Das Argument der so genannten Herdenimmunität scheint in der aktuellen Impfdiskussion das Universalargument zum Beenden jeder impfkritischen Diskussion zu sein: Impfen, um andere zu schützen, die sich in Einzelfällen nicht selber schützen können. Was ist eigentlich Herdenimmunität?

Grundlagen

  • Jede Infektionskrankheit hat eine charakteristische so genannte Basisreproduktionszahl R0

  • Diese ist ein Maß für die Infektiosität der Erkrankung - wieviele Ungeschützte steckt ein Kranker in einer Bevölkerung, in der keinerlei Immunität gegen diese Erkrankung besteht, an? Kurz gefasst: je höher diese Zahl, desto ansteckender die Erkrankung.

  • R0 muss für die Ausbreitung einer Erkrankung immer größer als 1 sein, sonst käme die Krankheit von alleine zum Erliegen

  • Aus dieser "Basisreproduktionszahl" ist die Herdenimmunitätsschwelle (H) errechenbar – wieviele Menschen müssen gegen eine Erkrankung immun sein, damit eine Herdenimmunität auftritt, die auch an sich Ungeschützte vor der Ansteckung schützt? Es gilt:

    • H = 1 - 1/R0 (Fine 1993)

  • Beispiele für diese Werte sind (Smith 2010, Fine 1993)

 

R0 WerteSmith2010

 

  • Für realistische Betrachtungen ist es wichtig zu bedenken, dass die tatsächliche Infektiosität immer geringer ist, weil in jeder Bevölkerung ein kleinerer oder größerer Anteil gegen jede Erkrankung bereits immun ist (Ic) -

    • sei es durch eine durchgemachte Erkrankung, also eine natürlich erworbene Immunität (In),

    • sei es durch eine Impfung (Iv).

    • Ic ist demnach die Summe aus In und Iv, es gilt also Ic = In + Iv

  • Dieser Anteil muss beim Berechnen der Reproduktionszahl berücksichtigt werden und ergibt dann die effektive Reproduktionszahl R, die regelmäßig kleiner ist als R0

    • R = R0 (1 - Ic)

  • Wichtig ist hier, dass weder die Herdenimmunitätsschwelle (H), noch die impfbedingten Immunität (Iv) mit der notwendigen Durchimpfungsrate VC gleichzusetzen ist - beide H und Iv meinen ja den Anteil der tatsächlich immunen Menschen in einer Bevölkerung.

  • Keine Impfung schützt 100% aller Geimpften, so dass die Zahl der durch die Impfung Immunen regelmäßig kleiner ist als die Zahl der Geimpften - dies wird ausgedrückt durch die Angabe der Impfeffektivität E - sie gibt an, um wieviel geringer das Risiko zu erkranken bei Geimpften im Vergleich zu einer ungeimpften Vergleichsgruppe ist. Erst mit ihrer Kenntnis kann aus der Zahl der Geimpften die Zahl der durch Impfung tatsächlich Geschützten (Iv) errechnet werden.

  • Will man also die für das Entstehen einer durch die Impfung bedingten Herdenimmunität nötige kritische Durchimpfungsrate VC errechnen, müssen H und E bekannt sein und berücksichtigt werden:

    • VC = H / E

  • Auch diese Formel geht von einer Bevölkerung aus, in der sich Infizierte und Geimpfte gleichmäßig verteilen und in der keine natürliche Immunität (In), sondern nur die Impf-Immunität (Iv) besteht.

  • Möchte man diese - bei allen impfrelevanten Erkrankungen in Europa vorhandenen - Anteil natürlich Immuner berücksichtigen, wird die Formel noch etwas komplexer (Plans-Rubió 2012):

    • VC = [(1 - (1/R0)) - In] /

  • Wenn man die Herdenimmunität als Argument für Impfungen und Impfstrategien verwenden will und die "Herdenimmunitätsschwelle" mit der notwendigen Durchimpfungsrate gleich setzt - was in der aktuellen Impfdiskussion regelmäßig gemacht wird - müsste der entstehende Impfschutz dem Schutz durch die durchlebte Erkrankung gleichwertig sein bezogen auf:

    • Schutz des Einzelnen - 100% der Geimpften müssten 100% Schutz haben

    • Schutzdauer - es müsste ein (lebens-)lang anhaltender Schutz ohne die Notwendigkeit der "Auffrischung" durch Kontakt zum Wilderreger entstehen

    • Schutz der Gemeinschaft - die Impfung müsste vor Ansteckung und Erkrankung und Übertragung in gleichem Maße schützen (und das ist keineswegs das gleiche, s.u. das Beispiel Polio oder Pertussis)

  • Derzeit erfüllt kein verfügbarer Impfstoff diese Anforderungen!


