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Wie werden Infektionen erforscht und behandelt?

Wie werden Infektionen erforscht und behandelt?

Bild: Adobe Stock / metamorworks

Ein neuartiger Erreger ist für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine Art „black box“. Anfangs ist nur wenig bekannt über die Art und Weise, wie sich der Krankheitserreger verbreitet und welche gesundheitlichen Folgen eine Infektion für den Menschen hat. Für Tests, Impfstoffe und Medikamente, mit denen Pandemien eingedämmt und Erkrankungen behandelt werden können, sind hohe Investitionen in Forschung und Entwicklung notwendig. Trotz aller wissenschaftlichen Fortschritte in der Medizin gelingt es nicht immer, für jede neue Infektionskrankheit einen Impfstoff zu entwickeln.

Wie sieht die Diagnostik aus?

Personen, die sich mit einem Virus oder einem Bakterium infiziert haben, müssen schnell isoliert werden, um weitere Ansteckungen zu vermeiden und damit Infektionsketten zu unterbrechen. Teilweise ist es schwierig, die Symptome genau zuzuordnen. Die Symptome der Beulenpest ähneln am Anfang einem grippalen Effekt, die der Lungenpest einer schweren Lungenentzündung. Die genaue Diagnose kann nur ein medizinischer Test bringen.

Die Herausforderung bei neuartigen Erregern besteht darin, dass es zu Anfang noch keine Tests gibt. Forschende müssen den Erreger erst analysieren, seine Eigenschaften kennenlernen und darauf aufbauend Tests entwickeln. Bei HIV/Aids dauerte es nach der ersten Beschreibung der Krankheit am 5. Juni 1981 durch die U.S. Centers for Disease Control and Prevention in Los Angeles zwei Jahre bis der Erreger entdeckt war (Mai 1983) und weitere zwei bis drei Jahre bis erste verlässliche Tests vorlagen.

Die Virologin Helga Rübsamen-Schaeff über die unterschiedliche Bedeutung von Tests: „Bei HIV geht es nicht um Infektionsketten.“

Die Virologin Helga Rübsamen-Schaeff über die Erforschung von HIV: „Man hat bei Aids sehr schnell geschlossen, dass es eine Infektion ist.”

Bei einem Test wird dann im menschlichen Organismus – etwa in den Schleimhäuten oder im Blut –  nach Hinweisen auf den Erreger oder nach spezifischen Antikörpern gesucht, die das Immunsystem gegen Viren oder Bakterien bildet. Fällt das Ergebnis positiv aus und der Mensch ist infiziert, muss die betroffene Person in der Isolation bleiben bis sie wieder gesund ist, sofern der Erreger nicht dauerhaft im Körper verbleibt, wie bei HIV. Zusätzlich müssen Menschen, mit denen der oder die Infizierte Kontakt hatte, informiert, getestet und wenn erforderlich und möglich ebenfalls isoliert werden.

Abstand halten – auf einen Impfstoff hoffen

Um die weitere Verbreitung eines Virus einzudämmen, gelten während einer Pandemie bestimmte Verhaltensregeln. Bei einem über die Atemwege verbreiteten Erreger, sollen die Menschen Abstand halten. Zum Teil werden deshalb Veranstaltungen abgesagt und Einrichtungen wie Kitas und Schulen geschlossen. Damit soll die Dynamik der Pandemie abgeschwächt werden. Denn gegen ein neues Virus gibt es meist noch keine spezifischen Medikamente oder Impfstoffe.

Impfungen sind die wichtigsten Maßnahmen, um sich vor einer ansteckenden Krankheit zu schützen. Sie wirken auf zwei Ebenen: Da sie die weitere Verbreitung der Erreger verringern, schützen sie einerseits die geimpfte Person (Individualschutz) und andererseits die gesamte Gesellschaft (Gemeinschafts- oder Herdenschutz). Infektionskrankheiten wie Masern, Diphtherie und Poliomyelitis (Kinderlähmung) waren vor Jahrzehnten noch weit verbreitet, konnten aber durch Impfprogramme eingedämmt werden. Die Pocken wurden durch weltweite Impfprogramme über Jahre erfolgreich bekämpft. Seit 1979 gilt die Krankheit laut WHO als ausgerottet.

