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Covid-19-Impfstoff: Warum wir noch eine lange Wartezeit vor uns haben

Margaret Keenan war die erste Person, die in Grossbritannien den Pfizer/Biontech-Impfstoff bekam. Keystone / Jacob King

Erste Länder haben mit Impfungen gegen Covid-19 begonnen. Aber es wird wohl Jahre dauern, bis genügend Dosen produziert werden können, um die Massen zu impfen. Sowohl in der Schweiz als auch weltweit.

Dieser Inhalt wurde am 18. Dezember 2020 - 13:00 publiziert

Für viele war es ein Licht am Ende des Tunnels: Eine 90-Jährige wurde in Grossbritannien als erste Person weltweit ausserhalb einer klinischen Studie mit dem Impfstoff von Pfizer/Biontech gegen Covid-19 geimpft. Die Medizinalunternehmen hatten den Impfstoff in Rekordzeit entwickelt: Was normalerweise mindestens vier Jahre dauert, haben sie in zehn Monaten geschafft.

Es wird erwartet, dass die Impfkampagnen in der Schweiz im Januar beginnen werden, sofern der Zulassungsprozess für die Impfstoffe von Moderna oder Pfizer wie geplant verläuft. Allerdings werden diese Impfstoffe nicht sofort für die breite Masse zur Verfügung stehen.

Die Schweizer Regierung schätzt, dass drei Viertel der Bevölkerung bis zum Sommer 2021 geimpft werden können. Eine Hochrechnung des Londoner Wissenschaftsanalyse-Unternehmens Airfinity im Auftrag von SWI swissinfo.ch geht jedoch davon aus, dass es in der Schweiz bis zum Frühjahr 2022 dauern könnte, bis die Massenimpfung vollendet ist und eine auf Impfstoffen basierende Herdenimmunität erreicht wird.

"Die klinischen Studienergebnisse von Moderna und Pfizer/Biontech haben die Erwartungen übertroffen, aber wir müssen realistisch bleiben. Es wird Schwierigkeiten geben", sagte Thomas Cueni, Generaldirektor der International Federation of Pharmaceutical Manufacturers & Associations, an einer Medienkonferenz letzte Woche.

"Für die nächsten Monate wird das Leben in den meisten Ländern schwierig bleiben", fügte er hinzu. Selbst wenn die Impfstoffe in den kommenden Monaten von den Aufsichtsbehörden zugelassen werden, werden Herstellung und Verteilung für die Massen länger dauern. Hier sind einige Gründe für diesen prognostizierten Zeitrahmen.

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Nicht genug Kapazitäten, um Nachfrage zu decken

Die Länder haben Milliarden von Dollar ausgegeben und insgesamt mehr als 11 Milliarden Dosen Impfstoffe bestellt. Von denen könnten sich einige letztendlich als unwirksam erweisen.

Die USA haben mit 800 Millionen Dosen am meisten vorbestellt. Sie haben sich die Option gesichert, weitere 1,6 Milliarden Dosen bestellen zu können. Die Zahl der Personen, die damit geimpft werden kann, liegt niedriger. Denn die beiden führenden Impfstoffkandidaten benötigen je zwei Impfdosen.

Verwendung von Datenanalysen für Covid-19-Projektionen

Die Datenschätzungen und -prognosen in diesem Artikel beruhen auf verschiedenen Quellen. Eine wichtige Quelle ist Airfinity, ein 2015 gegründetes privates Unternehmen für wissenschaftliche Informationen und Analysen mit Sitz in London. Es bietet wissenschaftliche Informationen in Echtzeit für die Gesundheitsbranche, Regierungen sowie NGOs, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Investorinnen und Investoren.

Anstatt sich auf eine einzige Quelle zu verlassen, integriert das Unternehmen alle wichtigen Datenquellen in eine einheitliche und vergleichbare Ansicht. Die Covid-19-Daten von Airfinity wurden bereits von grossen Medien wie Nature, der New York Times, der BBC und Bloomberg verwendet.

Die impfstoffbasierten Immunitätsprognosen von Airfinity berücksichtigen Faktoren wie aktuelle Lieferverträge, den erwarteten Zeitrahmen für die Impfstoffproduktion, die Produktionsstandorte, die Versorgung der einzelnen Länder, die Wirksamkeit des Impfstoffs sowie die voraussichtlichen Zulassungszeiten. Sie berücksichtigen nicht die natürliche Immunität als Folge der Covid-19-Infektion in der Bevölkerung.

Eine weitere wichtige Quelle für diesen Artikel ist das vom Center for Global Development entwickelte wahrscheinlichkeitsbasierte Prognosetool. Das Tool schätzt, dass es zwei Jahre dauern könnte, bis weltweit 50% der "nicht prioritären" Bevölkerung immunisiert sind. Bis drei Viertel der Bevölkerung weltweit geimpft wären, könne es Mitte 2023 werden.

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Die Schweiz hat Vereinbarungen mit den Herstellern der drei am weitesten fortgeschrittenen Impfstoffkandidaten (Pfizer, Moderna und Astrazeneca) unterzeichnet. Sie hat sich mehr als 15,8 Millionen Impfdosen gesichert. Die Schweiz hat eine Bevölkerung von 8 Millionen Menschen.

Die Schweiz ist auch Teil von COVAX, einer globalen Initiative zur Beschaffung und gerechten Verteilung von Covid-19-Impfstoffen. Diese wird Dosen für 20% der Schweizer Bevölkerung bereitstellen.

