Pakasterokotteet lentävät maailman ympäri

Kuvittele, että kaikille maapallon asukkaille pitäisi ehtiä antaa jäätelö, ennen kuin jäätelöt sulavat. Samanlaisen haasteen edessä lääkeyhtiöt ja hallitukset ovat parhaillaan, kun on alettu jakaa -70 asteessa säilytettäviä koronarokotteita.

Kuvittele, että kaikille maapallon asukkaille pitäisi ehtiä antaa jäätelö, ennen kuin jäätelöt sulavat. Samanlaisen haasteen edessä lääkeyhtiöt ja hallitukset ovat parhaillaan, kun on alettu jakaa -70 asteessa säilytettäviä koronarokotteita.

Dado Ruvic/Reuters/Ritzau Scanpix

Koronarokotteiden matka tuotekehittelylaboratoriosta olkaan pistettäväksi ruiskeeksi on pitkä ja mutkikas. Näistä seitsemästä vaiheesta on selvittävä kunnialla, ennen kuin koko maailma saadaan rokotettua.

1. Tuotanto

Pfizerin Eurooppaan tulevat koronarokote-erät valmistetaan hiljattain uusituissa tiloissa Belgian Puursissa.

© Pfizer/Reuters/Ritzau Scanpix

Tehtaat toimivat täydellä teholla

Heti, kun ihmiskokeiden kolmosvaiheen tulokset olivat osoittaneet, että Pfizer-BioNTechin rokote antoi 95 prosentin suojan covid-19-tautia vastaan, yhdysvaltalainen lääkejätti käski uudistaa Belgiassa Puursissa sijaitsevan rokotetehtaansa kauttaaltaan.

Tehtaan oli määrä alkaa lähes heti valmistaa Yhdysvaltojen ulkopuoliselle maailmalle miljoonia annoksia mRNA-rokotetta. Vaikka rokote edustaa alansa huipputekniikkaa ja perustuu uuteen menetelmään, sitä on melko helppo tuottaa suuria määriä.

Karkeasti yleistettynä rokote valmistetaan niin, että geneettisen tiedon rakennuspalikoita eli nukleotidejä liuotetaan nesteeseen ja joukkoon lisätään entsyymejä, jotka saavat nukleotidit muodostamaan ketjuja. Nukleotidien järjestys ketjuissa on määritelty sellaiseksi, että se suojaa koronavirukselta, ja ketjuttamista ohjaa tietokone.

Lopuksi mRNA-molekyylit pakataan mikroskooppisiin rasvapalloihin, jotka sulautuvat kohteessa yhteen solujen rasvaisen kalvon kanssa ja vapauttavat rokotteen solun sisään.

Valmis rokote koostuu siis nanohiukkasista, jotka ovat täynnä mRNA:ta ja joita sekoitetaan stabiloivaan nesteeseen. Se pakataan lasiampulleihin ja pakastetaan.

2. Kaupanteko

EU hankki Ursula von der Leyenin johdolla jo ennalta 2,3 miljardia koronarokoteannosta kuudelta eri rokotetoimittajalta.

© Olivier Matthys/AFP/Ritzau Scanpix

Rokotteet jakautuvat maailmassa epätasaisesti

Torstaina 27. elokuuta 2020 EU-komissio solmi ruotsalais-brittiläisen AstraZeneca-yrityksen kanssa sopimuksen 300 miljoonasta rokoteannoksesta. Hintakin kohosi yli 300 miljoonaan euroon, eikä kukaan edes tiennyt tuolloin, toimisiko rokote ja olisiko siitä EU:n asukkaille ylipäänsä hyötyä.

Vasta kolme kuukautta myöhemmin, marraskuussa 2020, koetulokset osoittivat, että rokote oli tehokas ja antoi 70 prosentin suojan covid-19-tartuntaa vastaan.

Rahat eivät toisin sanoen menneet hukkaan.

EU varmisti itselleen kaikkiaan 2,3 miljardia rokoteannosta kuudelta eri valmistajalta - määrä on yli kaksi kertaa niin suuri kuin tarve.

