Entwicklung eines Impfstoffs gegen SARS-CoV-2

Am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung arbeiten Wissenschaftler mit Hochdruck an einem Impfstoff gegen SARS-CoV-2. Ende September hat das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) die Genehmigung vom Paul-Ehrlich-Institut, Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel, und der Ethikkommission der Ärztekammer Hamburg, für den Start der klinischen Prüfung erhalten. Am 9. Oktober wurde der ersten Probandin der Impfstoff MVA-SARS-2-S gegen COVID-19 injiziert. Das besondere bei diesem Impfstoff: In ein abgewandeltes und damit harmloses Pockenvirus (MVA) werden die genetischen Informationen für ein Oberflächenprotein von SARS-CoV-2 eingebaut. Der MVA-Vektor ist bereits seit vielen Jahren erforscht und konnte erfolgreich bei anderen Impfstoffprojekten eingesetzt werden. Für die Impfstoffentwicklung arbeitet das DZIF mit der Firma IDT-Biologika in Dessau zusammen. Der Impfstoffkandidat konnte dort bereits in größeren Mengen hergestellt und abgefüllt werden.

Häufig gestellte Fragen |  FAQs

„Wir freuen uns sehr darüber, dass es uns gemeinsam mit dem DZIF gelungen ist, in so kurzer Zeit einen Impfstoffkandidaten zu entwickeln, der für die klinischen Testphasen bereitsteht.“
Dr. Jürgen Betzing
CEO IDT-Biologika

Hintergrund

Seit das neue Coronavirus SARS-CoV-2 erstmals in China aufgetaucht ist, begleiten die Wissenschaftler und Ärzte im DZIF die Entwicklung mit ihren Forschungsarbeiten. Unter der Leitung von Prof. Gerd Sutter, Virologe an der LMU München, wird ein sogenannter Vektor-Impfstoff entwickelt, der auf dem „Modifizierten Vacciniavirus Ankara“ (MVA) als Vektor basiert. Das Impfvirus MVA wurde bereits vor mehr als 30 Jahren an der LMU als Impfstoff gegen Pocken generiert. Die MVA-Viren sind so abgeschwächt, dass sie als harmlose Vektoren für andere Impfstoffe dienen können. Sie sind nicht vermehrungsfähig, die eingeschleuste Gen-Information täuscht dem Immunsystem jedoch eine Infektion vor und regt die Produktion von Antikörpern und einer zellulären Immunität an. Im DZIF wurde dieser Vektor bereits erfolgreich für die Entwicklung eines Impfstoffs gegen das MERS-Coronavirus verwendet, einem nahen Verwandten von SARS-CoV-2.

Entwicklung

DZIF-Wissenschaftler an der LMU München, der Universität Marburg und dem UKE Hamburg konnten schnell nach Ausbruch der Corona-Epidemie die Entwicklung eines neuen Impfstoffs gegen das SARS-CoV-2 starten, hatten sie doch mit der Entwicklung eines MERS-Impfstoffs das notwendige Grundlagenwissen. An der LMU München hat das Team um Gerd Sutter ein stabiles MVA-Virus mit einem Bauteil des Coronavirus erzeugt. Die Firma IDT-Biologika entwickelte eine Zelllinie sowie ein Verfahren, das die großtechnische Produktion eines hochreinen MVA-Vektorimpfstoffs überhaupt erst möglich macht. Im Juli konnten die ersten Impfdosen abgefüllt werden. Die erste klinische Prüfung ist nach Abschluss des Zulassungsverfahrens Anfang Oktober gestartet. Sie wird geleitet von Prof. Marylyn Addo (UKE Hamburg-Eppendorf) und am dortigen Clinical Trial Center North durchgeführt. In Marburg wird das Team um Prof. Stephan Becker das Immun-Monitoring durchführen – also die Charakterisierung der Antikörper-Antwort auf den Impfstoff.

Partner

  • LMU (Gerd Sutter)
  • Uni Marburg (Stephan Becker)
  • UKE (Marylyn Addo) und CTC North (Saskia Borregaard)
  • Klinikum der LMU (Michael Hölscher)
  • Universitätsklinikum Tübingen (Peter Kremsner)
  • IDT Biologika (Andreas Neubert)

FAQs - Häufig gestellte Fragen

Bei vertiefenden Fragen wenden Sie sich bitte an die jeweilige Pressestelle der genannten Ansprechpartner. Wenn kein Ansprechpartner genannt ist, senden Sie Ihre Fragen gerne an unsere DZIF-Pressestelle.

Was ist ein Vektor-Impfstoff und welcher Vektor wird im DZIF eingesetzt?