Beispiele einzelner Impfungen

Tetanus-Impfung

  • Da Tetanus nicht von Mensch zu Mensch übertragen wird, sondern die Infektion durch entsprechende Verletzungen stattfindet, kann Herdenimmunität hier keine Rolle spielen.

  • Das verhindert aber nicht, dass die Impfpflicht für Wundstarrkrampf dennoch regelmäßig politisch gefordert wird (z.B. auf dem Bundesparteitag der CDU 2015 (CDU 2015)).

  • Und es kann auch nicht die Herdenimmunität dafür verantwortlich sein, dass die Erkrankung insgesamt sehr selten auftritt - obwohl in Deutschland mehr als 500.000 Kinder nicht gegen Wundstarrkrampf geimpft sind (RKI 2016), trat seit mehr als 25 Jahren kein Todesfall bei Kindern auf, der durch Impfungen hätte verhindert werden können (GBE 2016).

Diphtherie-Impfung

  • wie unvorhersehbar Herdenimmunitätseffekte sich im Einzelfall einstellen (oder eben auch nicht - s. Keuchhustenimpfung), lässt sich auch an der Diphtherie-Impfung sehen: hier vermittelt die Impfung eigentlich ausschließlich einen Schutz vor der Giftwirkung derjenigen Diphtheriebakterien (DB - so genannte antitoxische Immunität), die dieses Gift bilden, also "toxigen" sind. Weder die Infektion mit den Bakterien, noch deren Weitergabe an Andere wird von der Impfung unmittelbar beeinflusst (RKI 2009), eine "klassische" Herdenimmunität kann daher nicht entstehen.

  • Studien, die eine große Impfkampagne (> 30 Millionen Impfdosen) in Rumänien Ende der 1950er Jahre begleiteten, zeigten jedoch, dass etwas zeitversetzt zur Massenimpfung der Anteil der toxigenen DB an den DB überhaupt und Rumänien von über 90% vor der Kampagne auf unter 5% nach der Kampagne sanken - ein "unforeseen result of mass vaccination" (Pappenheimer 1984, Saragea 1979). Eine Erklärung für diesen völlig unerwarteten Impf-Effekt sucht man darin, dass in einer geimpften Bevölkerung toxigene Diphtheriebakterien ihren evolutionsbiologischen Vorteil einbüßen und daher gegenüber nicht-toxigenen DB in der Häufigkeit abnehmen - bei gleichbleibender Gesamthäufigkeit von DB in Rachenabstrichen der Bevölkerung.

  • Hier wäre eine angenommene Herdenimmunität also auf bakteriell-evolutionsbiologischer Ebene angesiedelt, hinterlässt aber eine Reihe von Fragen:

    • die 60 Jahre alten rumänischen Untersuchungen wurden so nie wiederholt und die Ergebnisse damit nie reproduziert

    • in allen westlichen Ländern ist die Diphtherie-Immunität im Erwachsenenalter völlig unzureichend, meist sind - wie in Deutschland (RKI 2009) - weit weniger als die Hälfte der Erwachsenen noch immun. Dennoch bleibt ein Wiederauftreten der Diphtherie-Epidemien vergangener Jahrzehnte aus. Ein möglicher Erklärungsansatz wäre hier, dass die mit dem Einführen von Massenimpfkampagnen oft parallel gehende deutliche Verbesserung der sozioökonomischen Situation der Bevölkerung an der epidemiologischen Stabilität einen nennenswerten Anteil hat (Glatman-Freedman 2012).

  • Wichtig ist, dass der Einzelne trotz vorhandenen Impfschutzes sehr wohl andere Menschen mit Diphtherie infizieren kann - die Herdenimmunität funktioniert hier tatsächlich nur "im großen (nämlich bevölkerungsweiten) Maßstab" (Edwards 2018)

  • Ein weiteres Problem bei der Diphtherie ist das in allen westlichen Ländern zu beobachtende, zunehmende Auftreten von Corynebacterium ulcerans.

