mini|Nachträglich eingefärbtes TEM-Bild eines Influenzavirus mit Membranproteinen (rot), Virusmembran (weiß), Lumen (braun) und Ribonucleoproteinen (violett); bei einem Spaltimpfstoff ist die Virusmembran aufgelöst
Ein Influenzaimpfstoff (synonym Grippeimpfstoff) ist ein Impfstoff gegen das Influenzavirus. Influenzaimpfstoffe werden zur Grippeimpfung (Influenzaimpfung) eingesetzt.
Eigenschaften Influenzaimpfstoffe sind gereinigte Antigene, Spaltimpfstoffe, inaktivierte Viren oder attenuierte Viren. Aufgrund der vergleichsweise hohen genetischen Variabilität durch Antigenshift und Antigendrift (als Mechanismen der Immunevasion) der Influenzaviren sind die in einem Impfstoff wirksamen Epitope oftmals nicht in den Influenzaviren der folgenden Saison vorhanden. Daher ist die Wirksamkeit der zugelassenen Influenzaimpfstoffe auf Viren begrenzt, die dem Impfstamm ähneln, und es besteht nur eine geringe Immunität gegen andere Influenzastämme. Weiterhin gibt das Paul-Ehrlich-Institut jedes Jahr gemäß den aktuellen Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation und des Ausschusses für Humanarzneimittel bei der Europäischen Arzneimittelagentur aktuelle Referenzstämme für saisonale Influenzaimpfstoffe in Deutschland heraus, auf deren Grundlage die Impfstoffherstellung angepasst wird. Aufgrund der Variabilität ändern sich diese Empfehlungen nahezu in jedem Jahr, bezüglich eines oder mehrerer Stämme. Die Referenzstämme umfassen für die üblichen dreiwertigen (trivalenten) Impfstoffe zwei Influenza-A-Viren und ein Influenza-B-Virus, für vierwertige (quadrivalente, tetravalente) Impfstoffe ein zweites Influenza-B-Virus. Dagegen enthalten pandemische Influenzaimpfstoffe wie diejenigen gegen eine hochpathogene Variante des Influenza-A-Virus H5N1, als Auslöser der Vogelgrippe H5N1, oder gegen den Stamm A/California/7/2009 (H1N1)pdm09 des Influenza-A-Virus H1N1, als Auslöser der Pandemie H1N1 2009/10, nur einen Impfstamm. Da die ursprünglich pandemischen H1N1-Virusstämme seit 2010 (mit der üblichen Variabilität) weltweit als saisonale Grippe zirkulieren, gehören sie seit 2010 zu den Referenzstämmen für saisonale Influenzaimpfstoffe. Influenza-Impfstoffe befinden sich auf der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der Weltgesundheitsorganisation.
Immunologie Influenzaimpfstoffe erzeugen neutralisierende Antikörper, die eine erneute Infektion von Zellen mit demselben Virusstamm verhindern.J. Wrammert, K. Smith, J. Miller, W. A. Langley, K. Kokko, C. Larsen, N. Y. Zheng, I. Mays, L. Garman, C. Helms, J. James, G. M. Air, J. D. Capra, R. Ahmed, P. C. Wilson: Rapid cloning of high-affinity human monoclonal antibodies against influenza virus. In: Nature. Band 453, Nummer 7195, Mai 2008, S. 667–671, doi:10.1038/nature06890. PMID 18449194, . In geringem Umfang sind diese Antikörper kreuzreaktiv mit anderen Influenzastämmen.X. Cheng, M. Eisenbraun, Q. Xu, H. Zhou, D. Kulkarni, K. Subbarao, G. Kemble, H. Jin: H5N1 vaccine-specific B cell responses in ferrets primed with live attenuated seasonal influenza vaccines. In: PLOS ONE. Band 4, Nummer 2, 2009, Art. e4436, doi:10.1371/journal.pone.0004436. PMID 19209231, . Die Antikörper werden vor allem gegen das humoral immundominante Hämagglutinin und die Neuraminidase gebildet. Diese Antikörper können im Zuge einer virologischen Diagnostik zur Bestimmung des Titers im Geimpften oder des Impfstoff-Serotyps verwendet werden. Gereinigte Antigene, gespaltene oder inaktivierte Influenzaimpfstoffe werden nicht in Zellen aufgenommen, weshalb keine ausgeprägte zelluläre Immunantwort entsteht.I. Leroux-Roels, G. Leroux-Roels: Current status and progress of prepandemic and pandemic influenza vaccine development. In: Expert review of vaccines. Band 8, Nummer 4, April 2009, S. 401–423, doi:10.1586/erv.09.15. PMID 19348557.
