„Es wird weitere, vielleicht noch gefährlichere Pandemien geben“

Die Corona-Pandemie ist noch nicht vorbei, trotzdem sollten wir uns schon jetzt auf künftige Pandemien einstellen. Ein Blick darauf, was Infektionsforschung dazu beitragen kann.

Zu Beginn der Pandemie fehlten Masken und Schutzausrüstung für medizinisches Personal. Die Kapazitäten der Gesundheitsämter reichten für die Kontaktverfolgung nicht aus. Engpässe in den Krankenhäusern, Lockdowns, Schulschließungen und später die Impfstoffknappheit – es gab viele Dinge, die nicht optimal gelaufen sind. Die Folgen und Kollateralschäden müssen aufgearbeitet, aber auch Vorsorge getroffen werden. „Die Corona-Pandemie hat uns deutlich und zum Teil auch schmerzlich vor Augen geführt, wo es hakt“, sagt Prof. Dirk Heinz, Wissenschaftlicher Geschäftsführer am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI). „Sämtliche Bereiche unserer Gesellschaft müssen dazulernen und sich besser organisieren: Notfallpläne, Leitlinien, verbesserte Infrastrukturen ausarbeiten. Und Forschung und Entwicklung sollten weiter stark vorangetrieben werden – damit wir bei einer erneuten Pandemie besser gewappnet sein werden.“

Denn eines ist sicher: Die nächste Pandemie wird kommen. Wann ist ungewiss, und auch, mit welchem Erreger wir es dann zu tun haben werden. „Potenziell gefährliche Kandidaten sollten wir genau im Blick behalten und beobachten, ob und wie sie sich verändern“, sagt Heinz. „Und wir müssen besser erforschen, über welche Wege Krankheitserreger zu uns kommen. Unter welchen Bedingungen sie etwa von Tieren auf den Menschen überspringen.“ Daran soll künftig das Helmholtz-Institut für One Health (HIOH) in Greifswald forschen, das derzeit als ein weiterer Standort des HZI aufgebaut wird.

Schnell und gezielt handeln 

„Wichtig ist auch, dass wir Infektionsgeschehen in anderen Ländern künftig ernster nehmen und früher reagieren“, sagt Dr. Berit Lange, Leiterin der Klinischen Epidemiologie am HZI. „Bislang herrschte fälschlicherweise das Gefühl vor, dass Infektionskrankheiten für uns in Deutschland oder Europa keine wirkliche Gefahr darstellen. Das ist aber leider nicht so. Wir müssen uns bewusst sein: Es wird weitere, vielleicht noch gefährlichere Pandemien geben.“ Wenn ein neuer Erreger auftaucht und eine Pandemie droht, kommt es vor allem auf Schnelligkeit an. „Wartet man ab, wird es mehr Ansteckungen, mehr schwere Erkrankungen und mehr Tote geben“, sagt Lange. „Es müssen natürlich auch die richtigen, auf den jeweiligen Erreger zugeschnittenen Maßnahmen ergriffen werden, um die besonders gefährdeten Bevölkerungsgruppen zu schützen.“ Das heißt: Je mehr man zu Beginn einer Pandemie über den Erreger weiß – wie er übertragen wird oder wie lang die Inkubationszeit ist – umso besser und gezielter kann man handeln. 

Damit das dort gelingt, wo es notwendig ist, müssen zentrale gesellschaftliche Bereiche über wirksame Pandemiepläne verfügen. „Die Corona-Pandemie hat gezeigt, dass Bildungs- und Arbeitssektor nicht hinreichend vorbereitet waren“, sagt Berit Lange. „Nun ist es an der Zeit, gezielt nachzubessern und Pandemiepläne und Leitlinien für Betriebe und Schulen auszuarbeiten, um im Pandemiefall einen effektiven Infektionsschutz sicherzustellen, Lockdowns möglichst zu vermeiden bzw. ihre Folgen besser abfedern zu können.“

Wo finden die meisten Infektionen statt? Wie viele Personen steckt ein Infizierter im Schnitt an? Wird der Erreger ansteckender, tödlicher? „Das sind wichtige epidemiologische Fragen, die mithilfe detaillierter Kontaktnachverfolgung und zeitnaher Auswertung der Daten beantwortet werden können“, sagt Lange. Gerade die Kontaktverfolgung sei eines der zentralen Instrumente zur Eindämmung einer Pandemie. „Für die Zukunft müssen dringend behördliche Kapazitäten und Infrastrukturen weiter ausgebaut werden, um Ansteckungsherde schnell zu erkennen und mit gezielten Maßnahmen regional eindämmen zu können.“ Während der Corona-Pandemie hilft bereits das durch das HZI und Partner entwickelte digitale System SORMAS dabei, das Management von Kontaktpersonen und Infektionsketten sowie den digitalen Austausch zwischen den Gesundheitsämtern zu verbessern. SORMAS wurde 2014 im Zuge der Ebola-Epidemie in Westafrika entwickelt und 2020 entsprechend an SARS-CoV-2 angepasst.

