Vaksinekaos truer

Covid-19-vaksinene som er lengst fremme i kliniske studier er de raskeste å lage, men de er også de vanskeligste å distribuere.

Illustrasjon av en sprøyte som har blitt viklet inn i en knute

Getty / Atlanterhavet

Oppdatert klokken 10:23 ET 29. september 2020.



Den dagen en COVID-19-vaksine godkjennes, må en omfattende logistikkoperasjon vekkes. Millioner av doser må reise hundrevis av miles fra produsenter til sykehus, legekontorer og apotek, som igjen må lagre, spore og til slutt få vaksinene til folk over hele landet. Sentrene for sykdomskontroll og forebygging, sammen med statlige og lokale helseavdelinger, koordinerer denne prosessen. Disse byråene distribuerte influensavaksiner under H1N1-pandemien i 2009 på denne måten, og de administrerer barnevaksiner hver dag. Men covid-19-vaksinen vil være en helt ny utfordring.

COVID-situasjonen er vesentlig annerledes og mer kompleks enn noe vi har måttet forholde oss til tidligere, sier Kris Ehresmann , en direktør for infeksjonssykdommer ved Minnesota Department of Health.

De to ledende vaksinekandidatene i USA – den ene utviklet av Moderna, den andre av et samarbeid mellom Pfizer og det tyske selskapet BioNTech – har kommet så raskt til kliniske studier nettopp fordi de er de raskeste å lage og produsere. De er avhengige av en ny vaksineteknologi hvis fordel er hastighet, men hvis ulemper er ekstrem fysisk skjørhet. Disse vaksinene må fryses - i Pfizer/BioNTechs tilfelle, ved en ultrakald -94 grader Fahrenheit, kaldere enn de fleste frysere - noe som vil begrense hvordan og hvor de kan sendes. Måtene disse vaksinene er formulert på (uten tilsatte konserveringsmidler) og pakket (i hetteglass som holder doser for flere personer) gjør dem også lettere å utvikle og produsere raskt, men vanskeligere å administrere på bakken.

Med andre ord går hastigheten på bekostning av bekvemmeligheten. For denne første generasjonen vaksiner vil vi ikke bytte sikkerhet. Vi ønsker ikke å bytte ut effektivitet, sier Kelly Moore , assisterende direktør for immuniseringsutdanning ved Immunization Action Coalition. Så i stedet planlegger USA for en vaksine som krever brutalt komplisert logistikk. Folkehelseavdelinger i stater, territorier og større byer er for tiden utarbeide vaksineplaner for slutten av oktober. Det er fortsatt uklart om disse vaksinene er trygge og effektive - og det er ekstremt usannsynlig at data vil være tilgjengelige i slutten av oktober. Men avdelingene gjør seg klare. Mange er allerede strukket av den pågående pandemien, og de hjelper nå til med å planlegge, som Moore sier det, det største og mest komplekse vaksinasjonsprogrammet som noen gang er forsøkt i historien.


De ledende vaksinekandidatene implementerer begge en ny, lenge lovet teknologi. Kjernen deres er et stykke mRNA, genetisk materiale som i dette tilfellet koder for piggproteinet – biten av koronaviruset som hjelper det å komme inn i menneskelige celler. Vaksinen induserer celler til å ta opp mRNA og lage piggproteinet og stimulerer forhåpentligvis en immunrespons.

Ved å bruke mRNA trenger ikke vaksineprodusenter å produsere virale proteiner eller dyrke virus, metoder som brukes i mer tradisjonelle vaksiner og som legger tid til produksjonsprosessen. Dette er grunnen til at Moderna og Pfizer/BioNTech har vært i stand til å få vaksinene sine inn i kliniske studier så raskt. Moderna gikk fra en genetisk sekvens til det første skuddet i en arm inn rekord 63 dager .

