Der Vorteil von Immunität kann unter dem Aspekt des Individuums und der Bevölkerung gesehen werden. Eine erfolgreiche Impfung wie bei Masern und Tetanus bietet dem Individuum Schutz vor Krankheit, erhält seine Lebensqualität und verhindert einen tödlichen Ausgang.
Seit Kain und Abel hat der Mensch versucht, zu seinem Vorteil andere Menschen zu schädigen – bis hin zum Kannibalismus. Auch Infektionserreger können als Waffe verwendet werden, wie beispielsweise die Belagerung von Caffa am Schwarzen Meer und die Verbreitung der Pest, benannt als Schwarzer Tod, ab 1346 zeigte [1, 2]. Kaufleute aus Genua und Venedig hatten sich in der Region zerstritten und benachbarte asiatische Völker zu Hilfe geholt. Schließlich wurde Caffa belagert. Außerhalb der Stadt brach die Pest aus. An Pest Verstorbene wurden in die Stadt katapultiert, um dort die Pest auszubreiten – mit dem Ergebnis, dass die zweite europäische Pest-Welle bis etwa 1500 fortdauerte und ca. ein Drittel der Bevölkerung hinwegraffte. Heute stehen Impfstoffe mit rekombinant einkloniertem F1-Protein in Y. pseudotuberculosis zur Verfügung [3]. Seit 2019 wird für Kasachstan, wo die Pest weiterhin endemisch ist, eine Impfung gegen Yersinia pestis empfohlen [4].
Die Sicherheit von Militärangehörigen war ein treibender Faktor für die Entwicklung neuer Impfstoffe [5]: Die ersten Impfstoffe gegen Ebola- und Marburgvirus wurden konfektioniert, um Angehörige des Militärs gegen die beiden haemorrhagischen Fieber zu schützen [5]. Eine Gemeinschaft kann sich durch Impfung gegen Bioterrorismus schützen, z. B. vor der Übertragung von Anthrax über Sporen oder dem Pockenvirus.
Impfstoffe und Adjuvanzien
Der Erfolg einer Impfung ist abhängig vom Impfling (Geschlecht, Alter, Immunstatus, Medikation) und von der Präsentation der Antigene für Immunzellen. Antigene, die auf kleinen Oberflächen präsentiert werden, sind am besten immunogen [6]. Die Konfektion von Impfstoffen hat eine lange Entwicklung hinter sich: anfangs z. B. über ein natürlich attenuiertes Virus wie dem Kuhpockenvirus gegen Variola; später über Formalin-inaktiviertes Virus. Letzteres Verfahren führte bei einigen hüllenlosen Viren wie Polio zu guter Antikörperbildung; aber das Verimpfen eines Formalin-inaktivierten RSV-Impfstoffs (Paramyxovirus) um 1960 verlief bei zwei von 31 Kindern tödlich [7, 8]. Die Attenuierung des Gelbfiebervirus über Zellkulturpassagen war für ca. 100 Jahre erfolgreich. Allerdings verstarben 2018 in Brasilien während des Gelbfieberausbruchs vier Personen nach Impfung, da entweder in einer Charge rückmutiertes Virus vorhanden war oder die Immunsuppression der vier Geimpften zu ausgeprägt war [9].
Impfstoff-Antigene sollten in einer Form vorhanden sein, die von Antigen-präsentierenden Zellen (APC) schnell und einfach aufgenommen und auf deren Oberfläche präsentiert wird. Zur besseren Präsentation werden Adjuvanzien verwendet. Diese führen zur Absorption des Antigens auf kleinen Oberflächen wie Aluminiumhydroxidkristallen [10], Nanopartikeln [11, 12], Virosomen [13–15] oder zur Anheftung antigener Strukturen auf Träger-Protein [16] oder Träger-Peptid [17]. Zelluläre Bakterienkomponenten sind immunogener als azelluläre, wie am Beispiel von Bordetella pertussis gezeigt wurde [18].
Exosomen sind kleine Partikel, die von Zellen abgeschilfert werden, aus Protein und Lipiden bestehen und Zytokine enthalten [19]. Diese können zur individuellen Impfstoffherstellung verwendet werden, wenn z. B. RNA, DNA oder Antigene in sie eingeschleust werden. Liposomen mit eingebrachter selbst-replizierender RNA von SARS-CoV-2-Spikeprotein oder Liposomen, die Adenovirus mit einklonierter SARS-CoV-2-DNA enthalten, werden als Impfstoff gegen COVID-19 verwendet [20].
Erfolgreiche und unzureichende Impfung gegen Erreger/Pathogene
Die erste Voraussetzung einer erfolgreichen Abwehr ist, dass der Erreger oder seine Komponenten vom Immunsystem erkannt werden. Viele virale Erreger können durch erworbene Immunität eliminiert werden (Tab. 1).
