Die mRNA-Impfstoffe von Pfizer und Moderna verhindern auch asymptomatische Infektionen mit SARS-CoV-2

Do 01.04.2021.... Inge Schuster

Schützt die Corona-Impfung bereits vor einer Ansteckung mit SARS-CoV-2 oder bloß vor der durch das Virus ausgelösten COVID-19 Erkrankung? Ergebnisse aus drei großen Studien in England, Israel und den US zeigen, dass die Impfstoffe auch einen sehr hohen Schutz vor asymptomatischen Infektionen bieten. Geimpfte können somit andere Personen nicht mehr anstecken, die Ausbreitung des Virus wird eingedämmt.

Basierend auf einer guten Verträglichkeit und auf ausgezeichneten Daten zur Wirksamkeit haben die mRNA-Impfstoffe von Pfizer/BioNTech und Moderna/NIAID bereits im Dezember 2020 die Notfall-Zulassung der US-Behörde FDA erhalten und kurz darauf hat die Europäische Behörde (EMA) die bedingte Zulassung beider Vakzinen empfohlen. Die Vakzinen nutzen dabei eine neue Technologie: die mRNA für das essentielle virale Spikeprotein wird als Bauanleitung in unsere Zellen injiziert, diese produzieren das Fremdprotein und unser Immunsystem reagiert darauf u.a. mit der Bildung von Antikörpern. Kommt es später zum Kontakt mit dem ganzen Virus, so soll dieses durch das aktivierte Immunsystem daran gehindert werden unsere Körperzellen zu infizieren.

Symptomatische Infektionen

In den klinischen Phase 3-Studien [1, 2] wurde die Wirksamkeit der Vakzinen an der Inzidenz der durch das Virus ausgelösten COVID-19- Erkrankungen gemessen, d.h. am Auftreten charakteristischer Symptome (z.B. Fieber, Husten, Atemnot , Geschmack- und Geruchsverlust; etc.) in Verbindung mit einem positiven Nachweis des Virus durch einen PCR-Test.

Symptomatische Infektionen: Wirksamkeit der beiden mRNA-Impfstoffe gemessen am Auftreten von COVID-19 Erkrankungen. Nach der zweiten Dosis erreicht der Impfschutz rund 95 % der Probanden. (Bild aus [3], Daten aus [1] und [2], Lizenz cc-by)

Sowohl bei der Pfizer- als auch bei der Moderna-Vakzine zeigte sich eine ausgeprägte Wirkung bereits rund 12 Tage nach der ersten Dosis - das entspricht dem Zeitraum, den das Immunsystem zur Antikörperbildung gegen das Corona-Spikeprotein benötigt: während die COVID-19 Fälle in der Placebogruppe ungebremst weiter anstiegen, flachte die Kurve bei den Geimpften stark ab und erreichte nach der 2. Impfung einen Schutz von 95 %. Abbildung 1 zeigt den sehr ähnlichen Zeitverlauf der Wirksamkeiten der beiden Vakzinen (eine ausführlichere Darstellung findet sich in [3], woraus auch die Abbildung stammt).

Asymptomatische Infektionen

Die für die behördliche Zulassung erhobenen exzellenten Wirksamkeiten geben keine Auskunft über symptomlos verlaufende Infektionen mit SARS-CoV-2 . Solcherart Infizierte können jedoch andere Personen anstecken und das Virus so weiter und weiter verbreiten. Eine ganz wesentliche Frage stellt sich daher: sind die Impfstoffe in der Lage auch vor symptomlosen Infektionen zu schützen? Drei groß angelegte Studien in den US, in UK und in Israel bejahen diese Frage eindeutig.

Die US-Studie der CDC

In einer am 29. März 2021 erfolgten Aussendung bestätigen die Centers for Disease Control and Prevention (CDC), - eine Behörde des US-amerikanischen Gesundheitsministeriums -, dass die Impfstoffe von Pfizer und Moderna auch vor symptomlosen Ansteckungen mit SARS-VCoV-2 schützen. Die Aussendung nennt zwar noch keine Details, die Aussagen sind dennoch äußerst ermutigend.

