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Die ersten Schutzimpfungen gegen Krebs

Die ersten Krebs-Impfstoffe bieten Schutz vor Gebärmutterhalskrebs, indem sie die Infektion mit krebsauslösenden Papillomviren verhindern. Die Impfstoffentwicklung geht auf Arbeiten des Nobelpreisträgers Harald zur Hausen und seiner Mitarbeiter am Deutschen Krebsforschungszentrum zurück. Weiterentwicklungen sind nötig. An Impfstoffen, die auch in Entwicklungsländern eingesetzt werden können, wird gearbeitet.

Prof. Dr. Harald zur Hausen © Deutsches Krebsforschungszentrum

Als Professor Harald zur Hausen 2008 den Medizin-Nobelpreis für seine Entdeckung, dass humane Papillomviren (HPV) Gebärmutterhalskrebs auslösen, erhielt, war ein Impfstoff gegen die Infektion mit solchen Viren bereits seit zwei Jahren auf dem Markt. Dieser wurde als der erste sogenannte „Krebs-Impfstoff" weltweit bekannt. Er wird von dem amerikanischen Pharmakonzern Merck & Co. unter dem Handelsnamen Gardasil® produziert und vermarktet; in Deutschland wird er von Sanofi Pasteur MSD, einem Gemeinschaftsunternehmen von Sanofi-Aventis und Merck & Co., vertrieben. Bereits im Jahr nach der Einführung war Gardasil mit einem Umsatz von 267 Millionen Euro das bestverkaufte Medikament in Deutschland.

Im Jahr 2007 wurde auch der von GlaxoSmithKline (GSK) entwickelte Impfstoff Cervarix®, der ebenfalls vor Infektionen mit krebsauslösenden HPV schützt, auf den Markt gebracht. Bei beiden Vakzinen wird die Immunantwort durch virusähnliche Partikel (sogenannte Virus-Like Particles, VLP), die aus dem Hüllprotein L1 der Papillomviren bestehen, hervorgerufen. Im Fall von Gardasil wird L1 in Hefe, im Falle von Cervarix in einem Baculovirus-Expressionssystem in Insektenzellen produziert.

Prof. Dr. Lutz Gissmann © Deutsches Krebsforschungszentrum

Beide Impfstoffe enthalten Adjuvanzien zur Verstärkung der Immunantwort. Mit der Impfung wird ein nahezu 100prozentiger Schutz vor einer Infektion mit den beiden HPV-Typen 16 und 18, die für etwa 78 Prozent aller Fälle von Gebärmutterhalskrebs verantwortlich sind, erreicht. Gardasil schützt außerdem vor zwei weiteren Typen (6 und 11), die etwa 90 Prozent aller Genitalwarzen verursachen.

Die Entwicklung dieser Impfstoffe geht maßgeblich auf Forschungsarbeiten aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg zurück. Professor zur Hausen, Virologe und langjähriger Wissenschaftlicher Vorstand des DKFZ, hatte - entgegen dem damaligen wissenschaftlichen Consensus - mit bahnbrechenden Arbeiten den Zusammenhang zwischen einer HPV-Infektion, vor allem mit den Typen 16 und 18, und der Entstehung des Zervixkarzinoms (Gebärmutterhalskrebs) aufgeklärt, wofür er schließlich die Anerkennung durch den Nobelpreis erhielt. Professor Lutz Gissmann, Leiter der Abteilung für Genomveränderungen und Karzinogenese, und Matthias Dürst, ehemals ebenfalls am DKFZ, heute Professor am Universitätsklinikum Jena, lieferten mit ihren Experimenten zu den VLPs entscheidende Voraussetzungen für die Impfstoffentwicklung.

Der steinige Weg zum Erfolg

Dass davon am Ende die amerikanische Merck und die britische GSK am stärksten profitieren, lag, wie zur Hausen oft kritisiert hat, am Desinteresse der deutschen Pharmaindustrie. Um die Entwicklung voranzutreiben, hatte das DKFZ schließlich seine Rechte an das US-amerikanische Biotech-Unternehmen MedImmune auslizenziert. MedImmune (heute eine Tochter von AstraZeneca) hatte das wirtschaftliche Potenzial einer HPV-Vakzine erkannt und sicherte sich auch die Rechte anderer Forschungseinrichtungen, die an HPV-Impfstoffen arbeiteten, darunter die National Institutes of Health (NIH) in Bethesda, USA, und die Loyola University in Chicago. Darüber hinaus erwarb Merck & Co. noch verbliebene Lizenzrechte der NIH und der Queensland University, Australien. Anfang 2005 erteilten sich Merck & Co. und GSK, die inzwischen die Rechte von MedImmune erworben hatte, gegenseitig Kreuzlizenzen, die eine wechselseitige Nutzung der Patentrechte erlaubten. Nachdem sich auch die beteiligten akademischen Einrichtungen hinsichtlich ihrer Patentrechte geeinigt hatten, gelang es dem DKFZ nach langen, zähen Verhandlungen, als Miteigentümer an den NIH-Patenten anerkannt und an den Rückflüssen aus den Umsätzen von Gardasil und Cervarix beteiligt zu werden.