Vektor-Impfstoffe sind gentechnisch veränderte und damit harmlose Viren, die als Vektor dienen, um das genetische Material eines Erregers, hier SARS-CoV2, in Zielzellen einzuschleusen. Der virale Vektor kann sich nicht vermehren, die eingeschleuste DNA-Sequenz – das Bauteil des Coronavirus – aber kann eine Infektion vorgaukeln und löst die Produktion von Antikörpern aus.

Unter der Leitung von Prof. Gerd Sutter, Virologe an der LMU München, wird im DZIF ein Vektor- Impfstoff entwickelt, der auf dem „Modifizierten Vacciniavirus Ankara“ (MVA) als Vektor basiert. Das Impfvirus MVA wurde schon vor mehr als 30 Jahren an der LMU als Impfstoff gegen Pocken generiert. Im DZIF wurde dieser Vektor bereits erfolgreich für die Entwicklung eines Impfstoffs gegen das MERS-Coronavirus verwendet. Entscheidend für die Wirkung des Impfstoffes sind die Bestandteile des Virus, gegen die der Mensch Antikörper bilden soll. Die Wissenschaftler haben als geeignetes Coronavirus-Bauteil das Spike-Protein auf der Oberfläche des SARS-CoV-2-Virus ausgewählt. Dieses Protein ist wichtig für das Eindringen des Virus in die menschliche Zelle. Die entsprechende Gensequenz, sprich der Bauplan dieses Proteins, wird nun mit der genetischen Information des MVA-Vektors kombiniert. Die genetischen Informationen für das Oberflächenprotein des SARS-CoV-2 werden in die MVA-Plattform eingebaut. Das entstandene Impfvirus dringt dann bei einer Impfung in die Zellen ein und synthetisiert das Spike-Protein, das vom Immunsystem als „fremd“ erkannt wird und damit die Immunantwort stimuliert. Es werden spezifische Antikörper und T-Zellen gegen das Spike-Protein gebildet, die dann eine spätere Infektion mit dem Virus verhindern sollen.

Ansprechpartner bei vertiefenden Presseanfragen: Prof. Gerd Sutter

E-Mail an die Pressestelle der LMU München

Wie ist der aktuelle Stand der SARS-CoV-2-Impfstoffentwicklung?

Die Finanzierung der klinischen Erprobung in einer Phase-I-first-in-human-Studie ist gesichert. Die IDT Biologika GmbH hat eine Zelllinie und ein Verfahren zur großtechnischen Produktion von hochreinen MVA-Vektorimpfstoffen entwickelt. Diese Plattformtechnologie wird für die Entwicklung klinischer Prüfmuster verwendet.

Der MVA-Vektor-Impfstoff gegen SARS-CoV-2 wurde bereits in Mäusen verimpft, die die gewünschten Immunantworten gezeigt haben. Die Herstellung des Impfstoffs für die ersten klinischen Prüfungen am Menschen beim Pharmaunternehmen IDT Biologika ist abgeschlossen. Der Impfstoff wurde so aufbereitet und weiterentwickelt, dass die klinischen Studien mit dieser Medikation durchgeführt werden können. Hier wurde unter anderem auf mögliche Verunreinigungen geprüft, der Wirkstoffgehalt wurde exakt bestimmt und die Stabilität des Produktes wurde sichergestellt.

Ende September hat das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) die Genehmigung vom Paul-Ehrlich-Institut, Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel, und der Ethikkommission der Ärztekammer Hamburg, für den Start der klinischen Prüfung erhalten. Hierfür wurden neben den Daten zur Qualität und Herstellung des Impfstoffs und den präklinischen und klinischen Daten auch der so genannte Prüfplan oder Study protocol geprüft – das Dokument, das detailliert Angaben zu dem Ablauf der Studie, den einzuschließenden Studienteilnehmern, den Probandeninformationen sowie zu Bedeutung und Gegenstand der Studie enthält. Die Behörde hat die Unterlagen primär hinsichtlich der Qualität, Wirksamkeit und Unbedenklichkeit des Impfstoffs und nach wissenschaftlichen und technischen Gesichtspunkten geprüft, wohingegen der Fokus der Ethik-Kommission darauf lag, ob die Studie begründet und durchführbar ist, ausreichend präklinische Daten vorliegen und ob die Rechte und die Sicherheit der Studienteilnehmer sichergestellt sind sowie in der Prüfung, ob das Studienzentrum und die Prüfärzte qualifiziert sind. Mit dem recht aufwändigen regulatorischen und bürokratischen Prozess kann am Ende eine hohe Sicherheit der Studienteilnehmer sowie eine hohe Studienqualität gewährleistet werden.

