Was Sie jetzt über den neuen Impfstoff von Novavax wissen sollten
Zu den Begleiterscheinungen der Pandemie zählt der Umstand, dass wir uns an eine Menge Fachbegriffe, Produktnamen und Kürzel gewöhnen müssen. Jetzt kommen weitere hinzu: NVX-CoV2373, Nuvaxovid, Matrix-M, Protein-Nanopartikel. Sie beziehen sich auf den jüngsten Impfstoff gegen das Coronavirus, der im Dezember in der europäischen Union zugelassen wurde: ein Präparat des US-Herstellers Novavax, von dem die ersten Chargen in den nächsten Wochen ausgeliefert werden könnten. Österreich hat 750.000 Dosen des Impfstoffs bestellt, dessen Markenname „Nuvaxovid“ lautet. NVX-CoV2373 war die Bezeichnung während der Studienphasen.
Die öffentliche Debatte über die Innovation schwelt schon einige Zeit, weil Nuvaxovid als Option für all jene gehandelt wurde, die den neuartigen mRNA-Impfstoffen von Biontech / Pfizer und Moderna mit Skepsis begegnen. Bisherige Verweigerer sagten gerne: Wenn der Totimpfstoff von Novavax kommt, gehe ich auch impfen. Sie meinten, dass sie ein altes, bewährtes Verfahren bevorzugen – und keinesfalls einem Impfstoff auf gentechnischer Basis vertrauen und sich niemals fremdes Erbgut spritzen lassen würden.
Ist diese Haltung schlüssig? Allenfalls teilweise. In erster Linie zeigt die Detailbetrachtung, dass die Realität – wie fast immer – komplexer ist als es sich manche Zeitgenossen wünschen. Worum also handelt es sich bei dem neuen Impfstoff? Wie funktioniert und wirkt er?
Zuerst die schlechte Nachricht für Menschen mit Gen-Phobie: Wie auch jeder andere Impfstoff beruht Nuvaxovid auf Methoden der Gentechnologie. Das Präparat von Novavax fällt - wie international etwa 50 weitere, die sich momentan in unterschiedlichen Stadien der Entwicklung befinden - in die Kategorie der sogenannten proteinbasierten inaktivierten Impfstoffe. Gemeinsam ist dieser Gruppe, dass sie auf Proteinen (also Eiweißbestandteilen) eines Virus beruhen. Eiweiße wiederum sind die Grundbausteine allen Lebens, und dieses besteht naturgemäß aus Erbgut. Das Fundament proteinbasierter Impfstoffe sind somit zwangsläufig DNA-Abschnitte viraler Proteine.
Im Fall des Coronavirus SARS-CoV-2 ist dies stets das Spike-Protein, mit dem der Erreger an menschliche Zellen andockt. Auch alle anderen verfügbaren Impfstoffe inklusive der mRNA-Vakzine zielen auf das Spike-Protein ab. Der zentrale Unterschied ist, dass bei den mRNA-Impfstoffen nur die Bauanleitung für dieses Protein injiziert wird. Der menschliche Körper - insbesondere dessen Muskelzellen, in die der Impfstoff gelangt - stellt dann selber Spike-Proteine her und wappnet sich dadurch vor dem Kontakt mit dem Virus. Bei den proteinbasierten Impfstoffen dagegen wird der Organismus nicht selber zur Fabrik. Stattdessen erhält er die bereits fertigen Virusproteine per Injektion. "Bei mRNA-Impfstoffen verwendet man menschliche Zellen, um die genetische Information des Spike-Proteins abzulesen", erklärt die Wiener Vakzinologin Ursula Wiedermann-Schmidt. "Bei den proteinbasierten Impfstoffen werden diese Proteine extern produziert."
International verfolgen die Hersteller verschiedene Verfahren bei der Entwicklung solcher Vakzine. Fokussieren wir hier auf den Ansatz von Novavax, da dessen Impfstoff der erste dieser Klasse ist, der nun in Europa den Markt erreicht. Er wird in zwei Dosen im Abstand von drei Wochen verabreicht. Zugelassen ist das Präparat weiters in Indonesien und auf den Philippinen, nicht jedoch in den USA. Das Unternehmen hat dort die Einreichung des Zulassungsantrags mehrfach verschoben.
Nuvaxovid ist ein sogenannter Subunit-Proteinimpfstoff, er fußt auf einer "Subunit", einer Untereinheit des gesamten Virus. Das Wirkprinzip, kompakt zusammengefasst (siehe dazu Grafik unten): Novavax benutzt die komplette genetische Sequenz des Spike-Proteins S-1, was "full length" genannt wird. Im Labor wird diese Sequenz rekombinant erzeugt - also mit molekularbiologischen Methoden. Zwecks Vermehrung schleust man den künstlichen Proteinabschnitt in Insektenzellen ein, und zwar in solche einer Mottenraupe. Diese Zellen stellen gleichsam die Fabrik dar. Danach und im gesamten Herstellungsprozess immer wieder muss das Präparat aufwendig gereinigt werden. Dies ist einer der Gründe, warum die Produktion solcher Impfstoffe ziemlich lange dauert.
