Diepgevroren vaccins vliegen de hele wereld rond

Stel je voor dat je alle aardbewoners een ijsje moet geven voordat er eentje smelt. Dat is de uitdaging waarmee farmaceutische bedrijven en regeringen te kampen hebben nu ze vaccins van -70 ºC naar alle uithoeken van de wereld moeten verspreiden.

Stel je voor dat je alle aardbewoners een ijsje moet geven voordat er eentje smelt. Dat is de uitdaging waarmee farmaceutische bedrijven en regeringen te kampen hebben nu ze vaccins van -70 ºC naar alle uithoeken van de wereld moeten verspreiden.

Dado Ruvic/Reuters/Ritzau Scanpix

De route die de coronavaccins afleggen van de ontwikkeling in laboratoria tot de injectie in je schouder is lang en kronkelig. Volg hier de zeven stappen die vaccins moeten doorlopen om de hele wereld in te enten en het virus uit te roeien.

1. Productie

Pfizers Europese coronavaccinpartijen worden geproduceerd in nieuw ontwikkelde installaties in de Belgische plaats Puurs.

© Pfizer/Reuters/Ritzau Scanpix

Fabrieken draaien op topsnelheid

Zodra uit de klinische fase 3-tests bleek dat het vaccin van Pfizer-BioNTech 95 procent bescherming biedt tegen COVID-19, besloot deze Amerikaanse farmagigant dat de vaccinfabriek in de Belgische plaats Puurs verbouwd moest worden.

Vrijwel direct moest de fabriek de hele wereld buiten de VS voorzien van miljoenen doses van het hoogtechnologische mRNA-vaccin. Maar al is het een geavanceerd vaccin op basis van een heel nieuw principe, het is vrij eenvoudig in massa te produceren.

Grofweg worden nucleotiden, de bouwstenen van ons erfelijk materiaal, vermengd met chemische oplossingen en enzymen, tot de nucleotiden ketens vormen. Wetenschappers hebben de volgorde van de nucleotiden zodanig bepaald dat ze beschermen tegen het coronavirus, terwijl een computer de ketenvorming aanstuurt.

Daarna worden mRNA-moleculen verpakt in piepkleine nanodeeltjes van vetten die versmelten met het vetmembraan van de cellen, en die zo het vaccin in het lichaam kunnen afgeven.

Het voltooide vaccin bestaat uit nanodeeltjes gevuld met mRNA, die worden gemengd met een stabiliserende vloeistof, verpakt in glazen ampullen en ingevroren.

2. Aanschaf

De EU heeft onder leiding van Ursula von der Leyen in totaal 2,3 miljard doses coronavaccin bemachtigd van zes leveranciers.

© Olivier Matthys/AFP/Ritzau Scanpix

Vaccins zijn ongelijk verdeeld

Op donderdag 27 augustus 2020 koopt de Europese Commissie 300 miljoen doses coronavaccin van het Zweeds-Britse farmaceutische bedrijf AstraZeneca – voor een slordige 340 miljoen euro, maar niemand weet of het vaccin werkt en of de EU-burgers er dus iets aan zullen hebben.

Pas drie maanden later, in november 2020, blijkt uit onderzoeksresultaten dat het vaccin effectief is en 70 procent bescherming biedt tegen COVID-19.

Het geld is dus goed besteed.

De EU weet 2,3 miljard doses vaccin – ruim twee keer zoveel als nodig – te bemachtigen van zes leveranciers.

Over het algemeen bestellen de rijke landen heel veel vaccins. Canada heeft er bijvoorbeeld zo veel aangeschaft dat de hele bevolking driemaal kan worden ingeënt.

Voor de armste landen dreigt er een catastrofaal tekort aan coronavaccins, en 69 arme landen met een grote populatie – zoals Nigeria en Pakistan – zullen in 2021 slechts een tiende van de bevolking kunnen inenten.

De WHO vreest dat arme landen een soort toevluchtsoord zullen worden voor het coronavirus, waar het zich kan vermenigvuldigen en muteren in nieuwe vormen. Zo kunnen ook de rijke landen te maken krijgen met een nieuwe coronagolf, al is de bevolking ingeënt.

De rijkste landen ter wereld graaien naar coronavaccins. Canada kan zijn bevolking drie keer inenten, terwijl Iran bijvoorbeeld maar genoeg vaccins heeft voor een schamele 5 procent van de bevolking.

