Immunisierung – Grundlagen und Wirkweise von Impfstoffen
Grundlagen der aktiven und passiven Immunisierung sowie der Aufbau einer nachhaltigen Immunantwort und immunologischen Gedächtnisbildung.
Das Immunsystem kann Krankheitserreger gezielt erkennen und nach einem Erstkontakt ein immunologisches Gedächtnis aufbauen: Immunsystem. Genau diese Fähigkeit machen sich Impfungen zunutze: Sie bereiten das Immunsystem auf einen künftigen Kontakt mit einem Krankheitserreger vor, ohne den Risiken der entsprechenden Infektionskrankheit ausgesetzt zu sein.
Doch wie entsteht nach einer Impfung ein spezifischer Schutz? Welche Formen der Immunisierung gibt es? Und warum sind bei manchen Impfungen mehrere Dosen notwendig?
Immunisierung: das Immunsystem gezielt vorbereiten
Unter Immunisierung versteht man den Aufbau oder die Vermittlung einer spezifischen Immunität gegen einen Krankheitserreger beziehungsweise dessen Antigene. Grundsätzlich wird zwischen aktiver und passiver Immunisierung unterschieden.1
Bei Schutzimpfungen handelt es sich in der Regel um eine aktive Immunisierung. Dabei wird das Immunsystem gezielt mit einem oder mehreren Antigenen bzw. den genetischen Informationen zu deren vorübergehender Bildung konfrontiert. Je nach Impfstofftyp werden die Antigene entweder direkt verabreicht oder nach der Impfung vorübergehend von körpereigenen Zellen gebildet.
Als Reaktion darauf löst das Immunsystem eine spezifische Immunantwort aus. Dabei werden unter anderem antigenspezifische B- und T-Zellen aktiviert, Antikörper gebildet und Gedächtniszellen aufgebaut. Bei einem späteren Kontakt mit dem entsprechenden Krankheitserreger ermöglichen diese eine schnellere und gezieltere Immunantwort. Das immunologische Gedächtnis ist die Grundlage der langfristigen Schutzwirkung vieler Impfungen.2
Vom ersten Antigenkontakt zum immunologischen Gedächtnis
Beim erstmaligen Kontakt mit einem bislang unbekannten Antigen muss zunächst eine spezifische Immunantwort aufgebaut werden. Diese Primärantwort entwickelt sich zunächst verzögert.
Im Verlauf der Immunantwort entstehen neben kurzlebigen Effektorzellen auch langlebige Plasmazellen und Gedächtniszellen. Sie bilden die Grundlage dafür, dass das Immunsystem bei einem erneuten Kontakt mit demselben Antigen schneller und gezielter reagieren kann.
Bei einem weiteren Antigenkontakt können vorhandene Gedächtniszellen rasch aktiviert werden. Die daraus resultierende Sekundärantwort setzt in der Regel schneller ein und fällt häufig stärker aus als die Primärantwort. Während bei der primären Antikörperantwort zunächst rasch IgM-Antikörper und zeitversetzt auch IgG-Antikörper gebildet werden, ist die sekundäre Antwort typischerweise durch eine schnellere und stärkere Bildung von IgG-Antikörpern mit häufig höherer Affinität gekennzeichnet.1
Abbildung 1: Schematische Darstellung der primären und sekundären Immunantwort nach wiederholtem Antigenkontakt
Formen der Immunisierung: aktiv, passiv und simultan
Neben der aktiven Immunisierung kann eine spezifische Immunität auch durch die Gabe bereits gebildeter Antikörper vermittelt werden. Dies wird als passive Immunisierung bezeichnet. Anders als bei der aktiven Immunisierung muss der Körper die spezifische Immunantwort dabei nicht erst selbst aufbauen. Der vermittelte Schutz steht rasch zur Verfügung, ist jedoch zeitlich begrenzt und führt nicht zum Aufbau eines immunologischen Gedächtnisses. Ein aktuelles Beispiel ist die Gabe monoklonaler Antikörper zur RSV-Prophylaxe bei Säuglingen. Dabei werden keine Impfantigene verabreicht und es entsteht keine aktive Immunantwort.3,4
In bestimmten Situationen werden aktive und passive Immunisierung miteinander kombiniert. Dies wird als Simultanimmunisierung bezeichnet. Dabei werden ein Impfstoff zur aktiven Immunisierung und spezifische Antikörper zeitgleich verabreicht. Die passive Immunisierung ermöglicht einen rasch verfügbaren, aber zeitlich begrenzten Schutz, während die aktive Immunisierung den Aufbau einer eigenen und länger anhaltenden Immunität anregt. So werden die Vorteile beider Immunisierungsformen kombiniert. Simultanimmunisierungen kommen insbesondere in Situationen zum Einsatz, in denen ein Schutz unmittelbar erforderlich ist, beispielsweise im Rahmen einer Postexpositionsprophylaxe. Beispiele sind die Postexpositionsprophylaxe gegen Tetanus, Hepatitis B oder Tollwut bei entsprechender Indikation.