For å få en naken tråd av mRNA inne i en celle, har forskere lært å omslutte den i en pakke kalt en lipid-nanopartikkel. mRNA i seg selv er et iboende ustabilt molekyl, men det er lipid-nanopartikler som er mest følsomme for varme. Hvis du får vaksinen kald nok, er det en temperatur der lipider og lipidstrukturen slutter å bevege seg. Og man må ligge under det for at det skal være stabilt, sier Drew Weissman , som studerer mRNA-vaksiner ved University of Pennsylvania og hvis laboratorium jobber med BioNTech . Hold vaksinen ved for høy temperatur for lenge, og disse lipid-nanopartikler brytes rett og slett ned. Modernas og Pfizer/BioNTechs vaksiner må sendes frosset ved henholdsvis –4 grader og –94 grader Fahrenheit. Når vaksinen til Moderna er tint, kan den vare i 14 dager ved normale kjøleskapstemperaturer; Pfizer, i fem dager.

Frysetemperaturen som kreves av Modernas vaksine gjør det vanskelig å sende; den ultrakalde temperaturen som kreves av Pfizer og BioNTechs vaksine er nesten umulig å opprettholde utenfor et stort sykehus eller akademisk senter med spesialiserte frysere. Av denne grunn har Pfizer utviklet termiske avsendere som, uåpnet, kan holde vaksinene frosset i opptil 10 dager; når de er åpnet for første gang, må de fylles på med tørris innen 24 timer, deretter hver femte dag. Disse transportørene skal ikke åpnes mer enn to ganger om dagen for å ta ut hetteglass, og må lukkes innen ett minutt. Den virkelige fangsten er imidlertid at disse avsenderne har minst 975 doser av covid-19-vaksinen.

Et stort sykehus i en by kan håndtere dette volumet, men i landlige områder må en forsendelse på 975 doser deles opp i mindre - samtidig som man sørger for at hetteglassene forblir ultrakalde. Det andre potensialet ville være bare å sende vaksinen til våre mer urbane områder, sier Molly Howell, leder for immuniseringsprogram i Nord-Dakota, men da utelater vi mange mennesker som er helsearbeidere i landlige områder eller med høy risiko i distriktene. For å få ut vaksinen til disse stedene, ser avdelingen hennes på å kjøpe kjølere for frossentransport og potensielt en tørrismaskin. Hvis Nord-Dakota tildeles for eksempel 2000 doser, vil staten måtte åpne den termiske avsenderen, pakke om mindre tildelinger i tørris og fysisk kjøre dem til landlige klinikker over hele staten. Vaksinene er for dyrebare til å risikere konvensjonell frakt.

Oppbevarings- og håndteringskravene for disse vaksinene er spesielt strenge, men de er også spesielt usikre. Med tiden kan det vise seg at disse mRNA-vaksinene kan lagres ved høyere temperaturer eller kan omformuleres til å lagres ved høyere temperaturer, slik andre vaksiner har vært. Forskere prøver aktivt å skape mer stabile lipid nanopartikler , og Pfizer sier at de jobber med en frysetørket versjon av vaksinen som kan oppbevares i vanlige frysere. Disse inkrementelle forbedringene i lagring er en normal del av vaksineutviklingsprosessen, men de tar tid. For eksempel, Kathleen Neuzil , en vaksineforsker ved University of Maryland School of Medicine, påpeker at influensavaksinen FluMist først måtte fryses, men nå kan oppbevares ved normal kjøleskapstemperatur . (Neuzil er også en etterforsker på Pfizer/BioNTech-vaksineforsøket .) I august CDC møte der Pfizer avduket den termiske avsenderen, kom en tjenestemann fra CDC inn for å fortelle interessenter om ikke å gå ut og kjøpe frysere i påvente av en vaksine. Byrået undersøkte andre lagringsløsninger, og kravene kunne endres.

Og faktisk mellom det augustmøtet og publiseringen av CDCs vaksinedistribusjon lekebok i september økte antallet dager Pfizer og BioNTechs vaksine kunne lagres ved kjøleskapstemperatur fra én til fem. Vaksinen er så ny at til og med produsenten fortsatt finner ut minimumskravene til lagring.


