Aktualisiert am 22. September 2023 um 18:20 Uhr
Jeden Herbst, wenn die Luft kühl und die Blätter rot werden, bereiten sich pädiatrische Intensivstationen auf den Ansturm des als RSV bekannten Virus vor. Nicht Grippe, nicht COVID, sondern RSV oder Respiratory Syncytial Virus ist Jahr für Jahr der häufigste Grund, warum Babys ins Krankenhaus eingeliefert werden. Ihre winzigen Atemwege können sich entzünden und die Erkrankten haben Schwierigkeiten beim Atmen. RSV ist auch am anderen Ende des Altersspektrums tödlich und tötet jedes Jahr 6.000 bis 10.000 ältere Amerikaner.
Jahrzehntelang gab es jedoch keine Möglichkeit, die saisonale Flut des Virus zu stoppen. Die Suche nach einem Impfstoff blieb stets erfolglos. Und dann begannen die Impfstoffe plötzlich zu wirken.
In diesem Jahr haben Ärzte nicht nur eine, sondern mehrere neue Impfungen zur Vorbeugung von RSV. Drei haben in den letzten Monaten in schneller Folge die FDA-Zulassung erhalten: eine Antikörperimpfung für Säuglinge namens Nirsevimab, eine Form der passiven Immunisierung für Babys, die zu jung sind, um geeignete Impfungen zu erhalten; ein Impfstoff von Pfizer sowohl für Erwachsene über 60 als auch für schwangere Mütter, die die Immunität an ihre Babys weitergeben können; und schließlich ein Impfstoff von GlaxoSmithKline, der sich auch an Erwachsene über 60 richtet. Zusammen läuten diese eine neue Ära für RSV ein.
Dass diese drei neuen RSV-Schüsse gleichzeitig herauskommen, ist kein Zufall. Sie sind dort erfolgreich, wo andere gescheitert sind, weil sie alle auf eine bestimmte Schwachstelle des Virus abzielen, die erstmals 2013 identifiziert wurde. Diese Strategie, die anfälligsten Stellen eines Virus zu finden, gilt auch für andere Krankheitserreger und Experten sagen, dass sie die Entwicklung von Impfstoffen für andere Krankheiten revolutionieren kann . Tatsächlich wurde es stillschweigend zur Herstellung der COVID-Impfstoffe von Pfizer und Moderna verwendet. Wissenschaftler hatten die Idee ursprünglich mit RSV perfektioniert, um sie dann für den COVID-Impfstoff zu verwenden, der angesichts der Dringlichkeit der Pandemie rasch vorankam. In diesem Jahr liegt die Entscheidung jedoch beim RSV.
„Nach mehr als 65 Jahren sind wir endlich in einer wirklich guten Position“, sagt Asunción Mejías, eine Ärztin für Infektionskrankheiten am St. Jude Children’s Research Hospital.
Die ersten Versuche, einen RSV-Impfstoff herzustellen, begannen nicht lange nach der Entdeckung des Virus im Jahr 1956, aber ein früher Versuch endete so katastrophal, dass er jahrzehntelang eine abschreckende Wirkung hatte.
Es hatte vielversprechend begonnen. Der frühe Impfstoff orientierte sich an einem erfolgreichen Impfstoff gegen Polio, bei dem das Virus mit einer Chemikalie namens Formalin inaktiviert wird. Doch als sich Säuglinge, denen der frühe RSV-Impfstoff verabreicht worden war, später mit dem Virus infizierten, mussten satte 80 Prozent ins Krankenhaus eingeliefert werden – im Vergleich zu nur 5 Prozent in der Kontrollgruppe. Zwei der Babys starben, ihre Lungen waren zerstört. Der Impfstoff bot noch schlimmer, als dass er keinen Schutz bot; es verschlimmerte die Krankheit. „Es war so eine Katastrophe“, sagt Ann Falsey, Ärztin für Infektionskrankheiten an der Universität Rochester. Wissenschaftler verbrachten Jahre damit, herauszufinden, warum – der Impfstoff weckte bei sehr kleinen Babys den falschen Teil des Immunsystems –, aber sie kamen der Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs nicht näher. Das Feld steckte fest.
