COVID-19: Impfung und Herdenimmunität

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"Deximed ist für mich eine große Hilfe, um im Praxisalltag schnell aktuelles Wissen zur Therapie oder Diagnostik nachschlagen zu können. Die übersichtliche Struktur ermöglicht es, sogar im Patientenkontakt rasch etwas nachzulesen." - PD Dr. med. Guido Schmiemann, Facharzt für Allgemeinmedizin, Bremen

Deximed ist ein unabhängiges Arztinformationssystem mit Fokussierung auf die primärärztliche Versorgung. Evidenzbasierte und regelmäßig aktualisierte Artikel zu allen medizinischen Gebieten zeichnen Deximed aus.

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Was ist Herdenimmunität?

Zur Bewältigung der COVID-19-Pandemie, sollte Herdenimmunität erreicht werden. Dies kann durch natürliche Infektionen geschehen. Dies ist ein Konzept, das in Deutschland nicht Teil der Corona-Strategie ist. Eine unkontrollierte Durchseuchung würde zu einer starken Zunahme an Todesopfern führen. Laut der Gesellschaft für Virologie weiß man noch nicht zuverlässig, wie lange eine durch eine Infektion erworbene Immunität anhält. Das Anstreben der Herdenimmunität ohne Impfung wird als unethisch sowie medizinisch, gesellschaftlich und damit auch ökonomisch hochriskant angesehen.1

Herdenimmunität kann auch durch Impfungen erlangt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein wirksames Medikament gegen COVID-19 dazu beitragen, die Pandemie einzudämmen.

Herdenimmunität entsteht, wenn ein großer Teil der Bevölkerung immun gegen eine Infektionskrankheit wird und sich die Erkrankung deshalb nicht mehr so leicht weiterverbreiten kann. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine infizierte Person mit einer Person in Kontakt kommt, die die Infektion noch nicht hatte, gering ist. Das Risiko einer Übertragung des Krankheitserregers von einer Person auf eine andere nimmt ab. Wer nicht immun ist, wird indirekt geschützt, da weniger Viren in Umlauf sind.2

Wie hoch der immune Anteil der Bevölkerung sein muss, um Herdenimmunität zu erreichen, ist je nach Krankheit unterschiedlich. Bei einer sehr ansteckenden Krankheit wie etwa den Masern müssen mehr als 95 % der Bevölkerung immun sein, um die weitere Ausbreitung der Erkrankung zu verhindern und Herdenimmunität zu erreichen. Wenn der Anteil der Bevölkerung, der immun gegen eine Infektionskrankheit ist, über dieser Schwelle liegt3, nimmt die Virusausbreitung ab. Dies wird als der Schwellenwert für die Herdenimmunität bezeichnet. Ungefähren Schätzungen zufolge liegt dieser Schwellenwert bei COVID-19 zwischen 60 und 70 %.4-5

Herdenimmunität kann erreicht werden, indem ein ausreichend großer Teil der Bevölkerung die Infektion durchmacht, oder aber durch Impfung. Impfungen führen zu Immunität, ohne dass man die Erkrankung selbst gehabt haben muss. Durch Impfungen wurde eine Herdenimmunität gegen Infektionskrankheiten wie Pocken, Polio, Diphtherie, Röteln und andere ansteckende Krankheiten erreicht.

Was bedeutet die Reproduktionszahl?

Die Referenz6 bezieht sich auf den gesamten Abschnitt.

Die Reproduktionszahl beschreibt, wie viele Menschen eine infizierte Person ansteckt. Am Anfang der Pandemie gibt es eine Basisreproduktionszahl R0, die angibt, wie viele Personen ein Infizierter durchschnittlich ansteckt, wenn die gesamte Bevölkerung noch nicht immun gegen das Virus ist, es keinen Impfstoff gibt und auch sonst keine Gegenmaßnahmen gegen eine Ausbreitung ergriffen wurden (Hygiene, Abstandsregeln, Lockdown etc.).

Bei SARS-CoV-2 liegt R0 zwischen 3,3 und 3,8, das heißt jeder Infizierte steckt im Mittel zwischen drei und vier Personen an. Ohne Gegenmaßnahmen würde die Zahl der Infektionen rasch exponentiell ansteigen und erst stoppen, wenn bis zu 70 % der Bevölkerung eine Infektion bzw. Erkrankung durchgemacht haben, also immun sind und das Virus ihrerseits nicht mehr weiterverbreiten können.

