6. Produktion von Impfstoffen

Es gibt verschiedene Wege, um Impfstoffe (Vakzine) zu produzieren.

  1. Klassische Produktionsmethoden

    Gegen Diphterie und Starrkrampf zum Beispiel werden so genannte Totimpfstoffe angewendet. Dazu werden zunächst die krankheitserregenden Bakterien vermehrt. Danach werden diese in ihre Bestandteile zerlegt. Nur das Gift (Toxin) der Bakterien wird für den Impfstoff verwendet. Es wird gereinigt und so verändert, dass es inaktiv ist.

    Auch gegen Keuchhusten werden Totimpfstoffe verwendet. Der Erreger ist ebenfalls ein Bakterium, das zunächst vermehrt wird. In diesem Falle werden aber für den Impfstoff nicht die Toxine verwendet, sondern Bestandteile der Bakterien-Zellwand.

    Bei Masern, Mumps, Röteln und Windpocken - alles Krankheiten, die durch Viren ausgelöst werden - werden Lebendimpfstoffe eingesetzt. Es handelt sich dabei um abgeschwächte Viren, also solche mit verminderter Virulenz (die «Boshaftigkeit» von Erregern bezeichnen die Wissenschafter auch als deren Virulenz.)

    Die Vermehrung von Viren ist meist schwieriger und langwieriger als die der Bakterien. Das zeigt das Beispiel der Grippeviren: Der Impfstoff gegen Grippeviren wird jedes Jahr neu in Hühnereiern produziert. Die Eier werden mit dem Virus infiziert und danach ausgebrütet (inkubiert). In dieser Zeit vermehrt sich das Virus. Anschliessend werden die Eier geöffnet, die Viren entnommen, in Bruchstücke zerlegt und gereinigt. Diese Art der Produktion ist aufwendig und dauert mehrere Monate.

    Noch komplexer war die klassische Produktion des Hepatitis-B-Impfstoffes. Denn die Hepatitis-B-Viren vermehren sich nicht in Hühnereiern. Früher mussten die Viren daher aus dem Blut erkrankter Patienten gewonnen werden. Die Produktion dauerte fast ein Jahr. Das bedeutete, dass der Impfstoff lange Zeit nur in begrenzter Menge zur Verfügung stand. Heute ist das mit Hilfe der Gentechnik gut möglich (siehe Grafik Gen Dialog).
     
  2. Biotechnologische Produktion von Impfstoffen

    Heute wird der Hepatitis B-Impfstoff mit biotechnologischen Methoden hergestellt. Dazu wird aus dem Erbgut des Hepatitis B-Virus ein DNA-Stück herausgeschnitten, das die Bauanleitung für ein Virus-Protein enthält. Das DNA-Stück wird in ein Minichromosom (Plasmid - siehe Kapitel 1) integriert. Hefezellen übernehmen in einem nächsten Schritt die Herstellung des Virus-Proteins. Das Protein wird danach gereinigt und als Impfstoff verwendet.

    Diese Art der Herstellung hat verschiedene Vorteile, zum Beispiel ist sie preiswert. Es besteht zudem keine Gefahr, dass die Impfstoffe durch lebende Viren verseucht sein könnten.

    Auch die Grippeimpfstoffe können seit dem Jahre 2007 biotechnologisch hergestellt werden, in Zellkulturen statt in Hühnereiern. Solche Systeme werden bereits zur Herstellung von Vakzinen gegen Windpocken, Hepatitis A und Poliomyelitis verwendet. Auch der HPV-Impfstoff (gegen das Humane Papilloma Virus), der seit dem Jahre 2007 erhältlich ist und gegen Gebärmutterhalskrebs wirkt, wird in Hefezellen biotechnologisch hergestellt.

Zukunftsperspektiven

Dank der Biotechnologie kann die Wissenschaft heute viel schneller und gezielter auf neue Erreger reagieren - dies hat sich beim Sars-Ausbruch deutlich gezeigt. Die Chancen, die Palette der Impfungen zu erweitern, stehen gut: Impfstoffe gegen Dengue-Fieber oder gegen die Gürtelrose könnten in den nächsten Jahren lanciert werden. Impfungen gegen Malaria und auch gegen das HI-Virus (Aids) liegen jedoch noch in etwas weiterer Ferne.

Basierend auf dem Prinzip der aktiven Immunisierung wird zurzeit auch intensiv an Impfstrategien gegen körpereigene, entartete Zellen geforscht. Solche entarteten Zellen können Schuppenflechten (Psoriasis), bestimmte Krebsarten oder andere Erkrankungen hervorrufen.

BTLC Impfen, Impfstoffherstellung mit Hühnereiern
Klassische Impfstoffherstellung gegen die Grippe mit Hilfe von Hühnereiern.
© istockphoto
BTLC Impfen, Gentechnische Herstellung des Hepatitis-B-Impfstoffes
Gentechnische Herstellung des Hepatitis-B-Impfstoffes
© Gen Dialog, Juli 2004