Impfstoff-Wirksamkeit auch ohne klinische Studien bestimmen?

Ist es tatsächlich erforderlich, Aussagen über einen guten Schutz durch eine neue Impfung nur über klinische Studien zu erhalten? Eine Alternative könnte sich ergeben, wenn sich beispielsweise eine Korrelation des Impfschutzes auf der einen Seite mit bestimmten Faktoren der durch die Impfung induzierten Immunantwort zeigen ließe. Dies könnte die schnelle Zulassung neuer Impfstoffe enorm erleichtern.

Dass dieses Konzept prinzipiell trägt, zeigt die Bewertung neuer Formulierungen von Grippeimpfstoffen. Diese erfolgt in der Regel tatsächlich ausschließlich mithilfe von Surrogaten. Hierzu ermittelt man unter Einbeziehung weniger Probanden die Induktion von Antikörpern, um basierend auf diesen Daten dann Aussagen zur Güte der Impfstoffe zu machen.

Ein ähnliches Korrelat für die Bewertung von Covid-19-Impfstoffkandidaten wäre wünschenswert. Denn klinische Studien zur Ermittlung der Effizienz von Impfstoffen sind nicht nur aufwendig und teuer. Deren Durchführung wird zudem auch immer schwieriger, da erfreulicherweise das Infektionsgeschehen nach und nach deutlich abnimmt.

Dem Anliegen, Surrogate für die Impfstoffbewertung zu definieren, sind Forscher der Universität Oxford und des Pharmaunternehmens Astra-Zeneca für den Impfstoff Vaxzevria® nachgekommen. Ihre Arbeit wurde kürzlich auf dem Preprint-Server »MedRxiv« publiziert. Der Bedeutung dieser Arbeiten entsprechend wurde die Studie auch in einem News-Beitrag des Fachjournals »Nature« aufgegriffen und kommentiert.

Belege dafür, dass Antikörper eine Rolle bei der Vermittlung des Schutzes gegen eine Erkrankung spielen können, stammen aus Impf- und Challenge-Studien an Tieren. Sowohl neutralisierende Antikörpertiter als auch funktionelle Fc-Antikörperreaktionen korrelieren in diesen Modellen mit dem durch Vektor-basierten Impfstoffen induzierten Schutz vor der Krankheit. Zusätzlich bieten auch durch passive Immunisierung übertragene monoklonale Antikörper einen erhöhten Krankheitsschutz.

In Analogie zu den Tierversuchen legen auch Daten aus klinischen Studien nahe, dass virusblockierende, »neutralisierende« Antikörper ein guter Prädiktor für die Güte eines Impfstoffs sein könnten. Die Personen, die als Reaktion auf die Impfung große Mengen an neutralisierenden Antikörpern produzieren, scheinen besser vor der Krankheit geschützt zu sein.

Tatsächlich findet man nach einer Immunisierung mit den Vektorimpfstoffen von Astra-Zeneca und Janssen (Johnson & Johnson) deutlich niedrigere Antikörpertiter als nach einer Impfung mit einem der beiden zugelassenen mRNA-Impfstoffe. Diesen Zusammenhang zwischen höheren Spiegeln an neutralisierenden Antikörpern und einem Schutz vor der Erkrankung bestätigten auch die Wissenschaftler der nun veröffentlichten Studie.

Das Team um Shuo Feng  verglich die Immunantworten von 171 mit Astra-Zeneca geimpften Personen mit Durchbruchsinfektion mit denen von mehr als 1404 Personen, die nach der Impfung vor einer symptomatischen Infektion geschützt waren. Es zeigte sich, dass höhere Titer neutralisierender Antikörper tendenziell mit einem besseren Schutz korrelierten . Damit bestätigte das Team die Erkenntnisse von anderen Arbeitsgruppen, die bereits gezeigt haben, dass der Schutz vor Covid-19 von der Menge an neutralisierenden Antikörpern abhängt.

Allerdings sind etliche Störfaktoren denkbar. Auf Basis dieser Probleme entwickelten die Biostatistiker um Seniorautorin Merryn Voysey ein komplexes Modell für eine möglichst realistische Abschätzung der Korrelation zwischen Antikörpertitern und Schutzwirkung. In ihrer Arbeit geben die Forscher an, welche neutralisierenden Antikörpertiter nötig sind, um einen 80-prozentigen Immunschutz zu erhalten. 

Noch ist nicht sicher, ob die in der mit dem Astra-Zeneca-Impfstoff durchgeführten Studie ermittelten Antikörperspiegel in der Lage sind, den Erfolg beliebiger Corona-Impfstoffe zuverlässig vorherzusagen. »Man will prädiktive Modelle nicht nur für einen Impfstoff oder eine Art von Impfstoff entwickeln«, wird Professor Dr. David Goldblatt, ein Virologe vom University College London, in dem »Nature«-Beitrag zitiert. Dies ist für Corona-Impfstoff deshalb so wichtig, da unterschiedliche Vakzinen auf ganz verschiedenen Plattformen entwickelt werden.

Auch die Autoren ziehen zunächst sehr vorsichtige Schlüsse. Sie betonen, dass Daten zur Extrapolation von Wirksamkeitsschätzungen für neue Impfstoffe verwendet werden können, wenn es schwierig ist, große Wirksamkeitsstudien durchzuführen. Allerdings sind weitere Arbeiten erforderlich, um Korrelate für neu auftretende Varianten mit der notwendigen Zuverlässigkeit zu bewerten.

Letztlich wird es an den Regulierungsbehörden liegen, zu entscheiden, ob die Schutzkorrelate für die Güte von Covid-19-Impfstoffe akzeptiert werden. Dies ist keineswegs ausgeschlossen. So hat beispielsweise die britische Arzneimittelbehörde signalisiert, dass sie einen Impfstoff mit inaktivierten SARS-CoV-2 Viren als Antigen, der von der französischen Biotech-Firma Valneva entwickelt wurde, zulassen könnte, wenn er in einer Studie mit 4000 Teilnehmern höhere Antikörperwerte auslöst als der Impfstoff von Astra-Zeneca.