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Coronavirus – eine Übersicht zum aktuellen Forschungsstand

Die Pharmaindustrie arbeitet mit Hochdruck an einem möglichen Mittel gegen COVID-19 und an einem zukünftigen Impfstoff. In vielen Ländern laufen für potenzielle Mittel Phase 3 Studien. Diese sind für Anträge auf Marktzulassung von entscheidender Bedeutung.

Was ist SARS-CoV‑2 und COVID-19?

Seit Ende 2019 sind wir von einer neu­en Virus-Pan­de­mie betrof­fen. Das neue Virus stammt aus dem bekann­ten Viren­stamm der Coro­na­vi­ren, nennt sich SARS-CoV‑2 und kann zur Lun­gen­krank­heit COVID-19 füh­ren. Wie bei vie­len Grip­pe­vi­ren liegt der Ursprung auch bei SARS-CoV‑2 bei einer Über­tra­gung von Tier zum Men­schen. In der Bevöl­ke­rung besteht dage­gen noch kei­ne Immu­ni­tät, wie dies bei einer nor­ma­len Grip­pe der Fall sein kann.

Die Reproduktionsrate muss unter 1 gebracht werden

Die Viren-Gene von SARS-CoV‑2 decken sich zu 80% mit dem bereits bekann­ten SARS-Virus (2002/2003: Seve­re Acu­te Respi­ra­to­ry Syn­drom) sowie zu 50% mit dem MERS-Virus (2012: Midd­le East Respi­ra­to­ry Syn­drom). Daher kann die Wis­sen­schaft von gewis­sen bestehen­den Erfah­run­gen durch SARS pro­fi­tie­ren. Im Ver­gleich zu den bei­den ande­ren Viren ist die Mensch zu Mensch Über­tra­gung bei SARS-CoV‑2 aber höher. Grund dafür ist die län­ge­re Inku­ba­ti­ons­zeit (ohne Sym­pto­me) von im Schnitt 5–6 Tagen sowie die Tat­sa­che, dass das Virus sich bereits im Rachen ver­meh­ren kann. Somit reicht schon ein leich­tes Hus­ten für eine Über­tra­gung. Die Repro­duk­ti­ons­ra­te, das heisst die Anzahl wei­te­rer Infi­zier­ter durch eine erkrank­te Per­son, liegt zwi­schen 2.0 und 3.5. Bei einer nor­ma­len Grip­pe liegt die­se Zahl nur bei 1.3 — 2.0. Des­halb ist Social Distancing so wich­tig, denn nur so kann es gelin­gen, die Repro­duk­ti­ons­ra­te unter 1 zu brin­gen und die Pan­de­mie zu stop­pen.

Die Herausforderung der Pandemie-Welle

Die gröss­te Her­aus­for­de­rung ist zur­zeit, dass jün­ge­re Men­schen die Krank­heit gut meis­tern und oft nur mil­de oder fast kei­ne Sym­pto­me zei­gen. Die­se Per­so­nen­grup­pe ist sozi­al meist sehr aktiv und über­trägt die Krank­heit in einer sym­ptom­frei­en Pha­se auch auf älte­re Genera­tio­nen sowie Risi­ko­grup­pen. Bei die­sen kann COVID-19 zu schwe­ren Lun­gen­ent­zün­dun­gen füh­ren. Beson­ders dann, wenn die­se Men­schen bereits durch Vor­er­kran­kun­gen geschwächt sind. Aus­lö­ser dazu ist eine Über­re­ak­ti­on des Immun­sys­tems.
Zwi­schen 30 % und 60 % der Men­schen wer­den sich über die Zeit infi­zie­ren. Die meis­ten davon nur mild. Die Kur­ve der Infi­zier­ten muss wenn immer mög­lich flach gehal­ten und in die Län­ge gezo­gen wer­den. So kön­nen alle Not­fäl­le stets behan­delt wer­den. Wür­den vie­le schwe­re Fäl­le innert kur­zer Zeit auf­tre­ten, wäre die nöti­ge medi­zi­ni­sche Ver­sor­gung nicht mehr gewähr­leis­tet.

Wie hoch ist die Mortalitätsrate?