Dann, im Jahr 2008, führte ein zufälliges Treffen schließlich zum Durchbruch. Ein junger, frischgebackener Doktorand. namens Jason McLellan, der die Struktur von Proteinen untersucht, hat eine neue Stelle bei den National Institutes of Health angetreten, um an HIV-Impfstoffen zu arbeiten. Das Labor, in das er sich im vierten Stock begeben hatte, hatte jedoch keinen Platz mehr, sodass er in ein anderes im zweiten Stock verlegt wurde. Dort traf er auf Barney Graham, einen Virologen, der seit den 1980er Jahren versucht hatte, das Rätsel um RSV zu lösen. Er überzeugte McLellan, dass auch dieser Virus einen Blick wert sei.
Zu diesem Zeitpunkt hatten die Wissenschaftler zumindest ein plausibles Ziel für den Impfstoff gefunden. So wie COVID Spike-Protein verwendet, um Zellen zu infizieren, verwendet RSV ein Protein – genannt F für „Fusion“ –, um das Viruspartikel physisch mit einer menschlichen Zelle zu verschmelzen. F kommt jedoch in zwei Formen vor: einem extrem instabilen Vorfusionszustand und einem weitaus stabileren Postfusionszustand. Und sobald es in den Postfusionszustand übergeht – was auch spontan passieren kann – „kann es nicht mehr zurückkommen“, sagte mir McLellan.
Wenn RSV-Impfstoffe hergestellt werden, wechselt das gesamte F-Protein schließlich in den Postfusionszustand. Aber die Antikörper gegen Postfusion F waren nicht sehr wirksam. McLellan fand bald heraus, warum. Er fand heraus, dass äußerst wirksame neutralisierende Antikörper an eine bestimmte Stelle binden – die äußerste Spitze des Präfusions-F –, die verloren geht, wenn sich das Protein in seine Postfusionsform umordnet. Dadurch, so sagte mir Graham, „verliert man die zehn- bis tausendfache Potenz.“ Ein wirksamer RSV-Impfstoff müsste auf die Präfusion F abzielen.
Das Team wusste, was zu tun war, stand jedoch vor einem praktischen Dilemma: Wie konnte F in seiner Präfusionsform stabilisiert werden, damit das Team es in einen Impfstoff einbauen konnte? McLellan veränderte das Protein leicht, indem er molekulare „Klammern“ hinzufügte und ein Loch in der Proteinstruktur füllte. Diese Veränderungen haben F in seiner Präfusionsform eingefroren. Als das Team diese Version des Impfstoffs an Mäusen testete, hätten die Ergebnisse nicht eindeutiger sein können. Der Impfstoff induzierte die höchsten Werte an neutralisierenden Antikörpern, die Graham jemals in seinen drei Jahrzehnten der RSV-Studie gesehen hatte. „Das ist es“, erinnert sich McLellan.
Bald meldeten sich Pharmaunternehmen und das Rennen war eröffnet. (Die Experten in diesem Artikel haben – wie fast alle, die an RSV-Impfstoffen arbeiten – alle Forschungsstipendien erhalten, sich für eines oder mehrere der Unternehmen beraten oder auf andere Weise mit ihnen zusammengearbeitet, die Impfungen gegen RSV entwickeln.) Heute sind Pfizer’s und GlaxoSmithKline’s neu Zugelassene RSV-Impfstoffe zielen auf das Präfusions-F-Protein ab, ebenso wie Nirsevimab, die Antikörperimpfung für Säuglinge von AstraZeneca und Sanofi. Sowohl die Impfstoffe als auch die Antikörperspritze lösen eine Immunität gegen RSV aus: Impfstoffe regen das Immunsystem an, eigene Antikörper zu bilden, und Nirsevimab ist eine direkte Infusion von Antikörpern.