Det høres absurd enkelt ut, men hvordan mRNA-vaksinene pakkes medfører også logistiske utfordringer. Foreløpig er de i multidose hetteglass som må brukes eller kasseres innen seks timer etter åpning. Modernas vaksine kommer i 10-dose hetteglass; Pfizer og BioNTech, i fem-dose hetteglass. Ubrukte doser kan brytes ned over tid ved høye temperaturer og, mer farlig, kan bli forurenset med bakterie , fordi vaksinene mangler konserveringsmidler. Både flerdoseampullene og mangelen på konserveringsmidler bidrar til å få ut en vaksine raskere, sier Moore: Eksperter har vært bekymret for mangel på glass til vaksineampuller, og konserveringsmidler tilfører kompleksitet som kan bremse vaksineutviklingen.

Vaksineleverandører i USA er imidlertid ikke vant til å gi multidose, ukonserverte vaksiner. Administrering av dem vil kreve å planlegge avtaler med ekstra forsiktighet for å minimere avfall, men også forkaste ubrukte doser om nødvendig for sikkerhets skyld. Når flerdosevaksiner brukes utenfor USA, ifølge Moore, som leder en Verdens helseorganisasjons vaksinasjonskomité , noe avfall er innebygd i vaksinasjonsprogrammet. Det er greit å åpne et hetteglass for en baby, sier hun, fordi et program som ikke kaster bort noen doser sannsynligvis feiler på siden med å avvise folk. Men denne tankegangen kan virke motintuitiv, spesielt mens COVID-19-vaksiner fortsatt er knappe.

Til slutt krever både Modernas og Pfizer/BioNTechs vaksiner to doser per person over tid, og den andre dosen må komme fra samme produsent som den første dosen. Det må også gis 28 dager, for Modernas, eller 21 dager, for Pfizer og BioNTech, etter den første dosen - i begge tilfeller lenger enn vaksinene kan oppbevares i kjøleskapet. Alt dette betyr at det å ha riktig antall vaksiner for de rette personene vil kreve omfattende og nøye journalføring.

Individuelle stater opprettholder elektroniske immuniseringsregistre som sporer hvilke innbyggere som har fått hvilke vaksiner. Hva må rapporteres til registrene varierer stat til stat ; mange vaksineleverandører, som apotek og barnelegekontorer, kobler journalene sine direkte til registeret. Men leger som ikke rutinemessig gir vaksinasjoner, for eksempel de som ser voksne, er kanskje ikke tilkoblet, noe som kan bety manuelt å legge inn dataene for hver pasient i immuniseringsregisteret. Nye tilkoblinger til systemet kan også ta uker eller måneder å etablere, på grunn av kompleksiteten til elektroniske helsejournaler, sier Moore.

CDC ruller ut en ny Vaksineadministrasjonsstyringssystem (VAMS) for å supplere eksisterende statlige registre, og det forventes å tilby funksjoner som planlegging og forsyningsstyring. Men VAMS har også lagt til forvirring, sier Rebecca Coyle, administrerende direktør for American Immunization Registry Association. Et problem er at CDC nå krever identifiserbar informasjon som enkelte stater ikke har lov til å dele fra deres eksisterende immuniseringsregistre. Hvis det ikke stemmer overens, kan det hende at vaksineleverandører må bruke timer på å legge inn pasientdataene manuelt i den nye VAMS-en. Det er mye avklaring som fortsatt må skje, sier Coyle. Klokken har startet med at stater skal ferdigstille sine responsplaner, og likevel er det gigantiske biter av informasjon som mangler.

Kravet til to doser for disse vaksinene møter også problemet med menneskets natur: Folk glemmer. De kan ikke gå fri fra jobb. De kan ikke finne barnepass. De kan til og med flytte. Det er bare normal menneskelig oppførsel utenfor COVID, sier Azra Behlim, seniordirektør i helsevesenet Vizient. CDC planlegger å sende fysiske vaksinasjonskort for hver pasient sammen med vaksineforsyninger når statene bestiller dosene deres. Den oppfordrer også folkehelseavdelinger og sykehus til å sende påminnelser om en ny dose. Dette er viktig fordi selv en hel vaksinekur kan tilby bare delvis beskyttelse mot COVID-19, og én dose vil sannsynligvis gi enda mindre.

