Journal article Open Access

Production and Distribution of mRNA Vaccines: SARS-CoV-2 Experience

Güzel Tanoğlu, Esra

Özet

SARS-CoV-2 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus) pandemisi dünya genelinde daha önce benzeri hiç görülmemiş bir aşı talebi oluşturdu. Bu talebi karşılamak için, çok sayıda ticari firma ve kurumsal işletme yeni nesil platform teknolojilerini (mesajcı ribonükleik asit-mRNA ve vektör temelli aşılar) veya geleneksel üretim yaklaşımlarını (subünit ve inaktive aşılar) temel alarak aşı geliştirme çalışmalarına odaklandı. Bu stratejiler arasında mRNA platformunu kullanan bazı aşılar faz III çalışmalarını tamamlayarak birçok ülkede acil kullanım izni aldı ve 2021 yılının ilk günlerinde aşılanan kişi sayısı milyonları aştı. mRNA aşılarının ölçeklenebilir kapasitede, düşük maliyetli ve hızlı üretim avantajlarına rağmen bu yeni teknoloji ile üretim yapan firmalar gelişmiş ülkelerin pandemiye müdahale için talep ettiği birkaç milyar dozu bulan aşı talebine cevap vermekte zorlanmaktadır. Aşı üretim hızını etkileyen en önemli sınırlayıcı faktörlerden biri GMP (Good Manufacturing Practice) koşullarında üretim yapabilen mRNA aşı üretim hatları ile ilgili alt yapının az sayıda ülkede bulunmasıdır. Bir aşı dozunda bulunan RNA miktarı, koruyucu bağışıklama için gereken doz sayısı, bir şişe içerisinde kaç dozluk aşı olduğu, aşı tasarımında modifiye nükleozit kullanılma durumu ve hammadde tedariğindeki sorunlar aşı üretim hızını belirleyen diğer faktörlerdir. Bu süreçte yapılan analizler replike olabilen mRNA aşı tasarımlarının bağışıklama için çok düşük doz (0.1-10 μg) aşı dozu gerektirmesini bu büyük ölçekli talebe verilecek üretim yanıtı etkileyen en önemli parametre olarak değerlendirmektedir. Normal koşullarda aşı üretiminde etkinlik ve güvenlik en önemli ve kritik ölçütler olarak değerlendirilirken, SARS-CoV-2 pandemisinde mRNA aşıları için uzun dönem riskler henüz açıkça ortaya konmamış olmasına rağmen “ölçeklenebilir üretim ve aşı dağıtım altyapısı (soğuk zincir) ile ilgili düzenlemeler” üzerinde daha çok durulmaktadır. Bir diğer önemli adım ise aşıların dağıtımı ve sağlık hizmetleri alt yapısının desteği ile risk gruplarının hızla aşılanmasıdır, ki bazı ülkelerde aşılama sürecinde organizasyon zorlukları yaşandığı gibi soğuk saklama koşullarının yaygın olmadığı bazı ülkelerde ise aşı dağıtımının planlanması gecikmektedir. SARS-CoV-2 pandemisi sürecinde kazanılan tecrübeler ile gelecekteki pandemilere verilecek yanıtın çok daha hızlı, etkili ve kapsamlı olacağı beklenmektedir. Bu makalede mRNA aşılarının üretim ve dağıtımı ile ilgili süreçlerin genel çerçevesi ile özetlenmesi amaçlanmıştır.