Nebenwirkungen Unerwünschte Arzneimittelwirkungen von Influenzaimpfstoffen umfassen Schmerzen und Schwellung an der Einstichstelle und eintägiges Fieber.Z. Wang, S. Tobler, J. Roayaei, A. Eick: Live attenuated or inactivated influenza vaccines and medical encounters for respiratory illnesses among US military personnel. In: JAMA. Band 301, Nummer 9, März 2009, S. 945–953, doi:10.1001/jama.2009.265. PMID 19255113. Der Schweinegrippeimpfstoff Pandemrix in der von 2009 bis 2010 verabreichten Zusammensetzung konnte vermutlich, in seltenen Fällen, zu Narkolepsie führen, während die Konkurrenz-Impfstoffe wie Focetria nicht betroffen waren.Grippeimpfung: Wie Pandemrix eine Narkolepsie auslöst Ärzteblatt, Stand 2. Juli 2015; abgerufen am 10. Oktober 2020N. Feltelius, I. Persson, J. Ahlqvist-Rastad, M. Andersson, L. Arnheim-Dahlström, P. Bergman, F. Granath, C. Adori, T. Hökfelt, S. Kühlmann-Berenzon, Peter Liljeström, M. Maeurer, T. Olsson,.. Örtqvist, M. Partinen, T. Salmonson, B. Zethe: A coordinated cross-disciplinary research initiative to address an increased incidence of narcolepsy following the 2009–2010 Pandemrix vaccination programme in Sweden. In: Journal of Internal Medicine. Band 278, Nummer 4, Oktober 2015, S. 335–353, doi:10.1111/joim.12391. PMID 26123389.M. C. Sturkenboom: The narcolepsy-pandemic influenza story: can the truth ever be unraveled? In: Vaccine. Band 33 Suppl 2, Juni 2015, S. B6–B13, doi:10.1016/j.vaccine.2015.03.026. PMID 26022571.
Herstellung des Impfstoffs mini|Diagramm einer genetischen Virusvermischung (reassortment) zur Vorbereitung einer Impfstoffherstellung Nährmedien Die Anzucht und Vermehrung der Viren zur Grippeimpfung erfolgt in unterschiedlichen Medien: Hühnereier Die Vermehrung des Virus erfolgt derzeit überwiegend in speziellen bebrüteten Hühnereiern, den „specific pathogen free eggs“, deren Alter 10–11 Tage beträgt. Im Februar des jeweiligen Jahres entscheidet die WHO über die Zusammensetzung des saisonalen Winter-Impfstoffes. Das sogenannte „Saatvirus“ der ausgewählten Virusstämme wird an die Hersteller gesandt. Der Hersteller führt, um optimale Ausbeuten zu erhalten, eine HG(High-Growth)-Reassortierung durch. Diese dauert ungefähr sechs Wochen. Das Influenzavirus vermehrt sich in der Chorio-Allantois-Membran. Die mit dem Influenzavirus beimpften (inokulierten) Eier werden drei Tage bei 32 °C bebrütet (inkubiert). In diesem Zeitraum vermehrt sich das Virus sehr stark. Die Eier werden geöffnet, und pro Ei werden 6–7 ml virushaltige Allantois-Flüssigkeit geerntet. Allerdings hat diese Art der Produktion Nachteile: Die Herstellung des Impfstoffes dauert ca. 6 Monate, der fertige Impfstoff liegt im Juni/Juli vor und wird jährlichen klinischen Studien unterzogen. Im Fall einer Influenza-Pandemie ist die großtechnische Produktion in Eiern durch den Bedarf an Millionen von Eiern nicht zu realisieren, da die Planung der hierfür nötigen logistischen Kapazitäten etwa 2 Jahre im Voraus benötigt. Zudem erfordern Ei-Impfstoffe eine komplizierte Aufreinigung und verursachen Nebenwirkungen, bei denen Ei-Protein-Allergien ein besonderes Problem darstellen. Ein weiteres Manko ist die Anfälligkeit des Produktionsprozesses für Kontaminationen und der deshalb nötige Einsatz großer Mengen Antibiotika. Pandemische Influenza-Stämme sind zudem sehr aggressiv; insbesondere Stämme aviären Ursprungs lassen sich nicht auf Hühner-Embryonen vermehren. Zellkulturen Eine Alternative ist die Produktion des Impfstoffs in Vero-Zellen oder MDCK-Zellen (englisch Madin-Darby Canine Kidney cells).Fachinformation Flucelvax (PDF), Seqirus. Abgerufen am 26. Mai 2021. Die Vorteile dieser Technologie liegen in der Kürze des Produktionsprozesses (durch Wegfallen der HG-Reassortierung) und