Die COVID-Kühlkette: Wie Ein Impfstoff Zu Ihnen Kommt

Ein Impfstofflogistikexperte erklärt, wie Millionen von gefrorenen Fläschchen weit verbreitet sein werden.

Zwei Pharmaunternehmen haben inzwischen sehr erfolgreiche Ergebnisse aus Phase-III-Studien mit COVID-19-Impfstoffen gemeldet. Am 18. November gaben Pfizer und Partner BioNTech bekannt, dass ihr Impfstoff bei der Vorbeugung der Krankheit zu 95 Prozent wirksam war, basierend auf den vollständigen Versuchsergebnissen. Zwei Tage zuvor berichtete Moderna, dass sein Impfstoff nach vorläufigen Daten zu 94,5 Prozent wirksam war.

Sowohl Pfizer als auch Moderna verwenden denselben gentechnisch veränderten Impfstoffansatz, an dem Messenger-RNA-Moleküle beteiligt sind. Unter der Annahme, dass die US-amerikanische Food and Drug Administration die Impfstoffe für den „Notfallgebrauch“genehmigt, muss jedes Unternehmen die Produktion und den Vertrieb enorm steigern. Pfizer erwartet, bis 2020 weltweit bis zu 50 Millionen Dosen und bis 2021 bis zu 1,3 Milliarden Dosen zu produzieren. Moderna beabsichtigt, bis 2020 etwa 20 Millionen Dosen und bis 2021 500 Millionen bis eine Milliarde Dosen herzustellen. Eine Person, die einen der beiden Impfstoffe erhält, benötigt zwei verabreichte Dosen drei oder vier Wochen auseinander.

Es sind mehrere Schritte erforderlich, um so viele kleine Glasfläschchen mit Impfstoffen an örtliche Krankenhäuser und Apotheken zu liefern, in denen das Medikament in den Arm einer Person injiziert werden kann. Der Impfstoff von Moderna muss bei –20 Grad Celsius (–4 Grad Fahrenheit) versandt werden und kann dann sechs Monate bei dieser Temperatur gelagert werden. Einmal aufgetaut und im Kühlschrank zwischen zwei und acht Grad Celsius aufbewahrt, ist es bis zu 30 Tage haltbar. Der Impfstoff von Pfizer muss bei –70 ° C aufbewahrt werden - eine viel größere Herausforderung. Nach dem Umfüllen in einen Kühlschrank muss es innerhalb von fünf Tagen verabreicht werden.

In den USA wird Moderna seinen Impfstoff in New Hampshire, Pennsylvania und Indiana herstellen. Es wird Fläschchen an das Vertriebszentrum der McKesson Corporation in Irving, Texas, liefern, dem Zentrum der Impfinitiative Operation Warp Speed der Bundesregierung. Moderna plant auch die Herstellung der Intervention in der Schweiz und in Spanien. Pfizer wird seinen US-Impfstoff in Kalamazoo, Michigan, herstellen. Der Vertrieb erfolgt nicht über Operation Warp Speed, daher werden große Thermoboxen mit gefüllten, mit Trockeneis verstopften Fläschchen über Unternehmen wie UPS und FedEx an Standorte im ganzen Land geliefert. Pfizer hat auch einen Produktionsstandort in Belgien. Am 16. November startete das Unternehmen ein Pilotprogramm, um seinen Lieferplan für vier Bundesstaaten zu testen: Rhode Island, Tennessee, Texas und New Mexico.

Das System zum Verteilen von Produkten (einschließlich Fleisch und Chemikalien) bei niedrigen Temperaturen wird als „Kühlkette“bezeichnet. Was braucht dieses Netzwerk, um eine große Anzahl von Fläschchen erfolgreich zu verteilen? Wie wird der Impfstoff sicher aufbewahrt? Wie viele Einrichtungen können die Herausforderung überhaupt bewältigen und wie wirkt sich das darauf aus, wer wann geimpft wird? Scientific American bat Julie Swann, Professorin und Leiterin der Abteilung für Industrie- und Systemtechnik an der North Carolina State University, die Details zu enthüllen. Swann ist auf Lieferketten im Gesundheitswesen spezialisiert und war während der Notfallreaktion auf die Schweinegrippepandemie H1N1 2009 an die US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten ausgeliehen.

