Bacillus Calmette-Guérin
Medizinische Expertise: Dr. med. NonnenmacherQualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer
Letzte Aktualisierung am: 1. September 2026Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.
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Der Bacillus Calmette-Guérin (BCG) ist ein Bakterium, das von den Franzosen Albert Calmette und Camille Guérin entwickelt wurde. Es wird in einigen Ländern als wirkungsvoller Lebendimpfstoff gegen einige Formen der Tuberkulose eingesetzt, gilt aber auch bei der Bekämpfung von Blasenkrebs als Erfolg versprechende Immuntherapie. Besonders bei Kindern beeinflusst der Bacillus Calmette-Guérin den Krankheitsverlauf einer Tuberkulose positiv und verhindert schwerwiegende Komplikationen.
Was ist der Bacillus Calmette-Guérin?
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Das durch dauernd wiederholte Fortzüchtung entwickelte Bakterium Bacillus Calmette-Guérin gehört trotz seines Namens nicht zur Gattung Bacillus, sondern zu der Gattung der Mykobakterien. Das Bakterium stammt ursprünglich von einer Kuh, die an einer tuberkulösen Mastitis erkrankte.
Nachdem es 1901 von Edmond Nocard entdeckt wurde, setzten die Franzosen Albert Calmette und Camille Guérin die Forschung fort. Sie kultivierten den Stamm des Mykobakteriums in Nährmedien und beobachteten dabei eine Abschwächung der Infektionskraft. So konnte der abgeschwächt-virulente Bacillus Calmette-Guérin ab 1921 erfolgreich als Lebend-Impfstoff gegen Tuberkulose eingesetzt und genetisch weiterentwickelt werden. Die Impfung wird als intrakutane Lebend-Impfung durchgeführt, kann allerdings weder eine Ansteckung noch eine Weiterverbreitung der Tuberkulose-Keime verhindern.
BCG kann heute vor allem Kinder gegen einige Formen der Tuberkulose-Erkrankung schützen. Gegen die häufigste Form der Tuberkulose, die Lungentuberkulose, reicht seine Wirksamkeit jedoch weder bei Kindern noch bei Erwachsenen aus. Die BCG-Impfung schützt dagegen gerade bei Kindern weitgehend vor gefürchteten Komplikationen einer Tuberkulose, wie etwa Miliartuberkulose oder eine tuberkulöse Meningitis.
Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften
Im Verlauf der Erkrankung können auch weitere Organe, wie etwa Hirnhäute, Rippenfell, Knochen, Harnwege und die Haut von den Bakterien betroffen sein.
Die ansteckende Infektionskrankheit wird vor allem auf dem Luftweg über Tröpfcheninfektion übertragen. Der Tuberkulose-Erreger Mycobacterium bovis kann außerdem durch rohe Kuhmilch an den Menschen weitergegeben werden.
Lange Zeit hieß es, rund ein Drittel der Weltbevölkerung trage den Tuberkulose-Erreger in sich. Nach neueren Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation ist etwa ein Viertel der Weltbevölkerung mit dem Erreger infiziert, ohne zu erkranken. Ein gesundes Immunsystem kann den Ausbruch der Erkrankung jedoch verhindern, die Ansteckung selbst verhindert es aber nicht. Bei längeren Aufenthalten in Ländern mit hoher Tuberkulose-Last kann eine ärztliche Testung sinnvoll sein.
Bedeutung & Funktion
In der medizinischen Fachwelt gilt der Wirkungsgrad einer BCG-Impfung heute als umstritten. Mehrere Gründe sind dafür ausschlaggebend. Wegen einer nicht sicher belegbaren Wirksamkeit empfiehlt die Ständige Impfkommission (STIKO) am Robert-Koch-Institut seit 1998 den Einsatz des Bakteriums als Impfstoff in Deutschland nicht mehr.
In Metaanalysen ließ sich gegen die Lungentuberkulose nur eine Schutzwirkung von etwa 50 Prozent nachweisen. Auch aufgrund von häufig unerwünscht auftretenden Nebenwirkungen und Komplikationen wird der Impfstoff deutschlandweit für diese Indikation zurzeit nicht mehr zugelassen.
