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From coffee pods to moths – the innovation inspirations to help beat pandemics
弗朗西斯·佩恩特
咖啡包、笔、飞蛾蛹和植物与解决疫苗获取挑战有什么关系？这些是一些平凡的事情，激发了非凡的解决方案，以提高向所有有需要的人提供针对未来病毒威胁的疫苗的速度。
在未来疫情期间能够公平获得疫苗的原则是 100 天任务背后的驱动力，该任务的目标是在新疫情爆发后的 100 天内开发疫苗，并确定大流行的可能性。保护性疫苗部署得越快，就能越早控制疫情。然后，速度就成为不平等的敌人，因为需要的疫苗更少，而且物资可以直接提供给最需要的人。
这项大胆的使命并不是在现在的每一种疫情情况下都能实现的。“100 天任务”的成功部分需要确定可以加快疫苗生产速度的创新。
而且，仅仅以前所未有的速度开发疫苗是不够的。克服复杂的疫苗储存要求对于使需要疫苗的人能够获得疫苗至关重要。例如，需要在比南极洲部分地区更冷的温度下储存的疫苗在深冬时节可能不适合撒哈拉以南非洲资源有限的国家。
CEPI 已投资了大约 15 项概念验证疫苗制造创新，以克服这些挑战，以期有朝一日生产出能够实现 100 天使命的疫苗平台。这些新技术背后的灵感来自一些完全出乎意料的地方。
加大疫苗技术的热度
以咖啡包为例。
许多家用咖啡机中使用的铝制胶囊类似于为澳大利亚生物技术公司 Vaxxas 制造的铝制胶囊。
他们的无针疫苗平台使用由数千个微观点组成的高密度微阵列贴片，几乎就像一只小刺猬。每个微投影都包含微量的干燥 mRNA 疫苗。当贴在皮肤上时，贴剂（装在咖啡包状的盒子里）将疫苗输送到皮肤表面以下的免疫诱导细胞。
mRNA 在 COVID-19 应对期间至关重要。但 mRNA 本身非常脆弱。为了确保其稳定性和有效性，它需要在非常低的温度下储存。在 COVID-19 大流行期间，这一要求带来了灾难性的影响。没有超低温储存基础设施的国家无法轻松接收这些疫苗，导致疫苗接种延迟。
与目前基于 mRNA 的疫苗不同，Vaxxas 贴剂提供了一种热稳定的替代品，不需要超低温储存，这意味着它可以储存在温暖的气候中。“该技术也易于管理，甚至提供了自我管理的潜力，”Vaxxas 首席执行官 David Hoey 说。“我们非常高兴地看到，这将如何转化为使这些拯救生命的疫苗更容易运输，有可能通过邮寄方式，并且在所有地区都更容易获得。”
由于疫苗有可能通过邮寄方式送达，“次日送达”的概念具有可能挽救生命的新含义。
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然后是不起眼的笔。这种日常书写工具在新一代热稳定和无针疫苗创新中具有鼓舞人心的潜力。
英国公司 aVaxziPen，顾名思义，使用一种类似笔的涂抹器装置，既消除了对针头和注射器的需求，又保护了 mRNA 免受高温的影响，可能消除了对 mRNA 疫苗超低温储存的需求。
这项技术也可以应用于传统的基于蛋白质的疫苗。虽然基于蛋白质的疫苗通常不需要冷冻储存，但它们通常需要在 2-8°C 的温度下储存。 开发一种可以在高达 40°C 的温度下储存一两个月（即使在世界上最偏远的地区）也能简化最后一英里的交付。
对于那些看到针头就畏缩或昏厥的人，贴片或笔也提供了一种更可口的疫苗递送方法。
疫苗开发进入快车道
虽然 Vaxxas 和 aVaxzipen 专注于降低疫苗对热的敏感性，但温度稳定的疫苗只是可及方程式的一部分。速度也是访问背后的驱动力和 100 天任务的指导原则。这就是为什么像西班牙生物技术公司 Algenex 这样的公司正在跳出框框或蛹内部思考，以加快疫苗生产。
Algenex 的创新旨在加快疫苗开发的生物反应器阶段，使用当前方法可能需要长达两周的时间。Algenex 的 CrisBio® 技术已经用于一些动物疫苗，它通过指令修饰一种无害的昆虫病毒，以产生抗原——疫苗的一部分，提醒我们的免疫防御系统抵抗疾病。然后将其插入实验室中培养的飞蛾蛹中，这使得昆虫细胞产生大量抗原的速度比现有生物反应器技术快得多。
正如温室为植物的生长提供完美的条件，控制光线、温度和湿度一样，生物反应器就像一个高科技温室。它仔细管理 pH 值、氧气水平和在疫苗中产生抗原所需的营养物质等条件。Algenex 的技术基本上使蛹能够充当活的生物反应器，为疫苗抗原的生长创造完美的条件。
“这项技术可以绕过对更小的迭代生物反应过程和法规的需求，并最终加快疫苗生产时间表，”Algenex 的创始人 José Escribano 说。
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德国 LenioBio 的创新者也转向自然界寻找灵感。他们正在采用植物性方法寻找一种更快的疫苗蛋白生产方法，疫苗蛋白是从病原体中鉴定出的特异性蛋白质，用于刺激免疫反应而不会引起疾病。
基于蛋白质的疫苗可能需要 4 到 6 个月的时间才能开发出来，因为科学家需要培养出能够产生必要蛋白质的特殊细胞，称为细胞系。相比之下，LenioBio 的技术被称为 ALiCE®，它使用植物细胞的蛋白质生产机制来快速表达蛋白质，而无需培养整个细胞。这种无细胞方法意味着不需要细胞系开发，一旦蛋白质的遗传指令可用，就可以在 20 到 40 天内开发出基于蛋白质的疫苗。
这项技术可以实现基于蛋白质的候选疫苗的快速和可扩展开发，并更快地将有前景的候选疫苗推向临床试验，从而更接近 100 天任务的目标。
“CEPI 很自豪地投资于有朝一日将使 100 天任务成为现实的技术。无论是更快地将疫苗从实验室运送到注射的新技术，还是意味着每个需要疫苗的人都能接种疫苗的无针和热稳定疫苗，“CEPI 制造和供应链临时执行董事 Raafat Fahim 说。“每一个小的创新，每一个小的收获都将有助于在未来的疫情演变成大流行之前控制它。像这样令人兴奋的技术正在帮助一劳永逸地消除未来大流行病的威胁。
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