[Eine bearbeitete Abschrift des Interviews folgt.].

Die Versandtemperatur von Moderna beträgt –20 ° C. Ist das typisch für Tiefkühlprodukte? Und ist Pfizers Temperatur von –70 ° C extrem?

Es gibt verschiedene Kühlketten. Die ultraniedrige Kette, die Tiefkühlkette, ist die bei –70 ° C. Es gibt die „gefrorene“Kette bei –20 ° C, die eher einem normalen Gefrierschrank ähnelt. Und dann [da ist] die Kühlkette: Viele Impfstoffe, wie Grippeimpfstoffe, werden zwischen zwei und acht Grad Celsius gekühlt. Nur ein Paar muss auf –20 ° C eingefroren werden, wie [die für] Varizellen und Zoster. Der Ebola-Impfstoff hatte eine ultrakalte Lieferkette. Einige Tierimpfstoffe, wie Hühnerimpfstoffe, werden ebenfalls ultrakalt gehalten.

Welche Einrichtungen können mit –70 ° C umgehen?

Nicht so viele. Große Universitäten haben sicherlich einen solchen Speicher in ihren Forschungslabors, und einige große Krankenhäuser [tun] - aber nicht die durchschnittliche Arztpraxis oder Apotheke. In Vertriebszentren für Apothekenketten kann dieses Lager vorhanden sein - die „Gefrierschränke unter 80“[Kisten, die bis zu –86 ° C gekühlt werden können]. So könnten sie möglicherweise Impfstoffe von dort zu ihren Einzelhandelsgeschäften schicken, die alle vorgeplant haben, wer geimpft wird.

Die Impfstoffe müssen nicht bis zum Zeitpunkt der Inokulation eingefroren bleiben..

Die CDC verfügt über ein öffentlich zugängliches Spielbuch für Staaten, in dem dargelegt wird, was Sie mit Impfstoff Typ A oder Impfstoff Typ B tun können. Sobald eine Einrichtung einen thermischen Versender [wie den von Pfizer] erhält, muss sie den trockenen ersetzen Eis innerhalb von 24 Stunden und erneut alle fünf Tage. Und Sie können die Box nur ein- oder zweimal am Tag öffnen. Nach dem 15. Tag ab dem Zeitpunkt, an dem die Fläschchen hergestellt wurden, müssen sie auf gekühlte Temperaturen gebracht und innerhalb von fünf Tagen verwendet werden. Es bleibt also etwas Zeit, um Menschen zu impfen.

Der Thermo-Versender von Pfizer fasst 975 Durchstechflaschen. LKWs bringen die Verlader zu Flugzeugen, die sie in alle Richtungen fliegen. Etwa die Hälfte der medizinischen Produkte wird jedoch auf kommerziellen Flügen verschifft, und diese Flüge sind weit unten. Wird das ein Problem sein?

Ich sehe das nicht als Herausforderung in den USA. Frachtunternehmen müssen jetzt Geld verdienen, daher werden sie zusätzliche Flüge durchführen, wenn sie die 50 Millionen Dosen an die Standorte bringen müssen. Sie können sich ein Hub-and-Spoke-System vorstellen, das direkt in Zentren im ganzen Land geliefert wird. Sie wollen die zusätzlichen zwei Tage der Vorlaufzeit verkürzen: Der Moderna-Impfstoff geht zuerst an das McKesson-Vertriebszentrum und von dort an die Anbieter - was wahrscheinlich ein paar Tage länger dauert. Weltweit ist die Herausforderung eines Pfizer-Impfstoffs jedoch sehr groß. Einer Studie zufolge gibt es nur 25 oder 30 Länder mit ultrakalter Infrastruktur.

Jede Pfizer-Durchstechflasche liefert tatsächlich fünf Dosen. Wie wird das gehandhabt?

