COVID -19疫苗冷链解决方案（上篇）

　　需要-70℃存储的疫苗，要实现为人类做贡献这一目标，需要突破最后一个障碍——冷链，达到-70℃的存储和运输温度的全球冷链部署对于目前的冷链条件来讲，可以说是一个巨大的挑战。

　　

时间过的真快，叮叮当当的圣诞音乐已经在各大商场响起，很多公众场所都有了新年的气氛，一转眼，距离2019年从武汉爆发新冠疫情已经一年了。

这一年注定要写进历史，纪念每一个不平凡的人，也纪念每个人不平凡的一年。

对于如此大规模传播的新冠疫情，疫苗的研发被寄予厚望。数月来，全球的制药组织和研究人员夜以继日，一致努力开发COVID-19 疫苗，令人欣慰并感恩的是，他们当中有的人已经先一步成功了，比如国药集团、辉瑞和BioNTech，这对于人类和科学来说都是好消息。

本月16日，获得美国FDA紧急使用授权的BioNTech和上海复星医药（集团）有限公司宣布，双方就mRNA疫苗新冠核酸疫苗于大陆供应和生产事项达成协议，一旦BNT162 mRNA 新冠核酸疫苗获得大陆上市批准，BioNTech预计将于2021年向中国大陆供应至少一亿剂BNT162 mRNA 新冠核酸疫苗，以应对新冠肺炎疫情。首批疫苗将由 BioNTech 在德国的生产工厂供应。——《证券日报》

不同于国药的灭活疫苗，辉瑞和BioNTech研发的是mRNA 疫苗。

灭活疫苗的保存要求是2~8℃避光，而辉瑞的mRNA 疫苗需要-70℃保存，超出了疫苗的正常冷藏温度（-40至4℃）。

需要-70℃存储的疫苗，要实现为人类做贡献这一目标，需要突破最后一个障碍——冷链，达到-70℃的存储和运输温度的全球冷链部署对于目前的冷链条件来讲，可以说是一个巨大的挑战。据报道，辉瑞已经斥资20亿美元打造冷链集装箱和运输箱。

可是除了运输以外，还有一个紧要的问题就是疫苗到港之后，如何送到医院、社区医院等终端医疗机构？这些终端机构又该如何保存这些疫苗？干冰显然不是理想的选择。

所以，辉瑞的疫苗也给我们敲响了警钟，2~8℃的冷链条件不能一劳永逸。

我们不知道未来还会发生什么，我们也不知道未来的疫苗或者生物医药是否需要同样苛刻的冷链条件，这次借助辉瑞的疫苗来完善冷链体系，对我们而言，也许是给现在和未来的一个机会。

如果冷链的问题可以得到解决，那么未来疫苗和生物医药制品的研发将不再受到冷链的限制，从另一个方面来看，甚至可以促进生物医药的研发与生产。

所以，明智的做法是尽快使相关机构（制药企业、第三方物流、终端医疗机构等）具备覆盖所有存储温度的条件，以便在可以救命的疫苗或者其他生物医药到来之时已做好充足的准备。

但是当我们开始着手实施的时候，才发现真正的挑战不亚于攀登珠峰。因为很多地区还面临电力不足的问题、场地限制、运输环节无法监控等等……幸运的是，人类从不惧怕挑战。

解决当下的问题

首先选择温度范围更广的超低温冰箱，以针对大多数/所有候选疫苗优化冷藏温度。

目前生物医药常用的保存温度分三档，分别是2~8℃、-20℃、-40至-80℃。

选择具有更宽温度设定范围的超低温冰箱，比如温度跨度 -86 到 -20℃的冰箱就要比-86 到-50 ℃冰箱的温度范围宽的多，可以满足更多候选疫苗或者生物医药的储存效能要求。

Stirling 超低温冰箱采用先进的斯特林发动机制冷，突破了传统压缩机的技术瓶颈，实现了制冷温度从-20到-86℃的跨越，同时兼具以下特点：

• 制冷效率高且能耗低：7度电/天
• 单位面积内存储容量大： SU780XLE 立式超低温冰箱（780L）每平方米可存储 2mL 冻存管75376 个，一台SU780XLE可存储32万剂COVID-19 疫苗
• 电压范围：100-240V，能够耐受低电压和电压不稳，无需电路改造，可以插进世界上任何一个插座……
• 100%天然制冷剂、零环境污染生产
• 发动机7年质保