Die Studie: Es waren 3950 Personen involviert, die aus 6 Bundesstaaten stammten und auf Grund ihrer Tätigkeit (medizinisches Personal, Ersthelfer , essentielle Arbeitnehmer) stärker dem Virus ausgesetzt waren als die allgemeine Bevölkerung. Über einen Zeitraum von 13 Wochen (14. 12. 2020 bis 13. 3. 2021) sammelten die Teilnehmer jede Woche selbst Nasenabstriche für RT-PCR-Labortests, gleichgültig ob sie nun Krankheitssymptome entwickelt hatten oder nicht. Die Forscher der CDC konnten so mittels der PCR-Tests auch auf symptomlos verlaufende Infektionen mit SARS-CoV-2 prüfen.

Das Ergebnis: Zwei oder mehr Wochen nach der ersten Dosis des Pfizer- oder des Moderna-Impfstoffes hat sich das Risiko einer SARS-CoV-2 Infektion um 80 Prozent reduziert, zwei oder mehr Wochen nach der zweiten Impfstoffdosis um 90 Prozent. Die Studie zeigt, dass die beiden mRNA-Impfstoffe das Risiko aller SARS-CoV-2-Infektionen verringern können, nicht nur symptomatischer Infektionen.

Die Cambridge Studie in UK

In England hatten bereits am 8. Jänner 2021 Massenimpfungen mit der Pfizer-Vakzine begonnen, prioritär von Beschäftigten im Gesundheitswesen, die ein erhöhtes Risiko für eine SARS-VoV-2 Infektion haben und damit in gesteigertem Maße Patienten und Kollegen anstecken können. Ein umfassendes PCR-basiertes Screening-Programm des Klinikpersonals am Cambridge University Hospital hatte zuvor bereits während der ersten COVID-19-Pandemiewelle auf das häufige Auftreten von asymptomatischen und nur gering symptomatischen SARS-CoV-2- Infektionen hingewiesen. Nun hat ein Team des Cambridge University Hospitals die Auswirkung einer ersten Dosis des Pfizer-Impfstoffs auf das Auftreten asymptomatischer Infektionen mittels PCR-Test untersucht.

Die Studie: Während einer zweiwöchigen Zeitspanne (18 - 31.Jänner 2021) wurden vergleichbar viele Personen von geimpftem und nicht-geimpftem Krankenhauspersonal, das sich nach eigenen Angaben gesund fühlte, auf das Vorhandensein des Virus mittels PCR getestet (es waren ca. 4 400 PCR-Tests/Woche). Es wurde dabei die Zahl der positiven PCR-Tests von nicht-geimpften Personen mit den Zahlen von geimpften nach weniger als 12 Tagen nach der Impfung und länger als 12 Tage nach der Impfung verglichen (12 Tage sind etwa der Zeitraum, den das Immunsystem zur Antikörperbildung gegen das Corona-Spikeprotein benötigt; s.o.) [5].

Das Ergebnis: Es zeigte sich, dass 26 von 3 252 (0,8 %) nicht-geimpften, symptomlosen Personen einen positiven PCR-Test hatten. Weniger als 12 Tage nach der Impfung sank die Zahl der symptomlos Infizierten auf 13 von 3 535 (0,37 %) und länger als 12 Tage nach der Impfung testeten nur mehr 4 von 1 989 (0,2 %) positiv.

Abbildung 2.Wie viele Krankenhaus- Mitarbeiter im haben zwar keine Symptome von COVID-19, zeigen im PCR-Test aber Infektion mit dem Virus? Nach der ersten Dosis der Pfizer-Vakzine sank die Zahl der positiv Getesteten rasch auf die Hälfte ab und mehr als 12 Tage später - nachdem die Antikörperabwehr einsetzte - auf ein Viertel. Die cycle times (ct) auf der rechten Achse zeigen einen Trend zu höheren Werten, d.i. zu niedrigeren Viruslasten. (Bild aus Michael Weekes et al.,[5] Lizenz cc-by).