Der Ort, an dem die Immunisierung durchgeführt wird, fügt ein Verdünnungsmittel hinzu, wodurch fünf Dosen erzeugt werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Lösung sechs Stunden lang haltbar. Eine Klinik muss also herausfinden, wie viele Mitarbeiter oder Kunden im Gesundheitswesen geimpft werden, und beginnt mit dem Verdünnungsprozess für diesen Tag.

Es hört sich so an, als müssten Orte viele Empfänger aufstellen, damit der Impfstoff nicht verschwendet wird..

Ich habe gesehen, dass jedes Pfizer-Tablett 195 Durchstechflaschen mit jeweils fünf Dosen enthält. Das sind also ungefähr 1.000 Dosen. Und eine Box kann bis zu fünf Tabletts aufnehmen. Wenn Sie zu Beginn Prioritäten setzen, indem Sie nur Mitarbeiter an vorderster Front impfen, die mit COVID-19-Patienten umgehen, möchten Sie an einem Ort genügend Personen aufstellen, um innerhalb von fünf Tagen ein Tablett mit Impfstoffen zu verwenden, oder Personen aus der Region haben komme zu dir. Staaten könnten auch Gefrierschränke unter 80 kaufen. Der Plan des Staates New York sieht vor, mehrere regionale Vertriebszentren einzurichten. Wenn sie das tun, werden sie wahrscheinlich an jedem Standort Gefrierschränke unter 80 haben. Ich weiß nicht, ob sich ihr Plan jetzt ändern wird, da Moderna weitere Informationen herausgebracht hat.

Ich denke, die meisten Staaten werden nicht über die Ressourcen verfügen, um regionale Vertriebszentren einzurichten. Was ich tun würde, wenn ich sie wäre, ist nach großen Krankenhäusern zu suchen, die Gefrierschränke haben, und diese als Verteilungspunkte zu verwenden. Ich würde sicherlich mit den regionalen Apotheken zusammenarbeiten. Und ich würde mir Modelle ansehen, bei denen Sie etwas davon herumfahren: Versenden Sie es an einen Ort und fahren Sie dann einen lokalen Van mit Kühlung herum, in dem Fläschchen fünf Tage lang aufbewahrt werden können. Und Sie können die Leute bitten, zu Orten zu fahren, um sich impfen zu lassen. Ich denke, all diese [Schritte] werden passieren. Natürlich wird es zumindest zu Beginn Fragen der Gerechtigkeit geben, wenn die Impfung nur vom Pfizer-Impfstoff abhängt.

Was ist mit Verderb? Pharmaunternehmen berichten, dass 5 bis 20 Prozent der anderen Impfstoffe während der Verteilung verderben..

Dies wird berücksichtigt. Es gibt eine Möglichkeit, den thermischen Versender mit einem Temperaturfühler zu überwachen. In der idealen Welt würde die Überwachung auf die einzelnen Fläschchen beschränkt sein, aber ich weiß nicht, ob die aktuelle Technologie dies zulässt. Wir könnten uns ansehen, wie der Ebola-Impfstoff in ganz Afrika verteilt wurde. Es ist eine spezialisierte Kühlkette.

Was ist mit der Qualitätskontrolle der Produktion?

Bei der üblichen Herstellung und dem Versand von Impfstoffen werden Wirksamkeit und Stabilität überprüft. Natürlich machen das Pfizer und Moderna.

All dies wird durch die Tatsache erschwert, dass jede Person zwei Injektionen im Abstand von drei oder vier Wochen erhalten muss. Die Anzahl der Personen, die geimpft werden könnten, wird also sofort halbiert..

Recht. Und für jede Person muss Ihre zweite Dosis mit Ihrer ersten Dosis übereinstimmen, entweder Pfizer oder Moderna. Aber bleibt das im Laufe der Zeit bestehen? Was ist, wenn Wissenschaftler feststellen, dass Menschen nach zwei Jahren einen Booster brauchen? Ist es dann wichtig, wenn ich zum ersten Mal Pfizer oder Moderna hatte? Ich hoffe, dass dies nicht der Fall ist, aber ich habe keine klare Antwort erhalten.

Wir alle benötigen genaue Aufzeichnungen..

