一年内生产全球新冠病毒疫苗是迫在眉睫的挑战

迄今为止，全球开发新冠病毒疫苗的努力仍只在临床研究阶段期，但疫苗的生产和销售也是迫在眉睫的挑战。

尽管疫苗本身不能拯救生命，但疫苗引发的免疫反应却可以救人。疫苗这一特性彰显出当下世界面临的紧迫挑战。但在实验室中制造疫苗与制药业批量生产帮助人产生免疫力的疫苗是两回事。

从每年的流感预防针到麻疹腮腺炎和风疹三联疫苗（MMR)，全球每年已在生产数十亿的疫苗针剂。2009年造成数十万人死亡的猪流感大流行，促使6个月内就生产和交付了大约30亿剂流感疫苗。

开发一种新疫苗是一个漫长的过程。2014年至2016年西非爆发埃博拉病毒大流行，导致1万1千多人死亡。实际上加拿大公共卫生局的科学家早在2003年已开始研究埃博拉疫苗（rVSV-ZEBOV），但直到埃博拉爆发期间才真正进入到疫苗的临床试验阶段。试验于2016年11月成功结束，但还要对15,000人做进一步的三年试验，此后疫苗才核准生产上市。

专家认为，研发和生产一种在全国或全球范围内使用的全新疫苗，同时还要维持既有的其他疫苗的生产，将是一项艰巨无比的任务。哥伦比亚大学传染和免疫中心的病毒学家安吉拉·拉斯穆森（Angela Rasmussen）解释说，“我们正在研发的病毒疫苗，是以前从未有过的，是从未获得审核批准的，采用的也不是广泛临床试验的方式。”

按照惯例，新疫苗从最初的开发到最后大规模上市，此期间的研究一般可能需要10年时间。然而，为了对付新冠病毒，全球正在争分夺秒，希望整个时间可大大缩减到18个月，同时还要保持相同的安全标准。

在此新冠病毒危机期间，制药行业加快研发的关键是采用同时并行研发方式。通常疫苗的研究是一个分多個阶段进行的连续过程。第一阶段先是实验室研究开发，接着是动物试验，然后是几个阶段的临床试验。这些分期试验一步步都成功完成后，疫苗才会提交有关部门获得批准开始进入大批量生产。

但现在新冠病毒疫苗研制的多个阶段工作却是同时进行。由于对疫苗的迫切需求，这是必要的，但却有一个缺点，即无法以上一阶段试验的数据提供给下一个阶段试验作为依据或参考。例如，通常是动物试验结束后，科研人员用动物实验的数据为下一阶段人体试验选择疫苗的剂量水平时提供依据和参考。而当前的新冠病毒疫苗研制是同时分析来自不同阶段试验的数据。

国际疫苗学会主席玛格丽特·刘（Margaret Liu）解释说，“实际上，我们还在检视对灵长类动物的前临床试验的数据之同时，已经进入后期三阶段的人体临床试验。”

人类过往的大规模免疫接种行动，如抗击脊髓灰质炎的疫苗接种，也无法与今天全球开发疫苗对付新冠病毒的规模所相比。

作为多阶段同时进行的研制过程的一部分，还未等到任何研制中的疫苗获得药管部门批准，世界各地已建立了很多生产线。这样做会带来巨大的财务风险，因为某些疫苗可能无法获得批准。但是也只有通过巨额的金融投资，这些生产线才能提前建成，比如美国政府为加快疫苗研究和生产而设立的《曲速计划》（Warp Speed Operation）就投资了100亿美元，

批量生产疫苗，并不是简单地扩大重复实验室的微量生产。如同烘焙蛋糕，按照食谱烤小蛋糕很成功，但将食谱中的配料增加三倍，烤出来的大蛋糕可能边缘已被烤焦而蛋糕中心还是潮湿的。在疫苗批量生产中也发现了类似的问题。英国制药工业协会新药品和数据政策主任布莱恩·迪恩（Bryan Deane）解释说，“在试管或培养皿中小规模运作良好的过程，在大规模生产时往往无法预测其结果。”

因此，扩大生产需要一个逐步渐进的过程。疫苗的批量生产将会越来越多，但对每一批量生产都要进行检查，以保证疫苗效力不变。迪恩说，“为了获得最佳产量，我们会经历相当多的试验和错误。解决这些扩大规模生产的挑战需要时间，直到你每批投入都能获得良好回报。”

使问题更加复杂的是，并非所有疫苗技术都曾如此大规模地运用过，特别是那些在针对新冠病毒的临床试验中显示出最有希望结果的技术。刘解释说，“每个人都会遇到大规模工作带来的挑战。以前没有任何疫苗以这样快的速度和这样大的规模被推出使用，即或最先进的候选疫苗也不会如此获得批准正式成为疫苗。”

抗埃博拉病毒的疫苗在2014年到16年埃博拉病毒爆发时开始使用，但有关这种病毒的研究早在2003年已开始。

此外，许多正在研制的疫苗需要注射两剂才会有效，这即是说全球所需的疫苗剂量还必须增加一倍，达到近160亿剂。疫苗需要多次注射才能有效，而只注射一次可能导致问题。

刘说，“如果有的人抗体水平低，但他们却自以为有了抵抗力，那么最大的风险之一就是他们会停止保持社交距离，并不再戴口罩。如此他们就比较容易受到传染，这也使他们有能力将病毒传播给其他人。”

有些疫苗注射到人体还需要特殊设备。现正在研发的多类新冠病毒疫苗有一些是DNA疫苗，每次注射都需要一个电穿孔装置。电穿孔技术已用于治疗癌症，将抗癌药物导入肿瘤。这个技术用电动牙刷大小的装置产生微小的电流，在细胞膜上开小孔注入药物或疫苗。虽然电穿孔设备可以多次使用，但要确保有足够的设备数量，在生产制造上仍然是一个额外的挑战。此外，医务人员还需要为使用电穿孔设备接受培训。

疫苗接种还有一个用具的供应问题。疫苗通常装在小玻璃瓶中。或许有人会对玻璃是有限资源感到意外，但要知用于瓶装疫苗的玻璃是一种特殊类型的玻璃，即硼硅酸盐玻璃。这种玻璃高度耐受温度变化，而且化学稳定性高，可以最大限度减少来自药瓶的潜在污染。由于全球所需新冠病毒疫苗数量巨大，对药瓶的需求也会额外剧增，这可能会限制到上市的疫苗数量。

其中一个解决之道是一瓶装多剂量疫苗，但如果该日结束药瓶中的疫苗没有用完，就会造成浪费。在疫苗供不应求之时，这种浪费还是应该尽量避免才好。

当然，有了疫苗还不够，还要考虑疫苗的安全储存。大多数疫苗需要冷藏，但为新冠病毒开发的一些疫苗需要保存在低至-70℃（-94F）或-80℃（-112F）的温度中。这种极低温度储存在研究实验室中很常见，但许多医疗中心没有这样的设备。

为了解决冷藏问题，UPS和DHL等快递包裹托运公司正在世界各地建立大型冷冻仓库，以能够在-80℃（-112F）的温度下储存数以百万剂的疫苗，以便在疫苗分发时拥有适当安全的储存设施。