COVID冷链:如何接种疫苗

2020-12-08 12:13:46

现在有两家制药公司报告了COVID-19疫苗的III期试验取得了非常成功的结果。辉瑞公司及其合作伙伴BioNTech于11月18日表示,根据全面的试验结果,他们的疫苗可有效预防这种疾病的95%。根据临时数据,Moderna两天前报告其疫苗有效率为94.5%。

辉瑞公司和Moderna公司都使用相同的基因工程疫苗方法,其中涉及信使RNA分子。假设美国食品药品监督管理局授权将疫苗用于“紧急用途”,则每家公司都将不得不大幅度提高生产和分销水平。辉瑞公司预计到2020年将在全球生产5000万剂,到2021年将达到13亿剂。Moderna计划在2020年生产约2000万剂,在2021年生产5亿至10亿剂。接受这两种疫苗的人将需要分两次注射相隔三四个星期。

需要采取多个步骤才能将这么多的玻璃小瓶疫苗运送到当地的医院和药房,在那里可以将药物注射到人的手臂上。 Moderna的疫苗必须在摄氏20度(华氏4度)下运输,然后可以在该温度下保存六个月。一旦解冻并保存在摄氏2至8度(华氏36至46度)之间的冰箱中,则可保存30天。辉瑞的疫苗必须保持在–70摄氏度(–94华氏度)的温度下,这是一个更大的挑战。一旦转移到冰箱,必须在五天内进行管理。

Moderna将在美国的新罕布什尔州,宾夕法尼亚州和印第安纳州生产其疫苗。它将把药瓶运到位于德克萨斯州欧文市的麦凯森公司的配送中心,这是联邦政府“经速行动”疫苗接种计划的中心。 Moderna还计划在瑞士和西班牙制造干预产品。辉瑞公司将在密歇根州卡拉马祖市生产其美国疫苗。它不会通过“经线速度行动”进行分发,因此它将通过UPS和FedEx等公司将装满小瓶的大热箱装满干冰,并通过UPS和FedEx等公司运送到全国各地。辉瑞还在比利时设有生产基地。11月16日,辉瑞公司启动了一项试点计划,以测试其向四个州(罗德岛,田纳西州,德克萨斯州和新墨西哥州)的交付计划。

用于在低温下分配产品(包括肉类和化学药品)的系统称为“冷链”。该网络成功分散大量小瓶需要做什么?如何安全保存疫苗?多少设施甚至可以应对挑战,这将如何影响谁以及何时接种疫苗? 《科学美国人》请北卡罗来纳州立大学教授兼工业和系统工程系系主任朱莉·斯旺(Julie Swann)透露细节。 Swann专长于医疗保健供应链,在2009年H1N1猪流感大流行的紧急应对期间,她被借给了美国疾病控制和预防中心。

Moderna的运输温度为–20摄氏度。这是冷冻产品的典型温度吗?辉瑞的最高温度为–70摄氏度吗?

有不同的冷链。超低温度链是深度冷冻,温度为–70摄氏度。有一个“冻”链,温度为–20摄氏度,更像是普通的冷冻室。然后是冷藏链:许多疫苗(例如流感疫苗)都在2至8摄氏度之间冷藏。只有一对必须冷冻至–20摄氏度,例如水痘和带状疱疹的那些。埃博拉疫苗确实具有超冷的供应链。一些动物疫苗,如鸡疫苗也要保持超冷状态。

没有那么多。大型大学当然在他们的研究实验室和一些大型医院中有这样的存储,但是普通的医生办公室或药房却没有。药房连锁店的配送中心可能拥有这种存储设备,即“低于80度的冰柜” [可冷藏至–86摄氏度的盒子]。因此,他们可以从那里将疫苗发送到零售商店,所有这些商店都将预先计划谁将进行疫苗接种。

疫苗不必在接种前一直保持冷冻状态。

美国疾病预防控制中心(CDC)有一本针对各州的公开手册,列出了您可以使用A型或B型疫苗的方法。它说,一旦工厂收到了热托运人(例如辉瑞公司的热托运人),就必须更换干燥的24小时内结冰,每五天一次。每天只能打开一两次。从生产小瓶开始的第15天之后,必须将其转移至冷藏温度并在5天内使用。因此,有一些时间可以给人们接种疫苗。

辉瑞(Pfizer)的热运送器可容纳975瓶。卡车会将托运人带到飞机上,这些飞机将向各个方向飞行。不过,约有一半的医疗产品是通过商业航班运输的,而且这些航班已经降落了。那会是个问题吗?