  • Dieser Erreger ist auch in Deutschland in den letzten 15 Jahren häufiger als das „klassische“ Diphtheriebakterium Corynebacterium diphtheriae (s. hier) als Erreger einer Diphtherie nachzuweisen und birgt 2 gravierende Probleme:

    • Erstens ist nicht klar, ob der aktuelle Impfstoff auch gegen das Toxin von C. ulcerans wirkt [28] (was ggf. langfristig auch die Herdenimmunität kompromittierte), und

    • zweitens sind – im Gegensatz zu C. diphtheriae – bei C. ulcerans auch Haustiere ein klinisch relevantes Erregerreservoir (RKI 2011), was eine Herdenimmunität bei Menschen in ihrer Bedeutung für die Ausbreitung der Erkrankung stark einschränkt.

Keuchhusten-Impfung

  • Auch bei der Keuchhustenimpfung vermittelt die Impfung einen (mäßigen und nur relativ kurzen) Schutz vor der Erkrankung.

  • Die "moderne", so genannte azelluläre Keuchhustenimpfung schützt aber offenbar kaum vor Besiedlung mit dem Keuchhustenbakterium oder vor dessen Weiterverbreitung an andere - das heißt Geimpfte können sich anstecken und wiederum andere anstecken, ohne (typisch) zu erkranken.

  • "Finally, aPV pertussis vaccines do not prevent colonization. Consequently, they do not reduce the circulation of B. pertussis and do not exert any herd immunity effect. These findings at least partly explain the resurgence of pertussis." (Esposito 2019 [Hervorhebung von mir]; auch Althouse 2015, Warfel 2014).

  • Die amerikanische Gesundheitsbehörde CDC fasst dies so zusammen [Hervorhebung von mir]

    • Since pertussis spreads so easily, vaccine protection decreases over time, and acellular pertussis vaccines may not prevent colonization (carrying the bacteria in your body without getting sick) or spread of the bacteria, we can't rely on herdimmunityto protect people from pertussis.“ (CDC 2015)

  • Auch die amerikanische Behörde für Arzneimittelsicherheit FDA geht nicht von einer Herdenimmunität bei Keuchhusten aus:

    • "[…] although people immunized with acellular vaccines may be protected […] they may still become infected. And these people can then infect others, including infants." (FDA 2016)

  • Dies stellt die in Deutschland massiv propagierte "Kokon-Strategie" (die Impfung von Eltern, Großeltern, Geschwistern etc., um z.B. einen Säugling zu schützen) in Frage.

  • Die nicht als impfkritisch bekannte WHO empfiehlt demnach die Kokon-Strategie bei Keuchhusten ausdrücklich nicht [Hervorhebung von mir].

    • Neonatal immunization, and vaccination of pregnant women and household contacts (“cocooning”) against pertussis is not recommended by WHO (WHO 2016)

Polio-Impfung

  • Der letzte in Deutschland erworbene Fall von Kinderlähmung trat 1990, der letzte importierte Fall 1992 auf.

  • Obwohl in Deutschland allein mehr als 600.000 Kinder und Jugendliche unter 18 Jahren nicht gegen Polio geimpft sind (RKI 2016), kam es seitdem zu keinen weiteren Fällen.

  • Auch dies ist durch eine Herdenimmunität nicht erklärbar, denn in Deutschland wird seit langem nur noch die so genannte IPV-Impfung durchgeführt (gespritze Impfung mit abgetöteten Polio-Viren im Gegensatz zur früher durchgeführten OPV, der Schluckimpfung), und für die IPV gilt:

    • „Die IPV-Impfung [...] schützt die Geimpften zuverlässig vor Erkrankung […].

    • Mit IPV geimpfte Personen können sich aber dennoch mit Polio-Viren infizieren und diese unbemerkt ausscheiden und dadurch weiterverbreiten.“ (RKI 2015)

  • Es tritt also erstens bei der IPV nicht nur keine sichere Herdenimmunität auf (RKI 2015) - diese vermittelt nur die Schluckimpfung (OPV), die aber, weil sie das Risiko einer Kinderlähmung durch die Impfung selber in sich birgt, in Deutschland seit 1998 nicht mehr empfohlen ist.

  • Sondern, zweitens, im Gegenteil - die IPV erhöht sogar potentiell die Zahl derer, die (weil selber geschützt) bei einer Infektion mit Polioviren nicht erkranken, die Viren aber dennoch übertragen können (s. hier) - dies ist das Gegenteil einer Herdenimmunität...

