Kampf gegen das Coronavirus So gut muss ein Impfstoff schützen können

Mehr als 30 Impfstoffkandidaten sind im Rennen - doch wie effektiv müssen sie sein, damit man die Pandemie in den Griff bekommt? US-Forscher haben verschiedene Szenarien entworfen.
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Der Wettlauf um einen Impfstoff gegen Sars-CoV-2 ist in seiner heißen Phase: Weltweit befinden sich laut Weltgesundheitsorganisation (WHO)  31 Kandidaten in der klinischen Prüfung am Menschen, acht davon bereits in der letzten Phase vor der Zulassung. Doch welche Anforderungen muss ein Vakzin erfüllen? Und wie viele Menschen müssten sich impfen lassen, damit die Corona-Pandemie kontrollierbar wird?

Antworten liefern US-Forscher um den Gesundheitswissenschaftler Bruce Y. Lee von der Cuny Graduate School of Public Health in New York: Mit mathematischen Modellen haben sie verschiedene Szenarien erstellt, die sie jetzt im "American Journal of Preventive Medicine" veröffentlicht  haben.

70 Prozent Effektivität, 75 Prozent Durchimpfungsrate

Für ihre Berechnungen mussten die Forscher bestimmte Bedingungen festsetzen, um vergleichen zu können, wie sich welche Maßnahmen auswirken würden. Das ist der Nachteil von Modellen, die nie die Realität abbilden, sondern sich ihr immer nur - mal besser und mal schlechter - nähern können.

Zum Beispiel nahmen die Forscher in einem Szenario an, dass die sogenannte Basisreproduktionszahl (R-Wert) bei 2,5 liegt. Der R-Wert gibt an, wie viele Menschen ein Infizierter ansteckt, in dem Beispiel also durchschnittlich zweieinhalb. In Deutschland liegt der 4-Tages-R-Wert dem Robert Koch-Institut (RKI) zufolge derzeit bei 1,04 - in vielen US-Bundesstaaten hingegen deutlich darüber.

Um den weltweiten Ausbruch so einzudämmen, dass die Zahlen nicht weiter steigen, und um auf weitere Maßnahmen wie Abstandhalten und Maskenpflicht verzichten zu können, müsste ein Impfstoff den Analysen zufolge eine Effektivität von mindestens 70 Prozent haben. Die Voraussetzungen: Der Impfstoff würde zugelassen, wenn erst fünf Prozent der Bevölkerung Kontakt mit dem Virus hatten, es also noch nicht so stark verbreitet ist und mindestens Dreiviertel der Bevölkerung sich impfen ließen. Gingen die Forscher in ihren Modellen von einem R-Wert von 3,5 aus, müsste die Effektivität des Impfstoffes bei gleicher Durchimpfungsrate sogar bei 80 Prozent liegen.

Zum Vergleich: Bereits nach der ersten Masernimpfung sind 92 Prozent der Immunisierten geschützt, die Wirksamkeit der empfohlenen Zweifachimpfung gibt das RKI mit 98-99 Prozent an . Auch die Impfstoffe gegen Humane Papillomaviren schützen dem Institut zufolge zu nahezu 100 Prozent vor einer Infektion  mit den in den Impfstoffen enthaltenen Virustypen.

Wie lässt sich Effektivität messen?

Würde der Corona-Impfstoff erst zugelassen, wenn bereits 15 oder sogar 30 Prozent der Bevölkerung dem Virus ausgesetzt waren, ließe sich eine Zunahme der Infektionszahlen den Berechnungen zufolge nicht mehr verhindern, da sich das Virus schon zu stark verteilt hätte. Die Kurve ließe sich aber immerhin noch unterschiedlich stark abflachen.

Für ihre jeweiligen Simulationen haben die Forscher auch jeweils berechnet, welche Kosten durch Produktivitätsverlust und medizinische Maßnahmen entstünden. Wie hoch im Vergleich dazu die Kosten für die Entwicklung, Produktion, Auslieferung und Gabe der Impfstoffe wäre, kalkulierten sie hingegen nicht.

Wer hat's bezahlt?

Die Studie wurde finanziert von der City University of New York’s Graduate School of Public Health, der Agency for Healthcare Research and Quality, der U.S. Agency for International Development, dem Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development und dem National Institute of General Medical Sciences. Zwei der Studienautoren sind eigenen Angaben zufolge an der Entwicklung von Impfstoffen auch gegen Sars-CoV-2 beteiligt.

Doch wie lässt sich beurteilen, wie effektiv ein Impfstoff ist? Dafür müssen Wissenschaftler verschiedene Werte betrachten: Zum einen messen sie die Antwort des Immunsystems und überprüfen, wie gut die vom Körper produzierten Antikörper die Viren unschädlich machen. Das bedeutet aber nicht, dass diese Immunantwort auch tatsächlich eine Infektion verhindert.

Das wiederum lässt sich in sogenannten Fall-Kontroll-Studien untersuchen, bei denen nachgewiesene Infizierte ("Fälle") und Nichtinfizierte ("Kontrollen") angeben, ob sie geimpft wurden oder nicht. Anhand der ermittelten Quoten lässt sich erkennen, wie effektiv eine Impfung ist.

In jeder Grippesaison muss beispielsweise neu überprüft werden, wie wirksam der jeweilige Impfstoff ist. Da Influenzaviren stark mutieren, passen die vom Körper gebildeten Antikörper aus der Vorsaison nicht mehr genau genug auf die veränderten Erreger. Das RKI schreibt: "Die Wirksamkeit von Influenza-Impfstoffen kann hinsichtlich verschiedener Endpunkte untersucht werden – einerseits, ob und in welchem Grad die Impfung vor einer laborbestätigten Infektion schützt, aber auch, ob sie Influenza-assoziierte Hospitalisierungen oder schwere Verläufe verhindern kann. Die Werte können dementsprechend unterschiedlich ausfallen." Das Wissen von diesen Impfstoffen lässt sich auf Coronaviren in Teilen übertragen.

"Eine beträchtliche Zahl von Todesfällen verhindern"

Ein Problem der Annahmen ist allerdings, dass die positiv verlaufenden Szenarien voraussetzen, dass sich viele Menschen gegen Sars-CoV-2 impfen lassen. Ob das der Fall sein wird, kann erst die Zukunft zeigen. Denn nicht nur die Bereitschaft der Bevölkerung spielt hier eine wichtige Rolle, sondern auch die Verfügbarkeit der Vakzine. Die Produktions- und Lieferkapazitäten sind jedoch begrenzt und es könnte sowohl zu Verteilungskämpfen unter Nationen  als auch zu Priorisierungen innerhalb der Staaten  kommen, wer den Impfstoff zuerst bekommen soll.

Die Forscher betonen, dass ihre Arbeit aufgrund der hohen erforderlichen Effektivität und Durchimpfungsrate zwar nahelege, dass "eine Impfung allein es uns nicht ermöglichen wird, dass alles sofort wieder normal wird". Doch auch eine Impfung mit geringerer Effektivität könne durchaus sinnvoll sein: "Ein Impfstoff könnte zum Beispiel dabei helfen, die Überlastung der Gesundheitssysteme zu verhindern."

Das Fazit der Wissenschaftler: "Selbst wenn ein Impfstoff eine Epidemie nicht verhindern oder beenden kann, kann er doch eine beträchtliche Zahl von Todesfällen, Krankenhausaufenthalten und Kosten verhindern."