Vauraat maat tekivät muutenkin etukäteistilauksia isoista rokotemääristä. Esimerkiksi Kanada varasi niin paljon annoksia, että se rokottaisi niillä väestönsä kolmesti.

Toisaalta maailman köyhimpien maiden rokotetilanteesta näytti kehittyvän katastrofaalinen. 69 runsasväestöistä köyhää maata, esimerkiksi Nigeria ja Pakistan, pystyvät luultavasti rokottamaan vuoden 2021 kuluessa vain kymmenesosan väestöstään.

WHO pelkääkin, että köyhistä maista muodostuu hautomoita, jossa koronavirus voi lisääntyä ja mutatoitua. Tällöin rikkaitakin maita voi uhata uusi korona-aalto, vaikka niiden väestö olisi saatu rokotettua.

Vauraat maat ovat varustautuneet hyvin rokotuksiin. Kanada voisi rokottaa väestönsä kolmesti, kun esimerkiksi Iranilla on rokotteita vain vaivaiselle viidelle prosentille västöstään.

© Shutterstock

3. Varastointi

Kun rokotetta sisältävät lasiampullit on pakattu laatikoihin, ne pidetään kylmänä kuivajäällä.

© Clemens Laub/Reuters/Ritzau Scanpix

Äärimmäinen kylmyys ja erikoislasi turvaavat säilymisen

Koronarokotteet vaikuttavat eri tavoin, ja niillä on myös erilaiset säilytysvaatimukset.

Osa rokotteista vaatii säilyäkseen kovan, -70 asteen pakkasen, kun taas toisia voidaan säilyttää -20 asteessa tai tavallisessa jääkaappilämpötilassa. Kylmäketju ei silti saa katketa missään vaiheessa rokotteen tuotannon ja pistämisen välillä.

Rokotteen varastointi vaatii lukemattomia pakastimia ja jääkaappeja, joita voi olla vaikea hankkia etenkin köyhissä maissa.

Rokotteen säilyttämiseen tarkoitettujen lasiampullien on kestettävä kylmää särkymättä, eivätkä lasin kemikaalit saa reagoida arvokkaan sisällön kanssa. Nämä ominaisuudet ovat lämpötilaeroja sietävällä borosilikaattilasilla, jota maailmassa pystyy valmistamaan vain harva yritys.

Rokotevalmistajat pelkäävät pulaa lasiampulleista, ja saksalainen lasinvalmistaja Schott investoikin vuonna 2020 lähes 300 miljoonaa euroa lasiampullien tuotannon varmistamiseen.

4. Kuljetus

Kun Pfizer-BioNTechin rokotteet saapuivat Unkariin, kuljetusta suojasivat sotilaat matkan viimeisellä etapilla rokotuskeskukseen.

© Szilard Koszticsak/EPA/Ritzau Scanpix

Rokotteiden jakelu on maailman suurin logistinen tehtävä

Kuvittele, että kaikille maapallon asukkaille pitäisi ehtiä antaa jäätelö, ennen kuin ne sulavat. Samanlaisen haasteen edessä lääkeyhtiöt ja hallitukset ovat parhaillaan, kun -70 asteessa säilytettäviä koronarokotteita on alettu jakaa.

Operaatiota on kutsuttu maailman kaikkien aikojen suurimmaksi logistiseksi tehtäväksi. Kuljetus- ja kuriiriyhtiö DHL on arvioinut, että tarvitaan 15 000 täyteen lastattua Boeing 747 -jumbojetiä pelkästään rokotteiden kuljettamiseen tehtailta eri puolilla maailmaa sijaitseviin jakelukeskuksiin.

Kuljetusketjun ensimmäistä etappia pidetään silti tehtävän helpoimpana, sillä vaikka erät ovat isoja, lentoja on suhteellisen vähän ja prosessia voidaan hallita melko helposti.

Paljon vaikeampaa on koordinoida ja järjestää pienempiä kuljetuksia, joilla rokote-erät viedään rokotuspaikoille.

