Da die Technologie der sich selbst ausbreitenden Impfstoffe voranschreitet, sollte ein Dialog über ihre Risiken folgen
Wissenschaftler in Schottland haben vor kurzem den neuesten Teil der Literatur über die Suche nach sich selbst ausbreitenden Impfstoffen veröffentlicht, d. h. Impfungen, die sich wie eine Krankheit durch Tierpopulationen ausbreiten, aber anstelle von Krankheiten Immunität verbreiten könnten. In einem neuen Artikel haben die Forscherin Megan Griffiths von der University of Glasgow und ihre Kollegen ein Herpesvirus identifiziert, das als viraler Vektor zur Verbreitung eines Tollwutimpfstoffs unter südamerikanischen Vampirfledermäusen eingesetzt werden könnte. Das von Griffiths beschriebene Herpesvirus könnte den Forschern helfen, eine große Hürde bei der Entwicklung eines sich selbst verbreitenden Impfstoffs zu überwinden: Eine bereits bestehende Immunität gegen einen viralen Vektor, der für einen Impfstoff verwendet wird und durch eine frühere Infektion mit dem Virus oder einem verwandten Stamm ausgelöst wurde, kann die Ausbreitung des Impfstoffs verhindern. Griffiths’ Team untersuchte ein Herpesvirus, das Fledermäuse auch dann infizieren kann, wenn sie zuvor mit verwandten Stämmen infiziert waren, und das daher immer noch ein wirksamer viraler Vektor sein könnte.
Scott Nuismer, ein Biologe und führender Vertreter der Forschung auf dem Gebiet der selbstausbreitenden Impfstoffe, sagte, dass diese Entwicklung “uns dem Punkt näher bringt, an dem diese Herausforderungen” beim Einsatz eines Impfstoffs gelöst werden können. Die Technologie der sich selbst ausbreitenden Impfstoffe ist jedoch von Natur aus riskant. Einmal freigesetzt, könnte der Impfstoff mit menschlichen Krankheitserregern rekombinieren. Außerdem könnte er böswilligen Akteuren helfen, Viren zu erzeugen, die Pandemien auslösen können. Trotz dieser Risiken scheint die Forschung an selbstausbreitenden Impfstoffen voranzukommen. Hinter den Kulissen zeichnet sich jedoch ein vielversprechender Trend ab: In Zeitschriftenartikeln setzen sich Biosicherheitsexperten und andere Wissenschaftler auf diesem Gebiet mit den Ideen der anderen auseinander und ebnen möglicherweise den Weg für Diskussionen, die einen Fahrplan für die Abschwächung von Risiken durch neue Biotechnologien bieten könnten.
Nutzen und Risiken von sich selbst ausbreitenden Impfstoffen. Die Geschichte der selbstausbreitenden Impfstoffe begann vor mehr als 20 Jahren mit der Erforschung eines Impfstoffs gegen die hämorrhagische Kaninchenkrankheit, der sich von ursprünglich geimpften Tieren auf andere Kaninchen ausbreitete und einem großen Teil der Kaninchenherde Immunität verlieh. Bis vor kurzem schenkten die Medien und die breite Öffentlichkeit diesem Nischenbereich der Forschung jedoch nur wenig Aufmerksamkeit. Das änderte sich, als Nuismer und der Biologe James Bull auf dem Höhepunkt des ersten COVID-19-Hochs einen Artikel in der Zeitschrift Nature Ecology & Evolution veröffentlichten. Der Artikel löste eine ganze Reihe von Medienberichten über sich selbst ausbreitende Impfstoffe aus und rief bei Biosicherheitsexperten Besorgnis hervor.
In einem Leitfaden zur neuen Studie von Griffiths wies Nuismer (der nicht an der Forschung der Universität Glasgow beteiligt war) auf die unmittelbarste potenzielle Anwendung von selbstausbreitenden Impfstoffen hin: die Verringerung des Risikos von Infektionen des Menschen mit tierischen Krankheitserregern. Im Gegensatz zu ressourcenintensiven Impfkampagnen bei Wildtieren könnten Selbstausbreitungsimpfstoffe eine kosteneffiziente Möglichkeit zur Impfung von Tierpopulationen und zur Verringerung des Auftretens von Krankheitserregern, die den Menschen infizieren können, darstellen. Kostengünstige Tierimpfungen könnten auch zum Schutz von Wildtieren eingesetzt werden und, so die Befürworter, sogar die präventive Eliminierung von Krankheitserregern ermöglichen, die Pandemien auslösen können – auch wenn die Durchführbarkeit des letzteren höchst ungewiss ist.