© Shutterstock

3. Opslag

De glazen ampullen met coronavaccin worden in dozen met droogijs verpakt.

© Clemens Laub/Reuters/Ritzau Scanpix

Vaccins zijn houdbaar bij extreme kou en speciaal glas

Coronavaccins werken volgens verschillende principes en vereisen elk een andere opslag.

Sommige hebben een extreme kou van -70 ºC nodig, terwijl voor andere -20 ºC of een koelkasttemperatuur genoeg is. In alle stadia van productie tot de inenting van de burger moet de temperatuur precies goed zijn.

Voor de opslag zijn talloze vriezers en koelkasten nodig, die vooral in de armste landen op aarde moeilijk verkrijgbaar zijn.

De glazen ampullen waarin het vaccin wordt bewaard, moeten ook kou kunnen weerstaan zonder te breken, terwijl chemicaliën in het glas zelf niet mogen reageren met de kostbare inhoud. Dit wordt gewaarborgd met het koubestendige borosilicaatglas, dat slechts enkele bedrijven ter wereld kunnen produceren.

Vaccinfabrikanten vrezen dat er een tekort zal ontstaan aan glazen ampullen, dus de Duitse glasfabrikant Schott investeerde in 2020 bijna 300 miljoen euro in de productie van glazen ampullen voor coronavaccins.

4. Transport

Toen het coronavaccin van Pfizer-BioNTech in Hongarije arriveerde, werd het voor het laatste traject naar het vaccinatiecentrum beschermd door soldaten.

© Szilard Koszticsak/EPA/Ritzau Scanpix

Sterkste staaltje logistiek ooit verdeelt vaccins

Stel je voor dat je alle aardbewoners een ijsje moet geven voordat er eentje smelt. Dat is de uitdaging waarmee farmaceutische bedrijven en regeringen te kampen hebben nu de hele wereld moet worden ingeënt tegen COVID-19.

Het wordt 's werelds grootste logistieke operatie ooit genoemd. Het transportbedrijf DHL heeft berekend dat er 15.000 volgeladen Boeing 747 jumbojets nodig zijn om het vaccin van de fabrieken naar distributiecentra over de hele wereld te krijgen.

De eerste schakel in de transportketen is waarschijnlijk het beste te doen, aangezien het om slechts enkele – zij het zeer grote – transporten gaat, waardoor de processen beter beheersbaar zijn.

Het wordt veel moeilijker om de talloze kleine transporttaken te coördineren en uit te voeren wanneer het vaccin het laatste deel van de reis moet afleggen naar de plaats waar de burgers worden ingeënt.

Hierbij gelden dezelfde eisen aan transport en opslag, ook als er misschien maar een paar honderd vaccindoses zijn. Opslag kan enorm lastig zijn, want sommige vaccins moeten worden gekoeld tot -70 ºC.

De houdbaarheid van het coronavaccin is afhankelijk van de temperatuur. Zo is het vaccin van Pfizer-BioNTech maar kort houdbaar boven de -70 ºC. Slimme sensoren meten de temperatuur van productie tot injectie, en als deze te hoog wordt, moeten de vaccins worden weggegooid.

© Shutterstock

1. Vaccins worden ijskoud geproduceerd

Houdbaarheid: maanden

In de fabriek worden de vaccins bewaard bij -70 ºC. In de dozen zit een chemische of batterijgevoede temperatuurlogger die alle temperatuurschommelingen registreert zodat de volledige temperatuurgeschiedenis kan worden afgelezen.

© Shutterstock

2. Kou neemt onderweg af

Houdbaarheid: weken

Bij verzending worden de vaccins verpakt in dozen met droogijs, waardoor de temperatuur laag blijft. Bij aankomst in het ziekenhuis of vaccinatiecentrum wordt het vaccin overgedaan in gewone vriezers van -20 ºC.

© Shutterstock

3. Vaccin op kamertemperatuur wordt geïnjecteerd

Houdbaarheid: uren

Wanneer het vaccin gebruikt gaat worden, wordt het uit de vriezer gehaald en komt het op kamertemperatuur. De houdbaarheid is nu zo kort dat een restje vaccin moet worden weggegooid als het niet direct wordt gebruikt.