Des Weiteren konnten bei Patienten veränderte Testergebnisse festgestellt werden, die einmal mit dem Bacillus Calmette-Guérin geimpft wurden. Bei ihnen ist häufig im Tuberkulin-Hauttest ein positives Testergebnis zu beobachten und zwar auch in Fällen, in denen keine Ansteckung durch Tuberkulose vorliegt. Bei den Betroffenen wird zudem erst eine Schwellung von einem größeren Umfang als 15 mm Durchmesser als positiv bewertet. Weil die Aussagekraft eines Tuberkulin-Hauttestes begrenzt ist, setzen Fachärzte in Deutschland für Patienten mit BCG-Impfung zum Nachweis einer Infektion alternativ den Gamma-Interferon-Bluttest ein.
In anderen Staaten gilt der Einsatz des Bacillus Calmette-Guérin allerdings als sinnvoll, da hier zum Teil unterschiedliche epidemiologische Gegebenheiten auftreten. In diesen Ländern wird eine BCG-Impfung zum Teil auch Personen mit längerem Aufenthalt empfohlen. Da in Deutschland derzeit kein BCG-Impfstoff zugelassen ist, steht eine solche Impfung hierzulande jedoch nicht zur Verfügung. Allerdings fällt die Schutzwirkung einer BCG-Impfung in tropischen und subtropischen Gebieten deutlich geringer aus. Die Fachwelt vermutet, dass der Grund hierfür in der Immunität liegt, die die Einwohner gegen die dort verbreiteten Mykobakterien-Arten aufgebaut haben.
Krankheiten & Beschwerden
Der Krebspatient erhält die aufbereiteten lebenden BCG-Bakterien als Einspülung direkt in die Blase. Eine BCG-Instillation erfolgt über einen dünnen Katheter, der durch die Harnröhre verläuft. Nach rund zwei Stunden, in denen die Lösung in der Blase verbleibt, wird der Katheter wieder entfernt. Da der Bacillus Calmette-Guérin dort eine örtliche Entzündung bewirkt, können auf diese Weise die körpereigenen Abwehrzellen aktiviert werden. Wenn die Patienten diese Behandlung gut vertragen, werden, in wöchentlichen Abständen, insgesamt sechs BCG-Behandlungen durchgeführt. Die Immuntherapie wird meist gut vertragen; häufig treten für einige Tage eine Blasenentzündung und kurze grippeähnliche Symptome auf, die als typische Begleiterscheinungen der Behandlung gelten. Schwere Verläufe sind selten.
Wie der Impfstamm entstand
Der Ausgangsstamm war ein Tuberkuloseerreger des Rindes. Calmette und Guérin führten ihn über mehr als ein Jahrzehnt hinweg immer wieder auf einen frischen Nährboden aus glyzerinhaltiger Rindergalle und Kartoffelscheiben über. Bei jeder dieser Übertragungen wuchs weiter, was sich an die Kulturbedingungen am besten angepasst hatte – und mit jeder Passage verlor der Stamm Erbmaterial, das er im Labor nicht mehr benötigte. Am Ende dieser Reihe stand ein Bakterium, das sich zwar noch vermehren, aber keine fortschreitende Erkrankung mehr auslösen konnte.
Welches Erbmaterial dabei verloren ging, ist heute bekannt. Dem Impfstamm fehlt unter anderem ein zusammenhängender Abschnitt des Chromosoms, der als "Region of Difference 1" bezeichnet wird. Auf ihm liegen die Baupläne für Eiweiße, mit denen der Tuberkuloseerreger aus dem Bläschen ausbricht, in das ihn eine Fresszelle eingeschlossen hat, und mit denen er Gewebe schädigt. Ohne diesen Abschnitt bleibt BCG in den Abwehrzellen gefangen, löst dort aber eine Abwehrreaktion aus – genau das, worauf eine Impfung abzielt.