Kuljetus- ja säilytysvaatimukset ovat tällä viimeisellä etapilla samat kuin ensimmäiselläkin, vaikka kyse on kerralla ehkä vain muutamista sadoista rokoteannoksista. Säilyttäminen on valtava haaste, koska osa rokotteista on pidettävä -70 asteessa.

Säilyvyyteen vaikuttaa lämpötila. Esimerkiksi Pfizer-BioNTechin rokote säilyy vain lyhyen aikaa yli -70 asteessa. Älyanturit mittaavat lämpötilaa koko ajan tuotannosta rokotuspaikalle, ja jos lämpötila kohoaa liian korkeaksi, rokotteesta tulee käyttökelvoton.

© Shutterstock

1. Rokote valmistetaan jääkylmässä

Säilyvyys: Kuukausia

Tehtaalla rokotetta säilytetään -70 asteessa. Säilytyslaatikoihin laitetaan kemiallinen tai akkukäyttöinen tallennin, joka rekisteröi kaikki lämpötilanvaihtelut niin, että erän lämpötilahistoria voidaan selvittää.

© Shutterstock

2. Kylmyys hellittää matkalla

Säilyvyys: Viikkoja

Rokotteet pakataan kuljetuslaatikoihin, joihin lisätään myös ne kylmänä pitävää kuivajäätä. Kun ne saapuvat rokotuspaikalle esimerkiksi terveysasemalle, ne siirretään tavallisiin pakastimiin -20 asteen lämpötilaan.

© Shutterstock

3. Rokote pistetään huoneenlämpöisenä

Säilyvyys: Tunteja

Kun rokote aiotaan käyttää, se otetaan pakastimesta ja sen annetaan sulaa rokotuspaikalla. Sulan rokotteen säilyvyys on niin lyhyt, että jos rokotetta ei saada pistettyä muutamassa tunnissa, se on heitettävä menemään.

Tämä tehtävä on äärimmäisen haastava etenkin harvaan asutuilla seuduilla, joilla on heikko infrastruktuuri, ja WHO on aiemmin todennut useiden miljoonien rokoteannosten menneen hukkaan matkalla kylmäketjun katkeamisen vuoksi.

Ongelman ratkaisemiseksi saksalainen va-Q-tec on kehittänyt piioksidipohjaiset eristyspaneelit. Yhdessä kuivajään kanssa paneelit pitävät rokotteen kyllin jäässä kuljetuksen viimeisessä vaiheessa jakelukeskusten pakastimista rokotuspaikoille.

Rokotteet pakataan kuljetusta varten kylmälaukkuihin yhdessä pienten lämpöantureiden kanssa. Anturit havaitsevat, jos lämpötila ylittää kriittisen rajan (eri rokotteilla se on esimerkiksi -18 tai 5 astetta), ja tallentavat tiedon myös siitä, kuinka kauan ylitys on kestänyt.

Anturit tarkkailevat koko kylmäketjun ajan sitä, ettei rokote missään vaiheessa joudu olemaan liian lämpimässä liian pitkään, ja siksi sillä on turvallista rokottaa.

5. Strategia

Indonesiassa ensimmäisessä vaiheessa rokotetaan 18-59-vuotiaat.

© Donal Husni/Zuma/Ritzau Scanpix

Terveet nuoret suojelevat Indonesian iäkkäitä

Jo joulukuun 2020 lopulla ensimmäiset EU:n asukkaat saivat rokotteen covid-19-tautia vastaan. Heitä ei valittu suinkaan satunnaisesti.

EU-komissio suositteli, että ensimmäisenä rokotettaisiin esimerkiksi terveydenhoitohenkilökunta, yli 60-vuotiaat, erityisen haavoittuvaiset henkilöt tai yhteiskunnalle välttämättömissä toimissa työskentelevät. Suosituksen tarkoituksena oli suojella heikoimpia tartunnoilta ja siten rajoittaa kuolemia ja vakavia tautitapauksia.

Yksi maailman runsasväestöisimmistä maista valitsi aivan toisenlaisen strategian.