Lange Entwicklungszeit, hohe Kosten

Die Aufgabe der Forschung ist es, bei einer Verbreitung eines neuen Erregers möglichst schnell einen Impfstoff zu entwickeln. Die klinische Entwicklung bis zur Zulassung kann bis zu 15 Jahre dauern und Milliarden Euro kosten. Deshalb erfolgen Forschung und Entwicklung sowohl in öffentlich geförderten Institutionen als auch durch die pharmazeutische Industrie. Bevor ein Impfstoff zugelassen wird, muss er drei zeit- und kostenintensive Phasen durchlaufen, in denen die Forschung nachweist, dass der Impfstoff sicher und wirksam ist.

Die Virologin Helga Rübsamen-Schaeff über die Entwicklung von Impfstoffen: „Es geht zunächst um Sicherheit und Verträglichkeit.“

Die Virologin Helga Rübsamen-Schaeff über die Herausforderung bei der Entwicklung: „Jedes Virus ist anders.“

Nach der Entwicklungszeit im Labor werden in der ersten klinischen Phase zunächst nur wenige Menschen getestet. Es geht dabei vor allem darum zu untersuchen, ob der Impfstoff frei von schädlichen Nebenwirkungen ist. An Phase zwei sind bereits bis zu tausend Testpersonen beteiligt. Hier werden zusätzlich die erforderliche Dosis und die Schutzwirkung getestet. In der dritten Phase werden konkrete Impfschemata überprüft und untersucht, ob es unterschiedliche Wirkungen zwischen verschiedenen Altersgruppen oder zwischen Männern und Frauen gibt.

Bei Masern oder Influenza werden Lebend- oder Totimpfstoffe eingesetzt. Dabei wird das Virus in abgeschwächter oder toter Form gespritzt. Diese Stoffe trainieren das Immunsystem gegen die Erreger, damit es sie erfolgreich abwehren kann. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten inzwischen auch an neuen Impfstofftypen, die auf unterschiedliche Weise das Immunsystem aktivieren, damit es die Erreger bekämpft.

Nicht immer gelingt es, einen Impfstoff zu entwickeln. Gegen die Malaria-Erreger und HIV gibt es zum Beispiel keine Impfungen, obwohl Wissenschaft und Industrie weltweit intensiv danach gesucht und sehr viel Geld investiert haben. In einigen Fällen können Erkrankungen auch ohne Impfstoff recht gut kontrolliert werden. Gegen Malaria gibt es vorbeugende Medikamente. Auch gegen HIV gibt es heute verschiedene Medikamente, mit deren Hilfe Infizierte lange leben können. Einige dieser Medikamente werden auch zum Schutz vor Ansteckung eingesetzt.

Die Virologin Helga Rübsamen-Schaeff zur Frage, warum es keinen Impfstoff gegen HIV gibt: „Das Virus ist hochvariabel.“

Impfstoffe oder Medikamente, die in Deutschland verabreicht werden sollen, brauchen eine nationale Zulassung oder eine Zulassung der Europäischen Kommission. Erst dann steht ein Arzneimittel, eine Impfung der gesamten Bevölkerung zur Verfügung. In Deutschland ist das Paul-Ehrlich-Institut (PEI) für die Zulassung von biologischen Medikamenten und Impfstoffen verantwortlich. Es überwacht deren Qualität, Wirksamkeit und Sicherheit. Am PEI gibt es auch ein WHO-Kooperationszentrum für die Standardisierung und Bewertung von Impfstoffen. Europäische Zulassungen koordiniert die Europäische Arzneimittelagentur (EMA).

Die Virologin Helga Rübsamen-Schaeff über die Entwicklung von Medikamenten gegen COVID-19: „Möglichst früh die Viren im Körper reduzieren.“

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