Durch Infektionsschutzmaßnahmen lässt sich die Reproduktionszahl verringern.

  • wenn R größer 1, dann steigende Anzahl täglicher Neuinfektionen
  • wenn R gleich 1, dann konstante Anzahl täglicher Neuinfektionen
  • wenn R unter 1, dann sinkende Anzahl täglicher Neuinfektionen.

Bei SARS-CoV-2 ist das Ziel, die Reproduktionszahl stabil bei unter 1 zu halten.

Vom RKI werden täglich zwei verschiedene R-Werte veröffentlicht: der 4-Tage-R-Wert (sensitiver und aktueller) und der 7-Tage-R-Wert (stabiler, bezieht sich auf ein weiter zurückliegendes Infektionsgeschehen).

Impfung

Wen schützt die Impfung?

Durch Impfung erreichte Herdenimmunität schützt auch diejenigen, die nicht geimpft werden können, wie z. B. Personen mit Immunschwäche, da das Ansteckungsgeschehen in der Bevölkerung dann geringer sein kann. In Ländern mit geringer Impfquote können Krankheiten ausbrechen, die durch Impfungen vermeidbar wären, da der Anteil der geimpften Personen bzw. der Personen, die die Erkrankung bereits hatten, unter dem Schwellenwert liegt, der zur Erreichung der Herdenimmunität nötig ist. So ist es etwa weltweit in mehreren Regionen mit geringer Impfquote zu Ausbrüchen der Masern gekommen. Hinzu kommt, dass der Impfschutz mit der Zeit nachlassen kann, sodass Auffrischungsimpfungen nötig sind.

Welche Impfstoffe sind verfügbar?

Derzeit wird eine ganze Reihe von Impfstoffen gegen das SARS-CoV-2-Virus erprobt. Die deutsche Firma BioNTech und ihr Kooperationspartner Pfizer sowie die US-amerikanische Firma Moderna haben bekanntgegeben, dass der von ihnen entwickelte Impfstoff nach vorläufigen Ergebnissen eine 95- bzw. 90-prozentige Wirksamkeit aufweist. Für den Impfstoff der britisch-schwedische Firma AstraZeneca wird eine ca. 80-prozentige Wirksamkeit angegeben und für den Impfstoff der Firma Johnson&Johnson (Janssen) eine 66-prozentige Wirksamkeit.

Die Impfstoffe der Firmen BioNTech, Moderna, AstraZeneca und Johnson & Johnson sind in der EU zugelassen. Ihr Einsatz wird von der Ständigen Impfkommission am Robert Koch-Institut empfohlen.

Der Vektorimpfstoff der Firma Johnson&Johnson (Janssen) muss nur einmal verabreicht werden, die drei anderen Impfstoffe zweimal. Impfabstände: BioNTech und Moderna 6 Wochen, AstraZeneca 12 Wochen.

Wie lange hält der Schutz?

Es ist noch unklar, wie lange die Schutzwirkung der Impfungen andauert und wie die Langzeitnebenwirkungen aussehen. Die Ansteckungsfähigkeit bei nach einer Impfung mit SARS-CoV-2-infizierten Personen ist nach derzeitiger Datenlage vermindert. Solange noch keine sicheren Daten zu einer Ansteckungsgefahr durch Geimpfte vorliegen, müssen auch Geimpfte weiterhin die AHA+L+A-Regeln (Abstand, Hygiene, Maskentragen, Lüften, App) einhalten.

Nebenwirkungen 

Bei allen in Deutschland empfohlenen Impfstoffen wurden mehr oder weniger häufig Nebenwirkungen angegeben, die auch von anderen Impfungen bekannt sind, wie Schmerzen und Schwellung an der Einstichstelle, leichtes Fieber, Kopfschmerzen, Krankheitsgefühl.

Sehr selten kann es in Zusammenhang mit der Impfung mit dem AstraZeneca-Impfstoff zu einer Gerinnungsstörung mit einem Auftreten von Hirnvenenthrombosen oder anderen Thrombosen kommen. Da diese Nebenwirkung vor allem bei Frauen unter 55 Jahren auftraten, wird die Anwendung dieses Impfstoffes bei Personen unter 60 Jahren in Deutschland nicht mehr empfohlen. Insgesamt wird aber der Nutzen der Impfung bei der Eindämmung der Pandemie als höher eingeschätzt als die Gefahr durch die seltenen Nebenwirkungen.