Hvis en vaksine spores raskt gjennom en nødbruksgodkjenning i stedet for formelt lisensiert av Food and Drug Administration, kan det også skape byråkratiske hindringer. For eksempel, Medicare gjør det ikke dekke utgifter til nødbruksmedisiner. Så mens regjeringen har til hensikt å betale kostnadene for vaksinen og forsyninger som sprøyter, vil sykehus være på kroken for lagring, planlegging, journalføring og betale personalet for å faktisk gi injeksjonene. Sykehusene er ikke glade for det – i det hele tatt, sier Behlim. En løsning vil sannsynligvis måtte komme fra Kongressen.


En annen bekymring for sykehus: å måtte sjonglere med flere vaksiner som ikke kan byttes ut, spesielt etter at flere blir tilgjengelige i fremtiden. Det de er bekymret for er: Jeg får en vaksine nå i november, og så lanseres en annen produsent i januar, og så en annen produsent i mars, og tre lanseringer til i mai, sier Behlim. Vaksinasjonsregistre kan registrere hvem som fikk hvilken vaksine, men sykehus og klinikker vil fortsatt måtte bestemme hvilke som skal lagres og hvor mye av hver. En vaksine kan være mer effektiv, men en annen er enklere å lagre. En tredje kan være mest effektiv hos eldre mennesker, mens en fjerde kan ha fordelen av å kreve bare en enkelt dose. Jo flere vaksiner det er på markedet, desto vanskeligere blir vaksinehåndteringen.

Faktisk med dusinvis av vaksiner for tiden i kliniske studier, vil USA sannsynligvis ha flere COVID-19-vaksiner fra flere produsenter neste år. To andre vaksiner er like bak Modernas og Pfizer/BioNTechs mRNA-vaksiner, i kliniske fase III-studier i USA. En av disse er laget av AstraZeneca og den andre av Johnson & Johnson; begge setter inn den genetiske koden for spikeproteinet i et ufarlig virus.

Disse vaksinene tar litt lengre tid å produsere, fordi de krever voksende virus, og de er også en relativt ny teknologi. Men de trenger ikke å fryses, og Johnson & Johnsons kan gis i bare en enkelt dose. Like bak disse to er mer tradisjonelle vaksiner som bruker proteiner renset fra viruset, som sannsynligvis vil ha tradisjonelle lagringskrav. Selvfølgelig må kliniske studier fortsatt fullføres før forskerne vil vite om noen av disse vaksinene er trygge og effektive. Hvilken vaksine eller vaksiner vil vise seg å være den sikreste og mest effektive og mest brukbare? Jeg tror vi ikke vet ennå. Og det er derfor det er bra å ha redundans, sier Dan Barouch, en vaksineforsker ved Harvard. (Laboratoriet hans er en samarbeidspartner på Johnson & Johnsons vaksine .)

På kort sikt er hastighet av essensen. Men i det lange løp vil disse andre egenskapene – sikkerhet, effektivitet og brukervennlighet – avgjøre hvilke vaksiner som blir bredt distribuert. Julie Swann , som studerer forsyningskjeder ved North Carolina State University og som jobbet med CDC under influensapandemien i 2009, sier hun er skuffet over at USA har lagt vekt på disse mRNA-vaksinene, som er avhengige av ny teknologi og hvis håndtering stiller ekstra krav til stater. og vaksineleverandører. Det vil bli enda vanskeligere å bruke dem i utviklingsland. Det er ingen måte vi kan bruke dette i noen land rundt om i verden, sier hun.

Den gode nyheten er at flere utplasserbare vaksiner beveger seg raskt gjennom rørledningen også. Løpet til til vaksine har dominert håp om en slutt på pandemien. Men den første covid-19-vaksinen er kanskje ikke til syvende og sist den viktigste covid-19-vaksinen.