Nach dem Ende des Ersten Weltkriegs ging das Sterben unvermindert weiter: Die Spanische Grippe forderte in den Jahren 1918 und 1919 sogar ein Vielfaches der Opfer, die im Krieg gefallen oder verhungert waren – weltweit sollen 50 Millionen Menschen, vor allem junge, an einer Infektion mit dem besonders gefährlichen Influenzavirus H1N1 gestorben sein.

Mit diesem Leid vor Augen haben Mediziner seither daran geforscht, solche Pandemien zu verhindern oder zumindest abzumildern. Seit fast 70 Jahren gibt es nun Grippeimpfstoffe, die die Influenzaviren selbst in abgetöteter Form enthalten. Durch die Impfung werden Antikörper im menschlichen Abwehrsystem so kodiert, dass sie bestimmte Eiweiße, Hämagglutinin und Neuraminidase-Proteine, auf den Virushüllen erkennen und unschädlich machen. Eine Immunität gegen einen bestimmten Influenzaerreger hält dann immerhin ein Leben lang.

Influenzavirus-Modell
© CDC / Dan Higgins
(Ausschnitt)
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3-D-Modell eines Influenzavirus: Die Virushülle enthält die Oberflächenmoleküle Hämagglutinin (blau), Neuraminidase (rot) und Matrixproteine (lila). Im Virusinneren befindet sich das einzelsträngige RNA-Genom. Die zufällige Veränderung der Oberflächenmoleküle ist für die jährlich veränderten Virustypen verantwortlich. Diese Veränderungen kommen durch die natürliche Vervielfältigung des Virus zu Stande und erschweren so seine medizinische Bekämpfung.

Trotzdem sterben allein in Deutschland jährlich im Schnitt 5000 bis 8000 Menschen – in der Saison 2012/2013 waren es sogar mehr als 20 000 – an den Folgen einer Influenzaerkrankung, die nicht mit dem einfachen grippalen Effekt zu verwechseln ist. Knapp 60 Prozent der Betroffenen sind Menschen über 70 Jahre, rechnete Thomas Mertens, Virologe am Universitätsklinikum Ulm, in der Fachzeitschrift "Ärzteblatt" im März 2015 vor. Zu tödlichen Komplikationen kommt es vor allem, wenn sich zum Virus Bakterien gesellen, die gefährliche Lungenerkrankungen auslösen können.

Impfmüdigkeit macht krank

Dass der Grippevirus jedes Jahr wieder der Gesundheit vieler Menschen zusetzt, liegt zum einen an der Impfmüdigkeit der Bundesbürger. So ist etwa jeder Zweite, der sich wegen einer chronischen Krankheit jährlich piksen lassen sollte, nicht geimpft. In Alten- und Pflegeheimen wurden nur 65 Prozent der Bewohner und 49 Prozent des Personals geimpft, berichtete Ende 2014 das Robert Koch-Institut.

Zum anderen sind aber auch die Impfstoffe nicht immer sehr treffsicher, so geschehen im vergangenen Winter 2014/15. Nach Schätzungen der US-Centers for Disease Control and Prevention (CDC) erzielte der Impfstoff eine Schutzwirkung von weniger als 20 Prozent. In den Jahren zuvor waren es immerhin rund 60 Prozent. Der Grund: Die Eigenschaften der zirkulierenden Viren ändern sich ständig, doch die Produktion hinkt dieser viralen Wandlungsfähigkeit hinterher, weil der Herstellungsprozess und die Qualitätskontrolle der Impfstoffe etwa ein halbes Jahr in Anspruch nehmen.

Der Grippeimpfstoff enthält in der Regel Bestandteile der Stämme von drei Influenzaerregern, die derzeit in der menschlichen Population zirkulieren. Jedes Jahr wird von einem Gremium der Weltgesundheitsorganisation (WHO) von Neuem im Frühjahr festgelegt, welche Typen das sind. Dafür wird das Erbgut der zu diesem Zeitpunkt weltweit kursierenden Virusstämme und deren Ausbreitung analysiert. Als Grundlage dienen Daten aus 141 nationalen Zentren in 111 Ländern. Zudem beurteilt das Gremium, wie gut die Schutzwirkung des derzeitigen Impfstoffs gegen eventuell neu auftretende Varianten auf der jeweils anderen Hemisphäre ist.

Die Krux: Die WHO-Experten müssen ein halbes Jahr im Voraus abschätzen, welche Virusarten ab Oktober unterwegs sind. Wandelt sich eines der Viren bis zum Herbst, bietet der Impfstoff keinen optimalen Schutz mehr. Während der Grippewelle der vergangenen Saison traten vier Virentypen auf: Influenza B, A/H1N1 und zwei Untertypen von A/H3N2. "Der bestehende Impfstoff versagte jedoch bei einem der beiden H3N2-Stämme", erklärt Klaus Schughart, Wissenschaftler am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung. Und da viele Menschen offenbar keine Immunität gegen diesen Erreger durch frühere Infektion oder Impfung entwickelt hatten, konnte er sich so gut ausbreiten. "Man versucht nun, durch Computermodellierungen die Auswahl des Impfstoffvirus weiter zu verbessern", sagt Schughart.

Durch welche molekularen Tricks die Virusvariante der Impfung 2014/15 durch die Lappen ging, hat der Influenzaforscher Scott Hensley von der University of Pennsylvania aufgedeckt. So führte eine Punktmutation im Hämagglutinin-Gen zu einem veränderten Eiweiß auf der Virusoberfläche, auf das die Antikörper nicht geeicht waren.