Allerdings sind solch hochaufgereinigte Proteine oft nicht ausreichend immunogen: Sie aktivieren das Immunsystem nicht im erwünschten Ausmaß. Daher benötigt man eine zweite Komponente, auf die sich in Zeiten vor der Pandemie die Hauptängste aller Impfskeptiker richteten: Adjuvantien, welche als Wirkverstärker fungieren. Die wohl bekannteste und (zu Unrecht) am meisten gefürchtete dieser Substanzen ist Aluminiumsalz. Novavax verwendet ein Saponin: ein Extrakt des Seifenrindenbaums, das die Bezeichnung Matrix-M erhielt. Dieses Adjuvans soll die Aufnahme in die Immunzellen verstärken und dadurch zu einer besseren Immunantwort führen. Im fertigen Produkt vermittelt es zusammen mit dem Protein außerdem eine besondere Architektur: Um Matrix-M gruppieren sich winzige Partikel des rekombinanten Proteins in Form einer Rosette. Aufgrund der geringen Größe der Eiweißteile nennt man solche Präparate auch Protein-Nanopartikel-Impfstoffe. Dieses Konstrukt aus fünf Mikrogramm Protein-Nanopartikeln und 50 Mikrogramm Adjuvans injiziert der Arzt in den Oberarm des Impflings, und es soll dieselben Effekte hervorrufen wie andere Impfstoffe auch: Antikörper und zelluläre Immunantwort sollen auf den Plan treten und für einen späteren Kontakt mit einem echten Coronavirus rüsten. Nun drängen sich vermutlich einige Fragen zu Wirksamkeit, Nutzen und Sicherheit dieser Art von Impfstoff auf. Wir beantworten die wichtigsten davon in mehreren Abschnitten:
Handelt es sich wirklich um einen seit langem bewährten Impfstoff?
Das kommt darauf an, womit man vergleicht. Wenn man das Präparat von Novavax an den gänzlich neuartigen mRNA-Impfstoffen misst, die in der Pandemie erstmals zur Anwendung gelangten, ist es tatsächlich seit langer Zeit erprobt. Zieht man hingegen Vakzine wie jene gegen Polio oder Tetanus heran, stellt dieser Subunit-Impfstoff mit der neuen Art von Adjuvans eine relativ junge Technologie dar. In jedem Fall kann man sagen: Diese Klasse an Präparaten ist lange genug um Markt, um ihre Funktion, Effektivität und Sicherheit unter Beweis gestellt zu haben.
Ist das Präparat von Novavax ein Totimpfstoff, wie oftmals behauptet wird?
Das kommt auf die Definition an. Die traditionelle Nomenklatur unterscheidet im Wesentlichen zwei Arten von Impfstoffen: Entweder enthält ein Vakzin abgeschwächte, noch vermehrungsfähige Viren (wie zum Beispiel der Masernimpfstoff) oder inaktivierte und damit nicht mehr vermehrungsfähige Viren. Vereinfachend nennt man diese Kategorien auch Lebend- respektive Totimpfstoffe. Wenn man diese für heutige Verhältnisse sehr simple Einteilung an das Präparat von Novavax anlegt, fällt es eindeutig in die Gruppe "Totimpfstoff". Allerdings: Folgt man dieser Nomenklatur, trifft die Einstufung als Totimpfstoff ohne Ausnahme auf sämtliche verfügbaren Covid-Impfstoffe zu. Denn kein einziges dieser Präparate enthält vermehrungsfähige Viren - schon gar nicht die mRNA-Impfstoffe, in denen sich überhaupt keine Virusbestandteile, sondern nur deren Bauanleitung befinden. So betrachtet erhalten Impfskeptiker nun mitnichten endlich den ersten "Totimpfstoff".
Die bloße binäre Einteilung ist aber heute eigentlich zu unpräzise. "Denn besonders bei den inaktivierten Impfstoffen kommen viele Technologien zur Anwendung, um ein Impfantigen herzustellen", sagt Wiedermann-Schmidt. Die Gruppe der inaktivierten Impfstoffe lässt sich noch weiter unterteilen: in Ganzzellimpfstoffe mit kompletten inaktivierten Viren (klassischer "Totimpfstoff") sowie Teilantigen- respektive Subunit-Impfstoffe, zu denen jener von Novavax zählt. Er enthält nicht das gesamte Coronavirus, sondern nur dessen Spike-Protein in Gestalt von Protein-Nanopartikeln. Es gibt darin also keine ganzen "toten" Viren.
