Dieser Artikel setzt voraus, dass Sie mit den Begriffen Antikörper, Antigen, Immunität und Erreger vertraut sind. Definitionen finden Sie im Glossar.
Eine Person kann auf verschiedene Weise immun gegen eine bestimmte Krankheit werden. Bei einigen Krankheiten, wie z. B. Masern und Windpocken, führt das Durchmachen der Krankheit in der Regel zu einer lebenslangen Immunität gegen sie. Eine Impfung ist eine weitere Möglichkeit, gegen eine Krankheit immun zu werden. Beide Arten, Immunität zu erlangen, entweder durch eine Krankheit oder durch eine Impfung, sind Beispiele für aktive Immunität. Aktive Immunität entsteht, wenn das Immunsystem einer Person arbeitet, um Antikörper zu produzieren und andere Immunzellen gegen bestimmte Krankheitserreger zu aktivieren. Wenn die Person diesem Erreger erneut begegnet, sind die spezifischen Immunzellen bereits darauf vorbereitet, ihn zu bekämpfen.
Eine andere Art der Immunität, die passive Immunität, entsteht, wenn eine Person die Antikörper einer anderen Person erhält. Wenn diese Antikörper in den Körper der Person eingebracht werden, helfen die „geliehenen“ Antikörper, bestimmte Infektionskrankheiten zu verhindern oder zu bekämpfen. Der Schutz, den die passive Immunisierung bietet, ist kurzlebig und hält in der Regel nur wenige Wochen oder Monate an. Aber er hilft, gleich zu schützen.
Passive Immunität: Natürliche vs. künstliche
Natürliche Säuglinge profitieren von der passiven Immunität, die erworben wird, wenn die Antikörper und erregerbekämpfenden weißen Zellen ihrer Mütter die Plazenta passieren, um die sich entwickelnden Kinder zu erreichen, besonders im dritten Trimester. Eine Substanz namens Kolostrum, die ein Säugling während des Stillens in den ersten Tagen nach der Geburt und bevor die Mutter beginnt, „echte“ Muttermilch zu produzieren, erhält, ist reich an Antikörpern und bietet dem Säugling Schutz. Die Muttermilch ist zwar nicht so reich an schützenden Bestandteilen wie das Kolostrum, enthält aber ebenfalls Antikörper, die an den gestillten Säugling weitergegeben werden. Dieser von der Mutter bereitgestellte Schutz ist jedoch nur von kurzer Dauer. Während der ersten Lebensmonate sinkt der mütterliche Antikörperspiegel im Säugling, und der Schutz lässt bis zum Alter von etwa sechs Monaten nach.
Künstliche Passive Immunität kann künstlich erzeugt werden, wenn Antikörper als Medikament an eine nicht immune Person verabreicht werden. Diese Antikörper können aus den gepoolten und gereinigten Blutprodukten von immunen Menschen oder von nicht-menschlichen immunen Tieren, wie z. B. Pferden, stammen. Tatsächlich stammten die frühesten antikörperhaltigen Präparate, die gegen Infektionskrankheiten eingesetzt wurden, von Pferden, Schafen und Kaninchen.
Die Geschichte der passiven Immunisierung
Antikörper wurden erstmals im späten 19. Jahrhundert zur Behandlung von Krankheiten eingesetzt, als sich das Gebiet der Bakteriologie entwickelte. Die erste Erfolgsgeschichte betraf die Diphtherie, eine gefährliche Krankheit, die den Rachen und die Atemwege derjenigen verstopft, die sich damit infizieren.
Im Jahr 1890 immunisierten Shibasaburo Kitasato (1852-1931) und Emil von Behring (1854-1917) Meerschweinchen gegen Diphtherie mit hitzebehandelten Blutprodukten von Tieren, die sich von der Krankheit erholt hatten. Die Präparate enthielten Antikörper gegen das Diphtherie-Toxin, die die Meerschweinchen schützten, wenn sie kurz darauf tödlichen Dosen von Diphtherie-Bakterien und deren Toxin ausgesetzt wurden. Als nächstes zeigten die Wissenschaftler, dass sie Diphtherie bei einem Tier heilen konnten, indem sie ihm die Blutprodukte eines immunisierten Tieres injizierten. Bald gingen sie dazu über, den Ansatz am Menschen zu testen und konnten zeigen, dass Blutprodukte von immunisierten Tieren Diphtherie beim Menschen behandeln können. Die antikörperhaltige Blutsubstanz wurde Diphtherie-Antitoxin genannt, und öffentliche Gesundheitsämter und kommerzielle Unternehmen begannen ab 1895, es zu produzieren und zu vertreiben. Kitasato, von Behring und andere Wissenschaftler widmeten sich dann der Behandlung von Tetanus, Pocken und Beulenpest mit antikörperhaltigen Blutprodukten.
