Herdenimmunität wird es bei Sars-CoV-2 durch die Impfungen nicht geben, wohl aber eine ausreichende Immunisierung. Der Virologe Lukas Weseslindtner von der MedUni Wien erläutert die Gründe.

"Wiener Zeitung": Das Coronavirus scheint sich gerade vor den Impfungen wegzuducken. Wie stehen die Chancen, eine ausreichende Immunität zu erreichen?

Lukas Weseslindtner: Immunität bedeutet ja, dass der Organismus durch das Immunsystem dem Erreger die Infektion und die Vermehrung erschwert. Es gibt verschiedene Grade, wie gut das funktioniert: Bei der sterilisierenden Immunität ist der Organismus so immun, dass sich der Erreger überhaupt nicht mehr vermehren kann und der Organismus somit auch kein Virus mehr ausscheidet. Bei der partiellen Immunität kann man noch Virus ausscheiden, weil die Vermehrung nicht komplett verhindert, sondern nur verlangsamt wird. Herdenimmunität bedeutet, dass so viele immunisierte Menschen das Virus nicht mehr ausscheiden können, dass es nur mehr schwer zirkulieren kann, wodurch auch ungeimpfte Menschen vor einer Infektion geschützt sind. Bei Sars-CoV-2 sieht es momentan so aus, als ob wir Herdenimmunität nur schwer erreichen können.

Wovon hängt es ab, ob Herdenimmunität gelingt oder nicht?

Der Lukas Weseslindtner forscht und lehrt an der Medizinischen Universität Wien. Seine Forschungsschwerpunkte sind Sars-CoV-2, das Parvo- und das Masernvirus. - © MedUni Wien
Der Lukas Weseslindtner forscht und lehrt an der Medizinischen Universität Wien. Seine Forschungsschwerpunkte sind Sars-CoV-2, das Parvo- und das Masernvirus. - © MedUni Wien

Es kommt unter anderem auf die Art des Virus an. Masern, Mumps und Rötelnviren vermehren sich zum Beispiel sehr stark in unterschiedlichen Zellen des Körpers und führen zu einer sehr starken Immunreaktion. Danach sind hohe Konzentrationen von neutralisierenden Antikörpern im Blut vorhanden, die eine neuerliche Ausbreitung über die Blutbahn verhindern. Bei der Lebendimpfung gegen diese Viren macht man sich das zunutze. Auch hier kommt es zu einer starken Antikörperbildung und zur Ausbildung einer starken immunologischen Reservetruppe. All dies führt dazu, dass Infektionen mit neuerlicher Virusvermehrung und Ausscheidung bei Geimpften nur mehr sehr selten vorkommen. Daher reicht bei den Röteln, die nicht so ansteckend sind wie die Masern, eine Immunisierung von siebzig bis achtzig Prozent in einer Population aus, um die Viruszirkulation fast vollständig zu unterbinden.

Bei Sars-CoV-2 ist das offenbar nicht so.

Bei Sars-CoV-2 haben wir leider ein paar Hindernisse. Es ist ein respiratorisches Virus. Respiratorische Viren vermehren sich in erster Linie in den Atemwegen. Sars-CoV-2 findet man im Blut kaum, außer bei sehr schweren Verläufen. Das heißt, eine Impfung müsste im optimalen Fall genau dort Immunität generieren, wo das Virus eindringt. Antikörper im Blut sind bei der Abwehr nicht so wichtig, wie das bei den Masern der Fall ist. Andere Teile des Immunsystems, etwa T-Zellen, sind bei den respiratorischen Viren viel wichtiger, um eine Vermehrung zu bremsen. Sie sorgen dafür, dass die Virusvermehrung zunehmend gebremst wird und sich die Infektion klinisch nur mehr als Schnupfen äußert. Die Virusausscheidung ist bis zur völligen Zerstörung aller infizierten Zellen aber noch möglich. So etwas nennt man Durchbruchsinfektion. Für eine Herdenimmunität müssten wir dafür sorgen, dass es möglichst wenige Durchbruchsinfektionen mit neuerlicher Virusausscheidung gibt.

Die Impfstoffe setzen aber bei den Antikörpern an. Ist dieser Ansatz daher falsch?

Nein, wir haben hochwirksame Impfstoffe, die nicht nur Antikörper, sondern auch T-Zellen induzieren und somit tatsächlich der Weg aus der Krise sein können. Die Erfahrungen in Israel deuten darauf hin, dass schon mit einer Durchimpfungsrate von sechzig Prozent der Großteil der Geimpften vor den schweren Verläufen geschützt ist und die Fallzahlen in der Gesamtbevölkerung fallen. Es wäre aber denkbar, zusätzliche Impfstoffe zu entwickeln, die wie Nasensprays wirken und somit direkt in den Schleimhäuten die Bildung von Antikörpern induzieren, die die Viren abfangen, bevor sie die Schleimhautzellen überhaupt infizieren können. Über diesen Weg könnte man durch die Impfung auch bei respiratorischen Viren vermehrt sterilisierende Immunität induzieren und theoretisch die Ausbildung von Herdenimmunität beschleunigen.

