Dit zijn de vijf knelpunten van het vaccin tegen Covid-19

Vaccinatie Met een vaccin is de pandemie nog niet over. Productie en distributie op wereldschaal is minstens zo complex.

Een labmedewerker van het Franse farmaceutische bedrijf Sanofi in het lab in Val-de-Reuil.
Een labmedewerker van het Franse farmaceutische bedrijf Sanofi in het lab in Val-de-Reuil. Foto Joel Saget / AFP

Laten we ons niet rijk rekenen. De Amerikaanse farmaceut Pfizer bracht maandag samen met het Duitse BioNTech het eerste echt opwekkende Covid-19-nieuws sinds het begin van de pandemie. Uit de tussentijdse resultaten van hun test onder tienduizenden proefpersonen bleek dat hun kandidaatvaccin tegen Covid-19 90 procent effectief is. Dat overtrof alle verwachtingen.

Maar wereldleiders haastten zich maandag om de verwachtingen te temperen, uit vrees dat mensen nu de coronamaatregelen overboord gooien. „Het zal nog vele maanden duren voor er breed gevaccineerd wordt”, waarschuwde president-elect Biden. De Britse premier Johnson verklaarde dat er „een belangrijke hindernis was genomen”, maar dat er nog „meerdere” aankomen.

Virologen zien in het nieuws vooral een grotere kans dat ook andere kandidaatvaccins, zoals die van AstraZeneca (met Oxford University), Moderna, Novavax en Janssen (Johnson&Johnson), de komende weken positieve resultaten laten zien. Als er meerdere effectief en veilig blijken, en geneesmiddelenautoriteiten ze goedkeuren, kan er daadwerkelijk grootschalig gevaccineerd worden.

Daarbij doemt de vraag op hoe farmaceuten en overheden ‘het’ vaccin bij miljarden mensen gaan krijgen, en dus de grootste vaccinatiecampagne ooit gaan opzetten. De productie en distributie van een vaccin op deze schaal zijn immers net zo ingewikkeld als de ontwikkeling ervan, klinkt het in de farmaceutische wereld. We zetten de stappen tussen laboratorium en bovenarm op een rij, met hun belangrijkste bottlenecks.

1 Productie

Een vaccin maken in een glazen flesje in het lab is één ding, het op grote schaal produceren in een fabriek is iets compleet anders. Neem de vaccins op basis van een onschuldig verkoudheidsvirus met een stukje van het coronavirus, zoals dat van AstraZeneca of Janssen. Die vaccinvirussen worden in cellen gekweekt, in een vloeistof met speciale ingrediënten. Om grote hoeveelheden te kweken in een bioreactor van 1.000 liter, moet uitgezocht worden hoe die cellen dagenlang voldoende zuurstof en voedingsstoffen krijgen. „Dat kan maandenlang duren”, zegt Gideon Kersten, bijzonder hoogleraar vaccinontwikkeling in Leiden. „De cellen zijn kwetsbaar, dus je kunt niet te hard zuurstof door de bioreactor laten borrelen.” De reactoren zijn peperduur, vaak heeft een productielijn er maar één, soms enkele. Er kunnen dus niet veel condities worden uitgeprobeerd.

Een ander knelpunt is de kennisoverdacht van het lab naar de fabriek. „Zo’n tech-transfer is een hels karwei”, zegt viroloog en epidemioloog Jaap Goudsmit, tevens voormalig hoofd van het Crucell Vaccin Instituut van Janssen.

Hoe meer van die tech-transfers er nodig zijn, hoe groter de vertraging kan worden. Astra Zeneca heeft vijftien productielocaties, volgens Goudsmit, farmaceut Johnsson& Johnsson richt er voor het kandidaatvaccin van Janssen bijvoorbeeld maar drie in.

De vaccins op basis van een eiwitfragment, zoals dat van Novavax, lopen weer tegen een ander knelpunt aan. Die hebben vaak een hulpmiddel nodig, een adjuvans. Daaraan kan een tekort ontstaan als er grootschalig geproduceerd moet worden.

2 Verpakking

Vanuit de bioreactor moet een vaccin terecht komen in een handzame verpakking per dosis, of een paar doses. Sommige vaccinproducenten doen dat deel van het proces zelf, andere besteden het uit. „Vulcapaciteit wordt waarschijnlijk de belangrijkste bottleneck”, verwacht Jorrit van Hoorn, zelfstandig consultant in de vaccinindustrie. Hij wijst bijvoorbeeld op de enorme capaciteit die CEPI nodig heeft. CEPI, een organisatie die de ontwikkeling en beschikbaarheid van vaccins stimuleert, heeft voor 1 miljard doses aan vulcapaciteit gereserveerd bij bedrijven in Spanje en Zuid-Korea. „Er zijn maar weinig bedrijven die die aantallen aankunnen.”

Ook de productie van de glazen flesjes waarin vaccins worden verpakt, moet met miljarden stuks omhoog. Deze vials worden gemaakt van specialistisch borosilicaatglas. De Duitse firma Schott is wereldwijd een van de grootste producenten.

