温度问题可能会减缓新型冠状病毒疫苗的推出

  疫情期间,人们通过打疫苗和测量体温等措施来防止新冠肺炎的发生。Moderna 的新冠疫苗可能与辉瑞和 BioNTech 生产的疫苗一样有效,这意味着世界可以拥有两种强大的武器来抗击新冠病毒。这两种疫苗都使用了一种新技术——储存在脂质颗粒中的信使 RNA (mRNA) 链,在室温下很容易降解,需要将剂量冷冻运输,然后再解冻使用。而大多数场所使用红外热像仪,医院则使用体温探头更加精确地测量体温。

 

  这就是 Moderna 疫苗可能存在优势的地方:与辉瑞 (Pfizer) 和 BioNTech 的产品不同,它不必在 –70°C 下储存,但可以承受 –20°C 的温度,这是大多数医院和药房冰柜的标准温度。这种差异意味着 Moderna 的疫苗应该更容易分发和储存,特别是在缺乏超低温冰箱的美国农村和发展中国家。Moderna 表示,多年的开发工作使其疫苗能够在更高的温度下储存,但另一家 mRNA 疫苗公司宣布正在测试新冠疫苗,早期研究表明该疫苗可以在 2°C 至 8°的温度下在冰箱中存活。

 

  许多类型的疫苗必须通过冷供应链冷冻储存和运输。公共卫生官员甚至找到了将疫苗保持在 –60°C 至 –80°C 之间超低温的方法。在过去的 5 年里,一个名为 Arktek 的高科技保温瓶协助分发了必须保持超低温的埃博拉疫苗。西雅图全球卫生实验室的机械工程师 Daniel Lieberman 说:“我们很可能需要广泛的供应链工具来分发新冠疫苗,该实验室是由比尔和梅琳达·盖茨基金会创建的非营利组织。尽管如此,依赖超冷链成本昂贵,而且在一些地方分发一种可以耐受更高温度的疫苗可能更有意义,即使它的效果不太好。

 

  Moderna 和 Pfizer/BioNTech 疫苗都为人体细胞提供了一个 mRNA 模板,用于制造 SARS-CoV-2(导致新冠的病毒)的刺突蛋白,然后蛋白质移动到细胞表面并触发免疫反应。在西雅图非营利性传染病研究所 (IDRI) 研究疫苗产品开发的 Alana Gerhardt 说,与通常构成常规疫苗的蛋白质或蛋白质片段相比,这种 mRNA 相对脆弱,并且在室温下很容易裂解。此外,被称为核糖核酸酶的酶可以咀嚼 mRNA ,即使在实验室的受控环境中,它们也无处不在,可能来自实验室工作人员的呼吸和皮肤等。

 

  这些公司通过将 mRNA 插入载体(一种称为脂质纳米颗粒的脂肪状物质)在生产和储存过程中为 mRNA 提供一些保护。一旦注射,脂质还可以保护 mRNA 免受血液中酶的影响。但麻省理工学院遗传学家和化学工程师丹尼尔安德森说:“纳米颗粒是故意设计成缓慢降解的,因此它不会在肝脏中积聚并造成伤害。”

 

  尽管两家公司的确切配方是专有的,但辉瑞和 BioNTech 迄今为止都表示,他们的疫苗必须保持超低温。但美国国家过敏和传染病研究所的疫苗研究员巴尼·格雷厄姆(Barney Graham)表示,对温度的要求实际上还不清楚。格雷厄姆设计了Moderna和辉瑞/生物技术公司使用的mRNA。当辉瑞和 BioNtech 首次要求监管机构在人体测试他们的疫苗时,温度是–70°C,这些公司最终可能能够证明 mRNA 能够在更高的温度下存活。

 

  与此同时,在密歇根州 Kalamazoo 和比利时 Puurs工厂,辉瑞公司把200到1000瓶药品包装在隔热盒中,每瓶含有5剂,在干冰上装有热传感器,以提供必要的低温环境。药店和医生办公室如果没有价值15000美元的超低温冰箱,可以通过每5天补充一次干冰的方式将其储存在保温箱中约2周;一旦取出,疫苗可以冷藏5天。然而Moderna的疫苗在 -20°C或标准冰箱中可以稳定地保存6个月,该公司今天宣布,其产品可以在正常冰箱温度下保存30天,比最初预期的7天长。

 

  德国公司 CureVac 在新冠病毒 mRNA疫苗竞赛中落后,但上周宣布其候选疫苗在 5°C 下可以稳定运行3 个月。与Moderna和 Pfizer/BioNTech 疫苗不同,CureVac 的 mRNA 没有对其四个组成部分之一进行修饰,即一种称为尿苷的核苷,该公司称其可以更紧密地包裹在纳米颗粒内。CureVac 发言人 Sarah Fakih 说:“我们的假设是——mRNA 越紧凑,就越不容易降解。”该公司预计将在今年年底前启动一项 30,000 人的试验,以测试该疫苗的功效。

 

  即使是像 Moderna一样在 –20°C 下运输和储存的疫苗,也会给一些发展中国家带来挑战,因为在这些国家的冰箱电力可能不可靠且干冰稀缺。但冷冻疫苗并不一定会成为交易的障碍,正如埃博拉疫苗那样,该疫苗已通过 Arktek 集装箱运往刚果民主共和国的不同地方,为大约 40万人接种疫苗。全球发展中心的普拉尚特·亚达夫(Prashant Yadav)指出,大城市仍然需要超冷冰箱来储存疫苗,然后再分发,并用于保持 Arkteks 冷却的冷藏袋。这意味着仍然需要有可靠的电力和备用电源。关键是要有一个冷链主存储点。

 

  Lieberman 指出,Arkteks 价格昂贵——每个约 2000 美元,但它们是可重复使用的,并且可以让疫苗、干冰、酒精或盐基冷袋比保温箱冷藏的时间更长。利伯曼说:“我认为Arktek在任何地方都是有价值的,只要你想让疫苗在没有冰箱的情况下保持数天或数周的低温。”全球健康实验室表示——如果新冠疫苗需要Arktek,盖茨基金会的全球交付计划已准备由生产Arktek的中国公司提高产量。

  另一种选择是冷冻干燥 mRNA 疫苗;然后在运送点用水将它们复原。辉瑞公司表示他们正在研究一种粉末状的疫苗。IDRI的科里·卡斯珀说,监管机构可能需要证据来证明重组疫苗和液体疫苗的活性是否一样。

  目前正在进行活性试验的其他几种新冠疫苗也不需要冷冻储存。Yadav说如果它们和mRNA疫苗一样有效,在资源受限的环境中就不需要-20°C或-70°C的冷链。但如果这些疫苗没有那么有效,比如只有70%,而mRNA疫苗的有效性为90%,尽管成本和挑战很大,但这可能会使部署信使RNA疫苗的规模转向。

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创建时间:2021-08-19 13:49