Personen unter 60 Jahren, die eine erste Dosis mit dem Impfstoff von AstraZeneca erhalten haben, sollen nach 12 Wochen eine Impfung mit einem Impfstoff der Firmen BioNTech oder Moderna erhalten.

Da für den Impfstoff der Firma Johnson&Johnson ebenfalls einzelne Fälle ungewöhnlicher thrombotischer Erkrankungen aus den USA berichtet wurden, wurde der Impfstoff von der Europäischen Arzneimittelbehörde (EMA) erneut überprüft und ist jetzt in der EU zugelassen. 

Die Impfstoffe der Firmen AstraZeneca und Johnson&Johnson werden von der STIKO erst ab einem Alter von 60 Jahren empfohlen, da Nebenwirkungen mit ungewöhnlichen Blutgerinnseln beispielsweise der Hirnvenen vor allem bei Patient*innen unter 55 Jahren aufgetreten sind.

Die Tiroler Gesellschaft für Allgemeinmedizin (TGAM) stellt eine Patienteninformation Die AstraZeneca-Impfung bereit und das RKI die Seite Kurz & Knapp: Faktenblätter zum Impfen.

mRNA-Methode

Die Impfstoffe der Firmen BioNTech und Moderna beruhen auf der mRNA-Methode, einem neuen Verfahren zur Herstellung von Impfstoffen für den Menschen. Bei dieser Methode wird eine kurze Gensequenz eines kleinen Teils des Virus, des Spike-Proteins (dies sind die „Stacheln“ auf dem Coronavirus), in den Impfstoff eingebaut. Nachdem die Impfung verabreicht wurde, beginnt die Körperzelle, diese mRNA-Ketten zu kopieren. Die mRNA-Gensequenz wird dabei nicht in den Zellkern der menschlichen Körperzelle aufgenommen. Das Immunsystem entdeckt den „Eindringling“ und fängt an, Antikörper gegen die entsprechenden Fragmente des Virus zu bilden, wodurch der Körper gegen das gesamte Virus immun wird.

Adenoviren-Methode (Vektorimpfstoffe)

Die Impfstoffe der Firmen AstraZeneca und Johnson&Johnson (Janssen) funktionieren mit abgeschwächten Adenoviren, die für Menschen nicht gefährlich sind. In diese nicht vermehrungsfähigen Lebendviren ist eine kurze Gensequenz in Form einer DNA-Kette eingefügt, die ebenfalls von Körperzellen an der Einstichstelle aufgenommen und dort abgelesen wird. Auch in diesem Fall wird das Virusprotein vom menschlichen Immunsystem entdeckt, das daraufhin spezifische Antikörper produziert.

Wer wird zuerst geimpft und wo?

Weil in Deutschland nur begrenzte Impfstoffmengen verfügbar sind, wurden laut STIKO bestimmte Personengruppen bevorzugt geimpft: Bewohner*innen und Mitarbeiter*innen von Altenpflegeeinrichtungen, über 80-Jährige und medizinisches Personal mit besonders hohem Expositionsrisiko. Personen ab 70 Jahren und solche mit schwereren Grunderkrankungen und damit hohem Risiko im Falle einer COVID-19-Erkrankung sind danach an der Reihe. In vielen Bundesländern werden bereits Personen ab 60 Jahren mit leichten Grunderkrankungen geimpft. Die Impftermine werden über Impfzentren vergeben. Die Termine müssen online vereinbart werden: Impfterminservice. Seit dem 06.04.2021 wird deutschlandweit außerdem auch in Hausarztpraxen geimpft.

Die Gesundheitsministerkonferenz (GMK) hat für die Impfstoffe der Firmen Johnson&Johnson und AstraZeneca die Altersbegrenzung für Menschen über 60 und die Priorisierung aufgehoben. D. h. Personen, die in der Impfpriorisierung noch nicht an der Reihe sind, können sich, wenn sie das Thromboserisiko in Kauf nehmen, damit impfen lassen. Außerdem hat die GMK auch den vorgegebenen Impfabstand von 12 Wochen für den AstraZeneca-Impfstoff aufgehoben. Jetzt darf die Zweitimpfung bereits nach vier Wochen verabreicht werden, obwohl die Wirksamkeit des Impfstoffes dadurch deutlich reduziert wird (von 82 % auf 50 %). Die STIKO empfiehlt jedoch weiterhin, die Priorisierung und den Impfabstand von 12 Wochen beizubehalten.