Humane Papillomviren, elektronenmikroskopische Aufnahme © DKFZ

Eine Infektion mit Krebs verursachenden HPV-Viren erfolgt meist in jungen Jahren beim Geschlechtsverkehr. Die Impfung verhindert Infektionen und damit die Vorstufen des Zervixkarzinoms, wenn junge Menschen vor Beginn ihrer sexuellen Aktivitäten geimpft werden. Dass die Krebserkrankung selbst durch die Impfung verhindert wird, konnte noch nicht nachgewiesen werden. „Es ist aber für die Frauen extrem wichtig, dass die Vorstufen verhindert werden können", sagt zur Hausen. „In Deutschland erkranken jährlich rund 6.500 Frauen an Gebärmutterhalskrebs und 1.800 sterben daran. Außerdem werden über 100.000 chirurgische Eingriffe aufgrund von Abstrich-Untersuchungen, die auf Krebsvorstufen hindeuten, vorgenommen. Ein großer Teil dieser Eingriffe könnte vermieden werden."

Empfohlen wird, Mädchen und junge Frauen im Alter zwischen neun und 26 Jahren zu impfen. Zur Hausen setzt sich dafür ein, dass auch Jungen und junge Männer, die zwar nicht an dem Krebs erkranken, aber als die Überträger der Krebsviren ebenfalls Verantwortung für die Krankheit tragen, geimpft werden.

Vom falschen Umgang mit Zahlen und Risiken

Nach Angaben des Robert-Koch-Instituts waren bis zum September 2009 in Europa etwa 7,5 Millionen Dosen an HPV-Impfstoff ausgegeben worden. In den USA waren bis zu diesem Zeitpunkt sogar 23 Millionen junge Frauen geimpft worden. Es gab in der Folge große Aufregung in den Medien über Todesfälle, die nach den Impfungen aufgetreten waren, davon zwei in Deutschland und einer in Großbritannien. Sogar einige Wissenschaftler und Ärzte behaupteten, dass die Impfung zu riskant sei. Es handelt sich hier um einen klassischen Fall von „vernebeltem Denken beim Umgang mit Zahlen und Risiken“ (G. Gingerenzer: Das Einmaleins der Skepsis, BvT Berlin 2004, p. 43f.), der leider auch bei sogenannten Fachleuten häufig anzutreffen ist. Bei derart hohen Impfungszahlen ist es allein aus statistischen Gründen vorhersehbar und unvermeidlich, dass Todesfälle aus unbekannter Ursache auftreten. Aber wenn die Medien glauben, einen „Fall“ vor sich zu haben, ist gegen ihre Meinungsbildung schwer anzukommen - da kann das Robert-Koch-Institut noch so sehr versichern, dass es keinen erkennbaren Zusammenhang zwischen Todesfällen und Impfung gibt und dass die Sicherheit bei der HPV-Vakzinierung vergleichbar sei mit den seit vielen Jahrzehnten eingeführten Impfungen gegen Tetanus, Diphtherie oder Hepatitis B. „Durch die Diskussion hat man die Bevölkerung völlig unnötig verunsichert. Die Impfrate ist von 38 auf 33 Prozent gesunken – in meinen Augen eine Katastrophe, da Mädchen, die nicht geimpft werden, ein höheres Risiko tragen, später zu erkranken“, erklärt Harald zur Hausen.

Weiterentwicklungen und Planungen

Mit den beiden zugelassenen Impfstoffen Gardasil und Cervarix sind nicht alle Fragen im Zusammenhang mit einer Schutzimpfung vor Gebärmutterhalskrebs gelöst. Beispielsweise ist der Preis (etwa 450 Euro für eine Dreifachimpfung in Deutschland) für Betroffene in den Entwicklungsländern, in denen die meisten der fast 500.000 jährlichen Krankheitsfälle und 270.000 Todesfälle auftreten, viel zu hoch. Die Produktionskosten für den Impfstoff ließen sich um ein Vielfaches reduzieren, wenn statt der virusähnlichen Partikel (VLP) wesentlich einfacher aufgebaute Kapsomere aus nur sechs Untereinheiten des Impf-Antigens verwendet würden. Tests haben ergeben, dass auch solche Kapsomere, die im Gegensatz zu den VLP in Bakterien hergestellt werden könnten, eine ausreichende Immunantwort hervorrufen.

