Ein Impfstoffkandidat gegen das Influenzavirus A (H3N2)

Eine Grippe kann beim Menschen durch drei verschiedene Typen von Influenzaviren verursacht werden: A, B und C. In den meisten Fällen sind das Influenzavirus A oder das Influenzavirus B Erreger einer Grippe. Das Influenzavirus C ist für die Grippe beim Menschen am wenigsten relevant. Es löst, wenn überhaupt, nur sehr schwache Symptome aus. Ob der jeweilige Virustyp Symptome in einem Wirtsorganismus wie Mensch, Vogel, Schwein etc. auslöst, hängt vor allem davon ab, ob das Virus in die Zellen des Wirts eindringen und sie wieder verlassen kann.

Die Virushülleproteine Hämagglutinin und Neuraminidase

Zwei Virushülleproteine, Hämagglutinin und Neuraminidase, sind für das Eindringen in die Zelle und das Verlassen der Zelle notwendig. Hämagglutinin (HA) sorgt dafür, dass sich das Influenzavirus an eine Wirtszelle anheften kann: Hämagglutinin bindet an Sialinsäuren (SA), die sich auf Proteinen der Wirtszellmembran befinden. Diese Membranproteine sind SA-Rezeptoren für das Hämagglutinin. Nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip passt dabei jede Hämagglutininvariante auf einen bestimmten SA-Rezeptor, wobei jeder Wirt nur über einen Teil aller von Influenzaviren genutzten SA-Rezeptoren verfügt. Deshalb können bestimmte Typen des Virus mit ihrem speziellen Hämagglutinintyp bestimmte Wirte leicht infizieren und dabei eine Erkrankung auslösen und andere prinzipiell mögliche Wirte wiederum nicht oder nur sehr eingeschränkt.

Struktur des Hämagglutinins des Influenzavirus A (H1N1) von 1918.

Neuraminidase (NA) spaltet die N-Acetylneuraminsäure, eine Sialinsäure, an zellulären SA-Rezeptoren ab. Dadurch werden die Viren, die sich im Innern der Zelle vermehrt haben, aus den infizierten Zellen freigesetzt. Die Infektion breitet sich erst innerhalb des Organismus aus und wird dann auf andere Organismen übertragen. Außerdem verhindert die Neuraminidase das sich die Viren an bereits infizierte Zellen anheften.

Hämagglutinin und Neuraminidase sind gleichzeitig Oberflächenantigene für die Antikörper des Immunsystems. Das Influenzavirus A wird durch diese Oberflächenantigene noch mal serologisch in verschiedene Subtypen unterteilt. Die wichtigsten Oberflächenantigene beim Influenzavirus A für die Infektion des Menschen sind die Hämagglutinin-Serotypen H1, H2, H3, H5, seltener H7 und H9 und die Neuraminidase-Serotypen N1, N2, seltener N7.

Der Subtyp H3N2 des Influenzavirus A

Der Subtyp H1N1 löste zwischen 1918 und 1920 eine Pandemie aus, die knapp 50 Millionen Todesopfer forderte. Knapp hundert Jahre später sind die Subtypen H1N1 und H5N1 als Erreger von Schweine- bzw. Vogelgrippe gefürchtet. Seit dem Jahr 2012 bereitet aber ein anderer Subtyp den Virologen der WHO Kopfzerbrechen: H3N2. Dieser Subtyp löst weniger starke Symptome als der Subtyp H1N1 aus, ist aber dennoch gefährlicher als das Influenzavirus B.

Eine Kooperation zwischen Forschern der Universität von Georgia, USA und Sanofi Pasteur, dem größten Influenzaimpfstoffhersteller der Welt, hat zur Entdeckung eines Impfstoffkandidatens geführt, der gegen mehrere, in den letzten fünf Jahren gleichzeitig zirkulierenden, H3N2-Subtypen schützt. Er wurde an Mäusen und Frettchen getestet. Die Virologen veröffentlichten ihre Ergebnisse im Journal of Virology [1].

Unter Verwendung einer Technik, die Computationally Optimized Broadly Reactive Antigen oder COBRA genannt wird, schufen die Forscher 17 Prototyp-Impfstoffkandidaten. Dabei verwendeten sie die Gensequenzen von mehreren H3N2-Subtypen. Die COBRA-Impfstoffe lösten die Bildung von Antikörpern aus, die 100 Prozent der H3N2-Viren neutralisierten, die über einen Zeitraum von fünf Jahren zirkulierten.