Andererseits haben Kritiker darauf hingewiesen, dass die Freisetzung eines sich selbst ausbreitenden Virus unvorhergesehene und potenziell schädliche Folgen haben kann. In ihrer am häufigsten befürworteten Form beruhen selbstausbreitende Impfstoffe auf der Einfügung eines nicht pathogenen genetischen Elements des Impfstoffziels, beispielsweise des Tollwutvirus, in ein übertragbares, aber im Allgemeinen harmloses Virus. Wie herkömmliche Impfungen könnte der selbstausbreitende Impfstoff das Immunsystem des Empfängers dazu bringen, schädliche Krankheitserreger zu erkennen und zu bekämpfen.
Es ist sehr wahrscheinlich, dass sich ein selbstausbreitender Impfstoff in ein harmloses Virus zurückverwandelt, da das fremde genetische Element (im Falle eines Tollwutimpfstoffs ein nicht pathogener Teil des Tollwutvirus) für den viralen Vektor evolutionär belastend ist. Dennoch könnte ein sich selbst ausbreitendes Impfvirus das fremde genetische Element oder andere genetische Veränderungen auf andere Viren, einschließlich menschlicher Viren, übertragen. Eine solche genetische Rekombination kann viele Jahre später und grenzüberschreitend unerwartete Folgen haben. So wurde kürzlich festgestellt, dass eine rekombinierte Version eines Virus, das 1952 zur Bekämpfung von Kaninchenschädlingen in Frankreich freigesetzt wurde, in Spanien Wildhasen tötet.
Gefährliche Einblicke in die Virusentwicklung. Die Geschichte zeigt, dass das Risiko, dass eine böswillige Gruppe einen biologischen Wirkstoff als Waffe einsetzt, nicht nur eine hypothetische Sorge ist. In den 1990er Jahren versuchte die japanische Weltuntergangssekte Aum Shinrikyo, biologische Waffen zu entwickeln, was ihr fast gelungen wäre. Der Zugang ähnlicher Gruppen zur modernen synthetischen Biologie gibt Anlass zu großer Besorgnis – insbesondere die Fähigkeit, übertragbare Krankheitserreger zu entwickeln, die eine Pandemie auslösen könnten.
Da der Sinn von sich selbst ausbreitenden Impfstoffen darin besteht, sich selbst zu übertragen, ist es wahrscheinlich, dass Forscher versucht sein werden, die Übertragbarkeit ihrer Impfstoffviren zu manipulieren. Wäre die Forschung zur Optimierung der Übertragbarkeit von Viren erfolgreich, könnte dies dazu führen, dass die Möglichkeiten zur Schaffung pandemiefähiger Viren zunehmen und die Hürden für deren Missbrauch sinken.
Wichtig ist, dass die Konzentration auf die Optimierung von nicht-pathogenen Impfstoffviren nicht vor der Möglichkeit schützt, dass andere diese optimierten Fähigkeiten missbrauchen könnten. Erkenntnisse über die Übertragbarkeit und andere genetische Modifikationen lassen sich möglicherweise verallgemeinern und auf pathogenere Viren übertragen: Das historische Biowaffenprogramm der Sowjetunion untersuchte genetische Veränderungen in einem verwandten nicht-pathogenen Virus, um sie möglicherweise auf das tödliche Pockenvirus zu übertragen. Das erschreckende Ergebnis: Wissenschaftler, die an der Optimierung von sich selbst ausbreitenden Impfstoffen arbeiten, könnten unbeabsichtigt die Bemühungen zur Entwicklung biologischer Waffen wieder aufnehmen.
Die Forschung zur Feinabstimmung der Übertragbarkeit von Viren ist zwar ein besonders besorgniserregender Fall, aber nur ein Beispiel für eine zunehmende Flut von übertragbaren Erkenntnissen zur Verbesserung von Krankheitserregern. Die Quelle dieser übertragbaren Erkenntnisse sind die Bemühungen, Viren für eine zunehmende Zahl von therapeutischen Anwendungen zu manipulieren. Dazu gehört nicht nur die Entwicklung von Impfstoffen, sondern auch die Gen- und Krebstherapie. So entwickeln Krebsforscher beispielsweise Viren, die auf bestimmte Teile des Körpers abzielen und die Interaktion mit dem Immunsystem modulieren. In diesen Bereichen wurden Dual-Use-Risiken klassischerweise nicht berücksichtigt, und Forscher und Geldgeber sind sich häufig nicht des Missbrauchspotenzials ihrer Arbeit bewusst.
