Video: Impfstoffe Müssen Die COVID-Übertragung Nicht Vollständig Stoppen, Um Die Pandemie Einzudämmen
Lehren aus anderen Viren zeigen, dass Impfstoffe die Ausbreitung von Krankheiten nicht vollständig stoppen können, auch wenn sie sie nicht vollständig stoppen.
Die Einführung von COVID-19-Impfstoffen steht endlich vor der Tür. Sie hoffen, dass der Schutz der Herdenimmunität vor einer Infektionskrankheit, die auftritt, sobald ein ausreichender Teil der Bevölkerung geimpft oder infiziert wurde, in Sicht ist. Obwohl die ersten Impfstoffe, die von der US-amerikanischen Food and Drug Administration eine Genehmigung für den Notfall erhalten haben, COVID-19 außerordentlich wirksam verhindern, können Daten noch nicht sagen, ob sie die Übertragung von SARS-CoV-2, dem Virus, das die Krankheit verursacht, behindern.
Die Frage, ob die Immunisierung verhindert, dass Empfänger krank werden und andere infizieren, ist nicht nur bei der aktuellen Pandemie zu beobachten. Laut Dawn Bowdish, Professorin für Pathologie und Molekulare Medizin an der McMaster University, war diese sogenannte sterilisierende Immunität ein Schlüsselfaktor für die Beseitigung von Pocken.
Das Pocken- oder Variola-Virus verwüstete die menschliche Bevölkerung seit Tausenden von Jahren, was durch Spuren von Pusteln auf der 3.000 Jahre alten Mumie des ägyptischen Pharaos Ramses V belegt wird. Berichten zufolge verbreitete sich das Virus im ersten Jahrhundert n. Chr. Weltweit. und es wurde schließlich eine jahrhundertelange Pandemie. Historiker glauben, dass die Krankheit zwischen 1900 und ihrer offiziellen Ausrottung im Jahr 1980 mehr als 300 Millionen Menschen getötet hat. „Pocken haben die Geschichte der sich weltweit verändernden königlichen Nachfolgeregelungen und die Folgen von Kriegen, die das Schicksal ganzer Länder betrafen, verändert“, sagt Natasha Crowcroft, Seniorin Technischer Berater für Masern und Röteln bei der Weltgesundheitsorganisation.
Der Kampf gegen Pocken führte zu frühen Impfbemühungen und führte 1796 zum Kuhpocken-Impfstoff des englischen Arztes Edward Jenner gegen Pocken. „Die Impfung gegen [Pocken] verursachte eine sterilisierende Immunität, was bedeutet, dass Sie keines der Viren tragen. Die Antikörper, die Sie generieren, die Antworten, die Sie generieren, entfernen das Virus vollständig aus Ihrem System “, sagt Bowdish.
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Obwohl viele heute weit verbreitete Impfstoffe (zum Beispiel gegen Masern) eine sehr wirksame sterilisierende Immunität erzeugen, tun dies andere, wie der Hepatitis-B-Impfstoff, nicht. Mit diesen Impfstoffen wird das Immunsystem einer Person trainiert, um Krankheiten vorzubeugen. Der Erreger kann jedoch im Körper dieser Person verbleiben und es ihnen möglicherweise ermöglichen, andere zu infizieren. Ein Mangel an sterilisierender Immunität bedeutet, dass der Erreger in einer Population weiter zirkulieren kann, wo er bei nicht geimpften und schutzbedürftigen Menschen Krankheiten verursachen oder sich entwickeln kann, um unseren Immunantworten auszuweichen, erklärt Bowdish.
Die Sterilisation der Immunität mag für die Hersteller von COVID-19-Impfstoffen ein hohes Ziel gewesen sein, ist jedoch zur Eindämmung der Krankheit nicht erforderlich. Laut Crowcroft ist das Konzept einer solchen Immunität nuanciert. "In Wirklichkeit könnte das Schutzspektrum am besten als das Ausmaß definiert werden, in dem die Impfung die Übertragung des Wildtyp-Virus oder der Bakterien verhindert", sagt sie.
Der Fall des Rotavirus, der schweres Erbrechen und wässrigen Durchfall verursacht und für Säuglinge und Kleinkinder besonders gefährlich ist, ist ziemlich einfach. Die Impfung begrenzt, aber verhindert nicht, dass sich der Erreger repliziert. Als solches schützt es nicht vor leichten Krankheiten. Durch die Verringerung der Viruslast einer infizierten Person wird jedoch die Übertragung verringert, was einen erheblichen indirekten Schutz bietet. Laut den Centers for Disease Control sank die Anzahl der positiven Tests für die Krankheit vier bis zehn Jahre nach der Einführung eines Rotavirus-Impfstoffs in den USA im Jahr 2006 um 74 bis 90 Prozent.
Der Weg zur durch Impfstoffe vermittelten Kontrolle einer Infektionskrankheit ist nicht immer so direkt. Ob und in welchem Ausmaß die Impfung die Übertragung verhindert, hängt letztendlich vom Erreger selbst, dem Wirt oder den Wirten, die er infiziert, und der Wechselwirkung zwischen beiden ab, sagt Bowdish.
