这种可溶解薄膜有望成为新冠疫苗的理想配送方式

Not your grandmother’s vaccine.
The film took 450 tries to perfect, over the course of a year.Image: Maria Croyle
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  • 一项始于2007年、由美国国立卫生研究院支持的研究,开发出一种无需注射即可递送疫苗的方法。

  • 这项技术使用一种可溶解薄膜,能够稳定活病毒和其他生物药物,且无需冷藏。

寻找有效的新冠病毒疫苗的竞赛已经开始。一旦找到疫苗,接下来的挑战将是生产疫苗并将其分发到世界各地。

我的研究团队开发出一种稳定活病毒和其他生物药物的新方法,将其制成可快速溶解的薄膜,无需冷藏,而且可以口服。

薄膜的原料价格低廉,制作过程也相对简单,因此有望大幅降低疫苗接种行动的成本。薄膜扁平、节省空间,因此可以轻松运输和分发大量产品。

过去十年间,全球疫苗接种率有所提高,但仍然过低——2018年有1,350万名儿童未接种疫苗。这项近期发表于《科学进展》的新技术,有望大幅改善全球获取疫苗和其他生物药物的渠道。

灵感来自硬糖

新型疫苗技术示意图Image: Maria Croyle,CC BY-ND

我的研究团队于2007年开始开发这项技术。当时,美国国立卫生研究院请我们开发一种疫苗递送方法,无需注射且可常温保存。

开发薄膜的想法源于一部纪录片。片中介绍,昆虫和其他生物的DNA可以保存在琥珀中数百万年。这让我们想到了硬糖,就像我祖母过去制作的那种。

这个想法很简单,却从未有人尝试过。于是,我们开始调配各种配方,其中含有糖和盐等天然成分,并测试它们能否形成坚硬、类似琥珀的糖果。

最初,我们测试的许多制剂要么在薄膜形成时杀死了微生物,要么在储存过程中结晶,把我们试图保存的病毒或细菌撕裂。

各种疫苗都可以夹在这些保护层之间Image: Stephen C. Schafer,CC BY-ND

但经过一年约450次尝试后,我们终于找到了一种配方,可以将病毒和细菌包埋在可剥离的薄膜中。

随着我们对生产流程越来越熟悉,我们着手简化流程,使其无需大量技术培训也能制作。此外,我们还调整了成分,让薄膜干燥得更快,从而可以在早晨制作一批疫苗,午餐后就发货。

我参与了一家初创企业,目标是在未来两年内推动这项技术上市。

更多益处

所有储存中的疫苗效力都会随时间下降。下降速度主要取决于疫苗的保存温度。持续冷藏疫苗既困难又昂贵——在世界某些地区,几乎不可能。因此,疫苗若能在室温下储存和运输,将带来巨大优势。

这个项目最大的突破发生在我们即将完成埃博拉疫苗项目时:我们发现实验室工作台上一个密封容器里,存放着三年前制作的含病毒薄膜。我们一时兴起,将薄膜重新水化并进行测试,以确定疫苗是否仍能诱导免疫反应。令我们惊讶的是,薄膜中95%以上的病毒仍然具有活性。未冷藏疫苗能够达到这样的保存期限,令人惊叹。

这种薄膜让救命疫苗的运输和分发容易得多。Image: Stephen Schafer 和 Maria Croyle,CC BY-NC-SA

全球免疫接种行动留下的生态足迹往往鲜少受到关注。2004年菲律宾麻疹消除行动在一个月内为1,800万名儿童接种疫苗,产生了1,950万支注射器,即143吨锐器废弃物和近80吨非危险废弃物——包括空药瓶、注射器包装、瓶盖、棉签和包装材料。若开展规模更大的接种行动,影响将十分显著。

相比之下,我们的薄膜只需装在一个信封中,医务人员就能将其分发出去。使用后,它不会留下任何痕迹,只有健康的全球人口。

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