Adjuvans
von lateinisch: adiuvare - unterstützen
Synonym: Adjuvanz
Englisch: adjuvant
1. Definition
Ein Adjuvans (Plural: Adjuvanzien oder Adjuvantien) bezeichnet in der Pharmakologie einen Hilfsstoff, der die Wirkung eines Arzneistoffes verstärkt - möglichst ohne eine eigene pharmakologische Wirkung zu entfalten.
2. Andere Verwendungen
Der Begriff "Adjuvans" bzw. "adjuvantes Analgetikum" wird in der Schmerztherapie in Bezug auf Koanalgetika genutzt. Im onkologischen Kontext bezeichnet man Arzneistoffe, welche die Nebenwirkungen einer Chemotherapie abmildern, ebenfalls als Adjuvantien (z.B. MESNA).
siehe auch: adjuvante Therapie, neoadjuvante Therapie
3. Pharmakologie
Chemisch gesehen handelt es sich bei Adjuvantien häufig um Substanzen, die als Lösungsvermittler, Emulgatoren oder einer Mischung aus beidem dienen. Dabei haben sie idealerweise keine eigene pharmakologische Wirkung, verstärken aber die Effekte des Hauptstoffes.
4. Immunologie
4.1. Funktionen von Adjuvantien
In der Immunologie spielen Adjuvantien vor allem als Zusatz in Impfstoffen eine Rolle. Adjuvantien habe keine direkte immunologische Wirkung, modulieren aber die antigenspezifische Immunantwort, wodurch es zu einer verstärkten Aktivierung des angeborenen und adaptiven Immunsystems kommt. Dadurch kann auch bei eher geringer Antigenität der Erregerkomponenten oder verminderter Leistungsfähigkeit des Immunsystems, zum Beispiel im höheren Lebensalter oder im Rahmen von Erkrankungen, eine adäquate Immunisierung erzielt werden.
Durch den verstärkenden Effekt kann die notwendige Menge an Antigenen pro Impfdosis gesenkt werden. Weiterhin kann dadurch die Anzahl notwendiger Impfungen beziehungsweise Boostern reduziert werden, was beispielsweise in Zusammenhang mit pandemischen Impfungen einen Vorteil birgt. Außerdem können Adjuvantien die Zeit zwischen Impfung und Aufbau einer robusten Immunantwort verkürzen und eine breitere Immunantwort fördern. Letzteres bedeutet, dass bei Erregern mit hoher Antigenvariabilität nach der Immunisierung eine Vielzahl verschiedener Epitopen erkannt wird.
4.2. Wirkweise der Adjuvantien
Die genauen Mechanismen, welche die Immunantwort verstärken, sind noch Gegenstand der Forschung. Bekannt ist, dass die Effekte von Adjuvantien vielfältig sind. Sie beeinflussen sowohl humorale Faktoren, z.B. die Zytokin- und Antikörperproduktion, als auch Immunzellen, etwa in Form der Rekrutierung antigenpräsentierender Zellen oder der Expansion von B- und T-Zellen.
4.3. Stoffklassen
Die Gruppe der Adjuvantien umfasst Stoffe aus verschiedensten Klassen, z.B. unlösliche Salze, Öl-in-Wasser-Emulsionen oder Oligodeoxynukleotide. Diese können weiter modifiziert und kombiniert werden, etwa durch das Absorbieren weiterer Stoffe an Salze. Darüber hinaus ist die Formulierung, wie etwa die Partikelgröße der Mikrokristalle oder die Größe und Anzahl der Lipidtröpfchen in Emulsionen von entscheidender Bedeutung. Eine inadäquate Formulierung kann bei einigen Adjuvantien zu einem nahezu kompletten Wirkungsverlust führen.