Zum Beispiel können Impfstoffe gegen Bordetella pertussis, das primäre Bakterium, das Keuchhusten oder Pertussis verursacht, Krankheiten hervorragend vorbeugen, aber den Erreger nicht vollständig beseitigen. Während sich B. pertussis in den oberen Atemwegen repliziert, üben impfstoffinduzierte Antikörper über natürliche Selektion Druck aus, um Bakterien auszusortieren, deren krankheitsverursachende Gene eingeschaltet sind. Da dieselben Gene für die Teile der Mikroorganismen verantwortlich sind, auf die Antikörper abzielen, entziehen sich Bakterien, die sie ausgeschaltet halten, der Immunantwort und bleiben unentdeckt in den oberen Atemwegen, erklärt Bowdish. Dies wird zu einem Problem, wenn jemand mit einem naiven Immunsystem, wie z. B. ein Säugling, den Erreger infiziert. In Abwesenheit von Antikörpern werden die krankheitsverursachenden Gene von B. pertussis wieder aktiviert und verursachen Krankheiten. Trotzdem reduzierte die Einführung von Pertussis-Impfstoffen in den 1940er Jahren die jährlichen US-Fälle von mehr als 100.000 auf weniger als 10.000 bis 1965. In den 1980er Jahren begannen die Fälle langsam wieder zu steigen, da Eltern sich zunehmend weigerten, ihre Kinder zu impfen. Heute wird erneut darauf geachtet, die Wahrscheinlichkeit einer Exposition zu verringern und Antikörper gegen Säuglinge zu erhalten, indem schwangere Frauen und junge Mütter immunisiert werden.
Die Bemühungen, die Ausbreitung von Polio einzudämmen, bieten zusätzliche Einblicke in die Komplexität der Bekämpfung einer Epidemie. Die beiden Hauptkategorien von Impfungen gegen Polioviren verleihen unterschiedliche Arten von Immunität. Der inaktivierte Polio-Impfstoff (IPV) schützt vor systemischen Infektionen und daraus resultierenden Lähmungen, stoppt jedoch nicht die Virusreplikation im Darm und bietet daher keinen indirekten Schutz für nicht geimpfte Personen. Der orale Polio-Impfstoff (OPV) erzeugt eine lokalisierte Darmimmunität, verhindert Infektionen und schützt vor Krankheiten und Übertragung. Da das OPV ein geschwächtes lebendes Poliovirus verwendet, mutiert, zirkuliert das abgeschwächte Virus in seltenen Fällen unter nicht immunisierten Populationen und verursacht erneut Krankheiten. Die Global Polio Eradication Initiative und die Weltgesundheitsorganisation empfehlen je nach lokalem Kontext unterschiedliche Impfstrategien. An Orten, an denen es noch wilde Kinderlähmung gibt, ist OPV der Schlüssel zur Verlangsamung der Übertragung. In Gebieten, in denen das Wildvirus ausgerottet wurde, schützt IPV die Populationen. Dank weit verbreiteter Impfprogramme sind die USA seit 1979 poliofrei, und die Krankheit steht kurz vor der weltweiten Ausrottung.
In einem Artikel in der Oktoberausgabe 2020 des American Journal of Preventive Medicine haben Forscher modelliert, was ein COVID-19-Impfstoff mit unterschiedlichen Schutzarten bedeuten könnte. Sie fanden heraus, dass ein Impfstoff, der 80 Prozent der Immunisierten schützt und 75 Prozent der Bevölkerung geimpft ist, eine Epidemie ohne andere Maßnahmen wie soziale Distanzierung weitgehend beenden könnte. "Andernfalls können Sie sich nicht auf den Impfstoff verlassen, um wieder normal zu werden", sagt Bruce Y. Lee, Mitautor des Papiers und Professor an der CUNY Graduate School für öffentliche Gesundheit und Gesundheitspolitik. Das heißt, wenn der Impfstoff Krankheiten nur verhindert oder die Virusausscheidung verringert, anstatt sie zu beseitigen, sind möglicherweise noch zusätzliche Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit erforderlich. Trotzdem betonte Lee, dass ein weit verbreiteter nichtsterilisierender Impfstoff die Belastung des Gesundheitssystems verringern und Leben retten könne.
Influenza kann die beste Blaupause für die Zukunft sein. Der häufigste Grippeimpfstoff - das inaktivierte Virus - ist nicht "wirklich sterilisierend, weil er keine lokale Immunantwort in den Atemwegen erzeugt", sagt Crowcroft. Diese Tatsache, verbunden mit niedrigen Immunisierungsraten (bei Erwachsenen oft weniger als 50 Prozent) und der Fähigkeit des Influenzavirus, mehrere Arten zu infizieren und sich zwischen ihnen zu bewegen, ermöglicht es ihm, sich ständig in einer Weise zu verändern, die es unserem Immunsystem schwer macht, es zu erkennen. Es wurde jedoch gezeigt, dass Grippeimpfstoffe je nach Jahr die Krankenhauseinweisungen bei älteren Erwachsenen um geschätzte 40 Prozent und die Intensivaufnahmen aller Erwachsenen um bis zu 82 Prozent reduzieren.
Untersuchungen an saisonalen Coronaviren legen nahe, dass sich SARS-CoV-2 in ähnlicher Weise entwickeln könnte, um unserem Immunsystem und unseren Impfbemühungen zu entgehen, wenn auch wahrscheinlich langsamer. Die Daten zur Beziehung zwischen Symptomen, Viruslast und Infektiosität bleiben uneinheitlich. Es gibt jedoch zahlreiche Präzedenzfälle für Impfstoffe, die eine erfolgreiche Eindämmung von Infektionskrankheiten vorantreiben, selbst wenn sie keine perfekt sterilisierende Immunität bieten. "Masern, Diphtherie, Pertussis, Polio, Hepatitis B - all dies sind epidemisch anfällige Krankheiten", sagt Crowcroft. "Sie zeigen, dass wir keine 100-prozentige Wirksamkeit bei der Reduzierung der Übertragung oder 100-prozentige Abdeckung oder 100-prozentige Wirksamkeit gegen Krankheiten benötigen, um über Infektionskrankheiten zu triumphieren."
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