Dieser Verlust hat eine praktische Nebenwirkung, die der Diagnostik zugutekommt: Die heute gebräuchlichen Bluttests, die die Freisetzung des Botenstoffs Gamma-Interferon messen, arbeiten mit Eiweißen aus genau diesem fehlenden Abschnitt. Weil der Impfstamm sie nicht besitzt, schlagen diese Tests bei BCG-Geimpften nicht allein wegen der Impfung an. Der ältere Tuberkulin-Hauttest verwendet dagegen ein Gemisch, das auch im Impfstamm vorkommt – daher die im Abschnitt zuvor beschriebenen unklaren Hautreaktionen.
Eine Familie von Impfstämmen
Ab 1924 gab das Pariser Institut den Stamm an Laboratorien in aller Welt ab. Dort wurde er jeweils vor Ort weitergeführt, und weil Gefriertrocknung und tiefgekühlte Saatkulturen erst Jahrzehnte später eingeführt wurden, geschah das lange Zeit durch fortlaufende Passagen. Die Kulturen entwickelten sich dabei auseinander.
Deshalb gibt es streng genommen nicht "den" BCG-Impfstoff, sondern eine Familie von Tochterstämmen, die nach ihren Herkunftsorten benannt sind – unter anderem BCG-Dänemark, BCG-Pasteur, BCG-Tokio, BCG-Russland und BCG-Glaxo. Sie unterscheiden sich im Erbgut, im Wachstumsverhalten, in der Menge lebender Keime pro Impfdosis und in der Häufigkeit örtlicher Impfreaktionen. Diese Unterschiede gelten als eine von mehreren Erklärungen dafür, warum Untersuchungen zur Schutzwirkung in verschiedenen Ländern so weit auseinanderliegen. Weitere diskutierte Gründe sind das Alter bei der Impfung, erbliche Unterschiede der geimpften Bevölkerungen und die Frage, wie zuverlässig die Kühlkette bis zur Verabreichung eingehalten wurde.
Bau und Wachstum des Bakteriums
Als Mykobakterium besitzt BCG eine für diese Gruppe kennzeichnende Zellwand: Über der üblichen Stützschicht liegt ein dicker, wachsartiger Mantel aus Mykolsäuren, langkettigen Fettsäuren, die untereinander und mit Zuckerbausteinen verknüpft sind. Diese Hülle macht die Bakterien säurefest – in der Ziehl-Neelsen-Färbung behalten sie den roten Farbstoff auch dann, wenn das Präparat anschließend mit Säure und Alkohol behandelt wird. Andere Bakterien werden dabei entfärbt, sodass sich Mykobakterien im Mikroskop leicht erkennen lassen.
Dieselbe Wand erklärt weitere Eigenheiten: Mykobakterien überstehen Austrocknung und viele Desinfektionsmittel besser als andere Bakterien, sie widerstehen dem Abbau in den Fresszellen, und viele Antibiotika dringen nur schlecht zu ihnen vor. Deshalb dauert die Behandlung einer Tuberkulose Monate und braucht eine Kombination mehrerer Wirkstoffe.
BCG bildet keine Sporen, ist unbeweglich und wächst nur mit Sauerstoff. Vor allem aber wächst es langsam: Während sich Darmbakterien im Abstand von Minuten teilen, vergehen bei Mykobakterien Stunden zwischen zwei Zellteilungen. Auf festen Nährböden werden Kolonien erst nach Wochen sichtbar. Angezüchtet wird auf eihaltigen Nährböden oder in Flüssigmedien, die das Wachstum automatisch überwachen.
Verwandtschaft und Abgrenzung
BCG gehört zu einer Gruppe sehr nah verwandter Arten, die als Mycobacterium-tuberculosis-Komplex zusammengefasst werden. Zu ihr zählen neben Mycobacterium tuberculosis, dem Haupterreger der menschlichen Tuberkulose, unter anderem die Rinderform, die Robbenform und mehrere in Afrika verbreitete Varianten. Alle können beim Menschen eine Tuberkulose auslösen, unterscheiden sich aber in Wirtsspektrum und Häufigkeit.