Abstract

The SARS-CoV-2 (Severe acute respiratory syndrome coronavirus) pandemic has created an unprecedented demand for vaccines worldwide. To respond to this demand, many commercial companies and institutional structures focused on vaccine development studies based on next-generation platform technologies (mRNA and vector-based vaccines) or traditional production approaches (subunit and inactivated vaccines). Among these strategies, some vaccines using the mRNA platform completed phase III studies and received emergency validation in many countries, and the number of vaccines exceeded millions in the first days of 2021. Despite the scalable capacity, low cost and fast production advantages of mRNA vaccines, companies that produce with this new technology have difficulty in responding to the vaccine demand, which reaches several billion doses demanded by developed countries for pandemic response. One of the most important limiting factors affecting the speed of vaccine production is that the infrastructure for mRNA vaccine production lines that can produce under GMP (Good Manufacturing Practice) is available in a few countries. The amount of RNA in a vaccine dose, the number of doses required for protective immunization, the number of doses of vaccine in a bottle, the use of modified nucleoside in vaccine design and the problems in raw material supply are other factors that determine the vaccine production rate. Analyzes carried out in this process consider the fact that replicable mRNA vaccine designs require very low dose (0.1-10 μg) vaccine dose for immunization as the most important parameter affecting the production response to this large-scale demand. While efficiency and safety are considered as the most important and critical criteria in vaccine production under normal conditions, although the long-term risks for mRNA vaccines in the SARS-CoV-2 pandemic have not yet been clearly revealed, more emphasis is placed on "regulations regarding scalable production and vaccine distribution infrastructure (cold chain)". Another important step is the distribution of vaccines and the rapid vaccination of risk groups with the support of the healthcare infrastructure. In some countries, organizational difficulties are experienced during the vaccination process and in some countries where cold storage conditions are not common, planning of vaccine distribution is delayed. With the experience gained during the SARS-CoV-2 pandemic process, it is expected that the response to future pandemics will be much faster, more effective, and comprehensive. In this article, it is aimed to summarize the processes related to the production and distribution of mRNA vaccines in a general framework.

mRNA Aşılarının Üretim ve Dağıtımı: SARS-CoV-2 Deneyimi
Files (645.6 kB)
Name Size
18.JMVI-2020-1.3;27-34.pdf
md5:1fe26375b717860ce5ff6933f10e13b0
645.6 kB Download
  • 1. Kis Z, Kontoravdi C, Dey AK, Shattock R, Shah N. Rapid development and deployment of high‐volume vaccines for pandemic response. J Adv Manuf Process 2020; 2: e10060.

  • 2. Pardi N, Hogan MJ, Porter FW, Weissman D. mRNA vaccines - a new era in vaccinology. Nat Rev Drug Discov 2018; 17(4): 261-79.

  • 3. Ulmer JB, Geall AJ. Recent innovations in mRNA vaccines. Curr Opin Immunol 2016; 41: 18-22.

  • 4. Verbeke R, Lentacker I, De Smedt SC, Dewitte H. Three decades of messenger RNA vaccine development. Nano Today 2019; 28: 100766.

  • 5. Martin C, Lowery D. mRNA vaccines: intellectual property landscape. Nat Rev Drug Discov 2020; 19(9): 578.

  • 6. World Health Organization (WHO), Geneva, Switzerland. Draft landscape of COVID-19 candidate vaccines. Available at: https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccines [Accessed January 10, 2020].

  • 7. US Food and Drug Administration (FDA), Silver Spring, Maryland, USA. Pfizer COVID-19 Vaccine EUA Letter of Authorization. Available at: https://www.fda.gov/media/144412/download [Accessed December 29, 2020].

  • 8. US Food and Drug Administration (FDA), Silver Spring, Maryland, USA. Moderna COVID-19 Vaccine EUA Letter of Authorization. Available at: https://www.fda.gov/media/144636/download [Accessed December 29, 2020].

  • 9. European Medicines Agency (EMA), Amsterdam, Netherlands. EMA recommends first COVID-19 vaccine for authorisation in the EU. Available at: https://www.ema.europa.eu/en/medicines/human/EPAR/comirnaty [Accessed December 29, 2020].

  • 10. Mahase E. Covid-19: UK approves Pfizer and BioNTech vaccine with rollout due to start next week. BMJ 2020; 371: m4714.

  • 11. Kis Z, Kontoravdi C, Shattock R, Shah N. Resources, Production Scales and Time Required for Producing RNA Vaccines for the Global Pandemic Demand. Vaccines (Basel) 2020; 9(1): E3.