Als die Coronavirus-Pandemie ausbrach, waren die Versuche für alle drei Impfungen bereits im Gange. Da RSV jedoch während der sozialen Distanzierung fast verschwunden war, verzögerten sich die Versuche. Unterdessen entwickelten McLellan und Graham einen ähnlichen molekularen Trick, um das Spike-Protein von COVID zu stabilisieren, das Pfizer und Moderna später in ihren Impfstoffen verwendeten. (Die Stabilisierung war jedoch nicht entscheidend für COVID, wie es für RSV der Fall war – der COVID-Impfstoff von AstraZeneca war wirksam, obwohl er diese Modifikation nicht aufwies.) Instabile Fusionsproteine finden sich jedoch in vielen anderen Virenklassen außerhalb von RSV. McLellan, jetzt an der University of Texas in Austin, arbeitet an Impfungen gegen die Präfusionsstruktur anderer hartnäckiger Viren wie dem Zytomegalievirus und dem hämorrhagischen Krim-Kongo-Fieber. (Graham ist jetzt Professor an der Morehouse School of Medicine.) Dieser Ansatz – strukturbasiertes Impfstoffdesign genannt – könnte neue Wege zur Bekämpfung einst schwer fassbarer Viren eröffnen.
Für RSV wird dieser Herbst und Winter ein Test sein, wie gut die Schüsse in der realen Welt abschneiden. Wie das Sprichwort sagt: Impfstoffe retten keine Leben; Impfungen schon. Falsey, die Ärztin der Universität Rochester, ist auf die Untersuchung von RSV bei älteren Menschen spezialisiert und befürchtet, dass in diesem Jahr zu wenige Amerikaner über 60 die neuen Impfstoffe erhalten werden. Ein CDC-Beratungsgremium entschied, dass ältere Amerikaner die Impfstoffe durch „gemeinsame klinische Entscheidungsfindung“ mit ihren Ärzten erhalten können, ging jedoch nicht so weit, die Impfung vollständig zu empfehlen, was dazu geführt hätte, dass private Versicherer die Impfungen gemäß dem Affordable Care Act übernehmen würden . Aus eigener Tasche können sie mehr als 300 US-Dollar kosten. Für Kleinkinder dürften die Impfungen jedoch eine größere Wirkung haben. Das gleiche CDC-Gremium befürwortete heute den Impfstoff von Pfizer für schwangere Frauen und hatte bereits zuvor die Antikörperimpfung Nirsevimab für Neugeborene empfohlen. (Die meisten Babys brauchen nur das eine oder das andere.)
Nirsevimab ersetzt eine bestehende RSV-Antikörperspritze namens Palivizumab, die nicht weit verbreitet ist. Palivizumab zielt auf eine weniger wirksame Stelle ab, die sich sowohl im F-Bereich vor als auch im Anschluss an die Fusion befindet, und muss bis zu fünfmal pro Saison verabreicht werden (im Vergleich zu einmal bei Nirsevimab), was etwa 1.500 US-Dollar pro Dosis kostet. Aus diesen Gründen ist es den Babys mit dem höchsten Risiko vorbehalten, beispielsweise Frühgeborenen mit unterentwickelter Lunge. Aber die meisten Babys, die ins Krankenhaus eingeliefert wurden, waren von Anfang an gesund, sagt St. Jude’s Mejías, so dass die ältere Impfung keinen großen Einfluss auf die Gesamtzahl der Krankenhauseinweisungen hatte. Nirsevimab soll breiter eingesetzt werden: Die Impfung ist für alle Säuglinge in der ersten RSV-Saison zugelassen. „Es wird die Art und Weise verändern, wie wir RSV verwalten und behandeln“, sagte mir Mejías. Für Babys soll es ab Oktober verfügbar sein. Und wenn alles nach Plan läuft, könnte es in diesem Winter auf den Intensivstationen für Kinder etwas ruhiger zugehen.