzweigten Erweiterungen).

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

Adaptive Immunität

Das adaptive Immunsystem, auch als erworbene Immunität bekannt, reagiert auf Krankheitserreger, die von den Verteidigern an vorderster Front erfasst wurden. Sobald das Pathogen präsentiert wird, produziert das Immunsystem krankheitsspezifische Proteine ​​(sogenannte Antikörper), die entweder den Pathogen angreifen oder andere Zellen (einschließlich B-Zell- oder T-Zell-Lymphozyten) zur Abwehr des Körpers rekrutieren.

Antikörper werden "programmiert", um die auf Angreifern basierenden spezifischen Proteine ​​auf ihrer Oberfläche zu erkennen, die als Antigene bekannt sind. Diese Antigene dienen dazu, einen Pathogentyp von einem anderen zu unterscheiden.

Sobald die Infektion kontrolliert wurde, hinterlässt das Immunsystem Gedächtnis-B-Zellen und T-Zellen, um als Wächter gegen zukünftige Angriffe zu fungieren. Einige davon sind langlebig, während andere mit der Zeit abnehmen und beginnen, ihr Gedächtnis zu verlieren.

Wie die Impfung funktioniert

Indem der Körper auf natürliche Weise alltäglichen Krankheitserregern ausgesetzt wird, kann er allmählich eine robuste Abwehr gegen eine Vielzahl von Krankheiten aufbauen. Alternativ kann ein Körper durch Impfung gegen Krankheiten immunisiert werden.

Die Impfung beinhaltet die Einführung einer Substanz, die der Körper als Krankheitserreger erkennt und die präventiv eine krankheitsspezifische Reaktion auslöst. Im Wesentlichen "täuscht" der Impfstoff den Körper vor, dass er angegriffen wird, obwohl die Substanz (Impfstoff) keine Krankheit verursacht.

Der Impfstoff kann eine tote oder geschwächte Form des Pathogens, einen Teil des Pathogens oder eine vom Pathogen produzierte Substanz beinhalten.

Neuere Technologien haben die Entwicklung neuartiger Impfstoffe ermöglicht, an denen kein Teil des Erregers selbst beteiligt ist, sondern die Zellen genetisch codieren und ihnen "Anweisungen" zum Aufbau eines Antigens zur Auslösung einer Immunantwort geben. Diese neue Technologie wurde verwendet, um die Impfstoffe von Moderna und Pfizer zur Bekämpfung von COVID-19 herzustellen.

Es gibt auch therapeutische Impfstoffe, die verabreicht werdennach demEine Krankheit oder Infektion, die das Immunsystem aktiviert, um die Krankheit oder Infektion zu bekämpfen. Diese sind hauptsächlich zur Bekämpfung von Virusinfektionen wie Tollwut und Hepatitis B konzipiert, obwohl auch neue therapeutische Impfstoffe zur Bekämpfung von Krebsarten wie Prostatakrebs, invasivem Blasenkrebs und onkolytischem Melanom entwickelt wurden.

Arten von Impfstoffen

Obwohl die Ziele aller Impfungen dieselben sind - eine Antigen-spezifische Immunantwort auszulösen -, funktionieren nicht alle Impfstoffe auf die gleiche Weise. Derzeit werden fünf große Kategorien von Impfstoffen verwendet und zahlreiche Unterkategorien mit jeweils unterschiedlichen Antigenauslösern und Abgabesystemen (Vektoren).

Abgeschwächte Lebendimpfstoffe

Abgeschwächte Lebendimpfstoffe verwenden ein ganzes, lebendes Virus oder Bakterium, das geschwächt (abgeschwächt) wurde, um es für Menschen mit gesundem Immunsystem unschädlich zu machen.

Sobald das abgeschwächte Virus oder die Bakterien in den Körper eingeschleust sind, lösen sie eine Immunantwort aus, die der einer natürlichen Infektion am nächsten kommt. Aus diesem Grund sind abgeschwächte Lebendimpfstoffe in der Regel haltbarer (länger anhaltend) als viele andere Arten von Impfstoffen.

Abgeschwächte Lebendimpfstoffe können Krankheiten wie:

• Influenza (nur Impfstoff gegen Nasenspray-Grippe)
• Masern
• Mumps
• Rotavirus
• Röteln (deutsche Masern)
• Varizellen (Windpocken)
• Varizellen-Zoster (Gürtelrose)
• Gelbfieber

Trotz der Wirksamkeit abgeschwächter Lebendimpfstoffe werden Menschen mit geschwächtem Immunsystem im Allgemeinen von ihrer Verwendung abgehalten. Dazu gehören Organtransplantationsempfänger und Menschen mit HIV.

Inaktivierte Impfstoffe

Inaktivierte Impfstoffe, auch als vollständig getötete Impfstoffe bezeichnet, verwenden ganze Viren, die tot sind. Obwohl sich das Virus nicht replizieren kann, wird der Körper es dennoch als schädlich betrachten und eine Antigen-spezifische Reaktion auslösen.

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

• Hepatitis A
• Influenza (speziell Grippeschutzimpfungen)
• Polio
• Tollwut

Impfstoffe gegen Untereinheiten

Impfstoffe gegen Untereinheiten verwenden nur ein Stück des Keims oder ein wenig Protein, um eine Immunantwort auszulösen. Da sie nicht das gesamte Virus oder Bakterium verwenden, sind Nebenwirkungen nicht so häufig wie bei Lebendimpfstoffen oder inaktivierten Impfstoffen. Vor diesem Hintergrund sind typischerweise mehrere Dosen erforderlich, damit der Impfstoff wirksam ist.

Dazu gehören auch konjugierte Impfstoffe, bei denen das Antigenfragment an ein Zuckermolekül gebunden ist, das als Polysaccharid bezeichnet wird.