den großen Produktionskapazitäten. Hierdurch kann auf schnell ansteigenden Bedarf kurzfristig reagiert werden. Die Kultivierung von Vero-Zellen erfolgt großtechnisch in Bioreaktoren mit einigen 1000 Litern Fassungsvermögen. Pandemische Stämme können mit hohen Ausbeuten vermehrt werden. Die Steriltechnik (Technik unter dem Gesichtspunkt der Sterilisierbarkeit und Reinigbarkeit der Anlagen, wie auch dem Rückhaltevermögen gegenüber Mikroorganismen oder biologisch aktiven Wirkstoffen) ermöglicht ein sicheres Design der Produktionsstätte. Das Hantieren mit pandemischen Influenzastämmen erfordert die Biologische Schutzstufe 3 (BSL-3; Bio safety level), welche für Ei-Facilities aufgrund des Prozessablaufes (schwierig zu automatisieren) nicht zu realisieren ist. Der von der Industrie zur Verfügung gestellte Grippeimpfstoff deckt gerade den durchschnittlich zu erwartenden jährlichen Verbrauch ab, sodass die WHO am 19. August 2005 für den Fall einer neuerlichen Pandemie ernsthafte Bedenken bezüglich einer drohenden Unterversorgung zum Ausdruck brachte.Weekly epidemiological record / Relevé épidémiologique hebdomadaire; 19 August 2005, 80th year / 19 août 2005, 80e année. (PDF; 220 kB) WHO; No. 33, 2005, 80, 277–288
Experimentelle Verfahren Erforscht wird beispielsweise die Herstellung des Grippeimpfstoffes mit Hilfe von Wimperntierchen. Die Methode soll schneller und risikoärmer sein als der bisherige Standard.Neuer Grippe-Impfstoff aus Münster. Antenne Münster, 11. April 2019; abgerufen am 7. Juli 2019
Tot- und Lebendimpfstoffe Je nach Art der weiteren Impfstoffzubereitung unterscheidet man wie bei Impfstoffen gegen andere Erreger auch beim Influenzaimpfstoff zwischen Totimpfstoffen und Lebendimpfstoffen.
Totimpfstoffe Totimpfstoffe unterscheiden sich in der Zusammensetzung viraler Proteine, im Antigengehalt und der Art der eingesetzten Adjuvanzien. Sie werden unterteilt in: Inaktivierte Ganzpartikelimpfstoffe (auch: Vollvirusimpfstoff): Inaktivierung (Abtötung) der Viren mittels chemischer Stoffe/Stoffkombinationen, z. B. Formaldehyd, beta-Propiolacton und Psoralen. Die Virushülle bleibt dabei erhalten. (Inaktivierte) Teilpartikelimpfstoffe (auch: Spaltimpfstoff): Zerstörung (Spaltung) der Virushülle mit Detergentien oder starken organischen Lösungsmitteln. Die Viren können auch zusätzlich mit chemischen Stoffen inaktiviert (abgetötet) werden. Untereinheitimpfstoffe: die Oberfläche wird vollständig aufgelöst und spezifische Komponenten (Hämagglutinin- und Neuraminidase-Proteine) herausgereinigt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Untereinheiten rekombinant herzustellen. Untereinheitimpfstoffe sind nur wenig immunogen, besitzen dafür aber geringe Nebenwirkungen. Sogenannte „Hochdosis-Impfstoffe“ zählen zu den Spaltimpfstoffen und enthalten die vierfache Menge an Hämagglutinin-Antigen (60 µg), die Kultivierung der Viren erfolgte in Hühnereiern.
Lebendimpfstoffe Bei der Herstellung von Lebendimpfstoffen gegen Influenzaviren werden Viren verwendet, die zwar attenuiert, aber noch vermehrungsfähig („vital“) sind: ( ‚lebend-attenuierte Influenzaimpfstoffe‘). Hier wird unterschieden in kälte-adaptierte Stämme: diese Stämme sind nur bei Temperaturen um 25 °C zu Vermehrung fähig, was die Viren auf die oberen Atemwege beschränkt. Durch die fehlende Replikation in den unteren Atemwegen entwickeln sich nur milde Symptome, keine vollständige Influenza. Ein Beispiel ist der Stamm A/Leningrad/134/47/57 (H2N2) temperatur-sensitive Stämme: die Replikation dieser Stämme ist auf einen Temperaturbereich von 38–39 °C limitiert, es kommt auch hier nicht zum Befall der unteren Atemwege. mini|Genetische Techniken zur Erzeugung eines neuen Virussubtypen zur Vorbereitung einer Impfstoffherstellung