Dit is vooral een uitdaging in dunbevolkte gebieden met een slechte infrastructuur. De WHO heeft eerder ervaren dat er miljoenen doses vaccin verloren zijn gegaan omdat de koudeketen onderweg wordt doorbroken.

Om het probleem op te lossen heeft het Duitse bedrijf va-Q-tec isolatiepanelen ontwikkeld op basis van siliciumdioxide. Samen met droogijs kunnen de panelen het coronavaccin gekoeld bewaren tijdens het laatste transport van de vriezers van de distributiecentra naar de inentingsplek.

In de koelbox met vaccins zitten ook kleine warmtesensoren, die registreren of de temperatuur een kritische grens overschrijdt (zoals -18 of 5 ºC), en aangeven hoe lang dit al aan de hand is.

Door de hele koelketen heen, van de productie tot de inenting van de burger, zorgen de sensoren ervoor dat het vaccin nooit te lang op een te hoge temperatuur wordt bewaard en dus veilig kan worden gebruikt voor de inenting.

5. Strategie

In Indonesië worden mensen van 18 tot 59 jaar het eerst ingeënt.

© Donal Husni/Zuma/Ritzau Scanpix

Gezonde jongeren moeten oudere Indonesiërs beschermen

Al eind december 2020 werden de eerste EU-burgers ingeënt tegen COVID-19, en het is geen toeval wie de eerste prikjes krijgt.

De Europese Commissie beveelt aan om voorrang te geven aan zorgpersoneel, mensen boven de 60, zeer kwetsbare mensen of werknemers met een maatschappelijk belangrijke functie. Het idee is om de zwaksten tegen infectie te beschermen en zo het aantal sterfgevallen en ernstig zieken te beperken.

Maar een van 's werelds dichtstbevolkte landen kiest voor een heel andere strategie.

Van de 268 miljoen Indonesiërs zijn er maar weinigen ouder dan 65, en 40 procent van de bevolking is jonger dan 25. Omdat vooral jongeren de infectie verspreiden en tegelijkertijd de basis vormen van de economie van het land, besloten de autoriteiten dat zij het eerst moesten worden ingeënt.

De Indonesische autoriteiten hopen dat ze de economie draaiende kunnen houden door de jongeren immuun te maken en zo de besmetting van ouderen kunnen beperken.

Internationale deskundigen moeten nog zien of de strategie werkt. Dat zal pas blijken als miljoenen mensen een prikje hebben gekregen.

6. Werking

Zelfs als de bevolking grotendeels is ingeënt, moeten we bijvoorbeeld mondkapjes blijven gebruiken in het openbaar vervoer.

© Shutterstock

Restricties kunnen lang gaan duren

Uit tests blijkt dat de vaccins van Pfizer-BioNTech en Moderna voor 95 procent effectief zijn. Hoewel dit hoop biedt dat de coronapandemie snel voorbij is, blijven veel vragen niet beantwoord.

De onderzoekers hebben bijvoorbeeld niet onderzocht of de vaccins beschermen tegen infectie met het virus sars-CoV-2, maar alleen gekeken of ze de ontwikkeling van COVID-19 kunnen voorkomen. Het is daarom niet uit te sluiten dat ingeënte mensen anderen kunnen aansteken, al zijn ze zelf niet ziek.

Als dat zo is, kan sars-CoV-2 sluimeren en plotseling oplaaien in een gemuteerde vorm die niet onderdrukt kan worden met de huidige vaccins.

Het is ook de vraag hoe lang de vaccins beschermen tegen COVID-19 en of alle bevolkingsgroepen even goed beschermd zijn. Daar komt pas een antwoord op als een zeer groot aantal mensen gedurende lange tijd is ingeënt.

Als de vaccins bijvoorbeeld ouderen beter beschermen dan jongeren, kunnen ze veel levens redden. Wel is het dan moeilijk om de verspreiding van infectie, waarvoor vooral jongeren verantwoordelijk zijn, te beteugelen. Daarom moeten we het volgens onderzoekers een tijd aankijken en de maatregelen niet zomaar versoepelen als de bevolking grotendeels is ingeënt.

7. Dekking

Antivaxxers komen massaal op de been. De weerstand is het grootst in Polen, waar maar 28 procent van de bevolking zich wil laten inenten.