Davon abzugrenzen sind die nichttuberkulösen Mykobakterien, die in Erde und Wasser vorkommen und in der Regel nur bei geschwächter Abwehr Erkrankungen verursachen. Sie sind für die Impffrage deshalb bedeutsam, weil ein früher Kontakt mit ihnen bereits eine Abwehrlage schaffen kann, die den Nutzen einer späteren BCG-Impfung mindert.
Ein Merkmal des Impfstamms hat unmittelbare Folgen für die Behandlung: Wie die Rinderform, von der er abstammt, spricht BCG auf den Wirkstoff Pyrazinamid nicht an. Kommt es also ausnahmsweise zu einer behandlungsbedürftigen Infektion durch den Impfstamm, muss auf dieses sonst übliche Mittel verzichtet und mit anderen Wirkstoffen wie Isoniazid, Rifampicin und Ethambutol gearbeitet werden. Ob es sich um den Impfstamm oder um einen echten Tuberkuloseerreger handelt, lässt sich molekularbiologisch anhand der fehlenden Erbgutabschnitte klären.
Durchführung und Verbreitung der Impfung
Dort, wo die Tuberkulose häufig ist, empfiehlt die Weltgesundheitsorganisation eine einmalige Impfung möglichst bald nach der Geburt. Sie ist damit in vielen Ländern Teil des regulären Impfprogramms für Neugeborene und eine der weltweit am häufigsten verabreichten Impfungen überhaupt.
Verabreicht wird eine kleine Menge lebender, abgeschwächter Bakterien in die oberste Schicht der Haut am Oberarm. An der Einstichstelle bildet sich über Wochen ein Knötchen, das aufbricht, nässt und schließlich abheilt. Zurück bleibt eine kleine, eingezogene Narbe, die in vielen Ländern als Beleg für eine erfolgte Impfung gewertet wird. Eine Auffrischung ist nicht vorgesehen; für einen zusätzlichen Nutzen einer zweiten Impfung gibt es keinen belastbaren Beleg.
Der Schutz, den die Impfung bietet, richtet sich nicht gegen die Ansteckung selbst. Geimpfte können sich weiterhin infizieren und den Erreger weitergeben. Die Impfung verhindert vor allem, dass sich bei kleinen Kindern aus einer Ansteckung eine über die Lunge hinausgreifende, oft lebensbedrohliche Verlaufsform entwickelt.
Unerwünschte Wirkungen und Gegenanzeigen
Örtliche Reaktionen an der Impfstelle gehören zum erwarteten Verlauf. Deutlich stärkere Reaktionen kommen vor: ein Abszess an der Einstichstelle, ein langwierig heilendes Geschwür oder eine Schwellung der benachbarten Lymphknoten. Diese Lymphknotenreaktion bildet sich meist von selbst zurück.
Seltener sind Entzündungen des Knochens in einiger Entfernung von der Impfstelle. Die schwerwiegendste Komplikation ist eine im Körper verstreute Infektion durch den Impfstamm selbst. Sie tritt fast ausschließlich bei Kindern mit angeborenen Störungen der Immunabwehr oder bei unerkannter HIV-Infektion auf, weil dort die Fresszellen den abgeschwächten Stamm nicht in Schach halten können.
Aus diesem Grund gilt ein schwerer Immundefekt als Gegenanzeige, und bei Kindern mit bekannter HIV-Infektion wird von der Impfung abgeraten. Da die Erkrankungen der Immunschwäche bei Neugeborenen häufig noch nicht erkannt sind, ist dies einer der Punkte, die die Abwägung in Ländern mit hoher HIV-Verbreitung erschweren.
Wie BCG in der Harnblase wirkt
Dass ein Tuberkulose-Impfstamm gegen Harnblasenkrebs hilft, wirkt zunächst überraschend; der Wirkmechanismus ist heute aber in Grundzügen verstanden. Die eingebrachten Bakterien haften über Fibronektin, ein Eiweiß der Bindegewebsschicht, an der Blaseninnenwand und werden von den Deckzellen der Schleimhaut sowie von Abwehrzellen aufgenommen.