Benötigt werden jedoch Impfstoffe, die nicht nur billiger, sondern auch einfacher zu handhaben sind. In vielen Ländern kann eine lückenlose Kühlkette für den Impfstoff nicht garantiert werden. Auch sollten nach Möglichkeit Injektionsnadeln vermieden werden, um eine Wiederverwendung und damit die Gefahr einer Übertragung von Infektionskrankheiten zu vermeiden. Am DKFZ arbeiten Wissenschaftler an einem neuartigen Impfstoff, der über die Nasenschleimhaut aufgenommen werden kann: Sie haben das HPV-Hüllprotein L1 in Adeno-assoziierte Viren eingebaut, die selber keine Krankheiten übertragen, aber eine Immunantwort gegen Papillomviren hervorrufen können. Da die Adeno-assoziierten Viren in gefriergetrocknetem Zustand ohne Kühlung überdauern können, eignen sie sich besonders gut für den Einsatz in Entwicklungsländern.

Ein großes Ziel, an dem ebenfalls Forscher des DKFZ arbeiten, ist die Entwicklung eines therapeutischen Impfstoffes, der gleichzeitig Krebs vorbeugen und Vorstufen der Erkrankung (sogenannte Präkanzerosen) behandeln würde. Durch ihn könnten Frauen, die sich bereits mit krebsauslösenden HPV infiziert haben, vor der Krebserkrankung geschützt und Präkanzerosen therapiert werden. Auch eine Erweiterung des Wirkspektrums von den bisherigen HPV-Typen 16 und 18 sowie 6 und 11 auf andere Papillomviren wird von den Wissenschaftlern geplant. Im Idealfall wäre das ein Impfstoff, der Schutz vor allen etwa 112 verschiedenen Papillomviren gewährt und damit selbst jene Typen erfasst, die vielleicht nur sehr selten eine Krankheit auslösen können.

Glossar

  • Antigene sind Fremdstoffe, die das Immunsystem zur Produktion von Antikörpern anregen.
  • Bakterien sind mikroskopisch kleine, einzellige Lebewesen, die zu den Prokaryoten gehören.
  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Das Genom ist die gesamte Erbsubstanz eines Organismus. Jede Zelle eines Organismus verfügt in Ihrem Zellkern über die komplette Erbinformation.
  • Ein Vakzin ist ein Impfstoff. Dieser besteht aus toten oder abgeschwächten Erregern (oder deren antigenen Determinanten), durch deren Verwendung Immunität gegen diese Pathogene im Körper erzeugt wird.
  • Ein Virus ist ein infektiöses Partikel (keine Zelle!), das aus einer Proteinhülle und aus einem Genom (DNA oder RNA) besteht. Um sich vermehren zu können, ist es vollständig auf die Stoffwechsel der lebenden Zellen des Wirtsorganismus angewiesen (z.B. Bakterien bei Phagen, Leberzellen beim Hepatitis-A-Virus).
  • Das Zervixkarzinom oder Gebärmutterhalskrebs ist ein bösartiger Tumor des Gebärmutterhalses und die zweithäufigste Krebserkrankung bei Frauen. Ein Großteil der Gebärmutterhalskarzinome werden von humanen Papillomviren (HPV) verursacht.
  • Die Expression ist die Biosynthese eines Genprodukts (= Umsetzung der genetischen Information in Proteine). Sie erfolgt in der Regel als Transkription von DNA zu mRNA und anschließender Translation von mRNA zu Protein.
  • Vakzinierung ist ein anderes Wort für Impfung.
  • Eine Hepatitis ist eine Entzündung des Lebergewebes mit nachfolgender Zellschädigung. Sie macht sich zunächst durch grippale Erscheinungen bemerkbar, wie Glieder- und Kopfschmerzen, Appetitlosigkeit, Druck in der Magen- und Lebergegend und Fieber, später gehört die Gelbsucht zur Symptomatik. Verantwortlich dafür können Viren, Bakterien oder Parasiten sein, ebenso wie Autoimmunerkrankungen, Medikamente, Alkohol oder Chemikalien. Häufigste Ursache sind jedoch Viren, wobei man fünf Virustypen unterscheidet, die mit den Buchstaben A, B, C, D und E bezeichnet werden.
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