4.4. Beispiele
| Bezeichnung | Zusammensetzung | Wirkungsweise | Impfstoffe |
|---|---|---|---|
| Alum | Aluminiumsalze
(in der Regel eine Mischung aus Aluminiumsulfat, Kalium- oder Natriumhydroxid und Phosphat) |
gesteigerte Antigenaufnahme in APCs, Antigenpräsentation in Lymphknoten, gesteigerte humorale und TH2-Zell-Immunantwort und Aktivierung des Inflammasoms | Diphterie, Tetanus, Pertussis, Hepatitis A, Hepatitis B, FSME, |
| AS04 (Adjuvant System) | Alum + Monosphoryl Lipid A (MPL, TLR4-Agonist) | TLR-4 Stimulation: gesteigerte Zytokinproduktion und Immunzellrekrutierung, Aktivierung von Monozyten, dendritischen Zellen, B- und T-Zellen | Hepatitis B, HPV |
| MF59 | Öl-in-Wasser-Emulsion auf der Basis von Squalen | gesteigerte Antigenaufnahme in APCs, erhöhter Antigentransport in benachbarte Lymphknoten, Expansion von B-Gedächtniszellen | Influenza (saisonal und pandemisch) |
| AS03 | Öl-in-Wasser-Emulsion auf der Basis von Squalen + α-Tocopherol | gesteigerte Antigenaufnahme in APCs, erhöhter Antigentransport in benachbarte Lymphknoten, Expansion von B-Gedächtniszellen, α-Tocopherol: gesteigerte Chemokinproduktion | Influenza (pandemisch) |
| AS01 | kombiniertes Adjuvans: MPL + Saponin QS21 | Aktivierung von Makrophagen, dendritischen Zellen, CD8+ T-Zellen und TH1-Zellen, gesteigerte Antikörperproduktion | Malaria, |
| CpG | DNA-Oligonukleotid (TLR-9-Agonsit) | TLR-9-Aktivierung: Stimulation von APCs, gesteigerte TH1-Zell Immunantwort | Hepatitis B |
| Virosomen | Künstliche Liposomen, die Antigenstrukturen enthalten | gesteigerte Antigenaufnahme in APCs, gesteigerte B- und T-Zell-Aktivierung, gesteigerte humorale Immunantwort | Hepatitis A,
Influenza |
| Freund-Adjuvans (vollständig, KFA) | Öl-in-Wasser-Emulsion + abgetötete Mykobakterien | verzögert Antigenfreisetzung, gesteigerte Aufnahme durch Makrophagen, Kostimulation in Makrophagen | In der Forschung verwendetes Hilfsmittel zur Verstärkung der Immunreaktion von Versuchstieren (Von Tierschützern aufgrund von Nebenwirkungen kritisch gesehen) |
| Freund-Adjuvans (unvollständig, IFA) | Öl-in-Wasser-Emulsion | verzögerte Antigenfreisetzung, gesteigerte Aufnahme durch Makrophagen | Folgeinjektion/ Boosterung nach Erstimmunisierung mit vollständigem Freud-Adjuvans |
Bei den gelisteten Adjuvantien handelt es sich um eine Übersicht zugelassener Adjuvantien zum Stand 2023. Aufgrund des raschen Fortschritts der Forschung und klinischer Studien auf diesem Gebiet kann es zu Abweichungen kommen.
4.5. Beispiele für Adjuvantien in der klinischen Entwicklung
- RC-529 ist ein synthetischer, an Alum gekoppelter TLR-4 Ligand. Er bewirkt eine gesteigerte Aktivierung von Makrophagen, dendritischen Zellen und B-Zellen und damit einhergehend eine erhöhte Antikörperproduktion. Dieses Adjuvans wird im Rahmen klinischer Studien in Hepatitis-B-Impfstoffen eingesetzt.
- ALF (Army Liposom Formulation) basiert auf Liposomen, die Phospholipide, Cholesterol und MPL enthalten. Es kann mit Alum (ALFA) oder Saponin QS21 (ALFQ) bzw. Alum und Saponin (ALFQA) kombiniert werden. Es wird in Malaria- und HIV-Impfstoffen im Rahmen klinischer Studien getestet.
- Matrix-M ist ein Nanopartikel basiertes Adjuvans, das eine starke T-Zell Immunantwort und gesteigerte Antikörperproduktion auslöst. Es findet im Rahmen klinischer Studien Einsatz in SARS-CoV-2-, Malaria- und Influenza-Impfstoffen.
5. Quellen
- Immunologie 5. Auflage, Charles A Janeway, Spektrum, ISBN-13:978-3-8274-1079-5
- Wagner, R., Hildt, E., Zusammensetzung und Wirkmechanismen von Adjuvanzien in zugelassenen viralen Impfstoffen. Bundesgesundheitsblatt, 2019
- Verma SK et al., New-age vaccine adjuvants, their development, and future perspective. Front Immunol. 2023