Daraufhin wandern Granulozyten, Makrophagen und T-Lymphozyten in die Blasenwand ein und setzen Botenstoffe frei, darunter Interferone und Interleukine. Diese örtliche, kontrolliert ausgelöste Abwehrreaktion richtet sich nicht nur gegen die Bakterien, sondern trifft auch verbliebene Tumorzellen. Die Behandlung wirkt also nicht unmittelbar zellzerstörend, sondern über die aktivierte körpereigene Abwehr.
Eingesetzt wird das Verfahren bei oberflächlichen Tumoren, die noch nicht in die Muskelschicht der Blasenwand eingewachsen sind und ein erhöhtes Rückfallrisiko tragen. In vielen Behandlungsplänen schließt sich an die Anfangsserie eine über Monate bis Jahre in größeren Abständen fortgeführte Erhaltungsbehandlung an. Weil es sich um lebende Bakterien handelt, darf die Lösung nicht in eine frisch verletzte Schleimhaut eingebracht werden – über eine blutende Wunde könnte der Impfstamm in die Blutbahn gelangen und dort eine schwere Allgemeininfektion auslösen. Zu den häufigen, meist vorübergehenden Begleiterscheinungen zählen Brennen beim Wasserlassen, häufiger Harndrang und Blutbeimengungen im Urin.
Ein praktisches Problem des Verfahrens ist die Versorgungslage: Weil weltweit nur wenige Hersteller den lebenden Impfstamm für die Blaseninstillation produzieren, kommt es immer wieder zu Lieferengpässen.
Unspezifische Wirkungen und Forschung
Seit Langem fällt auf, dass BCG-geimpfte Kinder nicht nur seltener an schwerer Tuberkulose erkranken. Beobachtungen aus Ländern mit hoher Kindersterblichkeit legen einen darüber hinausgehenden Nutzen nahe. Als Erklärung wird die sogenannte trainierte Immunität diskutiert: Der Impfstamm verändert das Ableseverhalten bestimmter Gene in den Vorläuferzellen der Fresszellen, sodass diese über längere Zeit auf ganz unterschiedliche Erreger kräftiger reagieren. Wie groß dieser Effekt tatsächlich ist und wie lange er anhält, wird in der Fachwelt kontrovers beurteilt.
Gut belegt ist dagegen eine Teilschutzwirkung gegen Lepra, deren Erreger ebenfalls zu den Mykobakterien gehört. In einigen Ländern wird die BCG-Impfung deshalb auch unter diesem Gesichtspunkt eingesetzt.
Weil die Schutzwirkung gegen die Lungentuberkulose Erwachsener unbefriedigend bleibt, wird seit Jahren an Nachfolgern gearbeitet. Untersucht werden gentechnisch veränderte Abkömmlinge des Impfstamms, denen bestimmte Eigenschaften wieder hinzugefügt wurden, sowie Impfstoffe aus einzelnen Erregereiweißen, die ergänzend zu einer BCG-Impfung im Kindesalter gegeben werden sollen. Ein zugelassener Ersatz steht bislang nicht zur Verfügung.
Quellen
- Suerbaum, S., Burchard, G.-D., Kaufmann, S. H. E., Schulz, T. F. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie.
ISBN: 9783662613849
- Salzberger, B. (Hrsg.): Therapie-Handbuch - Infektionskrankheiten und Impfungen.
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- Jung, N., Rieg, S. (Hrsg.): Klinikleitfaden Infektiologie.
ISBN: 9783437223228
- Kroegel, C., Costabel, U., Bals, R., et al. (Hrsg.): Referenz Pneumologie.
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- Michel, M. S., Thüroff, J. W., Janetschek, G., Wirth, M. (Hrsg.): Kinder- und Jugendurologie - Andrologie Sexualmedizin - Urologische Infektionen - Urologie und Alter.
ISBN: 9783662633991