زنجیره سرد واکسن جهانی: یک چالش پایان دهنده

واکسن ها یکی از قوی ترین ابزار های سلامت عمومی هستند، اما قدرت آنها به شدت به زنجیره ای از یخچال های غیر فشرده محدود است - زنجیره سرد - زنجیره تامین کنترل دما که تولید، حمل و نقل و ذخیره سازی را پوشش می دهد - ستون فقرات برنامه های واکسیناسیون در سراسر جهان است: اکثر واکسن ها باید بین 2 ° C و 8 درجه سانتیگراد نگه داشته شوند و برخی از آنها مانند واکسن های خوراکی نیاز به کاهش هورمون های زیست محیطی دارند (WHO) و کاهش مقدار زیادی از بین می رود.

حفظ این زیرساخت سرد بسیار گران و لجستیکی است که یخچال، فریزر، بسته بندی داده های دما، قدرت پشتیبان و وسایل نقلیه حمل و نقل تخصصی در هر مرحله مورد نیاز است.در کشورهای کم درآمد و متوسط درآمد (LMICs)، برق غیر قابل اعتماد، جاده های ضعیف و گرمای شدید زنجیره سرد را شکننده می کند، به عنوان مثال، در طول رول از واکسن های COID-19، جلوگیری از ذخیره سازی جهانی (به تاخیر در مناطق ذخیره سازی گسترده ای از حد کافی)

بیوتکنولوژی یک مسیر رو به جلو ارائه می دهد: توسعه واکسن هایی که می توانند دمای بالاتر و دوره های طولانی تر را بدون یخچال مقاومت کنند.با بازسازی اجزای واکسن، فرمول ها و سیستم های تحویل، دانشمندان در حال ایجاد گزینه های آزاد یا حرارتی سرد هستند که می توانند تلاش های ایمن سازی جهانی را انقلابی کنند.

استراتژی های زیست تکنولوژی برای واکسن های مقاوم ترم

روش های متعدد زیست فناوری شناختی به دنبال شکستن وابستگی واکسن به ذخیره سازی سرد است.هر استراتژی آسیب پذیری های مختلف در ثبات واکسن، از خود آنتی ژن پروتئین گرفته تا فرمول اطراف را هدف قرار می دهد.

مهندسی ژنتیک آنتی ژن های ضد مقاوم ترمز

یکی از مستقیم ترین روش ها اصلاح آنتی ژن واکسن در سطح ژنتیکی برای افزایش ثبات حرارتی آن است.با استفاده از تکامل یا طراحی منطقی، محققان می توانند جهش هایی را شناسایی کنند که مقاومت در برابر تخریب ناشی از گرما را ایجاد می کند، به عنوان مثال، دانشمندان یک نسخه ترو قابل تنظیم از ضدژن هپاتیت B را مهندسی کردند که هفته ها پس از 37C به طور مشابه، ایمنی باقی مانده است، به طور منظم، اوولینومین برای حفظ این دماهای ضد ژنتیکی نیاز دارد.

Lyophilization و اسپری-دکتر

حذف آب از فرمول واکسن به طور چشمگیری فعالیت شیمیایی و بیولوژیکی را کاهش می دهد، در نتیجه افزایش عمر قفسه سینه (برانگیخته) برای بسیاری از واکسن ها استفاده می شود، مانند واکسن سرخک-مumps-Brella (MMR) و واکسن زرد، هنگامی که به طور قطع، این واکسن ها می توانند در دمای بالاتر برای دوره های طولانی مدت ذخیره شوند، مانند روش های جدید اسپری، استفاده می شود و همچنین از جمله انواع پروتئین های گیاهی و جلوگیری از آن است.

