Интенсификация производства вакцин - ВОЗ

По мнению Татума Андерсона, пандемия COVID-19 положила начало гонке по разработке новых вакцин. Чтобы сделать все возможное для удовлетворения спроса, потребуются производственные инновации.

Пандемия COVID-19 продемонстрировала необходимость вакцины против SARS-CoV-2, по крайней мере 43 вакцины сейчас находятся в стадии разработки. Есть надежда, что после необходимых испытаний на людях одна или несколько из этих вакцин-кандидатов станет безопасным и экономически эффективным ответом на пандемию — возможно,

Но в то же время заинтересованные стороны столкнутся с другой проблемой: как производить и распространять вакцину надлежащего качества для удовлетворения мирового спроса.

Общепризнано, что организацию производства вакцин в больших объемах нужно начать уже сейчас. Некоторые правительства уже ведут переговоры с производителями вакцин.

Например, в марте правительство Соединенных Штатов Америки (США) подписало соглашение с фармацевтической компанией Johnson & Johnson на сумму 1 млрд долл. США для разработки и производства более 1 миллиарда доз вакцин кандидатов.

Тот факт, что одна из первых сделок по производству вакцин против SARS-CoV-2 была заключена между самой богатой страной мира и одной из крупнейших фармацевтических компаний в мире, свидетельствует о финансовых интересах, обычно связанных с разработкой и производством вакцин.

Согласно исследованию, опубликованному в июльском выпуске «Вакцины» в 2017 г., затраты США на организацию производства моновалентных вакцин составляют от 50 до 500 млн долл. США, а производства поливалентных вакцин — 700 млн долл. США. В связи со сложностью эксплуатации таких объектов для обеспечения работы также требуется квалифицированная рабочая сила.

В результате производство вакцин, как правило, осуществляется производителями с достаточным количеством ресурсов, обслуживающими клиентов в странах, где доступ к квалифицированным работникам не является проблемой. Не допускается привлечение более мелких производителей и производителей, находящихся в условиях ограниченных ресурсов.

«Проявления неравенства в области производства вакцин всегда представляют собой серьезную проблему, которая только усугубляется, когда возникает острая необходимость обеспечить глобальную доступность той или иной эффективной вакцины, например в ходе распространения пандемии COVID-19», — говорит Эрин Спарро, эксперт по инфекционным заболеваниям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).

Организация производства вакцин является не только дорогостоящей, но, как правило, медленной, поскольку требуется около семи лет, чтобы спроектировать, построить, утвердить и начать коммерческую эксплуатацию предприятия по производству поливалентной вакцины с 3 типами антигенов в соответствии с вышеупомянутым исследованием.

Одним из возможных подходов к решению этих проблем является применение так называемой интенсификации технологического процесса — технологии производства, предназначенной для сокращения времени и пространства, необходимых для изготовления вакцин, а также для уменьшения сложности технологического процесса.

«Процесс интенсификации может снизить стоимость производства вакцин и биологических препаратов», — говорит Мартин Фриде, координатор Инициативы по исследованию вакцин Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). «Это также может снизить риски, связанные с работой оператора, что делает этот процесс подходящим для стран, не имеющих квалифицированной рабочей силы, необходимой для эксплуатации традиционных производственных предприятий», — добавляет он.

Интенсификация процесса сводится к двум ключевым понятиям: сокращение пространства и формирование цепочки операций.

«Сокращение пространства достигается за счет изменения конструкции или создания оборудования, которое занимает меньше места», — объясняет Хосе Кастильо, главный технический директор Univercells, бельгийской биотехнологической компании, которая разработала 50-литровый биореактор с использованием трехмерной матрицы из полиэтиленовых волокон, имеющий такую же производительность, как и традиционный 1000-литровый биореактор.

Сокращение пространства также достигается за пределами биореактора, который благодаря своим небольшим размерам может быть расположен внутри бокса микробиологической безопасности или стерильного контейнера немного большего размера, называемого изолятором. Это означает, что процессы, которые обычно протекают в стерильных «чистых помещениях», строительство и обслуживание которых обходится дорого, можно выполнять в обычном помещении.

Компания Univercells также разработала платформу, которая сочетает в себе цепочки операций (непрерывный или полунепрерывный технологический процесс) и автоматизацию, что позволяет производить продукцию на оборудовании, занимающем чрезвычайно малую площадь. «Производственная установка площадью 6 м² может заменить традиционное оборудование, размещаемое на площади 120 м²», — говорит Кастильо.

Нидерландская биотехнологическая компания Batavia Biosciences также работает над интенсификацией производственного процесса, используя технологию компании Univercells для разработки платформы, обеспечивающей оптимизированный, полунепрерывный технологический процесс.

«При полунепрерывном технологическом процессе каждый этап по завершении практически сразу переходит в следующий, — говорит Ахд Хамиди, руководитель проектов Global Health в этой компании. — Процесс, который обычно занимает неделю, может занять всего несколько дней, что снижает эксплуатационные затраты».

Платформы, разработанные компаниями Batavia и Univercells, имеют автоматическую настройку plug and play («подключи и работай») и используют готовые сборные блоки. Производители также могут заменять элементы в зависимости от производимого ими продукта. Поскольку технологические процессы являются закрытыми, вероятность загрязнения низкая. «Формирование цепочки операций уменьшает связанные с человеческим фактором проблемы безопасности и колебания показателей качества между партиями», — объясняет Хамиди.