Wie gut wirkt Nuvaxovid?
Wie alle Impfstoffe wurde Nuvaxovid in großen klinischen Studien getestet. An diesen nahmen rund 45.000 Personen aus Großbritannien, Mexiko und den USA teil. Die Daten über rund 30.000 Probanden aus den USA und Mexiko wurden Mitte Dezember im "New England Journal of Medicine" veröffentlicht. Ergebnis: Die Effektivität beträgt 90,4 Prozent. Das bedeutet, dass eine Impfung das Risiko für symptomatische Infektionen zu mehr als 90 Prozent senkt. Schwere Verläufe kamen bei Geimpften gar nicht vor (in der Placebo-Gruppe gab es allerdings auch nur sehr wenige). Damit hat der Impfstoff eine sehr gute Wirksamkeit unter Beweis gestellt, die jener der mRNA-Vakzine entspricht.
Allerdings: Das langwierige Entwicklungsprozedere dieser Impfstoffe bei gleichzeitig sehr dynamischem Pandemiegeschehen bringt es mit sich, dass die Virusevolution die Impfstoff-Designer überholt. Die Proteinsequenz stammt noch vom ursprünglichen Wildtyp (Wuhan-Hu-1),der anfangs in China zirkulierte, und in den klinischen Studien testeten die Forscher die Wirksamkeit gegen den Wildtyp sowie gegen die Varianten Alpha und Beta. Als die Studienreihen endeten, spielte die Delta-Variante noch kaum eine Rolle, und von Omikron ahnte die Welt noch nichts. Novavax gab zwar kürzlich bekannt, über Hinweise auf gute Wirksamkeit gegen die jüngsten Virusvarianten zu verfügen. Doch diese Indizien können nur auf Labortests beruhen, da diese Varianten während der Studienphasen noch nicht auftraten.
Das Unternehmen befindet sich damit in keiner sehr komfortablen Situation: Während Pfizer soeben vermeldete, im März auf Omikron abgestimmte Vakzine anzubieten, bringt Novavax nur wenige Wochen davor ein eigentlich veraltetes Präparat auf den Markt. Und Anpassungen sind bei einem Protein-Impfstoff deutlich zeitaufwendiger. Möglicherweise hat aber auch Novavax manche Hürde unterschätzt und dadurch Zeit vergeudet, wie das Fachjournal "British Medical Journal" im Dezember anmerkte: Schuld an der langen Entwicklungsdauer könnte zum Teil auch sein, dass sich Novavax, das zuvor noch kein Produkt zur Marktreife brachte, bei Produktionskapazitäten verkalkulierte und sich in technischen Fallen verhedderte, etwa bei der Sicherstellung der nötigen Reinheitsgrade der Proteine.
Wie sicher und verträglich ist Nuvaxovid?
Nach allen verfügbaren Daten ist der Impfstoff außerordentlich gut verträglich. Abgesehen von den üblichen leichten Impfreaktionen wie Rötungen, Müdigkeit, Schwellungen an der Einstichstelle und Kopfschmerz traten keine Komplikationen auf. Allerdings gibt es auch hier eine Einschränkung: Sehr seltene Nebenwirkungen zeigen sich kaum während der klinischen Studien, sondern erst, wenn Millionen Menschen geimpft sind. In Zusammenhang mit dem Vakzin von AstraZeneca kam es zum Beispiel in wenigen Fällen zu gravierenden Hirnvenenthrombosen. Ob das Präparat von Novavax vorerst unerkannte Probleme verursachen kann, wird sich erst in den kommenden Wochen und Monaten zeigen. So haben auch in Bezug auf das Sicherheitsprofil die bisher verfügbaren Impfstoffe die Nase vorn: allein deshalb, weil bereits Milliarden Dosen davon verimpft wurden.
Brauchen wir den neuen Impfstoff von Novavax?
Experten sind sich weitgehend einig, dass es sehr sinnvoll ist, eine möglichst große Zahl an unterschiedlichen Impfstoffen zur Verfügung zu haben. Insofern ist das Präparat von Novavax auf jeden Fall ein Gewinn. Ein großer Vorteil ist, dass er, weil er auf einer bewährten Technologie beruht, relativ leicht dezentral hergestellt werden kann - in lokalen Werken in aller Welt. Außerdem entfällt das Problem aufwendiger Kühlung: Nuvaxovid kann bei zwei bis acht Grad gelagert werden, was ihn zu einem optimalen Kandidaten für Regionen macht, in denen bisher ein gravierender Mangel an Impfstoffen herrscht. Zudem könnte sich das Vakzin als Booster eignen, weil bisherige Daten zeigen, dass Dritt- oder Viertimpfungen besonders effektiv sein können, wenn dafür unterschiedliche Präparate zum Einsatz kommen.