因为以上特点，Stirling超低温冰箱有幸成为COVID -19疫苗冷链解决方案的一部分，在COVID-19疫苗冷链分销战略中发挥的关键作用。

Athens County-based Stirling Ultracold attracts national attention for boosting global distribution of potential COVID-19 vaccines—当地新闻

疫苗运输的主力之一——美国UPS（美国联合包裹运送服务公司）在三个月前就很有预见性的一次性采购了700台Stirling SU780XLE 立式超低温冰箱，为大规模疫苗的存储和运输做准备。

三周前更是订购了数千台Stirling ULT25NEU便携式冰箱用于最后一英里的分发和存储。

除了UPS，美国一些首批获得辉瑞COVID - 19 疫苗的终端医疗机构，例如著名的克利夫兰诊所（ Cleveland Clinic） 和雪松西奈医疗中心（Cedars-Sinai Medical Cente）也选择了Stirling SU780XLE立式超低温冰箱作为疫苗存储的首选。

克利夫兰诊所

 
雪松西奈医疗中心 （Cedars-Sinai Medical Center）

除了购买还有借用，新英格兰大学就将SU780XLE超低温冰箱借给缅因州疾控中心，用于储存关键的COVID-19疫苗。

新英格兰大学将SU780XLE超低冰箱借给缅因州疾控中心

对于疫苗生产企业、第三方物流集散地和区域配送中心，可以使用SU780XLE这种大容量超低温冰箱进行大规模疫苗的存储。但是从区域配送中心到终端医疗机构的过程中，要如何实现-70℃的冷链运输呢？

关于最后一英里

我们都知道干冰并不是最理想的运输方式，Stirling 提供了替代方案。

Stirling ULT25NEU便携式冰箱为最后一英里运输提供解决方案：

• -20至-86℃，1℃步进温度设置
• 2个rack 可以放置6160剂疫苗
• 电压范围100-240V，可以插入全球任何电源插孔
• 12V DC直流电，支持车载运输

 
 
ULT25NEU便携式冰箱提供两个rack，每个rack 8层抽屉，可以放置6160剂疫苗

ULT25NEU便携式冰箱支持车载电源继续短途或长途运输

解决了运输和配送的问题，还有一个更大的难题摆在我们面前，这也是辉瑞mRNA 疫苗冷链部署当中最大的挑战之一：如何在数十万个使用疫苗的当地终端医疗机构中长期安全有效的管理疫苗。

终端医疗机构，比如我们国内的社区医院，很少配备超低温冰箱。

关于终端医疗机构

需要迅速补充小型超低温冰箱。

大型医疗机构可以选择SU780XLE立式超低温冰箱（32万剂疫苗容量），偏远地区或者小型终端医疗结构可以选择Stirling ULT25NEU（6160剂疫苗容量）或者可放在台面下SU105UE（9750剂疫苗容量）超低温冰箱。

SU105UE适用于必须将大量疫苗储存在紧凑空间的终端医疗机构，可以放在台面下方便医护人员随时取用，也可以堆叠使用减少占地面积。如果是少量疫苗存储，可以选择ULT25NEU型号。

SU105UE和ULT25NEU虽然紧凑轻便，但是提供与SU780XLE立式超低温冰箱相同的性能和可靠性，可以在整个临床场地移动并插入任何插座，而无需进行建筑物电路改造。

最后，Stirling 任意一款冰箱都可以为终端医疗机构提供精确的温度设定值控制，并能够通过温度记录仪监视和记录疫苗温度，确保疫苗效能得到保障。

Stirling 系列冰箱均提供-20至-86℃温度设置

思考：怎样可以更加环保和节约的提高冷链运输效率？

疫苗在冷链运输过程中需要经历两个关键的运输环节：一个是从制造工厂到区域配送中心，另一个是从那些配送中心到成千上万的终端医疗机构。

在两个运输环节，如何保持无缝的冷链温度控制？

答案是配合使用相变材料（PCM），关于相变材料在超低温冷藏中的研究进展和应用，我们将在下一篇中介绍。