SARS-CoV‑2 über­trägt sich über Tröpf­chen von Mensch zu Mensch, ähn­lich wie bei der nor­ma­len Grip­pe. Eben­so sind die Sym­pto­me mit Fie­ber, Hus­ten und Schnup­fen ähn­lich. Bei etwa 80 % der Infi­zier­ten ist der Ver­lauf mild, bei 15 % muss eine ärzt­li­che Behand­lung erfol­gen und bei 5 % müs­sen Not­fall­mass­nah­men das Leben ret­ten. Die­se Zah­len basie­ren auf den erfass­ten Daten, etwai­ge Dun­kel­zif­fern wer­den nicht berück­sich­tigt. Die Mor­ta­li­täts­ra­ten sind je nach Niveau des Gesund­heits­sys­tems sowie der Inten­si­tät des Tes­tens unter­schied­lich, aber deut­lich tie­fer als bei MERS und SARS. Wäh­rend die Mor­ta­li­tät in Süd­ko­rea, wo sehr breit getes­tet wird und somit von einer hohen Reprä­sen­ta­ti­vi­tät aus­ge­gan­gen wer­den kann, bei 1 % liegt, ist sie in Ita­li­en weit über 7 %. In der Schweiz liegt sie momen­tan bei 0.8 %. Glo­bal liegt der Schnitt bei 3.8 %.

Was richtet das Virus in unserem Körper an?

Ein Virus sel­ber hat immer das Ziel, eine Wirts­zel­le als Repro­duk­ti­ons-Fabrik (unse­re Ribo­so­men) zu miss­brau­chen. Ein Virus besitzt selbst kei­nen Stoff­wech­sel und kann sich ohne Wirt (Mensch oder Tier) nicht ver­meh­ren. Es besitzt dafür das Pro­gramm im Code sei­ner Nukle­in­säu­re, um die Wirt­zel­le zu mani­pu­lie­ren.
Das neu­ar­ti­ge Coro­na­vi­rus befällt unse­re Zel­len im Lun­gen­raum. Es hef­tet sich mit den eige­nen Spike-Pro­te­inen (wel­che dem Virus die kro­nen­ähn­li­che Form und den Namen ver­lei­hen) an Ober­flä­chen­pro­te­inen (ACE‑2 Rezep­tor) der Wirt­zel­len an. Die Wirt­zel­le nimmt somit den Fremd­kör­per auf. Unser Immun­sys­tem erkennt zwar den Fremd­kör­per, jedoch hat die ange­bo­re­ne wie auch die erwor­be­ne Immu­ni­tät noch kei­ne Anti­kör­per als Gegen­mit­tel.
In der Wirt­zel­le ent­packt das Virus sei­ne Gen­in­for­ma­tio­nen durch Poly­me­ra­se. Die­ser ent­pack­te RNA-Gen­strang (Bau­an­lei­tung mit Infor­ma­tio­nen der DNA) wird von unse­ren Ribo­so­men gele­sen und kopiert die Viren-Gene. Dabei wer­den die eigent­li­chen Auf­ga­ben ver­nach­läs­sigt. Eben­falls wer­den alle wei­te­ren Bestand­tei­le (im Wesent­li­chen 3 Pro­te­ine) des Virus von unse­ren eige­nen Zel­len repro­du­ziert: Das Hül­len­pro­te­in, das Spike-Pro­te­in und die Mem­bran. Nach dem Zusam­men­set­zen der Bestand­tei­le und der Ver­viel­fa­chung der Viren sorgt es dafür, dass die Wirt­zel­le platzt und die Viren im Kör­per gestreut wer­den. Die­ser Pro­zess wie­der­holt sich, bis das Immun­sys­tem dage­gen eine Ant­wort gefun­den hat.