Indonesian 268 miljoonasta asukkaasta vain pieni osa on yli 65-vuotiaita ja 40 prosenttia väestöstä on alle 25-vuotiaita. Koska tartuntoja levittävät pääasiassa nuoret, jotka myös muodostavat maan talouden perustan, viranomaiset päättivät rokottaa heidät ensin.

Indonesian viranomaiset toivovat, että he pystyvät tukemaan taloutta tekemällä nuorista immuuneja taudille ja samalla pienentämään riskiä, että nuoret tartuttavat iäkkäämpiä kansalaisia.

Kansainväliset asiantuntijat epäilevät rokotustrategian toimivuutta. Sen teho selviää vasta, kun miljoonat ovat saaneet rokotteen.

6. Teho

Vaikka valtaosa väestöstä rokotettaisiin, ei ole syytä luopua turvaväleistä, maskeista eikä muista varotoimenpiteistä.

© Shutterstock

Rajoitukset voivat kestää pitkään

Kokeet osoittavat, että Pfizer-BioNTechin ja Modernan rokotteet tehoavat 95-prosenttisesti. Tämä antaa toivoa siitä, että koronapandemian loppu häämöttää, mutta moni seikka on vielä epäselvä.

Ei nimittäin tiedetä, suojaavatko rokotteet sars-CoV-2-virustartunnalta, vaan selvityksissä on keskitytty siihen, ehkäiseekö rokote covid-19-taudin kehittymisen. On siksi mahdollista, että rokotetut henkilöt voivat levittää virusta yhä, vaikka he eivät itse sairastuisi.

Jos näin käy, sars-CoV-2-virus voi jäädä piileväksi ja mahdollisesti putkahtaa esiin mutatoituneessa muodossa, joka ei pysy kurissa olemassa olevilla rokotteilla.

On olemassa myös kaksi muuta tuntematonta tekijää: ei tiedetä, kuinka pitkään rokotus suojaa covid-19-taudilta, eikä sitä, antaako se yhtä hyvän suojan kaikille väestöryhmille. Se selviää vasta, kun hyvin suuri määrä ihmisiä on ollut rokotettuna pitkään.

Jos rokotteet suojaavat esimerkiksi iäkkäitä paremmin kuin nuoria, säästetään paljon ihmishenkiä. Toisaalta tällöin voi olla vaikeaa ehkäistä tartuntoja, joista valtaosan aiheuttavat nuoret. Siksi tutkijat varoittavat, että rajoituksia on jatkettava varmuuden vuoksi vielä pitkään sen jälkeenkin, kun valtaosa väestöstä on saatu rokotettua.

7. Kattavuus

Rokotteiden vastustajat kerääntyvät laajoihin mielenosoituksiin. Vastustus on suurinta Puolassa, jossa vain 28 prosenttia väestöstä ottaisi rokotteen.

© Jason Redmond/AFP/Ritzau Scanpix

Rokotekriittisyys voi murtaa suojan

Vaikka rokoteohjelma olisi kuinka tehokas, koko väestöä ei koskaan saada rokotettua, koska koronarokotteita ei kaikissa maissa välttämättä suositella automaattisesti kaikille väestöryhmille, kuten immuunijärjestelmältään heikentyneille, vakavasti sairaille, raskaana oleville ja imettäville äideille. Myös ikä voi vaikuttaa siihen, onko rokote suositeltava.

Vaikka näihin ryhmiin kuuluvia ei rokottaisi, rokote voi suojata myös heitä. Syy piilee laumaimmuniteetissa. Se syntyy, kun niin suuri osa väestöä on rokotettu, että virus ei löydä otollista uhria ja vähitellen häviää.

Rokottaminen voi tehdä yksilön immuuniksi virukselle, mutta jos vähintään 75 prosenttia väestöstä rokotetaan, rokotettu osa suojaa myös niitä, jotka eivät ole saaneet rokotetta, koska viruksen on vaikea löytää uusia uhreja tartutettavaksi. Ilmiötä kutsutaan laumasuojaksi tai laumaimmuniteetiksi.