Der Einsatz von Antikörpern zur Behandlung bestimmter Krankheiten führte zu Versuchen, Impfungen gegen die Krankheiten zu entwickeln. Dr. Joseph Stokes Jr. und Dr. John Neefe führten während des Zweiten Weltkriegs an der Universität von Pennsylvania im Auftrag der US-Marine Versuche durch, um den Einsatz von Antikörperpräparaten zur Vorbeugung von infektiöser Hepatitis (heute Hepatitis A genannt) zu untersuchen. Ihre Pionierarbeit, zusammen mit Fortschritten bei der Abtrennung der antikörperhaltigen Blutkomponente, führte zu vielen Studien über die Wirksamkeit von Antikörperpräparaten zur Immunisierung gegen Masern und infektiöse Hepatitis.
Bevor der Polio-Impfstoff zugelassen wurde, hatten Gesundheitsbehörden Hoffnungen auf die Verwendung von Gammaglobulin (ein antikörperhaltiges Blutprodukt) zur Vorbeugung der Krankheit. William M. Hammon, MD, von der University of Pittsburgh Graduate School of Public Health führte, aufbauend auf der Arbeit von Stokes und Neefe, 1951-52 wichtige Versuche durch, um diese Idee zu testen. Er zeigte, dass die Verabreichung von Gammaglobulin mit bekannten Poliovirus-Antikörpern Fälle von paralytischer Kinderlähmung verhindern konnte. Die begrenzte Verfügbarkeit von Gammaglobulin und der kurzfristige Schutz, den es bot, bedeuteten jedoch, dass die Behandlung nicht auf breiter Basis eingesetzt werden konnte. Die Zulassung des inaktivierten Salk-Polio-Impfstoffs im Jahr 1955 machte die Verwendung von Gammaglobulin für die Poliovirus-Immunisierung unnötig.
Passive Immunisierung heute
Heute können Patienten mit Antikörpern behandelt werden, wenn sie an Diphtherie oder Cytomegalovirus erkrankt sind. Oder die Antikörperbehandlung wird als vorbeugende Maßnahme nach der Exposition gegenüber einem Krankheitserreger eingesetzt, um zu versuchen, die Entwicklung einer Krankheit zu verhindern (z. B. bei Respiratorischem Synzytialvirus, Masern, Tetanus, Hepatitis A, Hepatitis B, Tollwut oder Windpocken). Die Behandlung mit Antikörpern wird bei diesen Krankheiten nicht routinemäßig eingesetzt, kann aber bei Personen mit hohem Risiko, wie z. B. Menschen mit geschwächtem Immunsystem, von Vorteil sein.
Vor- und Nachteile der passiven Immunisierung
Impfstoffe benötigen typischerweise Zeit (Wochen oder Monate), um eine schützende Immunität bei einer Person zu erzeugen und können mehrere Dosen über einen bestimmten Zeitraum hinweg erfordern, um einen optimalen Schutz zu erreichen. Die passive Immunisierung hat jedoch den Vorteil, dass sie schnell wirkt und innerhalb von Stunden oder Tagen eine Immunantwort hervorruft, schneller als ein Impfstoff. Außerdem kann die passive Immunisierung ein schwaches Immunsystem außer Kraft setzen, was besonders bei Personen hilfreich ist, die nicht auf eine Impfung ansprechen.
Antikörper haben jedoch gewisse Nachteile. Erstens kann die Herstellung von Antikörpern schwierig und kostspielig sein. Obwohl neue Techniken helfen können, Antikörper im Labor zu produzieren, müssen in den meisten Fällen Antikörper gegen Infektionskrankheiten aus dem Blut von Hunderten oder Tausenden von menschlichen Spendern gewonnen werden. Oder sie müssen aus dem Blut von immunen Tieren gewonnen werden (wie bei Antikörpern, die Schlangengifte neutralisieren). Bei Antikörpern, die von Tieren gewonnen werden, kann es beim Empfänger zu schweren allergischen Reaktionen kommen. Ein weiterer Nachteil ist, dass viele Antikörperbehandlungen über eine intravenöse Injektion verabreicht werden müssen, was ein zeitaufwändigeres und potenziell komplizierteres Verfahren ist als die Injektion eines Impfstoffs. Schließlich ist die durch die passive Immunisierung vermittelte Immunität nur von kurzer Dauer: Sie führt nicht zur Bildung von langlebigen Gedächtnisimmunzellen.