فرمول های تکنولوژی نانو-Enhanced Formula

نانو مواد می توانند اجزای واکسن را از عوامل استرس زا محیطی (LNPs) که برای واکسن های mRNA ضروری بودند، با تثبیت مواد اولیه که اجازه ذخیره سازی در 2 ° C-8 درجه سانتیگراد به جای -70LTC را می دهد، بیشتر سیستم عامل های پیشرفته از نانوذرات پلیمری، meporous، سیلیکا یا بیوماتیک نانوcarrier برای جلوگیری از ویروس های ضد میکروبی (به طور واقعی جایگزین) و کپسول های درجه حرارت اصلی هستند.

یک توزیع جامد بی شکل و محرک های مبتنی بر شکر

استراتژی فرمول دیگر شامل جایگزینی واکسن ها در یک ماتریس خشک و شیشه ای از قندها (به عنوان مثال، trehalose یا sucrose) است که در دمای اتاق تقویت می شود، این پراکندگی جامد مانع از حرکت مولکولی می شود که منجر به تخریب می شود.هنگامی که واکسن مورد نیاز است، آن را دوباره با آب استریل جایگزین می شود.این تکنیک با موفقیت برای زنده ماندن واکسن های ویروسی مانند واکسن های موجود و پروتئین سرخک آزمایش شده است.

مطالعات موردی: پیشرفت واقعی در واکسن های آزاد سرد-Chain

واکسن Measles

واکسن سرخک یک ویروس زنده است که به طور سنتی نیاز به یخچال و فریزر دقیق دارد، با این حال، محققان موسسه Serum هند و دیگر موسسات یک فرمول سخت افزاری را با تجزیه و تحلیل ویروس با تثبیت کننده هایی مانند آلبومین سرم انسانی و مونوsodium گلوتاماتاتاتاتات ایجاد کرده اند.این واکسن می تواند در 37 درجه سانتیگراد برای چهار هفته بدون بهبود قابل توجه از کمبود پروتئین در سراسر مناطق روستایی و کاهش هزینه های پوشش گسترده ای که از دست رفته اند ذخیره شود.

نووا و ماتریس-M Adjuvant

واکسن COVID-19 نووا (NVX-CoV2373) از یک نانوذرات پروتئین تثبیت شده با ماتریس-M adjuvant برخلاف واکسن های mRNA استفاده می کند، این فرمول مبتنی بر پروتئین را می توان در 2 ° C-8 درجه سانتیگراد ذخیره کرد و برای ماه ها پایدار باقی مانده است. بهبود ثبات زندگی خود را در دمای اتاق افزایش داده است.

واکسن های mRNA با افزایش مقاومت حرارتی

مدرنا و BioNTech در ابتدا نیاز به ذخیره سازی فوق العاده سرد برای واکسن های COVID-19 mRNA خود دارند، هر دو شرکت از زمان اصلاح محصولات خود برای استراحت شرایط ذخیره سازی، واکسن به روز شده مدرنا، mRNA-1283، می توانند در دمای استاندارد جیوه ذخیره شوند (2 درجه سانتیگراد -8 درجه سانتیگراد) تا چهار ماه.این با بهینه سازی نانو و ترکیبات پایدارتر با استفاده از دسترسی به طور قابل توجهی در کاهش دسترسی به طور قابل توجهی در مناطق انتقال و کاهش دسترسی به طور قابل توجهی در مناطق لجستیکی پایدار و کاهش قابل توجهی در بخش های پردازش شده است.

تاثیر بر سلامت جهانی و برابری واکسن

واکسن های آزاد زنجیره سرد وعده می دهند که تدارکات ایمن سازی را به ویژه در مناطق دور افتاده جهان تبدیل کنند: مزایای آن چند وجهی است:

  • هزینه های کاهش یافته: [FLT1] [1 ] [از بین بردن نیاز به یخچال تخصصی در سراسر تجهیزات زنجیره تامین، انرژی و هزینه های تعمیر و نگهداری. مطالعه توسط طرح دسترسی به سلامت کلینتون تخمین می زند که واکسن های مقاوم می توانند LMIC ها را نجات دهند (FLT:2up تا 30٪ از هزینه های برنامه های ایمن سازی .
  • کمبود: بدون شکست زنجیره سرد، دوزهای کمتری از دست می رود.سیاست باز و بی نظیر برخی واکسن ها (در جایی که از طریق اسیل های چند بار باز شده باید در عرض چند ساعت دور ریخته شود اگر یخچال نباشد) کمتر محدود می شود.
  • دسترسی بزرگ تر: واکسن ها را می توان توسط کارکنان بهداشت جامعه در کوله پشتی به روستاهای دور بدون نگرانی در مورد بسته های یخ یا یخچال های خورشیدی انجام داد، این پوشش برای بیماری های گرمسیری نادیده گرفته شده مانند، وبا، typhoid و هاری گسترش می یابد.
  • ] آمادگی پروستاتیک: در طول شیوع، واکسن های مقاوم می توانند به سرعت در سراسر مناطق مختلف آب و هوایی بدون ساخت زنجیره های موقت سرد، به سرعت مستقر شوند.

چالش ها و مسیرهای آینده

با وجود وعده، واکسن های آزاد زنجیره سرد قبل از اینکه به جریان اصلی تبدیل شوند، با موانع متعددی مواجه می شوند.

ثبات طولانی مدت و اعتبار جهانی

اکثر فن آوری های سخت افزاری تنها تحت شرایط آزمایشگاهی کنترل شده یا آزمایشات کوتاه مدت زمینه ای ثابت شده اند که ثبات طولانی مدت - به ویژه در دمای بالا شدید (45 درجه سانتیگراد) یا با دوچرخه سواری دما - هنوز برای بسیاری از نامزدها اثبات نشده است.

مقیاس پذیری

تغییر از فرمول های معمولی به فن آوری های تثبیت جدید اغلب نیازمند تغییرات در فرآیندهای تولیدی است. Lyophilization، کپسول نانو، و خشک کردن اسپری هنوز به مقیاس نیست در حالی که حفظ انعطاف پذیری و ثبات سرمایه گذاری در تجهیزات جدید و آموزش برای تولید سپتیک مورد نیاز است.

مسیر های تنظیم کننده

محصولات ترکیبی (به عنوان مثال، واکسنی که در یک لیوان شکر قرار دارد) ممکن است نیاز به چارچوب های تنظیمی جدید داشته باشد. تنظیم کنندگان باید نه تنها ماده فعال را ارزیابی کنند بلکه همچنین مواد اولیه و تحویل جدید را برای واکسن های آلوده کننده زنده، یک چالش اضافه شده وجود دارد: اطمینان از اینکه واکسن خشک شده به حالت کاملا قوی بر اساس مقررات بین المللی جبران خسارت، باز می گردد.

هزینه و دسترسی

در حالی که واکسن های آزاد زنجیره سرد ممکن است هزینه های تدارکات را کاهش دهند، هزینه های تحقیق و توسعه پیش از موعد بالا است. برخی از فرمول های سخت افزاری نیاز به دستورالعمل های گران تر یا مراحل اضافی دارند.

نتیجه گیری: آینده ای بدون زنجیره سرد

بیوتکنولوژی به طور پیوسته یکی از موانع نیرومندترین واکسن های جهانی را از بین می برد: زنجیره سرد از طریق مهندسی ژنتیک، علوم فرمول پیشرفته و فناوری نانو، محققان واکسن هایی ایجاد می کنند که می توانند دمای شدید را برای هفته ها یا ماه ها تحمل کنند؛ این نوآوری ها صرفاً افزایشی ندارند؛ آنها پتانسیل تغییر استراتژی های بی نظیری، کاهش زباله ها و نجات میلیون ها زندگی را دارند، زیرا تکنولوژی و مسیرهای تنظیم کننده، در دهه های جدید، ظرفیت های جدید برای تولید سوخت و غیرتولوژی را به صورت عادی، و غیرت انسانی برای تولید، به طور رایگان می رسانند.

آینده واکسیناسیون به یک پلاگین برق متصل نمی شود، پایدار، قابل حمل و قابل دسترس برای هر کودک است، مهم نیست که آنها در آن زندگی می کنند.