Schneller für die Saison produzieren

Dieses Wissen hilft den Medizinern jedoch leider nicht für zukünftige Prognosen. Der US-Forscher meint: "Die Impfstoffproduktion muss sich beschleunigen, damit die Viren keine Zeit haben, sich so stark zu verändern." Die Arzneien werden derzeit fast ausschließlich in Hühnerembryonen hergestellt. Aus ein bis zwei Eiern lässt sich so eine Impfstoffdosis gewinnen. Der Impfstoff wird dann anschließend in klinischen Studien getestet. Doch diese Methode ist nicht nur nachteilig, weil sich in dieser Zeit Viren verändern können, sondern auch, weil im Fall einer Epidemie nicht ausreichende Impfstoffmengen produziert werden könnten. "Dafür wären mehrere Millionen Eier nötig", sagt Udo Reichl vom Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, der selbst an alternativen Produktionsmethoden mit Zellkulturen arbeitet.

Andere Forscher wie Sergio Quiñones-Parra von der University of Melbourne plädieren dagegen für einen Impfstoff, der die Antikörper so programmiert, dass sie nicht nur die sich schnell wandelnden Oberflächenmerkmale am Viruskopf erkennen, sondern auch die am Stamm etwas versteckt liegenden Angriffspunkte, die bei vielen Viren gleich gestaltet sind. "Man braucht einen Universalimpfstoff, um die Schwere der alljährlich auftretenden Infektionen abzumildern", sagt Quiñones-Parra. Es gibt ein paar glückliche Zeitgenossen, deren Abwehrsystem diese unzugänglichen Andockstellen von Natur aus erkennt. Welche Antikörper hier genau einen Breitbandschutz liefern, muss trotz jüngster Erfolge noch weiter untersucht werden.

Doch der Mensch hat noch andere Waffen gegen Grippeerreger, und auch diese könnten genutzt werden, um den Impfschutz zu verbessern. Ist ein Mensch an der echten Grippe erkrankt, merken sich nämlich nicht nur die Antikörper diese Infektion, auch T-Helferzellen haben ein influenzaspezifisches Gedächtnis. "Das reduziert die Schwere der Grippesymptome und mindert auch die Ansteckung", sagt Quiñones-Parra. So hat man etwa beobachtet, dass zumindest eine natürliche Influenza-A-Infektion zu einer Immunität auch gegenüber anderen Stämmen der Untergruppe führen kann, etwa H1N1 (Schweinegrippe), H3N2 (Hongkong-Grippe), H2N2 (Asiatische Grippe), H5N1oder H7N9 (Vogelgrippe). Eine Untergruppe der Helferzellen hat in Mäusestudien bereits zeigen können, dass sie, bei einer Virusgrippe gespritzt, die gefürchtete Lungenentzündung abmildern.

Zum anderen helfen so genannte Toll-like receptors (TLRs), die Bestandteile von Bakterien und Viren erkennen, bei der Grippeabwehr. Fehlen bei Mäusen bestimmte Bakterien, wie sie in einer gesunden Darmflora vorkommen, funktioniert auch die Grippeimpfung weniger gut, wie Bali Pulendran von der Emory University in Atlanta herausgefunden hat.

So zahlreich die Abwehrmethoden gegen Viren sind, so viele Ideen kursieren für Breitbandimpfstoffe, allerdings wird es wohl noch ein paar Jahre dauern, bis eine solche Arznei praxisreif ist. "Es gibt viel versprechende Ansätze für Universalimpfstoffe, die im Tierversuch eine gute Schutzwirkung erzielen konnten. Erste klinische Studien beim Menschen sollen in den nächsten Jahren beginnen", berichtet Schughart. Bis es so weit ist, empfehlen Mediziner weiterhin die Grippeimpfung. Thomas Mertens, der auch Präsident der Gemeinsamen Kommission für Antivirale Therapie ist, meint: "Vor allem ältere und chronisch kranke Menschen, aber auch Ärzte und ihre Mitarbeiter sollten sich im Herbst impfen lassen." Für diese Risikogruppen werden die Kosten auch von der Kasse übernommen.

Der Erregerstamm der Spanischen Grippe kehrte übrigens noch zweimal zurück: In den 1970er Jahren war der Virustyp für die Russische Grippe und 2009 für die Schweinegrippe verantwortlich. Wie sich zeigt, blieb der Virustyp "tatsächlich virulenter als die heute gängigen Varianten", verdeutlicht Schughart: "Infiziert man Tiere mit diesem Virus, so kann man eine sehr viel stärkere Reaktion des Immunsystems beobachten, und ihre Sterblichkeitsrate ist ebenfalls höher." Trotzdem konnte das Spanische Grippevirus aber weder in den 1970ern noch 2009 so hart zuschlagen wie 1918. Dafür sorgten wahrscheinlich mehrere Faktoren: Ein Teil der Bevölkerung hatte wohl schon einmal mit diesem Erreger Bekanntschaft gemacht, war also dagegen gefeit. Zudem stehen nun wesentlich wirksamere Möglichkeiten zur Verfügung, um bakteriellen Komplikationen entgegenzutreten – und oft machen diese die lebensgefährliche Grippe am Ende erst wirklich tödlich.