Vorsprung durch Bevölkerungsstudien 

Um dem Infektionsgeschehen nicht immer hinterherzulaufen, können breitangelegte epidemiologische Bevölkerungsstudien helfen, sich einen Vorsprung zu verschaffen: Regelmäßig durchgeführte Blutuntersuchungen und Tests von Studienteilnehmenden geben Aufschluss über durchgemachte Infektionen und Ansteckungen. Ergänzende Befragungen zu Kontakten zeigen auf, wo zu diesem Zeitpunkt besonders viele Ansteckungen stattfinden, etwa am Arbeitsplatz, in der Schule oder im privaten Bereich, und welche Altersgruppen betroffen sind. Unter Leitung von Prof. Gérard Krause und Berit Lange wurde aktuell eine große bevölkerungsbasierte Studie (MuSPAD) veröffentlicht, die das Infektionsgeschehen und die Dunkelziffer in mehreren Regionen Deutschlands im Zeitraum zwischen Juli 2020 und August 2021 abbildet. „Die Daten sind wichtig, um Maßnahmen sinnvoll und zielgerichtet einsetzen und das Infektionsgeschehen möglichst gut über die Zeit abbilden zu können“, sagt Lange. „Aber in der Art, wie wir solche Studien noch schneller und parallel zum Geschehen durchführen, können wir sicher noch dazulernen. Zum Beispiel vom Office of National Statistics in Großbritannien, das ein regelmäßiges, landesweites und sehr großes Populations-Panel während der Corona-Pandemie eingeführt und erfolgreich umgesetzt hat.“

Impfstoffforschung und Aufklärung 

Zielgerichtete und effektive Maßnahmen während einer pandemischen Bedrohung sind wichtig. Den besten Schutz vor Ansteckung und Erkrankung bietet jedoch eine Impfung. „Dass wir nach so kurzer Zeit bereits über wirksame Impfstoffe verfügen, ist großes Glück“, sagt Dirk Heinz.

„Ohne Impfung wären wir mit der jetzt vorherrschenden und ansteckenderen Delta-Variante höchstwahrscheinlich in einer extrem schwierigen globalen Notlage.“
Dirk Heinz, HZI-Geschäftsführer

„Was gleich zu Beginn der Pandemie gut funktioniert und den Weg für die schnelle Impfstoffentwicklung geebnet hat, war die enge Zusammenarbeit zwischen Regierung, Wissenschaft, Behörden und Herstellern“, sagt Dr. Peggy Riese, Wissenschaftlerin in der HZI-Abteilung Vakzinologie und angewandte Mikrobiologie. Doch führte die schnelle Zulassung insbesondere der neuartigen mRNA-Impfstoffe auch zu Skepsis und Unsicherheiten in der Bevölkerung. „In Sachen Aufklärungs- und Öffentlichkeitsarbeit sollten wir im Falle einer erneuten Pandemie tatsächlich besser werden“, sagt Riese. „Weil alles so schnell ging, dachten viele, der Impfstoff sei aus dem Nichts entwickelt worden – doch das ist nicht der Fall. Die mRNA-Plattform existiert schon seit Jahrzehnten und wird seit über 20 Jahren in der Krebsforschung eingesetzt. Nur konnten damit bei der Bekämpfung von bösartigen Tumoren bislang keine bahnbrechenden Erfolge erzielt werden. Zu Beginn der Corona-Pandemie dachte man recht schnell daran zu untersuchen, ob die mRNA-Technologie für die Entwicklung eines Impfstoffs gegen SARS-CoV-2 geeignet ist.“ 

Universelle und maßgeschneiderte Impfstoffe

Die Vorteile von mRNA-Impfstoffen: Sie können vergleichsweise schnell produziert und an neue Virusvarianten angepasst werden. Sinnvoll wäre auch die Entwicklung universeller Impfstoffe, die gegen eine große Bandbreite gefährlicher Erregervarianten wirken. „Hier kommen die Bioinformatik und die sogenannte reverse Vakzinologie ins Spiel, die die Impfstoffforschung mit großen Schritten voranbringen werden“, sagt Peggy Riese. „Mit computerbasierten Ansätzen ist es möglich, nach Gensequenzen zu fahnden, die bei vielen Virusvarianten vorkommen, und so einen mRNA-Abschnitt für einen Impfstoff zu finden, der gegen alle bekannten Varianten – und vielleicht auch die, die noch kommen – gut schützt.“ 