Was Erstimpfungen in Europa oder den USA betrifft, sind die Experten zurückhaltender: "Wir werden uns anhand der verfügbaren Daten beraten", sagt Vakzinologin Wiedermann-Schmidt, die auch Mitglied des Nationalen Impfgremiums ist. "Der Impfstoff könnte sich in Fällen eignen, in denen mRNAoder Vektorimpfstoffe aus medizinischen Gründen nicht infrage kommen." Sonst jedoch gebe es kein fachliches Argument, auf ein mRNA-Vakzin zu verzichten und stattdessen auf Nuvaxovid zu warten.
Kommen aber nicht auch echte Totimpfstoffe?
International sind Impfstoffe, die auf kompletten inaktivierten Viren beruhen, sogar die dominierenden. In Europa dagegen ist nur ein solches Präparat in der Pipeline: das Vakzin VLA2001 des französisch-österreichischen Herstellers Valneva, das im Vorjahr eine "Rolling review" beantragt hat - eine Prüfung der Daten parallel zu den laufenden Studien. Grundsätzlich könnte solch ein Impfstoff den Vorteil haben, dass er eine umfassende Immunantwort provoziert, weil dem Körper nicht nur ausgewählte Bruchstücke des Virus präsentiert werden, sondern der ganze Erreger. Das kann aber auch ein Nachteil sein, weil die entstehende Immunantwort "ausgedünnt" wird, die sich weniger auf neutralisierende Antikörper konzentriert, die das Eindringen des Virus in die Zelle verhindern sollen.
Um eine breitere Immunreaktion hervorzurufen, brauchen auch inaktivierte Ganzvirus-Impfstoffe Wirkverstärker. Im Fall von Valneva sind dies einerseits die klassischen Aluminiumsalze, vor denen sich Impfgegner in der Vergangenheit besonders schreckten. Andererseits hat sich Valneva zusätzlich ein ziemlich kluges Konzept überlegt: Dieses fußt auf einer Substanz namens CpG 1018. Dabei handelt es sich um ein kurzes Stück Bakterien-DNA mit 22 genetischen Bausteinen. Dieses erkennt unser Organismus als körperfremd und setzt daher die Immunabwehr in Gang. CpG sorgt in diesem Fall für das nötige "Alarmsignal". Der Treppenwitz der Geschichte: Ausgerechnet der von Impfskeptikern ersehnte Totimpfstoff enthält damit fremdes Erbgut, wenn auch als Adjuvans. Freilich: Gegen das schlaue Konstrukt spricht dieser Umstand keineswegs.
Im Moment handelt es sich dabei allerdings ohnehin noch um theoretische Überlegungen. In ersten Studien scheint VLA2001 zwar ausgezeichnet abgeschnitten und bessere Wirkung als das Vakzin von AstraZeneca gezeigt zu haben - wann es den Markt erreicht, ist jedoch ungewiss. Selbst Valneva-CEO Thomas Lingelbach wurde jüngst mit der Aussage zitiert, es sei niemandem anzuraten, darauf zu warten.
Die Bauanleitung
Wie der Impfstoff von Novavax hergestellt wird und funktioniert.
- Basis des Impfstoffs ist das Spike-Protein des Coronavirus. Novavax benutzt die gesamte Sequenz des Spike-Proteins S-1. Diese wird im Labor rekombinant hergestellt - mit molekularbiologischen Methoden.
- Die Proteinsequenz wird nun in Zellen einer Mottenlarve eingebracht. Die Zellen dienen der massenhaften Vermehrung der Proteine und damit gleichsam als Fabriken.
- Nach diversen Schritten der Reinigung erhält man winzige Eiweißteilchen des Spike-Proteins, sogenannte Protein-Nanopartikel.
- Weil diese Nanopartikel das Immunsystem zu wenig stimulieren, benötigt man zusätzlich ein Adjuvans: einen Wirkverstärker. Novavax verwendet dafür Saponine. Das sind Extrakte des chilenischen Seifenrindenbaums. Das Adjuvans mit der Bezeichnung Matrix-M bildet das Zentrum des fertigen Impfstoffs: In einer Rosettenstruktur ordnen sich die Nanopartikel um Matrix-M an.
- Per Injektion in den Oberarm wird dem Körper schließlich der Impfstoff präsentiert und in Kontakt mit den synthetischen Bausteinen des Spike-Proteins gebracht. Matrix-M gibt das Signal zur Aktivierung des Immunsystems. In der Folge werden Antikörper ausgeschüttet.