Wirkung gegen die neuen Virusvarianten

Laut RKI sind die Impfstoffe der Firmen BioNTech, Moderna und AstraZeneca auch gegen die neue britische Virusvariante B.1.1.7 wirksam, aber mit geringer bis mäßiger Wirkungseinschränkung. Die Wirksamkeit der Impfstoffe gegen die Virusvarianten aus Südafrika und Brasilien ist deutlicher eingeschränkt. Für den Impfstoff der Firma AstraZeneca wurde inzwischen eine fehlende Schutzwirkung gegen die südafrikanische Variante nachgewiesen. Der Impfstoff der Firma Johnson&Johnson weist eine gute Wirksamkeit gegen die südafrikanische Virusvariante auf.

Natürliche Infektion

Herdenimmunität kann auch erreicht werden, indem ausreichend viele Personen in der Bevölkerung die Infektion durchmachen und Antikörper bilden, die vor einer erneuten Infektion schützen. Beim COVID-19-Virus wissen wir bisher noch nicht, ob eine durchgemachte Infektion bei allen Genesenen eine wirksame Immunität verleiht, und wenn ja, wie lange diese anhält.

Wenn die Herdenimmunität durch natürliche Infektionen erreicht werden soll, müssten wir zudem den Schwellenwert für die Herdenimmunität von 60 bis 70 % überschreiten. Das heißt, dass deutlich mehr als die Hälfte der Bevölkerung die Krankheit bekommen muss. Bei COVID-19 ist das mit erheblichen Gefahren für die öffentliche Gesundheit, einer hohen Zahl Schwerkranker und Verstorbener sowie einer Überlastung des Gesundheitssystems verbunden. Zuverlässige und sichere Impfstoffe werden die Aussichten in der Pandemie deshalb enorm verbessern.

Auch wenn das Virus nach Erreichen der Herdenimmunität in der Bevölkerung nicht mehr weit verbreitet ist, können Personen, die nicht immun sind, immer noch erkranken. Die Herdenimmunität reduziert das Risiko einer Ansteckung, doch das bedeutet nicht, dass die Erkrankung bei nicht-immunen Personen nicht weiterhin auftreten kann.

Vorbeugende Maßnahmen

Auch wenn jetzt Impfstoffe gegen COVID-19 EU-weit verfügbar sind, müssen wir uns weiter vor dem Coronavirus schützen, indem wir die Kontaktbeschränkungen einhalten und weiterhin die AHA+L+A-Regeln befolgen:

  • Abstand halten.
  • Hygiene beachten.
  • Alltagsmaske tragen.
  • Lüften
  • App (Corona-Warn-App nutzen).

Weitere Informationen

Quellen

Literatur

  1. Gesellschaft für Virologie: Stellungnahme der Gesellschaft für Virologie zu einem wissenschaftlich begründeten Vorgehen gegen die Covid-19 Pandemie. Stand 06.11.2020 (Letzter Zugriff am 01.12.2020) www.g-f-v.org
  2. Desai AN, Majumder MS. What Is Herd Immunity? JAMA. Published online October 19, 2020. jamanetwork.com
  3. Omer SB, Yildirim I, Forman HP. Herd Immunity and Implications for SARS-CoV-2 Control. JAMA. Published online October 19, 2020. jamanetwork.com
  4. Ioannidis JPA. Global perspective of COVID-19 epidemiology for a full-cycle pandemic. Eur J Clin Invest. 2020 Oct 7:e13423. onlinelibrary.wiley.com
  5. Mayo Clinic. Herd immunity and COVID-19 (coronavirus): What you need to know. June 06, 2020. newsnetwork.mayoclinic.org
  6. RKI. Antworten auf häufig gestellte Fragen zum Coronavirus SARS-CoV-2 / Krankheit COVID-19 Gesamtstand: 03.05.2021 (letzter Zugriff am 05.05.2021). www.rki.de

Autor*innen

  • Marlies Karsch-Völk, Dr. med., Fachärztin für Allgemeinmedizin, München 
  • Die ursprüngliche Version dieses Artikels basiert auf einem entsprechenden Artikel im norwegischen hausärztlichen Online-Handbuch Norsk Elektronisk Legehåndbok (NEL, https://legehandboka.no/).