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Polio – Dank Tierversuchen fast ausgerottet

Das Foto zeigt Menschen mit Lähmungen.
Polio-Patienten mit Lähmungen in Vietnam in einer REhabilitationseinrichtung von USAID. Photo: Richard Nyberg, USAID

Nur durch Forschung mit Versuchen an Rhesusaffen und Schimpansen waren Wissenschaftler in den USA in den 1950er Jahren in der Lage, Impfstoffe gegen die als „Kinderlähmung“ bekannte Poliomyelitis zu finden. Das Poliovirus war etwa zwischen 1900 und 1960 weltweit verbreitet, befällt die Nervenzellen des Rückenmarks und führt häufig zu schweren Lähmungen, nicht selten auch zum Tod. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts trat Polio alle fünf bis sechs Jahre als Epidemie unter anderem in Europa und den USA auf, wobei regelmäßig tausende Erkrankte starben - vor allem Kinder. Durch die Impfstoffe sind weltweit seit dem Jahr 2000 13 Millionen Kinder vor einem Polioausbruch und dem möglich Tod gerettet worden, rechnet die Weltgesundheitsorganisation hoch. Seit 1988 seien außerdem die weltweiten Polio-Infektionszahlen um 99 Prozent von 350 000 auf 37 im Jahr 2016 gemeldete Fälle zurückgegangen.

 Zunächst waren Affen als Modelle für die eindeutige Identifizierung und nähere Beschreibung der Krankheit unverzichtbar: Zwei österreichische Wissenschaftler, der Pathologe und Nobelpreisträger Karl Landsteiner und der Arzt Erwin Popper, fanden 1908 im Tierversuch heraus, dass es sich bei der Ursache der Erkrankung um ein Virus handelte, das unter anderen Nervenzellen befällt und daher Menschen lähmt. Auf dem weiteren Weg der Impfstoffentwicklung wiesen Wissenschaftler zunächst nach, dass Blutserum infizierter Rhesusaffen gegen das Poliovirus schützen konnte. Später auch, dass auch Infizierte die Krankheit weiter verbreiteten, bei denen sie nicht ausbrach. Tatsächlich entwickeln laut WHO 90 Prozent aller Infizierten keine oder nur milde Krankheitssymptome und bleiben unentdeckt.

Inaktivierter Impfstoff von Jonas Salk

Das Foto zeigt einen Wissenschaftler, der einem Rhesusaffen einen Polioimpfstoff spritzt.
Dr. L. James Lewis, ein Mitarbeiter von Dr. Jonas Salk, spritzt einem Rhesusaffen den Polio-Impfstoff. Zunächst anästhesierte er den Affen, dann rasierte er sein Bein und desinfizierte die freie Haustelle. Danach spritzte er den Impfstoff ins Muskelgewebe. Das Foto wurde 1955 vier Tage vor der Veröffentlichung des Auswertungsberichts über den Polio-Impfstoff aufgenommen. Foto: Bettmann/ Corbis

In der Folgezeit spielten Tierversuche mit nicht-menschlichen Primaten bei der parallelen Entwicklung zweier verschiedener Impfstoffe gegen Polio eine bedeutende Rolle. Jonas Salk entwickelte in den 1950er Jahren einen Impfstoff auf der Basis toter Polioviren, der Patienten gespritzt werden muss, Albert Sabin kurz darauf einen Schluckimpfstoff. Salk testete seinen Impfstoff zunächst an Affen auf Giftigkeit und Wirksamkeit, bevor der Wirkstoff in einer großen Studie in den USA an freiwillig teilnehmenden Kindern getestet wurde. Zudem wird für die Herstellung dieses sogenannten inaktivierten Impfstoffes eine Zelllinie verwendet, die aus Nierenzellen von grünen Meerkatzen entwickelt wurde, um die Viren zu vermehren.

Der inaktivierte Impfstoff wird mittlerweile in denjenigen Ländern der Welt verwendet, in denen das Virus als ausgerottet gilt, da es ein verschwindend geringes statistisches Risiko gibt, an einer Impf-Poliomyelitis zu erkranken. Laut Polio-Sebsthilfe erkrankt einer unter 600.000 Geimpften, von diesen wiederum verläuft ein Prozent aller Fälle als Erkrankung mit Lähmung.

Schluckimpfstoff von Albert Sabin

Das Foto zeigt eine Frau, die einem Mann eine Schluckimpfung verabreicht.
Schluckimpfung gegen Polio in Kongo. Foto: Alain Mukeba; USAID Demokratische Republik Kongo

Parallel zu Jonas Salk entwickelt der Virologe Albert Sabin einen Schluckimpfstoff gegen Polio. In der Entwicklung dieses Impfstoffs war Sabin auf Versuche nicht nur mit Rhesusaffen, sondern auch mit Nagern angewiesen. Laut Sabin selbst waren diese Versuche unter anderem unverzichtbar, um verschiedene Charakteristika unterschiedlicher Stämme des Poliovirus zu bestimmen. Die heute existierenden Impfstoffe schützen gegen drei verschiedene Typen des Poliovirus.

Der Schluckimpfstoff funktioniert nach dem Prinzip, dass eine Dosis sogenannter attenuierter Viren verschiedener Stämme geschluckt wird. Attenuierte Viren sind solche, bei denen durch kontrollierte Mutation der Gene die krankmachenden Charakteristiken nicht mehr auftreten. Auch bei dieser ursprünglichen Attenuierung der Viren war Sabin wiederum auf Affen als Versuchstiere angewiesen: Eine Vermehrung der Virenstämme war notwendig, um unter den mutierenden Viren solche zu finden, die nicht mehr krank machten. Dazu musste Sabin neben Virus-Zellkulturen, die gerade erst entdeckt worden waren, auch auf lebende Affen zurückgreifen. Auch als Testmodelle für den Impfstoff waren Rhesusaffen notwendig.

Zudem benötigten die Wissenschaftler um Sabin die Tiere in den ersten Jahren der Entwicklung auch für die Produktion des eigentlichen Schluckimpfstoffes. Laut Smithsonian Nationalmuseum der USA erbrachte ein Rhesusaffe 65 Dosen des Impfstoffes für Menschen. Mittlerweile werden die auf Sabin zurückgehenden attenuierten Viren in einem Saatgutsystem vermehrt.

Mit Hilfe dieses Impfstoffes konnte die Krankheit in 121 von 125 gezählten Verbreitungsländern faktisch ausgerottet werden. Weltweit wurden Millionen Kinder  geimpft und die Infektionsrate von bis zu hunderttausend pro Jahr auf wenige tausend reduziert. Wegen der einfacheren Verabreichung, der Wirksamkeit und der geringen Kosten wird der Schluckimpfstoff noch immer den letzten Ländern angewendet, in denen das Wildvirus noch verbreitet ist.

Hier im Video sehen Sie ein Beispiel einer Schluckimpfungsaktion aus Indien.

Das Foto zeigt einen Jungen

Seit 1988 läuft ein Programm der Weltgesundheitsorganisation zur Ausrottung des Virus – wegen der Krisen im Nahen Osten hat sich die Krankheit zuletzt aber wieder häufiger verbreitet. 2012 erklärte die WHO Europa für zehn Jahre poliofrei.