С 2016 г. компании Univercells и Batavia совместно работают над проектом, финансируемым за счет гранта, выделенного Фондом Билла и Мелинды Гейтс «Большие вызовы» (Grand Challenges). Фонд обратился к группам с просьбой разработать инновационные технологии производства вакцин на платформе для снижения стоимости вакцин до менее чем 0,15 долл. США за одну дозу при относительно скромном объеме в 40 миллионов доз в год.

Идея, лежащая в основе этой задачи, состояла в том, чтобы поощрять поставки вакцин по всему миру из многочисленных небольших учреждений, одновременно делая акцент на инновационные разработки. «Мы хотели убедиться, что любое снижение затрат будет достигнуто благодаря инновационным технологическим решениям, а не за счет эффекта масштаба», — отмечает Стивен Хэдли, старший руководитель программы по разработке вакцин и надзору за их применением.

Univercells и Batavia два года занимались разработкой производственного процесса для инактивированной вакцины против полиомиелита на основе аттенуированных штаммов Сэбина (sIPV) и достигли расчетной стоимости одной дозы менее чем 0,30 долл. США для 40 миллионов доз. Несмотря на то что эта вакцина в два раза превышает целевую стоимость, установленную фондом, она составляет пятую часть нынешней цены ЮНИСЕФ на эту вакцину.

«По нашим оценкам, производство вакцины можно осуществлять на микрофабрике стоимостью около 30 млн долл. США, которая способна обеспечить 40 50 миллионов трехвалентных доз в год», — заявляет Хамиди, добавляя при этом, что инвестиции, необходимые для запуска в производство в таких масштабах, обычно составляют от 100 до 150 млн долл. США.

Компания Batavia уже начала переговоры с производителями, и Хамиди надеется, что некоторые из них будут использовать технологию платформы в рамках технико-экономического обоснования в 2020 г.

По словам Кастильо, Эквадор уже взял на себя обязательство использовать эту технологию, которую он установит в семнадцати стерильных грузовых транспортных контейнерах в университетской больнице Куэнки, в третьем по величине городе Эквадора. На данном объекте будет налажено производство моноклональных антител для лечения ревматоидного артрита.

Каким бы захватывающим ни был проект в Эквадоре, в настоящее время наибольшее внимание, вероятно, привлечет перспектива интенсификации процесса в рамках ответных мер по борьбе с пандемией.

Коалиция в поддержку инноваций в области обеспечения готовности к эпидемиям (CEPI) уже работает с Batavia. Будучи глобальным альянсом по финансированию и координации разработки вакцин против новых инфекционных заболеваний, CEPI руководит финансированием исследований и разработок вакцин против COVID-19. Совместно с CEPI Batavia разрабатывает процессы производства вакцин-кандидатов против вирусов Нипах и Ласса с использованием технологии Univercells.

В марте 2020 г. Международная инициатива по разработке вакцины против СПИДа (IAVI), некоммерческая научно-исследовательская организация, объявила о партнерстве с компанией Batavia с целью разработки вакцин против новых инфекционных заболеваний, включая вирусные геморрагические лихорадки. Кроме того, партнеры будут работать над разработкой вакцины-кандидата против COVID-19.

Batavia и Univercells также получили второй грант от Фонда Билла и Мелинды Гейтс для работы над созданием платформ для повышения доступности вакцин против кори и краснухи в странах с низким и средним уровнем дохода.

Конечно, Univercells и Batavia не являются единственными компаниями, занимающимися интенсификацией процессов. Так или иначе, большинство ведущих разработчиков вакцин, биопрепаратов или лекарственных средств внедряют или стремятся внедрить элементы, обеспечивающие интенсификацию процессов.

Примерами могут служить фармацевтические компании Janssen и Merck. Janssen использует высокопроизводительные клеточные субстраты для увеличения производительности, а Merck применяет одноразовую мембранную хроматографию для ускорения производства и экономии места.

Другие компании работают на производственных платформах с автоматической настройкой plug and play («подключи и работай»), например Cytiva, которая является поставщиком технологий и услуг, разработавшим сборный модульный производственный комплекс, способный выпускать различные вакцины и терапевтические средства, в том числе моноклональные антитела.

«[Наши решения] рассчитаны на 14-18 месяцев, что позволит производителям увеличить производственные мощности для быстрого удовлетворения спроса», — заявляет Дариа Донати, директор по развитию бизнеса и инновациям Cytiva.

И хотя срок в 14–18 месяцев может показаться не очень коротким, он намного короче многолетних сроков реализации большинства производственных объектов. Согласно Спарро, именно этот сжатый график представляет интерес в контексте мер по борьбе с пандемией. «Теоретически возможно было бы иметь небольшой объект, который можно относительно быстро запустить в случае вспышки заболевания и использовать для производства вакцины», — говорит эксперт по инфекционным заболеваниям ВОЗ.

Интенсификация процесса не решит все проблемы, связанные с доставкой биопрепаратов и вакцин из лаборатории нуждающимся в них людям, не повлияв при этом, например, на время, необходимое для проведения клинических испытаний или получения разрешения регулирующих органов. Тем не менее это поможет ускорить процесс разработки вакцин по всей производственно-сбытовой цепочке, что является важным моментом, и в то же время позволит странам создать звенья этой цепочки там, где раньше их не было.

Who.int