Die Informationsseite der Lieferkette ist mit vielen Herausforderungen verbunden. Die Unternehmen senden Produkte an Händler, sind jedoch nicht dafür verantwortlich, wer geimpft wird. Das sind die Krankenhäuser und Apotheken. Woher wissen die Hersteller, wann und wohin sie Produkte versenden müssen? Die verschiedenen [Spieler] müssen viel Informationen austauschen.

So funktioniert die öffentliche Gesundheit weitgehend. Es gibt ein System zum Bestellen und Versenden von Impfstoffen, das Ihnen jedoch nichts sagt, nachdem ein Impfstoff an einem Ort angekommen ist. In der Regel verwendet dann jeder Staat sein eigenes System, um zu registrieren, wer den Impfstoff erhält - das sogenannte Immunisierungsregister. Diese beiden Systeme sprechen nicht miteinander. Ohne die Hinzufügung einer weiteren Schicht ist es für Staaten schwierig zu wissen, dass an diesem Ort noch 50 Dosen vorhanden sind. Dieser Ort enthält keine Informationen mehr. Die Bundesregierung hat in ein System investiert, das solche Fähigkeiten ermöglicht, aber die Staaten nutzen möglicherweise ihre eigenen.

Es gibt Systeme, die dies tun können, wie solche, die diagnostische Tests koordinieren. Aber sie müssen ausgerollt werden. Sie bieten zwei echte Vorteile: Zum einen können Sie den Verbrauchern mitteilen, wohin sie gehen können, um [einen] Impfstoff zu erhalten - nicht dorthin, wo er verschickt wurde, sondern wenn noch etwas übrig ist. Und wenn Unternehmen wissen, wo sich das Inventar befindet, können sie bessere Entscheidungen darüber treffen, wohin die nächste Charge gesendet werden soll. Oder die Gemeinden können die öffentliche Nachrichtenübermittlung erhöhen, um die Nachfrage nach einem Impfstoff zu erhöhen, da wir wissen, dass es Probleme geben wird, wenn Menschen zögern, ihn zu erhalten.

Ich stelle mir vor, dass die Priorisierungspläne für Impfungen, von denen wir gerade hören, die Nachverfolgung von Informationen noch schwieriger machen könnten - Sie wissen, Frontarbeiter sollten zuerst die Impfstoffe erhalten, dann Lehrer und so weiter..

Die National Academy of Medicine empfiehlt Phasen: zuerst Hochrisikopersonal in Gesundheitseinrichtungen plus Ersthelfer, dann Menschen mit Grunderkrankungen, die sie einem hohen Risiko aussetzen, dann später Lehrer, dann junge Erwachsene, dann der Rest von uns. Es wird auch darüber gesprochen, die frühen Impfstoffe in Gebiete mit hoher Prävalenz von Krankheiten zu schicken. All dies erschwert die Informationsseite der Impfherausforderung.

Da es wahrscheinlich ist, dass nur große Institutionen ultrakalte Speicher bereitstellen können, wurde vermutet, dass der Impfstoff von Pfizer in die Städte und der Impfstoff von Moderna in weniger dicht besiedelte Gebiete gelangen könnte. Aber das sind Handelsunternehmen. Warum sollten sie ihre Märkte einschränken?

Sie können sich vorstellen, dass die Pfizer-Boxen für dicht besiedelte Städte besser geeignet sind. Wenn wir genügend Impfstoffe zur Verfügung haben, die Sie wünschen, wird der Markt Moderna anstelle von Pfizer wählen - solange die Sicherheit und Wirksamkeit hoch genug sind -, da die Kühlung unterschiedlich ist. Aber in den frühen Stadien, in denen so viele Menschen überall Impfstoffe benötigen, denke ich, dass viele Entscheidungen auf der Grundlage der für das System am besten geeigneten getroffen werden. Wenn wir jedoch feststellen, dass es einen Unterschied in Bezug auf Sicherheit und Wirksamkeit gibt, geraten wir in Fragen der Gerechtigkeit: Senden Sie einen minderwertigen Impfstoff in die Städte oder in die ländlichen Gebiete?

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