„We hebben heel veel aanvragen voor vials”, zegt Hans Arts van Schott Benelux, „maar we kunnen nooit iedereen tegelijk bedienen. Daarom hebben we afspraken gemaakt met de partijen waarvan wij denken dat ze succesvol zijn in het vinden van een vaccin. We hopen natuurlijk dat onze verwachting uitkomt, dan hebben we de juiste partners gekozen en bedienen we de markt.”

3 Opslag

Koelkasttemperatuur, min 20 of zelfs min 70 graden Celsius – elk vaccin heeft zijn eigen bewaartemperatuur. Vooral voor de instabiele rna-vaccins is vaak een lage temperatuur nodig. En alle benodigdheden voor de zogenoemde ultrakoude opslag van min 70 zullen schaars worden.

Transporteur DHL heeft berekend dat er ongeveer 25 landen zijn die over voldoende capaciteit beschikken voor vaccins die bevroren gehouden moeten worden. Dat is goed voor slechts een derde van de wereldbevolking.

Lees ook: Volg de wereldwijde race naar een vaccin

Pfizer beschikt op zijn fabrieksterrein in het Amerikaanse Kalamazoo over 350 vriezers, schrijft The Wall Street Journal. De schaarste aan ultrakoude wordt verwacht in de ziekenhuizen, huisartsenpraktijken en sporthallen waar het vaccin gaat worden toegediend. Pfizer heeft daarom een eigen koeldoos ontwikkeld, waarin 5.000 doses tien dagen bij min 70 graden bewaard kunnen worden.

Simon Wierper van HapoH, een groothandel in Baarn die koelkasten voor vaccins levert, verwacht dat er veel vraag naar koelcapaciteit zal ontstaan. Het is nog gissen wélke koeling dat wordt: ‘gewone’ koelkasten, vrieskasten die tot min dertig kunnen of kasten die ultrakoude aankunnen. Voor een leverancier als Wierper zal veel dus afhangen van welke vaccins Nederland opneemt in het nationale vaccinatieprogramma. „Het wordt hoe dan ook een gigantische operatie”, voorspelt hij.

4 Distributie

Meer dan een ruwe schatting is het niet, maar DHL gaat ervan uit dat er de komende twee jaar 15.000 vrachtvluchten nodig zullen zijn om de wereld van vaccin te voorzien. Vervoer per schip is naar verwachting minder geschikt, omdat vaccins vaak beperkt houdbaar zullen zijn. Pfizer heeft zijn distributieplan al openbaar gemaakt: dagelijks zullen er vanuit Kalamazoo in de VS en de fabriek in het Belgische Puurs zo’n 24 vrachtwagens met 7,6 miljoen doses naar vliegvelden rijden en daar worden overgeladen op twintig vliegtuigen van koeriersdiensten FedEx, UPS en DHL. Die zullen de dozen daarna per vrachtwagen verspreiden.

Voor ontwikkelingslanden die vaccins geleverd zullen krijgen uit het samenwerkingsprogramma COVAX werkt Unicef vanuit zijn distributiecentrum in Kopenhagen aan een verspreidingsplan. Aan het eind van het jaar wil Unicef 520 miljoen injectienaalden hebben opgeslagen en een overzicht hebben van de zwakke plekken in de koudeketen.

Net als in rijke landen zitten de grootste problemen aan het einde van de keten. Unicef en de vaccinatieorganisatie GAVI experimenteren met drones voor levering in afgelegen gebieden, schrijft persbureau AP. In de afgelopen drie jaar hebben zij zo’n 40.000 plaatsen in Afrika en Azië voorzien van koelopslag, vaak op basis van zonne-energie.

5 Toediening

Zijn de vaccindoses eenmaal binnen handbereik, dan moeten ze nog in de bovenarmen van vele miljoenen mensen belanden. Ook dat is lastiger als het vaccin moet worden bewaard in een diepvries of zelfs bij min 70 graden. „Dat is de Achilleshiel van de rna-vaccins”, zegt hoogleraar Kersten. „Ook in westerse landen is alles ingericht op opslag in de koelkast.”

De Gezondheidsraad komt binnenkort met een advies over welke groepen als eerste gevaccineerd moeten worden, zoals zorgmedewerkers, ouderen en mensen met onderliggende aandoeningen. „Dat kan alleen via de huisartsen. We hebben daar veel ervaring mee met de griepvaccinatie”, zegt microbioloog Roel Coutinho, oud-directeur van het Centrum Infectieziektebestrijding van het RIVM. „Een massavaccinatie is best een logistieke operatie, zeker als er nog speciale eisen zijn aan de opslag, maar we kunnen dat.”

„Een vaccin is er pas als het bij de huisarts gehaald kan worden”, zegt Goudsmit, „Veel goedgekeurde vaccins sneuvelen alsnog omdat het bedrijf de productie niet rond krijgt. ”

Gezien de haken en ogen aan rna-vaccins vestigt Goudsmit zijn hoop op bijvoorbeeld de virale vaccins van AstraZeneca en Janssen of het eiwitvaccin van Novavax. „Een vaccin zal er komen, dat is wat de resultaten van Pfizer laten zien. Maar welke het wordt, dat moeten we zien.”