  • 12. Pardi N, Hogan MJ, Weissman D. Recent advances in mRNA vaccine technology. Curr Opin Immunol 2020; 65: 14-20.

  • 13. Pardi N, Muramatsu H, Weissman D, Karikó K. In vitro transcription of long RNA containing modified nucleosides. Methods Mol Biol 2013; 969: 29-42.

  • 14. McCaffrey A. Design and Manufacturing of Messenger RNA Therapeutics. Education Session from the American Society of Gene & Cell Therapy's 22nd Annual Meeting, April 29 - May 2, 2019. Washington Hilton, Washington DC, USA. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=8j33dGRZ_S4&list=LL&index=3 [Accessed December 28, 2020].

  • 15. Crommelin DJA, Anchordoquy TJ, Volkin DB, Jiskoot W, Mastrobattista E. Addressing the Cold Reality of mRNA Vaccine Stability. J Pharm Sci 2020: S0022-3549(20)30785-1.

  • 16. Anadolu Ajansı, Ankara, Türkiye. Rusya'da üretilen Kovid-19 aşı adayının ABD'nin geliştirdiklerinden ucuz olacağı iddia edildi. Available at: https://www.aa.com.tr/tr/dunya/rusyada-uretilen-kovid-19-asi-adayinin-abdnin-gelistirdiklerinden-ucuz-olacagi-iddia-edildi/2052137 [Accessed December 28, 2020]

  • 17. Park KS, Sun X, Aikins ME, Moon JJ. Non-viral COVID-19 vaccine delivery systems. Adv Drug Deliv Rev 2021; 169: 137-51.

  • 18. Gao R, Cao B, Hu Y, Feng Z, Wang D, Hu W, et al. Human infection with a novel avian-origin influenza A (H7N9) virus. N Engl J Med 2013; 368(20): 1888-97.

  • 19. Hekele A, Bertholet S, Archer J, Gibson DG, Palladino G, Brito LA, et al. Rapidly produced SAM(®) vaccine against H7N9 influenza is immunogenic in mice. Emerg Microbes Infect 2013; 2(8): e52.

  • 20. Scott VL, Patel A, Villarreal DO, Hensley SE, Ragwan E, Yan J, et al. Novel synthetic plasmid and Doggybone DNA vaccines induce neutralizing antibodies and provide protection from lethal influenza challenge in mice. Hum Vaccin Immunother 2015; 11(8): 1972-82.

  • 21. Liu MA. A Comparison of Plasmid DNA and mRNA as Vaccine Technologies. Vaccines (Basel) 2019; 7(2): 37.

  • 22. DeFrancesco L. Whither COVID-19 vaccines? Nat Biotechnol 2020; 38(10): 1132-45.

  • 23. Baden LR, El Sahly HM, Essink B, Kotloff K, Frey S, Novak R, et al.; COVE Study Group. Efficacy and Safety of the mRNA-1273 SARS-CoV-2 Vaccine. N Engl J Med 2020; [Online ahead of print].

  • 24. Polack FP, Thomas SJ, Kitchin N, Absalon J, Gurtman A, Lockhart S, et al.; C4591001 Clinical Trial Group. Safety and Efficacy of the BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine. N Engl J Med 2020; NEJMoa2034577.

  • 25. Anadolu Ajansı, Ankara, Türkiye. Selçuk Üniversitesi'nde geliştirilen Türkiye'nin ilk mRNA aşısının yazın kullanıma sunulması planlanıyor. Available at: https://www.aa.com.tr/tr/koronavirus/selcuk-universitesinde-gelistirilen-turkiyenin-ilk-mrna-asisinin-yazin-kullanima-sunulmasi-planlaniyor/2105643 [Accessed December 28, 2020]

85
79
views
downloads
Views 85
Downloads 79
Data volume 51.0 MB
Unique views 82
Unique downloads 77

Share

Cite as