Masern-Impfung

  • Masern sind eine hochansteckende Erkrankung (Kontagions- und Manifestationsindex nahe 100%, d.h. bei Kontakt stecken sich fast alle Nicht-Immunen an und erkranken auch typisch (RKI 2014)).

  • "an asymptomatic carrier state has not been documented" (CDC 2015).

  • Nach einer ersten Masernimpfung im zweiten Lebensjahr sind etwa 95% der Geimpften ausreichend geschützt, unabhängig von einer zweiten Impfung (Strebel 2017).

  • Lässt die Schutzwirkung der Masernimpfung dann nach (so genanntes sekundäres Impfversagen), kommt es bei erneutem Viruskontakt zu so genannten vaccine modified-measles mit oft untypischem Krankheitsbild.

  • Auch diese Form von Masern ist grundsätzlich ansteckend, wenn auch das Ausmaß der Infektiosität derzeit noch unklar ist (s. dazu hier) - von dieser Infektiosität wird aber die Zukunft der Masern-Epidemiologie entscheidend abhängen.

  • Grundsätzlich vermittelt die Masernimpfung eine Herdenimmunität, d. h. der (noch) wirksam Geimpfte kann Nicht-Immune nicht anstecken.

  • In einer Analyse US-amerikanischer Masernfälle von 2001 - 2017, konnte dies erstmals auch quantitativ untersucht werden (Gastañaduy 2019): es zeigte sich,

    • erstens, dass R (also die effektive Reproduktionszahl) in einem Land mit hoher Durchimpfungsrate wie den USA mit einem Wert von 0,76 deutlich unter R0 für Masern liegt - echte Epidemien sind bei R < 1 nicht mehr zu erwarten.

    • zweitens, dass eine einmalige Masernimpfung diesen Wert deutlich vermindert auf R = 0,17

    • drittens, dass eine zweimalige Masernimpfung diese Verminderung keineswegs verbessert - der Wert für zweimal Geimpfte lag bei R = 0,27; ein klares Indiz dafür, dass die zweite Masernimpfung auch unter epidemiologischen Aspekten maßlos überschätzt wird.

  • Welche Rolle in diesem Zusammenhang die vaccine modified-measles zukünftig spielen werden, ist derzeit völlig unklar.

  • Hier könnte der nachlassende Schutz ein großes Problem darstellen, da aus Titeruntersuchungen bekannt ist, dass für den Schutz vor einer Masernübertragung auf andere wesentliche höhere Antikörperspiegel erforderlich sind, als für den Schutz vor der Erkrankung selber (s. hier - Plotkin 2010).

Mumps-Impfung

  • Angesichts der relativ niedrigen Basisreproduktionszahl (s.o.) und der in vielen Länder hohen Durchimpfungsraten müsste dort rein mathematisch längst eine stabile Herdenimmunität, ja, sogar eine Elimination der Mumps erreicht sein (Anderson 1987).

  • Diese mathematischen Modelle tragen trägt offensichtlich unter Bedingungen der wirklichen Welt nicht - was auch daran liegt, dass die Mumpsimpfung - anders als z.B. die Masernimpfung - nicht vor der Übertragung von Wildviren an Andere schützt (ähnlich wie beim Keuchhusten) (Fanoy 2011, Rota 2009, Cortese 2008). Serologische Studien lassen annehmen, dass auf jeden erkrankten Geimpften statistisch drei ebenfalls ansteckende, aber nicht klinisch erkrankte Geimpfte kommen (Dittrich 2011) „Consequently, in an outbreak setting, the role of asymptomatic infections to disease spread may be substantial.“ (Rubin 2017).

  • Die Mumps-Impfung schützt damit nicht nur den einzelnen Geimpften ausgesprochen schlecht vor der Erkrankung (bei  größeren amerikanischen oder europäischen Epidemien der letzten Jahre waren jeweils 75 - 89% der Erkrankten mindestens zweimal, teilweise dreimal Mumps geimpft (CDC 2016, CDC 2010, Dayan 2008), sie hat die tatsächliche Herdenimmunität in der Bevölkerung darüber hinaus auch noch negativ verändert:

    • vor der Einführung der flächendeckenden Mumpsimpfung hatten 90% der amerikanischen Kinder Mumps bis zum 14. Geburtstag durchlebt (Quinlisk 2010)

    • seit der Einführung der flächendeckenden Mumpsimpfung liegt das Haupterkrankungsalter bei Mumps zwischen 15 und 19 Jahren (RKI 2013)

    • das ist bedeutsam, weil die gefürchtete Hodenentzündung mit der Gefahr der Unfruchtbarkeit bei Mumpserkrankungen im Kindesalter (fast) unbekannt ist, ab der Pubertät die Hodenentzündung aber bei bis zu 30% der betroffenen Männer auftritt.