| Merkmal | Aktive Immunisierung | Passive Immunisierung | Simultan- immunisierung |
|---|---|---|---|
| Was wird verabreicht? | Antigene des Erregers, abgeschwächte oder inaktivierte Erreger bzw. genetische Informationen zur vorübergehenden Antigenbildung – je nach Impfstofftyp | Spezifische Antikörper gegen den Erreger oder dessen Bestandteile | Kombination aus aktiver und passiver Immunisierung |
| Prinzip | Das Immunsystem wird zur Ausbildung einer eigenen spezifischen Immunantwort angeregt | Die verabreichten Antikörper vermitteln direkt ihre spezifische Wirkung | Aktive und passive Immunisierung werden miteinander kombiniert |
| Ziel | Aufbau einer spezifischen Immunität und eines immunologischen Gedächtnisses | Bereitstellung spezifischer Antikörper ohne Aufbau eines eigenen immunologischen Gedächtnisses | Unmittelbar verfügbarer passiver Schutz bei gleichzeitigem Aufbau einer eigenen spezifischen Immunantwort |
| Eintritt des Schutzes | Zeitverzögert, da die spezifische Immunantwort zunächst aufgebaut werden muss | Unmittelbar nach Verfügbarkeit wirksamer Antikörper | Passive Komponente unmittelbar verfügbar; aktive Immunantwort entwickelt sich zeitverzögert |
| Immunologisches Gedächtnis | Wird aufgebaut | Wird nicht aufgebaut | Wird durch die aktive Komponente aufgebaut |
| Schutzdauer | Kann je nach Impfung längerfristig bestehen; ggf. sind weitere Impfstoffdosen erforderlich | Zeitlich begrenzt; besteht nur, solange ausreichend wirksame Antikörper vorhanden sind | Passiver Schutz zeitlich begrenzt; aktive Komponente auf länger anhaltende Immunität ausgerichtet |
| Beispiele aus der Praxis | Herpes zoster-, RSV-, Tetanus-, Hepatitis-B- und Influenzaimpfung | Tetanus-Immunglobulin, Tollwut-Immunglobulin; monoklonale Antikörper zur RSV-Prophylaxe | Tetanus-, Hepatitis-B- oder Tollwut-Postexpositions- prophylaxe bei entsprechender Indikation |
| Merkmal | Aktive Immunisierung | Passive Immunisierung | Simultanimmunisierung |
|---|---|---|---|
| Was wird verabreicht? | Antigene des Erregers, abgeschwächte oder inaktivierte Erreger bzw. genetische Informationen zur vorübergehenden Antigenbildung – je nach Impfstofftyp | Spezifische Antikörper gegen den Erreger oder dessen Bestandteile | Kombination aus aktiver und passiver Immunisierung |
| Prinzip | Das Immunsystem wird zur Ausbildung einer eigenen spezifischen Immunantwort angeregt | Die verabreichten Antikörper vermitteln direkt ihre spezifische Wirkung | Aktive und passive Immunisierung werden miteinander kombiniert |
| Ziel | Aufbau einer spezifischen Immunität und eines immunologischen Gedächtnisses | Bereitstellung spezifischer Antikörper ohne Aufbau eines eigenen immunologischen Gedächtnisses | Unmittelbar verfügbarer passiver Schutz bei gleichzeitigem Aufbau einer eigenen spezifischen Immunantwort |
| Eintritt des Schutzes | Zeitverzögert, da die spezifische Immunantwort zunächst aufgebaut werden muss | Unmittelbar nach Verfügbarkeit wirksamer Antikörper | Passive Komponente unmittelbar verfügbar; aktive Immunantwort entwickelt sich zeitverzögert |
| Immunologisches Gedächtnis | Wird aufgebaut | Wird nicht aufgebaut | Wird durch die aktive Komponente aufgebaut |
| Schutzdauer | Kann je nach Impfung längerfristig bestehen; ggf. sind weitere Impfstoffdosen erforderlich | Zeitlich begrenzt; besteht nur, solange ausreichend wirksame Antikörper vorhanden sind | Passiver Schutz zeitlich begrenzt; aktive Komponente auf länger anhaltende Immunität ausgerichtet |
| Beispiele aus der Praxis | Herpes zoster-, RSV-, Tetanus-, Hepatitis-B- und Influenzaimpfung | Tetanus-Immunglobulin, Tollwut-Immunglobulin; monoklonale Antikörper zur RSV-Prophylaxe | Tetanus-, Hepatitis-B- oder Tollwut-Postexpositionsprophylaxe bei entsprechender Indikation |
Tabelle 1: Vergleich von aktiver Immunisierung, passiver Immunisierung und Simultanimmunisierung
Warum sind häufig mehrere Impfstoffdosen erforderlich?
