Kampf gegen Epidemien Wenn Impfstoffe viral gehen

Um künftigen Epidemien vorzubeugen, erwägen Forscher eine raffinierte, aber riskante Methode anzuwenden: Impfstoffe freisetzen, die sich in der Natur selbst verbreiten. Experten sind skeptisch.
Von Moritz Borchers
Fledermaus (Symbolbild): "Woher wollen Sie wissen, welches Tiervirus das Risiko für eine neue Epidemie birgt?"

Fledermaus (Symbolbild): "Woher wollen Sie wissen, welches Tiervirus das Risiko für eine neue Epidemie birgt?"

Foto: blickwinkel

Eine unbewohnte Insel, zwei Kilometer vor der Küste Spaniens: Forscher um Juan Torres vom spanischen Forschungsinstitut für Tiergesundheit lassen 147 Kaninchen frei. 76 von ihnen sind gegen die virale Tierseuche Rabbit Haemorrhagic Disease (RHD) geimpft, 71 sind es nicht. Einen Monat später fangen die Wissenschaftler 25 der ungeimpften Tiere wieder ein. In Bluttests zeigt sich: Mehr als die Hälfte ist jetzt ebenfalls gegen RHD immun.

Um das Kunststück der sich gegenseitig impfenden Hasen aufzuführen, bedienten sich die Wissenschaftler eines besonderen Stoffs: Statt herkömmliche Vakzinen zu verabreichen, nutzten sie einen abgeschwächten, ansteckenden Erreger, in den sie genetisch Teile des RHD-Virus eingebaut hatten. Die Forscher erschufen so einen sich selbst verbreitenden Impfstoff , den die geimpften an die ungeimpften Tiere weitergaben.

Heute, mitten in der Corona-Pandemie, stößt das gut 20 Jahre alte Feldexperiment auf neues Interesse. Die US-Biologen Scott Nuismer und James Bull von der University of Idaho argumentieren nun in einem Beitrag für das Fachblatt Nature Ecology & Evolution , dass sich die Gefahr von Tiererregern mit dem Ansatz prinzipiell effektiver eindämmen ließe: "Anstatt auf Ausbrüche oder Epidemien zu reagieren, erlauben selbstverbreitende Vakzinen, diese von vornherein zu verhindern", so die Autoren.

Sie zielen dabei vor allem auf virale Zoonosen ab, also auf Krankheiten, die von Viren ausgelöst werden, die vom Tier auf den Menschen überspringen. Beispiele dafür sind Ebola, Sars oder neuerdings Covid-19. Im Erfolgsfall ließen sich mit selbstverbreitenden Vakzinen humanpathogene Viren schon im Tierreich eliminieren, und könnten den Menschen gar nicht erst befallen.

Klassische Impfstrategien erreichen viele Wirte in der Wildnis nicht

"Die Idee, Tiere zu impfen, um Menschen zu schützen, ist nicht neu", sagt Thomas Mettenleiter, Präsident des Friedrich-Loeffler-Instituts, das in Deutschland als Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit auch für Zoonosen zuständig ist. Das zeige die Impfung von Füchsen mit Fraßködern gegen Tollwut, die mit dazu geführt habe, die Krankheit in Deutschland weitgehend auszurotten.

Das Neuartige am Ansatz der amerikanischen Forscher sei aber die Übertragbarkeit der Vakzinen, so Mettenleiter. Diese Eigenschaft versuche man in der Impfstoffentwicklung normalerweise zu verhindern - aus Sicherheitsgründen. Auch Nuismer und Bull sehen verschiedene Risiken, sie argumentieren aber, dass klassische Impfstrategien wichtige Wirte in der Wildnis nicht erreichen, etwa, weil die Tiere zu abgeschieden oder zu kurz leben. 

In ihren Überlegungen beschreiben sie zwei Strategien, wie Impfstoffe viral gehen könnten.   

  • Demnach besteht eine Möglichkeit in der Nutzung ansteckender (transmissible) Vakzinen, wie sie die spanischen Forscher bei Kaninchen eingesetzt hatten. Der auf Erregern basierende Impfstoff verbreitet sich dabei in der Population wie eine Infektion, und zwar theoretisch endlos: Ein Tier "impft" bei Kontakt andere, die wiederum weitere impfen können.