Doch nicht immer entwickelt sich nach einer Impfung eine effiziente und langanhaltende Immunantwort. Aktuell kommt es deshalb vermehrt zu Impfdurchbrüchen. „Bei den Corona-Impfstoffen sehen wir gerade bei älteren Menschen, dass der Immunschutz nicht ganz so gut ist wie bei Jüngeren und mit der Zeit auch abnimmt“, sagt Riese. Immunsysteme ticken mitunter sehr unterschiedlich. Warum das so ist und welche Prozesse dahinterstehen, darauf richtet Riese den Fokus ihrer Forschungsarbeit: „Wenn wir die Mechanismen besser verstehen, könnten maßgeschneiderte Impfstoffe entwickelt werden, die an die Besonderheiten des Immunsystems bestimmter Personengruppen angepasst sind und sie bestmöglich schützen.“

Impfung über die Nase 

Impfstoffe werden in der Regel in den Muskel injiziert. Das Problem dabei: An der Eintrittspforte, über die Krankheitserreger normalerweise in unseren Körper gelangen – bei Atemwegsinfektionen meist die Nasenschleimhaut –, gibt es keinen lokalen Immunschutz. „Durch konventionelle Impfungen wird keine Schleimhautimmunität aufgebaut. Das ist auch einer der Gründe, warum Viren weiterhin durch Geimpfte übertragen werden können“, erklärt Peggy Riese. Sogenannte Nasenspray-Impfungen wirken dagegen direkt am Ort des Geschehens. Sie stimulieren die Bildung wirksamer Antikörper in der Schleimhaut selbst und verhindern so, dass große Mengen an Viren überhaupt in den Körper eintreten. Außerdem ist die Nasenspray-Impfung im Vergleich zur Injektion für den Impfling weitaus angenehmer. Doch warum ist sie dann nicht schon Standard? „Die Nasenschleimhaut funktioniert wie eine Barriere und versucht alles, was von außen kommt, abzuwehren. Und das gilt leider auch für Impfstoffe“, sagt Riese. „Wir sind daher auf der Suche nach passenden Wirkstoffverstärkern, die eine Nasenspray-Impfung wirksam und gleichzeitig auch sicher machen. Am HZI verfolgen wir dazu verschiedene Ansätze mit Immunverstärkern, die in präklinischen Studien bereits vielversprechende Ergebnisse zeigen.“ 

Wirksame Medikamente gegen Viren

Impfungen können Ansteckungen und schwere Krankheitsverläufe zum Großteil verhindern. Doch was, wenn es trotzdem zu einer Erkrankung kommt? Dann helfen nur Medikamente, die idealerweise die weitere Ausbreitung des Virus im Körper verhindern, aber auch überschießende Immunantworten dämpfen. Große Hoffnung machen aktuell zwei neue wirksame Virustatika, die sogar oral verabreicht werden können, aber noch keine generelle Zulassung erhalten haben. „Die Gabe von Virustatika ist jedoch nur zu Beginn der Infektion sinnvoll. Verpasst man diesen Zeitpunkt, und das passiert leicht, da etwa bei Covid-19 anfangs keinerlei Symptome auftreten, benötigt man andere Medikamente wie Immunsuppressiva“, erklärt Dirk Heinz. „Die Corona-Pandemie hat uns deutlich gezeigt: Neben der breiten Anwendung von Impfstoffen sind eben auch wirksame Therapeutika erforderlich, um die Pandemie in den Griff zu bekommen.“ 

Um zukünftigen Pandemien auch medikamentös etwas entgegensetzen zu können, hat das HZI gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF) kürzlich ein Konzept zum Aufbau einer Nationalen Allianz für Pandemie-Therapeutika (NA-PATH) entwickelt. „Mit NA-PATH möchten wir die Wirkstoffforschung mit Blick auf gefährliche und potenziell gefährliche Erreger – das sind insbesondere RNA-Viren wie Influenzaviren, Coronaviren oder Flaviviren, zu denen Zika- und Dengueviren gehören – zielgerichtet vorantreiben“, sagt Heinz. „Wir müssen auf künftige Pandemien durch neuartige Erreger auch medikamentös deutlich besser vorbereitet sein. Hier kann und wird die Infektionsforschung in Deutschland ihren Beitrag leisten – mit vereinten Kräften und gebündelter Expertise.“

Autorin: Nicole Silbermann

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Dr. Andreas Fischer

Wissenschaftsredakteur (Stellv. Pressesprecher)

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