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Impfstrategien: Lässt sich die zweite Dosis verzögern?

Impfung
Der Corona-Impfstoff ist weiterhin knapp. (Bild: Ridofranz/ iStock)

Wie können die vorhandenen Impfstoffe gegen Sars-CoV-2 am effektivsten eingesetzt werden? Ist es beispielsweise sinnvoll, die zweite Impfdosis zu verzögern, damit mehr Menschen zumindest eine Dosis erhalten können? Das haben Forscher in einer Studie modelliert. Demnach führt diese Strategie zwar kurzfristig zu einer Verringerung der Infektionen, da mehr Menschen dank der ersten Dosis vorübergehend geschützt sind. Langfristig könnte sich aber das Risiko für Fluchtmutationen erhöhen, warnen die Forscher.

Die Sars-CoV-2-Impfstoffe der Hersteller BioNTech, AstraZeneca und Moderna sind darauf ausgelegt, dass die Impflinge zwei Dosen in einem bestimmten zeitlichen Abstand bekommen. Nur so können die Impfungen ihre maximale Schutzwirkung entfalten. Eine gewisse Immunität entsteht zwar bereits durch die erste Impfung. Diese hält jedoch wahrscheinlich kürzer an und ist weniger zuverlässig. Angesichts der bisher eingeschränkten Verfügbarkeit von Impfstoffen haben sich dennoch einige Länder, darunter England und Kanada, entschieden, die zweite Dosis hinauszuzögern, um mehr Menschen zumindest eine Impfdosis zukommen zu lassen.

Wie wirksam ist die erste Dosis?

Welche Auswirkungen das auf das Infektionsgeschehen hat, haben Forscher um Chadi Saad-Roy von der Princeton University nun anhand eines epidemiologischen Modells simuliert. In ihrem Modell variierten die Forscher zum einen, wie lange und in welchem Maße die erste und zweite Impfdosis jeweils vor einer Infektion mit Sars-CoV-2 schützen. Zum anderen berücksichtigten sie mögliche evolutionäre Veränderungen des Virus, wenn bei einigen Menschen nur eine teilweise Immunität gegeben ist. Ihre Modelle beruhten dabei auf den immunologischen Daten, die zu den bisher zugelassenen Impfstoffen von BioNTech/Pfizer, Moderna und AstraZeneca bekannt sind.

„Kurzfristig ist die Verteilung von Einzeldosen vorteilhaft und reduziert die Prävalenz der Erkrankung“, berichten die Forscher. Welche langfristigen Auswirkungen eine solche Strategie hat, hängt hingegen stark davon ab, wie gut und lange bereits die erste Dosis schützt. „Wenn die Immunität nach einer Einzeldosis robust ist, ist das Aufschieben der zweiten Dosis aus epidemiologischer Sicht auch längerfristig optimal“, so die Forscher. „Wenn die Immunität nach einer Einzeldosis hingegen schwach ist, könnte das Ergebnis pessimistischer ausfallen.“

Gefahr von Fluchtmutationen

Besonders relevant ist in diesem Zusammenhang das Risiko für Fluchtmutationen. Als solche bezeichnen Immunologen genetische Veränderungen, die es einem Virus erleichtern, den Angriffen des Immunsystems beispielsweise durch Antikörper zu entgehen. Dies birgt auch die Gefahr in sich, dass Impfstoffe dadurch schwächer wirken. „Das jüngste Auftreten zahlreicher Sars-CoV-2-Varianten in noch relativ anfälligen Populationen unterstreicht das evolutionäre Potenzial des Virus“, schreiben die Autoren. Damit sich neue Varianten durchsetzen können, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: Zum einen müssen solche Varianten durch eine Mutation entstehen. Am wahrscheinlichsten ist das bei Personen mit hoher Viruslast, also bei denen mit der geringsten Immunität. Zum anderen muss ein Selektionsdruck gegeben sein, der der neuen Mutation einen Vorteil verschafft. Das ist der Fall bei Personen, die bereits eine gewisse, aber nicht vollständige Immunität besitzen, beispielsweise durch die erste Dosis einer Impfung.

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Wie die Modellierung bestätigte, spielt die Effektivität einer Impfung eine große Rolle dafür, wie hoch das Risiko für neu entstehende oder sich weiter verbreitende Fluchtmutationen ist. Genügt die Immunität zwar, um nicht-mutierte Varianten abzuwehren, nicht aber mutierte, fördert dies die Verbreitung von Mutationen. „In einem Szenario, in dem eine vollständige Impfung mit zwei Dosen hochgradig schützt, während eine einzelne Impfstoffdosis eine weniger effektive Immunität bietet, könnte die Verzögerung der zweiten Dosis das Risiko für Fluchtmutationen erhöhen“, so die Forscher. Etwas geringer sei das Risiko, wenn die zweite Dosis nur leicht nach hinten verschoben würde.

Weitere Daten erforderlich

Welches der simulierten Szenarien am ehesten der Realität entspricht, lässt sich nur anhand weiterer Daten zur Wirksamkeit der ersten Dosis beantworten. Bisherige klinische Studien liefern dazu nur sehr eingeschränkt Hinweise. Bei den Zulassungsstudien für die Impfstoffe von BioNTech und Moderna stiegen zwar einige Teilnehmer nach der ersten Dosis aus, doch die Studien waren nicht darauf ausgelegt, die Wirksamkeit unter diesen Umständen zu beurteilen. Bei AstraZeneca hingegen wurden verschiedene Dosisabstände getestet und es gibt erste Hinweise darauf, dass ein größerer Abstand die Wirksamkeit nicht beeinträchtigt und womöglich sogar verbessert. „Letztendlich sind die Folgen einer Abweichung von den vom Hersteller vorgeschriebenen Dosierungsschemata auf der Bevölkerungsebene noch unbekannt, werden aber von den Immunreaktionen abhängen“, so die Forscher.

Als Grundlage für eine verantwortungsvolle Impfpolitik sind nach Ansicht von Saad-Roy und Kollegen dringend weitere Daten dazu erforderlich, wie stark und wie lange die jeweiligen Impfdosen davor schützen, dass sich Menschen mit dem Virus anstecken und es übertragen. Zugleich, so betonen die Autoren, unterstreichen ihre Ergebnisse, wie wichtig der schnelle weltweite Einsatz der Impfstoffe ist.

Quelle: Chadi Saad-Roy (Princeton University, USA) et al., Science, doi: 10.1126/science.abg8663
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