Bei Personen, die COVID-19 Symptome zeigten, lag die Inzidenz der Nicht-Geimpften höher bei 1,7 % und sank nach mehr als 12 Tagen nach der Impfung auf 0,4 %. PCR-Tests geben nicht nur die Antwort positiv oder negativ. An Hand der zur Detektion nötigen Zahl an Amplifíkationen (cycle times =ct) zeigt sich auch ein Trend zu höheren cycle times, d.i. zu niedrigeren Viruszahlen.

Die Israel-Studie

In diesem Land läuft wohl sicherlich die derzeit größte Studie zur Wirkung von Impfungen auf symptomatische und asymptomatische Infektionen mit SARS-CoV-2. Mit dem Ziel möglichst schnell alle Einwohner gegen COVID-19 zu immunisieren, hatten bis 5. März bereits rund 56 % der Bevölkerung eine Impfdosis erhalten und etwa 44 % die vollständige Immunisierung mit 2 Dosen. Geimpft wurde ausschließlich mit dem Pfizer/BionTech- Impfstoff ; der damals bereits dominierende Virusstamm war die britische Variante B .1.1.7.

Die Studie: Zur Auswertung kamen Daten zu allen Geimpften und zu nachfolgenden Infektionen im Zeitraum 17. Januar bis 6. März. Untersucht wurden PCR-Tests hinsichtlich der "cycle times", die ein Maß für die Virenlast im Organismus sind. Die Daten wurden vom israelischen Gesundheitsministerium erhoben, das regelmäßig Infektionen, Tests und den Impfstatus erfasst.

Das Ergebnis: Der Pfizer-Impfstoff bietet bereits 12 Tage nach der ersten Dosis einigen Schutz vor einer COVID-18 Erkrankung und erhöht diesen 7 Tage nach der zweiten Impfung auf 95 %. Asymptomatische Infektionen, die 12 - 28 Tage nach der ersten Impfung zu positiven PCR-Tests führen, zeigen bereits eine 4-fach reduzierte Virenlast auf und weisen damit auf eine niedrigere Infektiosität und damit Verbreitung des Virus hin.

Fazit

Die Impfstoffe von Pfizer und Moderna zeigen über 90 % Wirksamkeit bei der Verhinderung asymptomatischer Infektionen. Es besteht damit die Hoffnung, dass geimpfte Personen andere nicht mehr anstecken können und Infektionsketten so unterbrochen werden können.

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[1] EMA Assessment Report: Comirnaty (21. December 2020). https://www.ema.europa.eu/en/documents/assessment-report/comirnaty-epar-public-assessment-report_en.pdf

[2] L.R.Baden et al., Efficacy and Safety of the mRNA-1273 SARS-CoV-2 Vaccine (30.December 2020) , at NEJM.org.DOI: 10.1056/NEJMoa2035389. https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2035389

[3] Inge Schuster, 21.01.2021: COVID-9-Impfstoffe - ein Update

[4] CDC Real-World Study Confirms Protective Benefits of mRNA COVID-19 Vaccines. 29.03.2021  https://www.cdc.gov/media/releases/2021/p0329-COVID-19-Vaccines.html

[5]Michael Weekes , Nick K Jones, Lucy Rivett, et al. Single-dose BNT162b2 vaccine protects against asymptomatic SARS-CoV-2 infection. Authorea. February 24, 2021. DOI: 10.22541/au.161420511.12987747/v1

[6]Matan Levine-Tiefenbrun et al., Decreased SARS-CoV-2 viral load following v accination, medRxiv preprint doi https://doi.org/10.1101/2021.02.06.21251283

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