Aktuell: Die klinische Phase I ist im Oktober 2020 gestartet. Sie wird am UKE Hamburg in Zusammenarbeit mit dem Clinical Trial Center North (CTC North) durchgeführt. Am 9. Oktober wurde der ersten Probandin der Impfstoff MVA-SARS-2-S gegen COVID-19 injiziert. Die Bereitschaft, an COVID-19-Impfstoff-Studien teilzunehmen, ist sehr hoch.

Ansprechpartnerin bei vertiefenden Presseanfragen: Prof. Marylyn Addo

E-Mail an die Pressestelle des UKE Hamburg-Eppendorf

Was passiert jeweils in den klinischen Studien der Phasen I, II und III?

Klinische Studie der Phase I: Test der Sicherheit

In der Studie der klinischen Phase I, die im Oktober gestartet ist, werden zunächst insgesamt 30 gesunde, freiwillige Probanden geimpft. Im ersten Schritt wird die Altersgruppe 18 bis 55 Jahre eingeschlossen. Ältere werden aus Sicherheitsgründen erst im zweiten Schritt (II) dabei sein.

Die Impfung erfolgt intramuskulär in den nicht-dominanten Oberarm. Die Studienteilnehmenden erhalten zwei Impfungen im Abstand von vier Wochen und werden nach den Impfungen jeweils einige Stunden im Clinical Trial Center North (einem auf Studien der frühen Phasen spezialisiertes Institut auf dem Gelände des UKE) ärztlich überwacht. An den Tagen nach den Impfungen sowie im Verlauf der folgenden sechs Monate müssen die Probanden regelmäßig zu ambulanten Nachuntersuchungen kommen, um die Verträglichkeit des Impfstoffs, mögliche Nebenwirkungen sowie die Immunantwort anhand von Blutuntersuchungen und Befragungen zu überprüfen.

In den folgenden sechs Monaten werden die Probanden regelmäßig untersucht, die Impfstellen angeschaut, Blut entnommen und die Verträglichkeit anhand eines vorgegebenen Fragebogens dokumentiert. Nebenwirkungen wie Fieber, Kopfschmerzen, Muskelschmerzen etc. werden in einem Studientagebuch abgefragt. Neben der Sicherheit wird die Immunreaktion (Bildung von Antikörpern und T-Zellen) im Körper gemessen und mit der gewünschten Immunreaktion, die auch COVID-Patienten zeigen, verglichen.

Phasen II und III

Eine größere klinische Studie der Phase II ist für Ende des Jahres geplant, wenn die Ergebnisse der Phase-I-Studie ein gutes Sicherheitsprofil und gute Impfstoff-induzierte Immunantworten zeigen. In dieser Studienphase wird der Impfstoff dann an ca. 600 Freiwilligen getestet – darunter auch ältere Menschen. An den Phase-II-Studien werden neben dem UKE auch die Unikliniken in Tübingen, Marburg und München sowie weitere Partnerinstitutionen beteiligt sein. Hier geht es unter anderem darum, die richtige Dosierung zu finden und immer wieder auch die Verträglichkeit und die Wirksamkeit zu testen.

Phase III ist dann entscheidend: Hier sollen ca. 14.000 Probanden einbezogen werden. Das Konzept für die Studien der Phasen II und III wird derzeit weiter erarbeitet. Es hängt auch vom Verlauf der Pandemie ab. Vorgesehen sind u. a. auch Studien in Afrika, wo das DZIF enge Partnerschaften hat.

Wer kann an den klinischen Studien als Proband teilnehmen und wie kann man sich bewerben?

Personen ab 18 Jahren können sich unter folgenden E-Mail-Adressen für eine Teilnahme an den klinischen Studien registrieren lassen:

info-covid@uke.de oder

studienteilnahme@ctc-north.com

Wann wird der DZIF-Vektor-Impfstoff verfügbar sein?

Wir gehen davon aus, dass Ende 2021 ein fertiger Impfstoff für ein beschleunigtes Zulassungsverfahren bereitsteht. Obwohl damit nur anderthalb Jahre zwischen der Entdeckung des Virus bis zu einem zugelassenen Impfstoff liegen - ein absoluter Rekord in diesem Bereich - gelten unsere hohen wissenschaftlichen und ethischen Standards auch für unsere SARS-CoV-2-Impfstoffe.

Was weiß man bereits über die Wirksamkeit des DZIF-Impfstoffs?