Nicht jede Impfung löst bereits nach einer einzelnen Dosis eine ausreichend starke und langanhaltende Immunantwort aus. Abhängig vom Impfstoff und der jeweiligen Zielgruppe können deshalb mehrere Impfstoffdosen erforderlich sein.5 Bei einem erneuten Kontakt mit dem Impfantigen werden bereits vorhandene Gedächtniszellen aktiviert und die spezifische Immunantwort verstärkt. Gleichzeitig kann sich die Qualität der Antikörperantwort weiterentwickeln: Dabei werden bevorzugt jene B-Zellen weiterentwickelt und vermehrt, deren Antikörper das Antigen besonders effektiv erkennen und binden. Dieser Prozess wird als Affinitätsreifung bezeichnet.1
Mehrere Impfstoffdosen können somit dazu beitragen, die Immunantwort zu verstärken, die Qualität der Antikörperantwort zu verbessern und einen länger anhaltenden Schutz aufzubauen beziehungsweise aufrechtzuerhalten. Die für den Aufbau der Immunität vorgesehenen Impfstoffdosen werden entsprechend dem jeweiligen Impfschema verabreicht. Bei einigen Impfungen sind zu einem späteren Zeitpunkt Auffrischimpfungen vorgesehen, um die bestehende Immunität erneut zu stimulieren.
Abbildung 2: Schematischer Verlauf der Immunantwort nach mehreren Impfstoffdosen
Auch wenn die Konzentration zirkulierender Antikörper im Laufe der Zeit abnimmt, bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass kein Schutz mehr besteht: Neben Antikörpern können auch andere Immunzellen, wie Plasmazellen oder Gedächtnis-B-Zellen zum Schutz beitragen. Die Höhe eines Antikörpertiters allein erlaubt daher nicht bei jeder Impfung eine unmittelbare Aussage über den individuellen Impfschutz.6
Stärke und Dauer der Immunität können je nach Erkrankung und Impfstofftyp variieren. Dabei tragen neben Antikörpern auch weitere Komponenten des immunologischen Gedächtnisses zum Schutz bei.
Das Wichtigste auf einen Blick
- Impfungen nutzen die Lernfähigkeit des adaptiven Immunsystems und bereiten es auf einen späteren Kontakt mit einem Krankheitserreger vor.
- Die aktive Immunisierung löst eine eigene spezifische Immunantwort aus und führt zur Bildung eines immunologischen Gedächtnisses.
- Die passive Immunisierung vermittelt durch die Gabe spezifischer Antikörper einen unmittelbar verfügbaren, aber zeitlich begrenzten Schutz, ohne ein immunologisches Gedächtnis aufzubauen.
- Bei der Simultanimmunisierung werden aktive und passive Immunisierung kombiniert, beispielsweise im Rahmen bestimmter Postexpositionsprophylaxen.
- Weitere Impfstoffdosen können eine bestehende Immunantwort erneut aktivieren und verstärken sowie die Qualität der Antikörperantwort verbessern.
- Impfschutz beruht nicht ausschließlich auf der Menge zirkulierender Antikörper. Auch weitere humorale und zelluläre Komponenten der Immunantwort können dazu beitragen.
Referenzen
1. Murphy KM, Weaver C. Janeway Immunologie. 9. Auflage. Berlin, Heidelberg: Springer Spektrum; 2018.
2. Pulendran B, Ahmed R. Immunological mechanisms of vaccination. Nat Immunol. 2011;12(6):509–517. doi:10.1038/ni.2039.
3. Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA). Infektionsschutz.de – Impfen.
4. Ständige Impfkommission (STIKO). Empfehlungen der Ständigen Impfkommission beim Robert Koch-Institut 2026. Epidemiologisches Bulletin 4/2026
5. Bundesministerium für Gesundheit (BMG). Ratgeber Impfen. Berlin: Bundesministerium für Gesundheit.
6. Plotkin SA. Correlates of Protection Induced by Vaccination. Clinical and Vaccine Immunology. 2010;17(7):1055–1065. doi:10.1128/CVI.00131-10.
Abbildungen
Abbildung 1: Darstellung in Anlehnung an: Heininger U. Impfratgeber – Impfempfehlungen für Kinder, Jugendliche und Erwachsene. 11. Auflage. 2022.
Abbildung 2: Darstellung in Anlehnung an: Borrow R, Balmer P, Roper MH. The Immunological Basis for Immunization Series. Module 3: Tetanus – Update 2006. Geneva: World Health Organization; 2007.
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