我认为这并不是美国货运公司面临的挑战,因此,如果需要将5000万剂药运到这些地点,它们将开额外的航班。您可以想象一个轮辐系统直接运送到全国各地的中心。他们希望将交货时间缩短两天:Moderna疫苗首先送至McKesson配送中心,然后再送至提供者,这可能会增加几天。然而,在全球范围内,辉瑞疫苗的挑战非常重大。一项研究估计,只有25或30个国家拥有超冷基础设施。

进行免疫的地方添加了稀释剂,产生了五剂。到那时,解决方案将持续六个小时。因此,诊所必须弄清楚将为多少医护人员或顾客接种疫苗,并在当天开始稀释过程。

听起来地方需要排队很多接收者,这样就不会浪费疫苗。

我看到的是,每个辉瑞(Pfizer)托盘都有195个小瓶,每个小瓶有5剂,所以大约是1,000剂。一个盒子最多可容纳五个托盘。如果从一开始就只给正在处理COVID-19患者的一线工人接种疫苗来进行优先排序,那么您想在一个位置排队足够的人员,以便在五天内使用一盘疫苗,或者让该地区的人员到你们这里来。州也可以购买80℃以下的冰柜。纽约州计划说,它将建立几个区域配送中心。如果他们这样做,那么他们可能会在每个位置安装80台以下的冰柜。由于Moderna提供了更多信息,我不知道他们的计划是否会改变。

我认为大多数州都没有资源来建立区域配送中心。如果我是他们,我会做的是寻找有冷冻室的大型医院,并将其用作分销点。我当然会与地区药店合作。我会研究一些模型,您可以在其中开车:将其运送到一个地方,然后驾驶带有冷藏箱的本地面包车,该冷藏箱可以存储小瓶五天。您也可以要求人们开车到要接种疫苗的地方。我认为所有这些[步骤]都会发生。当然,至少在开始的时候,当疫苗接种仅取决于辉瑞疫苗时,就会出现公平问题。

腐败呢?制药公司报告称,其他疫苗中有5%至20%在分销过程中变质。

这已经被考虑在内了。有一种方法可以用温度探针来监视热运送器。在理想的情况下,监视将落到各个小瓶中,但是我不知道当前的技术是否允许这样做。我们可以看看埃博拉疫苗在非洲的分布情况;这是一条专门的冷链。

在常规疫苗的生产和运输中,要检查效力和稳定性。当然,辉瑞和Moderna就是这样做的。

每个人都必须相隔三到四个星期接受两次注射,这使所有这些事情变得复杂。因此,立即可以接种疫苗的人数减少了一半。

对。对于每个人,您的第二剂必须与您的第一剂相同,无论是辉瑞还是Moderna。但这会随着时间的流逝而持续吗?如果科学家发现人们在两年后需要加强疫苗怎么办?那么,如果我是第一次服用辉瑞或Moderna,这有关系吗?我希望不会,但是我没有一个明确的答案。

供应链的信息方面面临很多挑战。这些公司正在将产品发送给分销商,但他们对谁接种疫苗不负责任。那是医院和药房。制造商如何知道何时何地运送产品?不同的[玩家]必须做很多信息共享。

这很大程度上就是公共卫生的运作方式。那里有一个订购和运送疫苗的系统,但是在疫苗到达某个地点后它什么也没告诉你。然后,通常每个州都使用自己的系统来注册谁接种疫苗的人-称为免疫注册表。这两个系统无法互相通信,因此如果不增加另一层,各州很难知道该位置还剩50剂,该位置完全没有了,即那种信息。联邦政府确实投资了允许这种能力的系统,但各州可能正在使用自己的系统。

有一些系统可以做到这一点,例如协调诊断测试的系统。但是它们将必须推出。它们提供了两个真正的优势:一是您可以告诉消费者他们可以在哪里获得[a]疫苗,而不是告诉它在哪里运输,而是告诉他们是否还有剩余。而且,如果公司知道库存在哪里,他们可以对下一批产品的寄出地点做出更好的决策。或者地方可以增加公共信息以增加对疫苗的需求,因为我们知道人们会犹豫不决地购买疫苗。

我想象我们刚刚听说的疫苗接种优先安排时间表可能会使信息跟踪更加困难-您知道,一线工人应该首先接种疫苗,然后再进行教师培训,依此类推。

美国国家医学科学院建议分阶段进行:首先是医疗机构的高风险工作者,再加上第一反应者,然后是处于潜在状况中的人,使他们处于高风险中,然后是老师,然后是年轻人,然后是我们其他人。也有关于将早期疫苗送往疾病高发地区的讨论。所有这些使疫苗接种挑战的信息面变得复杂。

因为可能只有大型机构才能提供超冷存储,所以有人建议辉瑞的疫苗最终可能会流向城市,而摩德纳的疫苗最终可能会流向人口较少的地区。但是这些是商业公司。他们为什么要限制市场?

您可以想象,辉瑞包装盒可能更适合人口稠密的城市。当我们有足够的所需疫苗供应时,由于安全性方面的差异,只要安全性和功效足够高,市场就会选择Moderna而非Pfizer。但是在早期,到处都有这么多人需要疫苗,我认为很多决定都是基于对系统最有利的。但是,如果我们发现安全性和功效上存在差异,那么我们就会遇到公平问题:您是向城市还是向农村地区发送劣质疫苗?

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