Erfolge in der Anfangsphase der Impfstoffentwicklung
Die Entwicklung von Impfstoffen in diesem Stadium wird Louis Pasteurs Pionierrolle und herausragenden Beiträgen auf dem Gebiet der Impfstoffentwicklung Ende des 19. Jahrhunderts zugeschrieben. Der große Beitrag von Pasteur, bekannt als Vater der Impfstoffe, besteht darin, dass er pathogene Mikroorganismen mit starker Immunogenität auswählt, die kultiviert, durch physikalische oder chemische Methoden inaktiviert und dann gereinigt werden. Inaktivierte Impfstoffe verwenden im Allgemeinen starke Stämme, aber abgeschwächte schwache Stämme haben auch eine gute Immunogenität, wie der inaktivierte Polio-Impfstoff, der mit abgeschwächten Sabin-Stämmen hergestellt wird. Attenuierter Lebendimpfstoff ist eine Art Impfstoff, der aus lebenden Mikroorganismen mit stark abgeschwächter Virulenz oder im Wesentlichen ungiftig hergestellt wird, die aus der Natur durch künstliche gerichtete Mutation ausgewählt werden.
Abbildung 2 Louis Pasteur
Ende des 19. Jahrhunderts erfand Koch die Methode zur Isolierung von Bakterienkulturen auf festen Nährböden, die für Pasteur den Grundstein zur Entwicklung von Impfstoffen legte. Pasteur stellte zunächst fest, dass die Wachstumstoxizität von Bakterien auf künstlichem Nährmedium für lange Zeit abgeschwächt war, wie z. B. Vibrio cholerae bei Hühnern nach zwei Wochen, die nach Injektion in Hühner keine Krankheit bei Hühnern verursachen konnten. Wenn frisches Vibrio cholerae verwendet wird, um diese injizierten Hühner anzugreifen, werden sie außerdem keine Cholera haben. Pasteur glaubte, dass dies auf die verringerte Virulenz von Vibrio cholerae in der alten Kultur zurückzuführen sei, aber die Immunogenität bestand immer noch, so dass Hühner eine Immunität gegen Vibrio cholerae hatten. Basierend auf dieser Theorie,
Am 5. Mai 1881 wählte Pasteur 24 Schafe, 1 Ziege und 6 Rinder für Experimente aus. Die Tiere wurden mit Anthrax-Impfstoff geimpft und dann nach einem Intervall von 12 Tagen erneut mit Anthrax-Impfstoff immunisiert. Am 31. Mai wurden die Versuchsgruppe und die Kontrollgruppe mit pathogenem Anthrax angegriffen. Die Ergebnisse waren wie folgt: ① Alle Schafe und Ziegen in der Kontrollgruppe starben, 2 Kühe starben und 4 Kühe waren schwer krank; ② Nur ein Schaf starb in der Testgruppe. Die Ergebnisse zeigten, dass der Anthrax-Impfstoff eine schützende Wirkung auf Tiere hatte. Seit der attenuierte Milzbrand-Lebendimpfstoff 1881 erstmals offiziell eingesetzt wurde, wurden bis Anfang 1882 insgesamt 85000 Schafe immunisiert und eine beispiellose Immunschutzwirkung erzielt.
Nach dem Erfolg des Anthrax-Impfstoffs und des Hühnercholera-Impfstoffs begann Pasteur erneut, den Tollwutimpfstoff zu untersuchen. Obwohl das Tollwutvirus nicht wie Bakterien isoliert und kultiviert werden kann, wurde bestätigt, dass der pathogene Mikroorganismus, der Tollwut verursacht, im Rückenmark oder im Gehirngewebe erkrankter Tiere vorhanden ist. Daher wählte Pasteur Kaninchen aus, um ihr Gehirn weiterzugeben, um abgeschwächte Stämme zu erhalten, und stellte dann einen Lebendimpfstoff her. Mit diesem Impfstoff rettete er erfolgreich das Leben von Jacob Meister, der von Tollwuthunden gebissen wurde.
Nach Pasteurs Prinzip der Impfstoffherstellung konnte Vibrio cholerae 1891 bei 39 ° C kontinuierlich an der Luft kultiviert werden, um einen attenuierten Lebendimpfstoff herzustellen. Später bewiesen klinische Studien in Indien, dass der Cholera-Lebendimpfstoff eine schützende Wirkung hat. Kolleet al. erhitzte und inaktivierte Vibrio cholerae im Jahr 1896, um einen inaktivierten Impfstoff herzustellen, der 1902 in Japan in endemischen Gebieten der Cholera weit verbreitet war, und führte dann klinische Versuche in Bangladesch, den Philippinen bzw. Indien durch. Die Schlussfolgerung zeigt, dass der Impfstoff eine gute kurzfristige Schutzwirkung hat.
Inspiriert von Pasteurs brillanten Errungenschaften kultivierten Calmette und Guerin 1908 einen Stamm von Rindertuberkulose-Bazillen auf einem Medium, das Galle enthielt, 13 Jahre lang und 213 Generationen lang, und erhielten schließlich 1921 einen abgeschwächten BCG-Impfstoff. Zunächst wurde BCG oral eingenommen, Ende der 1920er Jahre wurde jedoch auf intradermale Injektion umgestellt. BCG hat eine gute Wirkung bei der Abwehr von Miliartuberkulose und tuberkulöser Meningitis bei Neugeborenen. Seit 1928 wird BCG immer noch in großem Umfang in Impfprogrammen für Kinder auf der ganzen Welt eingesetzt, und mehr als 4 Milliarden Menschen wurden geimpft.