Mögliche Medikamente gegen COVID-19

Um das Immun­sys­tem zu unter­stüt­zen, sind bis­her bereits über 90 kli­ni­sche Stu­di­en gegen die Krank­heit COVID-19 regis­triert. Das bis anhin meist­ge­nann­te Medi­ka­ment ist der Anti­vi­ra­le Wirk­stoff Rem­de­si­vir von Gilead Sci­ence. Das ursprüng­lich für Ebo­la ent­wi­ckel­te, aber nie zuge­las­se­ne Medi­ka­ment unter­bin­det das kor­rek­te Kopie­ren der vira­len Erb­sub­stanz und kann so die Repro­duk­ti­on der SARS-CoV‑2 unter­bin­den. In vie­len Län­dern lau­fen aktu­ell Pha­se 3 Stu­di­en. Ers­te Daten und die Mög­lich­keit für eine Zulas­sung gegen COVID-19 könn­ten anfangs April fol­gen. Ein brei­ter Ein­satz ist denk­bar, da das Sicher­heits­pro­fil bereits bei Ebo­la-Pati­en­ten bewie­sen wer­den konn­te.
Wei­te­re anti­vi­ra­le Wirk­stof­fe wie Clo­ro­qui­ne sind eben­falls in Test­pha­sen. Die­ses sehr alte Medi­ka­ment, wel­ches vor 70 Jah­ren von Bay­er gegen Mala­ria ent­wi­ckelt wur­de und zeit­wei­se das meist­ver­kauf­te Medi­ka­ment der Welt war, hat die Fähig­keit, das Anbin­den der Virus­zel­len am Rezep­tor des Wir­tes zu unter­bin­den. Clo­ro­qui­ne wird heu­te von vie­len asia­ti­schen Gene­ri­ka-Fir­men pro­du­ziert und ist sehr güns­tig. Älte­re Viren­stäm­me sind bereits immun dage­gen, bei neu­en Stäm­men könn­te es hel­fen. Auch Sano­fi hat eine ähn­li­che Wei­ter­ent­wick­lung von Clo­ro­qui­ne namens Qen­syl im Ange­bot.
Eben­so anti­vi­ral hilft Favi­pi­ra­vir von­Toya­ma, wel­ches die Ent­pa­ckung der Viren-Erb­sub­stanz unter­bin­den kann.
Auch eini­ge Medi­ka­men­te gegen Aids wer­den getes­tet, da das HIV-Virus ähn­lich wie Coro­na­vi­ren behan­delt wer­den kann. Aids-Medi­ka­men­te unter­bin­den Enzy­me, wel­che es für die Virus­ko­pie braucht. Hier­zu gehö­ren bereits zuge­las­se­ne Medi­ka­men­te wie Durana­vir von Johnson&Johnson oder Kale­tra von Abb­vie.
Eben­falls eine The­ra­pie­form ist die pas­si­ve Immu­ni­sie­rung. Man ent­nimmt einem bereits gene­se­nen Pati­en­ten Blut, wel­ches Anti­kör­per gegen das Virus ent­hält. Die­se kön­nen dann einer erkrank­ten Per­son ver­ab­reicht wer­den und hel­fen die Krank­heit zu bekämp­fen. Der Nach­teil ist, dass nur ein vor­über­ge­hen­der Effekt erzielt wird. Die Immu­ni­tät bleibt wegen der frem­den Anti­kör­per nicht bestehen.

Bereits bestehende Medikamente könnten eingesetzt werden

Kürz­lich sind auch immun­un­ter­drü­cken­de Medi­ka­men­te vor allem gegen rheu­ma­to­ide Arthri­tis (chro­nisch-ent­zünd­li­che Sys­tem­er­kran­kung, wel­che die Innen­haut der Gelen­ke befällt) in den Fokus gerückt. Ähn­lich wie bei Arthri­tis kann bei COVID-19 mit den Medi­ka­men­ten eine Über­re­ak­ti­on des Immun­sys­tems unter­bun­den wer­den, wel­che sonst zu einer töd­li­chen Lun­gen­ent­zün­dung füh­ren kann (Cyto­ki­ne-Sturm).
Bei schwe­ren Ver­läu­fen zäh­len Kev­ra­za (Sano­fi und Regene­ron), Syl­va­nt (Johnson&Johnson) sowie Actem­ra (Roche) zu den Hoff­nungs­trä­gern. Actem­ra ist bereits zuge­las­sen und schützt Pati­en­ten nach der Krebs­gen­the­ra­pie CAR‑T vor einer töd­li­chen Immun­re­ak­ti­on. Actem­ra konn­te bei einer kürz­lich publi­zier­ten Stu­die bei 75 % der Pati­en­ten den Sauer­stoff in der Lun­ge deut­lich ver­bes­sern. Ende Mai sol­len grös­se­re Stu­di­en­re­sul­ta­te vor­lie­gen. Auch die Mas­sen­pro­duk­ti­on wäre gesi­chert.