In bestimmten Fällen können passive und aktive Immunität gemeinsam eingesetzt werden. Zum Beispiel könnte eine Person, die von einem tollwütigen Tier gebissen wurde, Tollwut-Antikörper (passive Immunisierung, um eine sofortige Reaktion zu erzeugen) und einen Tollwut-Impfstoff (aktive Immunität, um eine lang anhaltende Reaktion auf dieses sich langsam vermehrende Virus hervorzurufen) erhalten.
Zukunftstrends
Monoklonale Antikörper werden zunehmend zur Herstellung monoklonaler Antikörper (MAbs) eingesetzt – „mono“ bedeutet, dass es sich um einen reinen, einzelnen Antikörpertyp handelt, der auf eine einzige Stelle eines Erregers abzielt, und „klonal“, weil sie von einer einzigen Mutterzelle produziert werden.
Monoklonale Antikörper wurden erstmals von den Forschern Dr. Cesar Milstein (1927-2002) und Dr. Georges Kohler (1946-1995) entwickelt, die kurzlebige, Antikörper produzierende Milzzellen von Mäusen (die einem bestimmten Antigen ausgesetzt worden waren) mit langlebigen Tumorzellen von Mäusen kombinierten. Die kombinierten Zellen produzierten Antikörper gegen das Zielantigen. Für ihre Entdeckung erhielten Milstein und Kohler 1984 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.
Bis heute ist nur ein MAb-Präparat zur Prävention einer Infektionskrankheit auf dem Markt. Dabei handelt es sich um ein MAb-Präparat zur Vorbeugung von schweren Erkrankungen durch RSV bei Hochrisikokindern. Zunehmend setzen Ärzte MAbs auch zur Bekämpfung von nicht-infektiösen Krankheiten ein, wie z.B. bestimmte Krebsarten, Multiple Sklerose, rheumatoide Arthritis, Morbus Crohn und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Wissenschaftler erforschen weitere neue Technologien zur Herstellung von Antikörpern im Labor, wie z.B. rekombinante Systeme unter Verwendung von Hefezellen oder Viren und Systeme, die menschliche Zellen und Mauszellen oder menschliche DNA und Maus-DNA kombinieren.
Bioterror-Bedrohungen Im Falle der absichtlichen Freisetzung eines infektiösen biologischen Agens haben Biosicherheitsexperten vorgeschlagen, dass die passive Immunisierung eine Rolle bei der Notfallreaktion spielen könnte. Der Vorteil der Verwendung von Antikörpern anstelle von Impfstoffen zur Reaktion auf ein Bioterror-Ereignis ist, dass Antikörper einen sofortigen Schutz bieten, während eine Schutzreaktion, die durch einen Impfstoff erzeugt wird, nicht sofort eintritt und in einigen Fällen von einer Auffrischungsdosis zu einem späteren Zeitpunkt abhängt.
Kandidaten für diese mögliche Anwendung der passiven Immunisierung sind Botulinumtoxin, Tularämie, Anthrax und Pest. Für die meisten dieser Ziele wurden bisher nur Tierstudien durchgeführt, so dass sich der Einsatz der passiven Immunisierung bei potenziellen Bioterror-Ereignissen noch im experimentellen Stadium befindet.
Zusammenfassung
Antikörper waren eines der ersten Werkzeuge, die gegen spezifische Infektionskrankheiten eingesetzt wurden. Mit der zunehmenden Verbreitung von Antibiotika und der Entwicklung von Impfstoffen wurde die passive Immunisierung immer seltener eingesetzt. Doch auch heute noch spielen Antikörper eine Rolle gegen Infektionskrankheiten, wenn Ärzte Antikörper einsetzen, um eine passive Immunität zu erreichen und bestimmte Krankheiten bei Patienten zu behandeln. Wissenschaftler erforschen neue Anwendungen für die passive Immunisierung und Antikörperbehandlung sowie neue und effizientere Methoden zur Herstellung von Antikörpern.
Quellen
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Letzte Aktualisierung am 10. Januar 2018