Die immunologische Reaktion im Körper ist sehr ähnlich wie bei einer natürlichen Virusinfektion. Über die nachhaltige Wirkung lässt sich noch nichts sagen. Die in den Studien gemessene Immunantwort kann Anhaltspunkte dazu liefern. Um die Wirksamkeit eines Impfstoffes tatsächlich zu bestätigen, muss die Schutzwirkung der Impfung vor einer Infektion oder Erkrankung nachgewiesen werden. Dazu müssen häufig sehr viele Menschen geimpft werden, die dem Erreger potenziell ausgesetzt sind.

Ansprechpartner bei vertiefenden Presseanfragen: Prof. Stephan Becker

E-Mail an die Pressestelle der Uni Marburg

Wo und wie werden die Vektor-Impfstoffe hergestellt?

Nach der Entwicklung im Labor, bei der die gewünschte DNA-Sequenz in das Genom der Viren kloniert wurde, übernimmt die Firma IDT Biologika die Produktion des Impfstoffs in größerem Umfang. Als Impfstoffspezialist mit fast 100jähriger Erfahrung hat die IDT einen umfangreichen Erfahrungsschatz bei der Entwicklung und Zulassung von viralen und bakteriellen Impfstoffen. In den vergangenen Jahren hat IDT mit dem DZIF und finanziert durch die Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI) bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Impfstoffes gegen ein anderes Coronavirus, das MERS-Virus entwickelt. Die CEPI hat auch wesentlich mitgeholfen, die jetzt zur Verfügung stehenden Technologien zu entwickeln. Diese Kenntnisse und die exzellente Zusammenarbeit mit dem DZIF nutzt IDT jetzt für die Herstellung eines Impfstoffes gegen SARS-CoV-2.

Ansprechpartner bei vertiefenden Presseanfragen: Dr. Andreas Neubert

E-Mail an die Pressestelle von IDT Biologika

Wer sind die Partner in diesem Projekt?

  • LMU (Gerd Sutter)
  • Uni Marburg (Stephan Becker)
  • UKE (Marylyn Addo) und CTC  North (Saskia Borregaard)
  • Klinikum der LMU (Michael Hölscher)
  • IDT Biologika (Andreas Neubert)

Wie wird das Impfstoffprojekt am DZIF finanziert?

Eine Impfstoffentwicklung erfordert Aufwendungen im mehrstelligem Millionenbereich. Für SARS-CoV-2-Impfstoffe besteht außerdem das Risiko, dass die Impfstoffkonzepte sehr schnell entwickelt werden müssen, ohne dass die Wirksamkeit und Sicherheit der Impfstoffe in Frage gestellt wird. Das kann nur durch viele parallele Untersuchungen gesichert werden, die normalerweise hintereinander durchgeführt werden. Damit steigt auch das finanzielle Risiko für diese Entwicklungen. Gleichzeitig wird erwartet, dass der Impfstoff in großen Mengen zu niedrigen Preisen bereitgestellt wird, um das ohnehin angespannte Gesundheitssystem nicht noch mehr zu überlasten. Diese Ziele können nur durch ein entsprechendes Förderprogramm gesichert werden. Das Sonderprogramm des Bundesministeriums für Bildung und Forschung zur Beschleunigung von Forschung und Entwicklung dringend benötigter Impfstoffe gegen SARS-CoV-2 bietet die Bedingungen, um die Impfstoffentwicklung umzusetzen. Die IDT Biologika GmbH wird weitere Mittel für die Entwicklung bereitstellen. IDT und DZIF werden sich gemeinsam für Fördermittel bewerben. Sie sind außerdem für die Zusammenarbeit mit weiteren Partnern offen, um die Finanzierung und Umsetzung des Projektes zu beschleunigen.

Wo liegen derzeit die größten Hürden in der Entwicklung des MVA-Impfstoffs und wie zuversichtlich sind Sie, dass er funktionieren wird?

Bisher waren die größten Hürden zur großtechnischen Herstellung von MVA-Vektorimpfstoffen die Verfügbarkeit effizienter Zelllinien und skalierbarer Technologien. Weiterhin war die Reinheit der Impfstoffe immer eine Herausforderung. Mit der Technologieplattform der IDT konnten diese Herausforderungen gelöst werden. Häufig war auch die Stabilität der MVA-Vektoren nicht gesichert. Auch dieses Problem ist durch die exzellente Erfahrung des DZIF, insbesondere der LMU, gelöst. Die IDT-Zelltechnologie und der MVA-Vektor der LMU vertragen sich außerordentlich gut. Das ist die wichtigste Bedingung für einen sicheren und wirkungsvollen Impfstoff.