Diese Unkenntnis ist besorgniserregend, da Plattformansätze und Allzweckmethoden aus diesen Wissenschaftsbereichen zunehmend die Fähigkeiten des Virus Engineering vorantreiben.
Eine Gelegenheit für handlungsfähige Fortschritte. 1975 trafen sich führende Experten auf der Asilomar-Konferenz, um den Weg für eine sichere und ethische Nutzung der Gentechnik zu ebnen. Die daraus resultierenden Leitlinien haben sich nachhaltig auf das Gebiet ausgewirkt. Die jüngste Wendung in der Geschichte der sich selbst ausbreitenden Impfstoffe bietet eine Gelegenheit für ähnliche multidisziplinäre Diskussionen über Sicherheit und Ethik. Im März lieferten sich besorgte Biosicherheitsexperten und Befürworter in der Fachzeitschrift Science ein Kopf-an-Kopf-Rennen über die Regulierung von selbstausbreitenden Impfstoffen. Befürworter und besorgte Experten haben sich zu Wort gemeldet, die Vorteile und Risiken von selbstausbringenden Impfstoffen dargelegt und sich schriftlich auseinandergesetzt. Jetzt gibt es eine Dynamik für handlungsfähige Fortschritte, die durch persönliche Gespräche erreicht werden könnten.
Ein Ziel, das sowohl Befürworter als auch Kritiker eint, sollte im Mittelpunkt einer solchen Diskussion stehen: die Eindämmung von Krankheiten und die Verbesserung der Gesundheitsergebnisse. Abgesehen davon, dass sie zu diesem Ziel beiträgt, hat die Entwicklung von sich selbst ausbreitenden Impfstoffen keinen intrinsischen Wert. Für eine bestimmte Herausforderung, nämlich die Eindämmung von Krankheiten, müssen verschiedene Lösungen mit den damit verbundenen Vorteilen und Risiken verglichen werden. Um beispielsweise die wiederkehrende Ausbreitung der Tollwut zu verringern, bieten Impfstoffe, die durch das Verhalten von Tieren übertragen werden, wie etwa eine Impfpaste, die Fledermäuse impft, wenn sie sich gegenseitig befummeln, die meisten Vorteile von selbstausbreitenden Impfstoffen, aber vergleichsweise geringe Risiken. Um künftige Pandemien zu verhindern, müssen selbstausbreitende Impfstoffe mit Investitionen in Gesundheitssysteme, schnell reagierenden Impfstoffplattformen oder dem Nachweis von Erregerübertragungen an der Schnittstelle zwischen Tier und Mensch verglichen werden. Wenn Fördereinrichtungen und Forscher selbstausbreitende Impfstoffe erforschen, könnte eine vergleichende Nutzen-Risiko-Bewertung als Entscheidungshilfe dienen, auf welchem Virus der Impfstoff basieren und welche technischen Ansätze erforscht werden sollen. Wenn sich die Forscher bei der Erforschung von Impfstoffen gegen die Selbstausbreitung stark dafür einsetzen, die Übertragbarkeit nicht zu optimieren, könnten sie die Risiken erheblich verringern und gleichzeitig die meisten Vorteile beibehalten.
In einer Zeit, in der ein immer größerer Teil der biowissenschaftlichen Forschung mit Risiken verbunden ist, ist der entscheidende Punkt für die Berücksichtigung von Risiken nicht nach der Finanzierung eines Projekts, sondern davor. In Ermangelung eindeutiger Vorteile eines Projekts gegenüber einem anderen sollte der Weg mit dem geringsten Risiko eingeschlagen werden. So sind beispielsweise bestimmte Ansätze der Virustechnik mit einem geringeren Risiko behaftet, auf Krankheitserreger übertragbar zu sein, und sollten bevorzugt für Impfstoffe oder Krebstherapien erforscht werden. Eine vergleichende Nutzen-Risiko-Bewertung kann das Missbrauchspotenzial unseres Forschungsportfolios mindern, ohne dass der Nutzen darunter leidet.
Eine produktive Diskussion über sich selbst ausbreitende Impfstoffe wäre ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Bewältigung einer der größten Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte: die Frage, wie wir mit der zunehmenden Fähigkeit, pandemische Viren zu erzeugen, umgehen können.
