疫苗生产:应对扩大生产的挑战

目前的COVID-19大流行是由严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2)引起的声称全世界有超过310万人。它还对全球经济产生了巨大影响。设计新药和重新利用现有药物治疗COVID-19的成功有限，导致研究重点放在预防措施上，其中包括疫苗。因此，许多研究人员正在以创纪录的速度开发COVID-19疫苗，迄今已有许多新疫苗问世紧急使用授权(EUA)来自全球监管机构，如美国食品和药物管理局(FDA)药品和保健产品管理局(MHRA)和欧洲药品管理局(EMA)。

新疫苗设计出来后，生产商面临的主要挑战是扩大生产。在目前的情况下，一个额外的挑战是快速实现大规模生产。尽管制药公司能够在短时间内生产数亿剂COVID-19疫苗，但需求仍在继续增加。为了给全球人口接种疫苗，世界需要迅速提供数十亿剂疫苗。从学术研究所需的少量疫苗生产过渡到保护全球人口所需的大规模生产，可能是一项艰巨的任务。

大规模生产疫苗面临的挑战

一般来说，生产一种疫苗需要200多种单独的成分。这些部件，如玻璃瓶，注射器，过滤器，油管，稳定剂和一次性袋，经常是 生产在不同的国家。在一次制造商和政策制定者的峰会上，理查德·哈契他指出，如果其中一种成分供应不足，疫苗的生产可能会推迟。根据杜克大学的研究安德里亚·泰勒作为全球医疗创新评估、规模化和适应性创新项目的领导者，以应对关键的可及性和质量挑战，由于各种原因，例如出口国威胁要阻止疫苗组件的运输，供应链可能出现中断。最近，印度和欧盟宣布限制疫苗出口时就发生了这样的事件。在当前的COVID-19大流行之前，缺乏成熟的合同制造商网络。由于目前全球对大规模生产疫苗的巨大需求，这一问题进一步加剧。

科学家们认为，COVID-19疫苗的大规模生产是可行的 有限的由于全球疫苗生产能力高度集中。目前，具备新冠肺炎疫苗国内生产能力的国家很少。“扩大疫苗生产具有挑战性，缺乏足够的制造厂正在阻碍全球疫苗供应，”他说Zoltan克义斯他是伦敦帝国理工学院未来疫苗制造中心的化学工程师。Kis的专长在于疫苗制造领域;他致力于设计能够生产大量针对已知和未知病原体的疫苗的新技术。最近，他一直专注于基于快速反应技术的COVID-19疫苗生产工艺，如RNA疫苗平台。

Kis博士进一步说:“由于两个关键原因，在生产的各个阶段缺乏优化，因为这些是新设计的疫苗，而且它们是在如此短的时间内开发出来的。然而，随着制造商对每种疫苗的熟悉程度提高以及流程的优化，这种限制预计将得到缓解。”

另一个关键 挑战是开发中低收入国家(LMICs)负担得起的疫苗。依赖公共部门投资的阿斯利康(AstraZeneca)和强生(Johnson & Johnson)等几家公司声称，在疫情期间，它们将以低成本在全球销售疫苗，以提高疫苗的可获得性。然而，大流行后的疫苗成本尚未确定。

克服与扩大疫苗规模有关的主要挑战

如上所述 特别报道发表在自然研究人员解释说，为了加快疫苗生产，合作是极其重要的。与不同国家的多个供应伙伴和分析测试站点合作是至关重要的。最近，疫苗研发负责人马丁·弗里德世界卫生组织(世卫组织)指出，世卫组织已经确定了世界各地的几个组织，并正在通过连接疫苗成分生产商和主要制造公司提供配对服务。该领域的世界领先公司之一阿斯利康(AstraZeneca)与世界各地的多个制造工厂合作，为生产的每个阶段提供支持。制造过程被转移到各自的工厂，在整个制造过程中，每个工厂都由“母公司”管理和技术指导。

广泛的转移 技术与数据当面临与扩大疫苗生产有关的紧迫挑战时，对世界各地的制造商来说，这一点至关重要。在当前的COVID-19大流行中，许多疫苗生产公司都有风险曼联为了满足全球对疫苗的需求，这一倡议应积极继续下去。

在多个行业的许多组织中，数据共享仍然是一个关键问题，制药行业也不例外。这种透明度的缺乏可能导致数据竖井的产生。孤立的数据存储方法可以有几种缺点例如，它可能导致工作重复，减慢数据分析速度，还可能阻碍创新。除了候选疫苗的临床试验数据外，流行病学建模研究和单克隆抗体报告应在发达国家和中低收入国家的生物制药公司之间广泛共享。

制药行业正在认识到“连接”孤立数据的重要性，并正在采取措施解决这一问题。

的 谁世卫组织及其合作伙伴开展了一项倡议，通过建立一个疫苗项目，加强中低收入国家的疫苗生产能力多个技术转移枢纽．这项倡议的主要目的是向中低收入和中等收入国家感兴趣的公司提供mRNA疫苗技术方面的培训和专门知识。今后，计划将这项技术转让扩展到其他疫苗开发过程。

为了扩大疫苗生产，开发人员在欧洲招募了53个生产基地。随着疫苗开发人员和生产组织之间建立了更多的伙伴关系，这一数字正在逐渐增加。Kis说:“增加生产工厂的数量是增加疫苗生产和满足全球需求的最有效方法之一。”然而，科学家们担心，将资源转移到开发COVID-19疫苗可能会阻碍癌症等其他疾病疫苗的生产。

优化和质量检查是有助于迅速扩大疫苗生产规模的另一个领域。热、光和辐射等环境条件会影响疫苗的质量和纯度。正在使用不同的技术来评估疫苗质量。例如，聚合酶链式反应(PCR)用于分析携带刺突蛋白遗传密码的腺病毒载体，并使用高效液相色谱(HPLC)测量病毒滴度。高效液相色谱法有助于去除多种污染物从在体外-转录RNA，消除免疫原性。虽然有几种方法可以用来确保纯度，阴离子交换色谱(AEX)通常是最广泛使用的。这是因为等电点大多数病毒的值小于6。由于这种特性，病毒可以在中性ph下有效地附着在阴离子交换基质上。病毒与杂质的分离是通过选择性洗脱实现的，因为许多杂质也在中性ph下与阴离子交换基质结合。亲和层析在疫苗纯化中的应用有助于提高疫苗的收率和分析疫苗的纯度。这种技术还有助于减少下游工艺操作的数量。研究人员将继续在疫苗生产的每个阶段评估和改进储存和处理条件，以确保稳定性、保质期和安全性。在目前生产速度极高的情况下，质量和稳定性测试与制造过程同时进行。

如前所述，大规模生产负担得起的疫苗是一项挑战。根据马丁·弗里德的说法，就其规模而言，加强疫苗和生物制剂生产过程可能在疫苗制造中发挥关键作用 负担得起的．这也可能对其他疫苗产生积极的溢出效应。尽管COVID-19大流行给现有生产流程带来了压力，但在满足前所未有的疫苗需求的过程中，制造商有机会大规模创新和简化疫苗生产。这种优化可能在未来更广泛的疫苗生产中产生丰富的红利。