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Pneumokokken können schwere invasive Erkrankungen verursachen.
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Infektiologie 22. Februar 2011

Die Kapsel schützt den Erreger

Pneumokokken werden durch ihre Polysaccharidkapsel vor Phagozytose geschützt. Die zunehmende Antibiotikaresistenz dieser Keime unterstreicht die Bedeutung der Impfung.

Pneumokokken sind häufig normale Bewohner des Nasopharynx. Kommt es jedoch zu einer Infektion, können diese Erreger schwere invasive Erkrankungen hervorrufen, vor allem bei kleinen Kindern und älteren Erwachsenen. Als Schutzmaßnahme stehen derzeit für Kinder konjugierte Pneumokokken-Impfstoffe, für Erwachsene ein Polysaccharid-Impfstoff zur Verfügung. Worin sich diese Vakzine unterscheiden und warum eine Impfung gegen Pneumokokken auch zur Antibiotika-Resistenzverminderung beitragen kann, war Inhalt eines Vortags am Wiener Impftag.

 

Streptococcus pneumoniae ist nach wie vor der häufigste Verursacher ambulant erworbener Pneumonien, gefolgt von Influenza A-Viren und Mycoplasma pneumoniae. Besonders betroffen sind Kinder und ältere Erwachsene – dies spiegelt sich in der Anzahl der Hospitalisierungen infolge einer Pneumokokken-Infektion wider. Während sich bei Säuglingen und Kleinkindern schwere invasive Pneumokokken-Erkrankungen in Form von Meningitis und Sepsis manifestieren, treten bei Erwachsenen vor allem Pneumonie und Sepsis in den Vordergrund.

Die durch Pneumokokken verursachten Erkrankungen sind aber die am wirksamsten durch Impfung verhinderbaren Erkrankungen, wie ein Vergleich mit Masern, Rotaviren, Hib, Pertussis oder Tetanus zeigt (Vaccine preventable disease, WHO 2002). Außerdem kann durch diese Impfung auch die Penicillin-Resistenz herabgesetzt werden, ein Umstand, der besonders in Ländern wie Spanien, Frankreich oder Griechenland eine besondere Rolle spielt. Hier liegen die Penicillin-Resistenzraten zwischen 25 und 50 Prozent. „Daraus lässt sich der Stellenwert, den wir dieser Impfung zuweisen müssen, erkennen“, betonte Prof. DDr. Egon Marth, Institut für Hygiene, Mikrobiologie und Umweltmedizin der Medizinischen Universität Graz.

Die Kapsel – wichtigster Pathogenitätsfaktor

Streptococcus pneumoniae ist ein grampositives, Kapsel bildendes Bakterium. Diese Polysaccharidkapsel ist der wichtigste Virulenzfaktor. Er schützt die Pneumokokken vor Phagozytose durch Granulozyten oder Makrophagen, da die Kapsel-Polysaccharide vom Immunsystem nur erschwert als Antigene erkannt werden. Dadurch können die an der Oberfläche der Bakterien befindlichen Proteine, die als gute Antigene rasch vom Immunsystem erfasst und bekämpft werden, von schlechten Antigenen zugedeckt werden. Der Schutz, den die Kapsel gegen Antikörper und Komplementsystem verleiht, ermöglicht es damit den Bakterien, in den Blutgefäßen zu überleben und Organe zu befallen (invasive Erkrankung). Die Voraussetzung für diese endogene Infektion ist eine Besiedelung der Schleimhäute.

Impfstoffe mit unterschiedlichen Angriffspunkten

„Im Zusammenhang mit der Wirkungsweise von Polysaccharid-Impfstoffen und konjugierten Impfstoffen ist die Unterscheidung von zwei Antigenarten entscheidend“, so Marth. Die Thymus-abhängigen (TD) Antigene, die nur unter Mitwirkung von T-Lymphozyten eine Immunantwort induzieren, und die Thymus-unabhängigen (TI) Antigene. Bei Zweiteren handelt es sich um keine Proteine, sie ermöglichen eine Aktivierung der B-Zelle ohne T-Zelle. Die meisten TI-Antigene induzieren die Produktion von IgM und IBG-2.