Das könnte eine ganzjährige Herstellung des Impfstoffs ermöglichen, da die Hersteller nicht jedes Jahr die Produktion einstellen müssen, während die am häufigsten vorkommenden Virustypen von den Gesundheitsbehörden identifiziert werden. Die Wissenschaftler müssen jetzt herausfinden, wie viele Jahreszeiten dieser COBRA-Impfstoff in Zukunft in allen Bevölkerungsgruppen gegen alle H3N2-Viren schützt.

Gewöhnlich werden Impfstoffkandidaten in immunologisch naiven Tieren getestet, die keine Anti-Influenzavirus-Antikörper haben. Jedoch haben die meisten Menschen bereits bestehende Immunität gegen das Influenzavirus aus früheren Infektionen und/oder Impfungen. Daher untersuchte eine Follow-up-Studie in Tieren, wie bereits existierende Antikörper gegen historische Influenzaviren die Wirksamkeit des Impfstoffs beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen, dass diese weitgehend schützenden Impfstoffkandidaten bei Wirten mit bereits bestehender Influenzaimmunität noch wirksamer sind, was ein gutes Zeichen für die Verwendung dieser Impfstoffe bei Menschen ist.

Weiterführende Literatur

Terianne M. Wong, James D. Allen, Anne-Gaelle Bebin-Blackwell, Donald M. Carter, Timothy Alefantis, Joshua DiNapoli, Harold Kleanthous, Ted M. Ross.(2017) COBRA HA elicits hemagglutination-inhibition antibodies against a panel of H3N2 influenza virus co-circulating variants.. Journal of Virology, DOI: 10.1128/JVI.01581-17

Die Hürden auf dem Weg zum neuen Grippeimpfstoff

 

Veröffentlicht von

Joe Dramiga ist Neurogenetiker und hat Biologie an der Universität Köln und am King’s College London studiert. In seiner Doktorarbeit beschäftigte er sich mit der Genexpression in einem Mausmodell für die Frontotemporale Demenz. Die Frontotemporale Demenz ist eine Erkrankung des Gehirns, die sowohl Ähnlichkeit mit Alzheimer als auch mit Parkinson hat. Kontakt: jdramiga [at] googlemail [dot] com

2 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Dieser neue Influenzaimpfstoff scheint also bei den Geimpften zur Produktion von breitneutralisierenden Antikörpern (gegen viele Subtypen gleichzeitig wirksam) zu führen, womit dann auch das Problem der H3N2-Impfung 2016/17 gelöst wäre über das man in der Wikipedia liest:

    Durch eine Mutation im zirkulierenden Virus kam es zur Entwicklung eines Subclade (einer Untervariante), benannt 3C.2a1. Größte Ähnlichkeit mit dem veränderten Virus hat der Stamm A/Bolzano/7/2016 (H3N2). In der Grippesaison 2016/17 waren daher für nur rund ein Viertel der Infektionen mit A/H3N2 der Stamm 3C.2a (ähnlich Hong Kong) verantwortlich, die anderen dreiviertel wurden durch den Stamm 3C.2a1 (ähnlich Bolzano) ausgelöst. Dementsprechend war der verabreichte Impfstoff deshalb nicht gut gegen A/H3N2 wirksam, die Empfehlung für den Impfstoff 2017/18 wird angepasst werden müssen.

    In der von Joe Dramiga im letzten Beitrag vorgestellten Tripelimpfung bestehend aus
    A/Michigan/45/2015 (H1N1) pdm09- ähnlicher Stamm
    •A/Hong Kong/4801/2014 (H3N2)- ähnlicher Stamm
    •B/Brisbane/60/2008- ähnlicher Stamm
    müssten also im besten Fall (wenn die neue H3N3-Impfung gegen alle bisherigen und auch zukünftigen Subtypen wirksam ist), nur noch 2 Komponenten, nämlich A/H1N1 und B/Brisbane immer wieder neu an die gerade zirkulierenden Subtypenvarianten angepasst werden. Irgendwann findet man vielleicht auch für diese beiden Impfkomponenten Antigene, die als Immunantwort breit neutralisierende Antikörper erzeugen, sodass man ab dann jahrelang immer den gleichen Influenzaimpfstoff verwenden kann. Es gibt doch immer wieder kleine und grosse Fortschritte in der Medizin, nur wissen die wenigsten davon, mindestens solange sie nicht selber als Patienten betroffen sind und dann von ihrem Arzt erfahren, dass die Medizin heute neuerdings eine Therapie- oder Vorbeugemassnahme in peto hat.

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