© Jason Redmond/AFP/Ritzau Scanpix

Vaccinscepsis kan bescherming tenietdoen

Zelfs het beste vaccinatieprogramma kan nooit de hele bevolking inenten, want artsen raden de nieuwe vaccins tegen COVID-19 voor bepaalde groepen af. Dit geldt bijvoorbeeld voor mensen met een verzwakt immuunsysteem, ernstig zieke mensen en zwangere of zogende moeders.

Maar zelfs als zij niet worden ingeënt, kan het vaccin ze beschermen. Dat is te danken aan de groepsimmuniteit. Dit verschijnsel doet zich voor als zo’n groot deel van de bevolking wordt ingeënt dat het virus maar moeilijk vatbare slachtoffers kan vinden en dus geleidelijk uitsterft.

Een inenting maakt een individu immuun voor het virus, maar als ten minste 75 procent van de bevolking wordt gevaccineerd, worden ook de mensen beschermd die het vaccin niet hebben gekregen. Bij zogeheten groepsimmuniteit kan het virus maar moeilijk nieuwe slachtoffers vinden.

© Ken Ikeda Madsen

Zonder vaccin: Virus vindt makkelijk slachtoffers

Als er maar weinig mensen worden ingeënt of van nature immuun worden door een eerdere infectie (groen), heeft het coronavirus alle kans om vatbare mensen aan te steken. De infectie verspreidt zich dus snel.

© Ken Ikeda Madsen

Met vaccin: Virus kan geen kant op

Is een groot deel van de bevolking ingeënt, dan zijn er maar weinig mensen vatbaar voor de infectie. Het coronavirus steekt mensen dus minder makkelijk aan, en zelfs degenen die niet zijn ingeënt, worden beschermd. De verspreiding van infectie stopt dus.

Het percentage van de bevolking dat moet worden ingeënt om groepsimmuniteit te verkrijgen, varieert per ziekte. Voor mazelen moet 95 procent worden ingeënt, terwijl voor polio 80 procent voldoende is.

Begin 2020 schatten experts dat 60-70 procent ingeënt zou moeten worden om groepsimmuniteit tegen COVID-19 te verkrijgen, maar in november 2020 legde een groep Britse artsen aan het Imperial College London de lat op 75 tot 90 procent.

De nieuwe raming houdt onder meer rekening met de kennis die we nu hebben over de effectiviteit van bestaande vaccins en de hogere besmettelijkheid van gemuteerde varianten van sars-CoV-2.

Niet iedereen wil echter worden ingeënt. In januari 2021 publiceerde het onderzoeksinstituut YouGov de resultaten van een onderzoek waarin ruim 15.000 mensen in 15 landen aangaven of ze zich zouden laten inenten tegen COVID-19. Bovenaan staan Thailand, Groot-Brittannië en Denemarken, waar minstens 70 procent van de bevolking ingeënt wil worden. In Polen is dat slechts 28 procent.

Een onderzoek in 15 landen wijst uit dat slechts de helft van de inwoners van Zweden, Noorwegen en Finland zich zou laten inenten tegen het coronavirus (cijfers van december 2020).

© Shutterstock

Denen willen best een prikje

Thai, Britten en Denen zijn het minst sceptisch over vaccinatie, en zeker 70 procent van de burgers is bereid zich te laten inenten.

© Shutterstock

Scandinaviërs zijn verdeeld

De andere Scandinavische landen, Finland, Zweden en Noorwegen, zijn veel sceptischer. Hier wil slechts 50-57 procent een spuitje met het COVID-19-vaccin.

© Shutterstock

Polen bungelen onderaan

De Polen en Fransen zijn het meest sceptisch over vaccinatie, en slechts 28 procent van de Polen en 39 procent van de Fransen wil zich laten inenten.

De vaccinatie wordt geweigerd om uiteenlopende redenen, zoals twijfels over de veiligheid van vaccins of over de noodzaak ervan op zowel persoonlijk als maatschappelijk niveau.

Ondanks een wijdverbreid vaccinatiescepticisme is groepsimmuniteit haalbaar.

Een Britse studie uit januari 2021 laat zien dat iemand die eerder besmet is geweest met sars-CoV-2, antistoffen in zijn bloed heeft, die gemiddeld 83 procent bescherming bieden tegen een nieuwe golf van COVID-19.

Natuurlijke immuniteit werkt dus ongeveer even goed als vaccinatie en draagt ook bij aan het bereiken van groepsimmuniteit.