  • Eine andere Variante sind Vakzinen, die lediglich übertragbar, aber nicht transmissibel sind. Ein Beispiel wäre ein konventioneller Impfstoff, der als Paste bei Fledermäusen auf die Haut aufgetragen wird. Bei gegenseitiger Körperpflege gibt eine Fledermaus den Impfstoff an ein bis zwei Artgenossen weiter, ohne dass diese ihrerseits die Vakzine übertragen können, weil die Impfpaste dann aufgebraucht ist, so die Idee.

Um die Impfstoffe möglichst weit zu verbreiten, wäre Variante eins effektiver als Variante zwei - birgt aber auch deutlich mehr Risiken. Bei jeder Weitergabe besteht die Gefahr von Mutationen. Der Impfstoff könnte sich dadurch so verändern, dass er andere als die angepeilten Wirte befällt. Auch könnte er schlicht gefährlicher werden, also Krankheiten auslösen.

Dass das mehr als eine rein theoretische Gefahr ist, zeige das Beispiel der Schluckimpfung gegen Polio, erläutert Prof. Klaus Cichutek, Präsident des Paul-Ehrlich-Instituts, das in Deutschland die Prüfung und Zulassung von Impfstoffen vornimmt. Bei dieser Impfung sei es früher in sehr seltenen Fällen zu Polioinfektionen gekommen, weil die zwar abgeschwächten, aber vermehrungsfähigen Erreger durch Mutationen ihr pathogenes Potenzial zurückgewinnen konnten.

Selbstverbreitende Impfstoffe bräuchten eine Laufzeitbegrenzung

Diese Form der Impfung wird daher in Deutschland nicht mehr empfohlen. In Ländern, wo sie noch zum Einsatz kommt, sind sogar Fälle beschrieben, in denen so geimpfte andere angesteckt haben . Nuismer und Bull warnen daher davor, abgeschwächte Erreger als selbstverbreitende Vakzinen einzusetzen. Und sie plädieren dafür, verschiedene Sicherheitsmechanismen zu implementieren.

Dazu gehören für sie rigorose Vortests im Labor und im Feld - und so etwas wie eine Laufzeitbegrenzung: Dafür schlagen sie vor, die Vakzinen so zu konstruieren, dass sie statistisch im Schnitt weniger als ein weiteres Tier infizieren. Damit würde die Vakzine dann irgendwann von selbst wieder aus der Population verschwinden.

Das könnte nach Auffassung von Nuiser und Bull gelingen, indem man in mehr oder weniger harmlose Viren mit entsprechend niedriger Infektionsrate genetisch Teile desjenigen Erregers einbaut, gegen den man eigentlich impfen will. Trotzdem warnt Cichutek: "Man muss sich bewusst sein, dass durch selbstverbreitende Vakzinen ganz neue Pathogene mit ganz neuen pathogenen Eigenschaften entstehen könnten."

Abgesehen von den konkreten Risiken gibt es noch ein anderes Problem: "Woher wollen Sie denn genau wissen, welches Tiervirus das Risiko für eine neue Epidemie birgt?", fragt Dr. Fabian Leendertz, Zoonosenexperte am Robert Koch-Institut. "Das scheitert ja schon meist daran, dass Sie allenfalls einen kleinen Teil aller Viren kennen, die in Wildtieren zirkulieren." Diese erheblichen Unsicherheiten stünden einer präventiven Impfstoffentwicklung entgegen.

Leendertz kritisiert auch, dass die ökologische Perspektive bei Nuismer und Bull zu kurz kommt. "Es sollte eher darum gehen, dass Menschen einen vernünftigen Umgang mit Tieren in ihrer Umwelt finden, statt diese erregerfrei bekommen zu wollen." Auch die Stärkung von öffentlichen Gesundheitssystemen und die Erforschung von Virenreservoiren in Wildtieren hält Leendertz für zielführender in der Pandemieprävention.

"Man sollte keine Ansätze kategorisch ausschließen, aber ich bin sehr skeptisch, dass mit den selbstverbreitenden Vakzinen das Zoonosenproblem gelöst werden kann", sagt Thomas Mettenleiter. Und: Wenn es in Zukunft durch technologische Fortschritte schneller gelingt, Menschen sicher gegen zoonotische Erreger zu impfen, werden unsichere Impfpraktiken im Tierreich noch fragwürdiger. Dass eine schnellere Entwicklung von Humanvakzinen möglich werden könnte, zeigen ja gerade die ersten Teilerfolge im Rennen um einen Coronaimpfstoff.

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