© Ken Ikeda Madsen

Ilman rokotetta: Virus löytää helposti uusia uhreja

Jos vain melko harva on rokotettu tai melko harvalla on aiemman tartunnan aiheuttama luontainen immuniteetti (vihreä), koronaviruksella on runsaasti tilaisuuksia tarttua uusiin ihmisiin. Tartunnat leviävät tällöin nopeasti.

© Ken Ikeda Madsen

Rokottaminen: Virus on heikoilla

Jos suuri osa väestöstä on rokotettu, vain harva on enää alttiina tartunnalle. Koronaviruksen on vaikeaa levitä, ja nekin, joita ei ole rokotettu, ovat melko hyvässä suojassa. Tartunnat lakkaavat ennen pitkää.

Riippuu taudista, kuinka suuri osa väestöstä on rokotettava laumaimmuniteetin syntymiseksi. Tuhkarokon kohdalla prosentti on 95, kun taas polion torjumiseksi riittää 80 prosentin rokotuskattavuus.

Keväällä 2020 asiantuntijat arvioivat, että laumaimmuniteetin syntymiseksi covid-19-taudille olisi rokotettava 60-70 prosenttia väestöstä, mutta marraskuussa 2020 ryhmä brittiläisen Imperial College Londonin tutkijoita esitti, että määrä olisi suurempi eli 75-90 prosenttia.

Uusi arvio perustuu muun muassa nyt käytössä olevaan tietoon olemassa olevien rokotteiden tehosta sekä uusien, mutatoituneiden sars-CoV-2-varianttien kasvaneeseen tarttumiskykyyn.

Kaikki eivät kuitenkaan halua rokotetta. Tammikuussa 2021 YouGov-analysointipaneeli julkaisi tulokset vuoden 2020 lopulla tehdystä kyselystä, jossa yli 15 000 ihmistä 15 maasta kertoi, aikovatko he ottaa covid-19-rokotteen vai eivät. Listan kärjessä olivat Thaimaa, Britannia ja Tanska, joissa vähintään 70 prosenttia asukkaista aikoi ottaa rokotteen. Puolassa luku oli vain 28 prosenttia.

15 maata käsittävässä tutkimuksessa vain noin puolet esimerkiksi Ruotsin, Norjan ja Suomen asukkaista oli joulukuussa 2020 halukas ottamaan koronavirusrokotteen.

© Shutterstock

Tanskalaiset antaisivat pistää

Thaimaalaiset, britit ja tanskalaiset olivat vähiten rokotekriittisiä, koska vähintään 70 prosenttia väestöstä oli halukas ottamaan rokotteen.

© Shutterstock

Pohjoismaat jakautuvat kahtia

Pohjoismaista Suomi, Ruotsi ja Norja, olivat paljon epäluuloisempia. Kyselyn mukaan niissä vain 50-57 prosenttia oli tuolloin suostuvainen rokotettavaksi.

© Shutterstock

Puolalaiset pitävät perää

Puolan ja Ranskan asukkaat suhtautuivat rokotteisiin epäluuloisimmin, sillä vain 28 puolalaisista ja 39 prosenttia ranskalaisista toivoi rokotetta.

Syyt kieltäytyä rokotteesta vaihtelevat. Osa epäilee rokotteiden turvallisuutta, osa taas epäilee niiden tarpeellisuutta itselle tai yhteiskunnalle.

Laumaimmuniteetti voidaan saavuttaa huolimatta rokotekriittisyyden levinneisyydestä.

Tammikuussa 2021 julkaistu brittitutkimus osoittaa, että jos henkilö on toipunut sars-CoV-2-tartunnasta, hänellä on veressään vasta-aineita, jotka tuottavat keskimäärin 83-prosenttisen suojan uutta covid-19-tartuntaa vastaan.

Luonnollinen immuniteetti vaikuttaa siis lähes yhtä hyvin kuin rokote, ja se auttaa laumaimmuniteetin muodostumisessa.