    • mit anderen Worten waren ohne Mumpsimpfung 90% der Bevölkerung im kritischen Alter vor einer der kritischsten Komplikationen der Mumps (lebenslang und zuverlässig) geschützt - weil sie die Erkrankung bereits hinter sich hatten und immun waren.

    • einen solchen Schutz kann die Impfung nach heutigem Kenntnisstand nicht gewährleisten.

Röteln

  • Der aktuell verwendete Rötelnvirus-Impfstamm (RA 27/3) führt - anders als andere, früher verwendete Impfstämme - auch (wie die Röteln-Erkrankung) zu einer Bildung von Röteln-Antikörpern an der Schleimhaut des Nasen-Rachen-Raumes.

  • Daher vermittelt dieser Impfstoff eine gewisse Herdenimmunität, die allerdings nicht vollständig ist, denn es gibt schon wenige Jahre nach der (initial erfolgreichen!) Impfung bei einem Teil der Geimpften die Gefahr der unbemerkten Reinfektion, die dann für andere ansteckend sein kann (Cusi 1993 und Cusi 1990).

  • Dieser Umstand konterkariert natürlich damit auch die Impfempfehlung für Jungen (die ja selber in aller Regel kein Komplikationsrisiko bei Röteln haben), da diese - bei nachlassender Immunität - auch geimpft die Erkrankung weitergeben können.

Meningokokken C-Impfung

  • Hier ist die Situation widersprüchlich: trotz eines sehr niedrigen R0-Wertes von 1,3 (Trotter 2009 und 2005 - MenC sind nicht sehr ansteckend...) und damit einer für eine Herdenimmunität notwendigen bevölkerungsweiten Durchimpfungsrate von maximal 25% (Trotter 2009 und 2005) gibt es in Deutschland "keinen ausgeprägten Herdeneffekt" (RKI EpiBull 43/2016) - obwohl die Durchimpfungsrate z.B. bei Kindern im Grundschulalter in Deutschland fast 90% beträgt (RKI EpiBull 16/2016) - es fehle wahrscheinlich an einer hohen Durchimpfung z.B. der Jugendlichen, wie sie in anderen Ländern (z.B. GB) erreicht worden sei.

  • Die STIKO fasst zusammen: "Insgesamt sprechen diese Ergebnisse weiterhin vor allem für einen direkten Schutzeffekt der Impfung in den Altersgruppen mit hohen MenC-Impfquoten, aber noch nicht für einen ausgeprägten Herdenschutz." (RKI EpiBull 43/16) - und das zehn Jahre (!) nach Einführung der entsprechenden Imfempfehlung...

Zusammenfassung - Eine durch Impfungen vermittelte Herdenimmunität

  • ist das klassische Argument für eine moralische oder sogar juristische Impfpflicht

  • ist aber keineswegs bei allen Impfungen überhaupt anzunehmen

  • ist keineswegs gleichbedeutend mit der „Herdenimmunität“ durch durchgemachte Erkrankungen – die dafür notwendigen Voraussetzungen erfüllt kein aktueller Impfstoff

  • kann daher als alleiniger Grund

    • weder das gesunde Überleben der zahlreichen Ungeimpften

    • noch die stabile epidemiologische Situation in Europa bei den auch impfpräventablen Erkrankungen erklären.

  • kann in einigen Fällen für die tatsächliche Bevölkerungsimmunität und Epidemiologie einzelner Erkrankungen auch negative Effekte haben.

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Warfel JM. PNAS January 14, 2014

WHO. Recommendations for routine immunization. (Abruf 17.11.2016)


Eine umfassende Übersichtsarbeit zum diesem Thema können Sie - ausschließlich für den eigenen Bedarf! - hier herunterladen, hier finden Sie die Folien eines entsprechenden Vortrags, den ich im Februar 2018 auf dem Impfkongress der "Ärzte für individuelle Impfentscheidung eV" in Berlin gehalten habe.