Die Art der Immunantwort beim Pneumokokken-Polysaccharidimpfstoff ist Thymus-unabhängig. Daher erzeugt dieser Impfstoff bei Kindern unter zwei Jahren keine Immunogenität – bestimmte B-Zellen liegen im Kleinkindesalter noch nicht vor. Es wird auch kein immunologisches Gedächtnis aufgebaut, wodurch ein Booster-Effekt nach Wiederimpfungen fehlt. Nicht-konjugierte Polysaccharid-Impfstoffe induzieren zudem eine Hyporesponsiveness.

Werden die Polysaccharide an Träger gekoppelt, also konjugiert, kann die Antikörperantwort verstärkt werden. Heute zur Verfügung stehende Trägerproteine sind beispielsweise Diphtherietoxoid, Tetanustoxoide, CRM197, OMP oder ein rekombinantes Haemophilus-influenzae-b-Protein.

TD-Antigene aktivieren sowohl das zelluläre als auch humorale Immunsystem. Konjugierte Impfstoffe sind damit hoch immunogen und induzieren ein immunologisches Gedächtnis, auch beim Säugling. Daher können diese Impfstoffe ab dem 2. Lebensmonat verabreicht werden und „Auffrischungsimpfungen“ sind möglich. Sie verhindern die invasive Infektion und haben auch einen Benefit für die nicht invasive Infektion.

Replacement und Resistenz

Prevenar 7 (PnC-7v) war der erste verfügbare konjugierte Pneumokokkenimpfstoff und enthält die Serotypen 4, 6B, 9V, 14, 18C, 19F, 23F, gekoppelt an das Trägerprotein CRM197. Die Verimpfung der Vakzine führte zu einem Rückgang invasiver Erkrankungen, hervorgerufen sowohl durch penicillinempfindliche als auch penicillinunempflindliche Pneumokokken. (Kyaw M. Y. et al, New Engl J Med 2006;354: 1455-1463). Die Reduktion der Kolonisierung des Nasopharyngealraums betraf vor allem die in der Vakzine enthaltenen Pneumokokkenserotypen, die teilweise eine Penicillinresistenz aufweisen. (Linares J, Clin Microbiol Infect 2010; 16: 402-410) Stämme, die Resistenzen zeigen, sind vor allem jene, welche die Schleimhäute des Nasopharynx langfristig kolonisieren können und daher häufig einer Antibiotikatherapie ausgesetzt waren.

Gleichzeitig mit der Reduktion der vor allem im Impfstoff enthaltenen Serotypen wurde ein simultaner Anstieg der Kolonisierung mit nicht im Impfstoff enthaltenen Pneumokokkenserotypen beobachtet, beispielsweise beim in der Impfvorära nicht vorhandenen Serotyp 19A, der vor allem bei den unter 5-jährigen als auch bei den älteren Personen für invasive Pneumokokken-Infektionen verantwortlich ist (Moore M R et al, J Infect Dis 2008; 197: 1016-1027), wie die Grafik zeigt.

Des weiteren wurde die Zunahme des penicillinresistenten Serotyps 6A beobachtet, der vor allem für Infektionen bei Erwachsenen eine wichtige Rolle.

Diese Dynamik erforderte eine Erweiterung der in Impfstoffen enthaltenen Serotpyen. Im zehn-valenten Synflorix (CnP-10) wurden die Serotypen 1, 5, 7F ergänzt, im 13-valenten Prevenar zusätzlich die Serotypen 3, 6A und 19A. „Die Ergänzung der beiden neuen Serotypen 6A und 19A im Impfstoff macht Sinn, denn das wird dazu führen, dass wir uns letztendlich auch von diesen Serotypen befreien können, was letztlich auch eine wichtige Rolle für die Reduktion der Penicillin-Resistenz spielt“, so Marth.

Für Erwachsene stehen konjugierte Pneumokokkenimpfstoffe derzeit noch nicht zur Verfügung, Studien werden jedoch durchgeführt.

 

Quelle: Wiener Impftag, Vortrag von Prof. DDr. Egon Marth: Polysaccharid-Impfstoffe versus Konjug-Impfstoffe – Limitierung und Rationale, 2. Februar 2011, Wien.

Von Dr. Friederike Hörandl, Ärzte Woche 8 /2011

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