Langfristig ist ein Impfstoff wichtig

Nur ein Impf­stoff kann die Bevöl­ke­rung län­ger­fris­tig schüt­zen. Das Pro­blem der Phar­ma­in­dus­trie besteht dar­in, dass die Neu­ent­wick­lung eines Impf­stof­fes – und vor allem das Zulas­sungs­ver­fah­ren — in der Regel meh­re­re Jah­re dau­ern. In Aus­nah­me­si­tua­tio­nen kann ein Zulas­sungs­pro­zess auch ver­kürzt wer­den. Vor 2021 dürf­te aber kein Pro­dukt zuge­las­sen wer­den.

Neuartiger Forschungsansatz

Im Ren­nen um die Ent­wick­lung eines Impf­stof­fes fal­len immer wie­der die Namen drei­er Unter­neh­men: Moder­na aus den USA, sowie Bio­n­tech und Cur­e­Vac aus Deutsch­land. Alle drei Unter­neh­men sind spe­zia­li­siert auf Medi­ka­men­te und Wirk­stof­fe auf Basis von mRNA (Mes­sen­ger RNA). mRNA ist die Boten­nu­kle­in­säu­re, wel­che die Erb­infor­ma­tio­nen der DNA in einen Code umwan­delt, um so die rich­ti­gen Pro­te­ine der Erb­sub­stanz bil­den zu kön­nen. Die Pro­te­ine neh­men dann die Auf­ga­ben der Zel­len wahr. Da die Gene und Pro­te­ine des SARS-CoV‑2 bekannt sind, wol­len alle drei Fir­men mit einer künst­lich gebil­de­ten Virus-RNA Pro­te­ine des Virus im mensch­li­chen Kör­per repro­du­zie­ren las­sen, wel­che aber unschäd­lich sind. Das heisst, sie set­zen nicht wie bei klas­si­schen Impf­stof­fen üblich inak­ti­ve Viren oder Viren­be­stand­tei­le ein. Sie wol­len eine unge­fähr­li­che Infek­ti­on simu­lie­ren und damit das Immun­sys­tem dazu brin­gen, Anti­kör­per zu bil­den. So wäre unser Kör­per gewapp­net, wenn er tat­säch­lich mit SARS-CoV‑2 kon­fron­tiert ist.

Auch aus Basel kom­men erfolgs­ver­spre­chen­de News. Ein For­scher ent­wi­ckel­te Nano­par­ti­kel des SARS-CoV‑2 Virus, wel­che nun in Tier­ver­su­chen in Bern getes­tet wer­den. Die Nano­par­ti­kel sol­len star­ke Immun­ant­wor­ten und die Pro­duk­ti­on von Anti­kör­per anre­gen. Sind die­se Stu­di­en posi­tiv, wären es die ers­ten posi­ti­ven Tier­stu­di­en eines Impf­stof­fes. Kli­ni­sche Stu­di­en könn­ten Anfang Som­mer begin­nen.

Der Faktor Zeit ist entscheidend

Pro­ble­ma­tisch ist, dass bei­de Tech­no­lo­gien (RNA und Nano­par­ti­kel-Pro­te­ine) neu­ar­tig sind und es noch kei­nen zuge­las­se­nen Impf­stoff die­ser Arten gibt. Die Idee könn­te aber funk­tio­nie­ren. Moder­nas Impf­stoff befin­det sich bereits in einer Pha­se 1 Stu­die am Men­schen, um das Sicher­heits­pro­fil zu defi­nie­ren. Ers­te Stu­di­en­da­ten könn­ten Ende April fol­gen, bevor eine brei­te­re Pha­se 2 Stu­die für die Effi­zi­enz­über­prü­fung fol­gen kann. Die Kan­di­da­ten der bei­den deut­schen Unter­neh­men begin­nen erst Ende April (Bio­n­tech) resp. Juni (Cur­e­Vac) mit ihren kli­ni­schen Stu­di­en. Bio­n­tech koope­riert dazu mit Fosun aus Chi­na und womög­lich Pfi­zer aus den USA und gilt als sehr hoff­nungs­voll.

Die Phar­ma­in­dus­trie braucht Zeit, um einen Impf­stoff zu ent­wi­ckeln. Des­halb ist es jetzt sehr wich­tig, dass die erlas­se­nen Regeln in allen Län­dern ein­ge­hal­ten wer­den. Nur so kann die Aus­brei­tung des Virus ver­lang­samt und Pati­en­ten mit anti­vi­ra­len Medi­ka­men­ten the­ra­piert wer­den.

 


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