Ansprechpartner bei vertiefenden Presseanfragen: Prof. Gerd Sutter

E-Mail an die Pressestelle der LMU München

Rund 200 Impfstoffprojekte sind weltweit am Start. Das DZIF liegt im Rennen nicht ganz vorn. Kommt der DZIF-Impfstoff vielleicht zu spät?

Es ist in diesem Fall nicht entscheidend, der erste zu sein. Am Ende wird es aller Voraussicht nach nicht nur einen Impfstoff geben, und wir werden für unterschiedliche Zielgruppen auch mehrere Impfstoffe brauchen: Lebend-Impfstoffe, zu denen auch der Vektor-Impfstoff gezählt wird, können bei Patienten, bei denen die Immunabwehr herabgesetzt ist, nur bedingt eingesetzt werden. Für MVA –Vektorimpfstoffe, die alle nicht mehr vermehrungsfähig sind, wurde gezeigt, dass der Impfstoff auch bei immunologisch beeinträchtigten Patienten wirksam und sicher ist. Ein Plus für das MVA-Konzept.

Häufig werden aber dann auch Tot-Impfstoffe verwendet, also Impfstoffe, die sich auch nicht mehr im Körper verbreiten können. Es ist auch möglich, dass sich Impfstoffe für verschiedene Altersgruppen unterschiedlich gut eignen. Das werden die ersten Resultate von klinischen Studien zeigen, die ab der zweiten Jahreshälfte 2020 zu erwarten sind.

Der Fokus im DZIF liegt zudem darauf, dass wir am Ende ein sicheres Produkt haben. Auch wenn es sich so anfühlen mag, als hätte der Impfstoff schon vor Monaten da sein müssen: So schnell wie bei der SARS-CoV-2-Impfstoffentwicklung ist es noch nie gegangen.

Wie kann man gewährleisten, dass auch ärmere Länder den Impfstoff ausreichend erhalten?

Behörden, viele internationale Organisationen und weitere Stakeholder sind an der Debatte um die Impfstoffverteilung beteiligt. Wissenschaftler, Ärzte, Geldgeber und Politiker aus über 30 Ländern und von über 70 Institutionen haben außerdem eine internationale Koalition gebildet, um auf COVID-19 in Entwicklungs- und Schwellenländern zu reagieren. Dieser Zusammenschluss - COVID-19 Clinical Research Coalition - hat sich zum Ziel gesetzt, die dringend notwendige COVID-19-Forschung in den ressourcenarmen Regionen der Welt zu beschleunigen. In Afrika, Lateinamerika und in bestimmten osteuropäischen und asiatischen Ländern könnte das Virus sich auf geschwächte Gesundheitssysteme verheerend auswirken. Das Deutsche Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) hat sich der Koalition als erste Organisation in Deutschland angeschlossen.

Die IDT arbeitet intensiv mit der CEPI zusammen, um Ressourcen und Technologien für die Produktion von SARS-CoV-2 Impfstoffen für die Unterstützung der weltweiten Impfstoffversorgung zur Verfügung zu stellen.

Ansprechpartner bei vertiefenden Presseanfragen: Prof. Jürgen May

E-Mail an die BNITM-Pressestelle

Kann das Know-how im DZIF nachhaltig genutzt werden für spätere Epidemien?

Die entwickelte Plattform für den SARS-CoV-2-Impfstoff baut bereits auf der Plattform für den MERS-Impfstoff auf und wird auch bei zukünftigen Epidemien eine schnellere Anpassung und Entwicklung von Impfstoffen ermöglichen.

Wie genau funktioniert eigentlich die Impfstoffentwicklung im DZIF und was passiert in den klinischen Phasen? (Erklärungen zum Nachhören)

Marylyn Addo und Till Koch geben im Gespräch Antworten auf diese Frage. Beide arbeiten am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf und bereiten für das DZIF eine klinische Studie zum MVA Vektor-Impfstoff vor. Das Gespräch kann unter dem Titel „Die Jagd auf den SARS-CoV-2-Impfstoff“ in voller Länge nachgehört werden in der Reihe „Hörsaal“ auf Deutschlandfunk Nova. Grundlage für den Radiobeitrag ist Till Kochs Podcast „infektiopod.de“, der für Deutschlandfunk Nova zwei Podcast-Specials zum Thema Impfstoffentwicklung produziert hat. Wir stellen für Sie hier einen Ausschnitt aus dem Gespräch zur Verfügung:

 

Ansprechpartner/in bei vertiefenden Presseanfragen: Prof. Marylin Addo und Dr. Till Koch

E-Mail an die Pressestelle des UKE Hamburg-Eppendorf