Krankheiten, die durch Impfstoffe gegen Untereinheiten verhindert werden, umfassen:

• Hepatitis B.
• Haemophilus influenzae Typ b (Hib)
• Humanes Papillomavirus (HPV)
• Pertussis (Keuchhusten)
• Pneumokokkenerkrankung
• Meningokokken-Krankheit

Toxoid-Impfstoffe

Manchmal ist es nicht das Bakterium oder Virus, gegen das Sie Schutz benötigen, sondern ein Toxin, das der Erreger produziert, wenn er sich im Körper befindet. Toxoid-Impfstoffe verwenden eine geschwächte Version des Toxins - ein so genanntes Toxoid -, um dem Körper zu helfen, diese Substanzen zu erkennen und abzuwehren, bevor sie Schaden anrichten.

Zur Verwendung zugelassene Toxoid-Impfstoffe umfassen solche, die Folgendes verhindern:

• Diphtherie
• Tetanus (Wundstarrkrampf)

mRNA-Impfstoffe

Neuere mRNA-Impfstoffe umfassen ein Einzelstrangmolekül namens Messenger-RNA (mRNA), das den Zellen genetische Kodierung liefert. Innerhalb der Codierung finden Sie Anweisungen zum "Aufbau" eines krankheitsspezifischen Antigens, das als Spike-Protein bezeichnet wird.

Die mRNA ist in einer Fettlipidhülle eingeschlossen. Sobald die Kodierung abgegeben ist, wird die mRNA von der Zelle zerstört.

Es gibt zwei mRNA-Impfstoffe, die für den Einsatz im Jahr 2020 zur Bekämpfung von COVID-19 zugelassen sind:

• Moderna COVID-19-Impfstoff (nukleosidmodifiziert)
• Pfizer-BioNTech COVID-19-Impfstoff (Tokinameran)

Vor dem COVID-19 gab es keine für die Verwendung beim Menschen zugelassenen mRNA-Impfstoffe.

Impfstoffsicherheit

Trotz gegenteiliger Behauptungen und Mythen ist die Impfarbeit und mit wenigen Ausnahmen äußerst sicher. Während des gesamten Entwicklungsprozesses müssen mehrere Tests bestanden werden, bevor Impfstoffe in Ihre lokale Apotheke gelangen.

Vor der Zulassung durch die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) durchlaufen 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 Testteilnehmer.

Nach der Zulassung des Impfstoffs wird die Forschung vom Beratenden Ausschuss für Immunisierungspraktiken (ACIP) - einem Gremium aus Experten für öffentliche Gesundheit und Medizin, das von den Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) koordiniert wird - überprüft, um festzustellen, ob eine Empfehlung angemessen ist der Impfstoff und zu welchen Gruppen.

Auch nach der Zulassung des Impfstoffs wird der Impfstoff weiterhin auf Sicherheit und Wirksamkeit überwacht, sodass ACIP seine Empfehlungen nach Bedarf anpassen kann. Es gibt drei Meldesysteme, mit denen unerwünschte Impfreaktionen verfolgt und der Bericht an ACIP weitergeleitet werden kann:

• Vaccine Adverse Event Reporting System (VAERS)
• Vaccine Safety Datalink (VSD)
• CISA-Netzwerk (Clinical Immunization Safety Assessment)

Herdenimmunität

Die Impfung mag Sie als Individuum schützen, aber ihre Vorteile - und ihr letztendlicher Erfolg - sind gemeinschaftlich. Je mehr Menschen in einer Gemeinde gegen eine Infektionskrankheit geimpft sind, desto weniger sind anfällig für die Krankheit und verbreiten sie wahrscheinlich.

Wenn genügend Impfungen verabreicht werden, kann die gesamte Gemeinschaft vor der Krankheit geschützt werden, auch gegen diejenigen, die nicht infiziert wurden. Dies wird als Herdenimmunität bezeichnet.

Der "Wendepunkt" variiert von einer Infektion zur nächsten, aber im Allgemeinen muss die überwiegende Mehrheit der Menschen geimpft werden, damit sich eine Herdenimmunität entwickelt.

Frühe Studien mit COVID-19 legen nahe, dass etwa 70% oder mehr der Bevölkerung geimpft werden müssen, damit sich eine Herdenimmunität entwickelt.

Die Herdenimmunität führte dazu, dass Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens Krankheiten wie Pocken ausrotteten, die früher Millionen Menschen töteten. Trotzdem ist die Herdenimmunität keine feste Bedingung. Wenn die Impfstoffempfehlungen nicht eingehalten werden, kann eine Krankheit erneut auftreten und sich in der Bevölkerung ausbreiten.

Dies wurde bei Masern beobachtet, einer Krankheit, die im Jahr 2000 in den USA für beseitigt erklärt wurde, die jedoch aufgrund rückläufiger Impfraten bei Kindern ein Comeback erlebt.

Zu den Rückgängen tragen unbegründete Schadensersatzansprüche von Befürwortern von Impfschutz ("Anti-Vaxxer") bei, die seit langem behaupten, dass Impfstoffe nicht nur unwirksam sind (oder von Unternehmensprofiteuren hergestellt werden), sondern auch Bedingungen wie Autismus verursachen können.

Ein Wort von Verywell

Der Großteil der klinischen Beweise hat gezeigt, dass die Vorteile einer Impfung das potenzielle Risiko bei weitem überwiegen.

Trotzdem ist es wichtig, Ihren Arzt zu informieren, wenn Sie schwanger sind, immungeschwächt sind und in der Vergangenheit auf einen Impfstoff negativ reagiert haben. In einigen Fällen kann immer noch ein Impfstoff verabreicht werden, in anderen Fällen muss der Impfstoff möglicherweise ersetzt oder vermieden werden.

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