Warum nur theoretisch?

Wie bei den bereits jetzt verfügbaren Impfstoffen, bei denen wir die Schutzrate vor neuerlicher Virusausscheidung allerdings noch nicht genau kennen, müsste man für eine effektive Herdenimmunität alle Teile der Bevölkerung möglichst gleichermaßen impfen, zum Beispiel auch Kinder und Jugendliche. Zudem wissen wir noch nichts über die Dauer der Immunität, die durch die Impfungen gebildet wird. Und schließlich gibt es die Mutationen, die genau an den Stellen passieren, wo die Antikörper binden. Wir wissen jetzt noch nicht, welche Varianten im Herbst zirkulieren werden. Es scheint daher klar zu sein, dass wir dieses Virus nicht ausrotten können.

Bringen die Impfungen das Virus unter Selektionsdruck?

Jedenfalls nicht in dem Sinne, dass man daraus schließen könnte, man auf die Impfungen verzichten soll, weil das Virus dann im Lauf der Zeit von selbst mildere Verläufe verursacht. Aus virologischer Sicht ist ein milderer Verlauf für das Virus nicht unbedingt ein Vorteil. Die britische Variante vermehrt sich bereits effizienter und schneller. Sie führt nun aber gerade dazu, dass die Verläufe schwerer werden, statt milder. Wahrscheinlich weil das Immunsystem mit einem sich schneller vermehrenden Erreger schlechter zurechtkommt. Der typische Covid-19-Patient stirbt nach der ersten Woche nach Symptombeginn, in der zweiten oder dritten Woche. Für die Ausbreitung des Virus spielt ein schwererer Verlauf nicht unbedingt eine Rolle, da der infizierte Mensch typischerweise in der Frühphase der Infektion ansteckend ist.

Die Mutationen sind zufällig. Inwiefern besteht dann ein Druck, immer "besser" zu werden?

Es gibt in der Biologie keine zentrale Steuerung. Es ist der Selektionsdruck im Rahmen der Evolution: Er sorgt dafür, dass sich der besser Angepasste irgendwie durchsetzt. Und obwohl ein Virus nicht einmal ein richtiges Lebewesen ist, weil es sich aus eigener Kraft gar nicht vermehren kann, folgt es diesem Gesetz. Die Mutationen sind zufällig. Aber sie verbessern die Chancen, dass sich eine Variante, die besser an den menschlichen Wirt angepasst hat gegenüber den Artgenossen durchsetzt. Dass die Mutation E484K gleichzeitig an verschiedenen Orten auftrat, ist ein Indiz, dass es diese Mutation einen erheblichen Vorteil bringt. Sie offenbart aber auch eine Schwäche.

Welche?

Gottseidank ist Mutationsfreudigkeit bei Sars-CoV-2 viel schwächer als zum Beispiel bei HIV, wo es bis heute keinen Impfstoff gibt. Auch Rhinoviren (häufige Schnupfenviren) sind genetisch viel variabler. Diese E484K-Mutation scheint für Sars-CoV-2 ganz besonders günstig, um der Immunantwort der Antikörper zu entgehen. Dadurch untergräbt sie erfolgreich unser Konzept von der Herdenimmunität, weil mehr Rekonvaleszente oder Geimpfte gegen diese Variante nicht mehr vollständig geschützt sind, sondern das Virus wieder ausscheiden können. Da die T-Zellantwort von dieser Mutation aber nicht beeinträchtigt wird, können wir mit den bis jetzt verfügbaren Impfungen schwere Verläufe weiterhin verhindern. Um die Zirkulation der E484K-Variante nachhaltig zu unterbinden, wird es dann aber adaptierte Impfstoffe brauchen. Das könnte gelingen, denn womöglich hat Sars-CoV-2 außer dieser E484K-Mutation gar nicht unendlich viele Mutationsalternativen um den Antikörpern zu entgehen. Sonst wären doch weltweit viel mehr Mutationen mit ähnlicher Wirkung aufgetreten. Ein Vergleich: Bei der Influenza ist die Bandbreite der Veränderungen an den Antikörper-Bindungsstellen so hoch, dass die durch Impfungen induzierte Antikörper-Antwort dem Virus immer wieder hinterherhinkt. Bei Sars-CoV-2 kann die relevante Antikörperbindungsstelle am Spikeprotein vielleicht gar nicht in unendlich vielen Varianten verändert werden, weil das Virus sonst gar nicht mehr an den ACE-2-Rezeptor binden kann. Ich denke, es besteht daher Grund zur Hoffnung, dass, wenn es gelingt, die E484K-Mutation in die Impfstoffe zu integrieren, nicht sofort unendlich viele neue Fluchtmutanten entstehen. Aber das kann momentan niemand mit Sicherheit voraussagen. Verändert es seinen Schlüssel zu sehr, kommt es nicht mehr hinein. Es ist lahmgelegt. Ich denke, es besteht durchaus Grund zur Hoffnung, dass wir, wenn es gelingt, die E484K-Mutation in die Impfstoffe zu integrieren, zu einer guten Immunität kommen.