Damit gehört die Schweiz zu den Top Ten-Ländern bei der Beschaffung von Impfstoffen pro Kopf.

Da vor allem reiche Länder Vorbestellungen gemacht haben, spiegeln diese nicht die tatsächliche weltweite Nachfrage. Derzeit leben über 7,8 Milliarden Menschen auf der Welt.

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Nach den neuesten Daten von Airfinity haben die Impfstoffhersteller die Kapazität, weltweit rund 14 Milliarden Dosen herzustellen.

Im September erklärte Adar Poonawalla, Geschäftsführer des Serum Institute of India, gegenüber der Financial TimesExterner Link, die Pharmaunternehmen hätten die Produktionskapazitäten nicht schnell genug erhöht. Deshalb werde es frühestens ab 2024 genug Impfstoff für alle Menschen auf der Welt geben. Das Serum Institute ist der grösste Impfstoffhersteller der Welt und produziert jedes Jahr etwa 1,5 Milliarden Dosen verschiedener Impfungen.

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Astrazeneca, Pfizer und Moderna schätzen, dass sie zusammen bis Ende nächsten Jahres 5,2 Milliarden Dosen herstellen können, was den Impfbedarf von etwa einem Drittel der Weltbevölkerung decken würde. Bei einigen Impfstoffen, wie dem von Astrazeneca, übersteigt die Anzahl der bestellten Dosen das erwartete Angebot.

Da die Unternehmen bereits Verträge abgeschlossen haben, sind ihre Kapazitäten nicht gleichmässig über die Welt verteilt. Es ist unklar, wie die Unternehmen entscheiden, welche Länder als erste die bestellten Dosen geliefert bekommen.

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Diesen Daten zufolge sind die Impfstoffkandidaten, die über die meisten Produktionskapazitäten verfügen, nicht unbedingt jene, die am nächsten an der Zulassung stehen oder am schnellsten produzieren. Die am weitesten fortgeschrittenen Impfstoffe wie die mRNA-Impfstoffe von Pfizer und Moderna verwenden neue Techniken, die den Bau oder die Aufrüstung von Fabriken und Produktionslinien erfordern.

Eine im Juni durchgeführte UmfrageExterner Link der Coalition for Epidemic Preparedness Innovations (CEPI) unter 100 Herstellern ergab, dass es weltweit fast keine Produktionskapazitäten für mRNA-Impfstoffe gibt. Deshalb werden diese nicht so schnell die Massen erreichen, obwohl sie als erste auf den Markt kamen.

Das Serum Institute in Indien hat sich auf konventionellere virale Impfstoffe konzentriert und wird nach eigenen Angaben frühestens nächstes Jahr in der Lage sein, mRNA-Impfstoffe herzustellen. Das Unternehmen hat bereits Verträge mit Astrazeneca und Novovax für die Produktion von Impfstoffkandidaten unterzeichnet. Das erklärt die höheren geplanten Produktionsmengen dieser Impfstoffe.

Das Institut hat ausserdem mit COVAX einen Vertrag unterzeichnet über die Herstellung von bis zu 200 Millionen Dosen des Covid-19-Impfstoffs für Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen. Dabei beträgt der Preis maximal 3 US-Dollar pro Dosis.

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Moderna und Biontech stützen sich auf grosse Pharmaunternehmen, um die Produktion voranzutreiben. Das Schweizer Unternehmen Lonza hat den Bau von vier Produktionslinien für den Moderna-Impfstoff übernommen, von denen sich drei in Visp im Kanton Wallis und eine in den USA befinden. Diese vier Standorte werden genug Impfstoff für bis zu 400 Millionen Dosen produzieren.

Lonza stellt die Wirkstoffe her, was der komplizierteste Teil ist. Der Impfstoff wird dann zu sogenannten "Fill-and-Finish-Partnern" verschifft, die von Moderna ausgewählt wurden. Dazu gehören Catalent in den USA und ROVI in Spanien. Es ist unklar, wie hoch die Abfüll- und Veredelungskapazitäten sind.

Airfinity erklärte gegenüber SWI swissinfo.ch, dass die Maschinen die Flüssigkeit in Millionen von Fläschchen und Spritzen pumpen. Jedes einzelne werde von Hand auf die Qualität hin überprüft. Viele Anlagen können heute Zehntausende von Impfstoffdosen pro Stunde abfüllen und fertigstellen, aber wenn der unmittelbare Bedarf bei Milliarden von Dosen liegt, kann selbst der schnellste Roboter-Abfüllarm zu langsam sein, um die Nachfrage zu erfüllen.

Janssen Vaccines, ein Tochterunternehmen von Johnson & Johnson in der Schweiz, ist an der sterilen Abfüllung und Lieferung des Impfstoffs für die Studien der Phasen eins und drei beteiligt. Laut einem Unternehmenssprecher werden weitere klinische Studien als Teil des Zulassungsverfahrens durch klinische Prüfmuster vom Berner Standort unterstützt.

Der Bau einer neuen Impfstoffanlage kann fünf bis zehn Jahre dauern und Milliardenbeträge kosten.

Es wird daher gefordert, die Unternehmen sollten die Lizenzen ihrer Impfstofftechnologien öffnen. Das würde es anderen Produzenten – insbesondere in ärmeren Ländern – ermöglichen, selbst den Impfstoff herzustellen und damit die Kapazitäten zu erhöhen.

Länder und Unternehmen wollen zudem auf Nummer sicher gehen, was die Wahl des Impfstoffkandidaten anbelangt. Laut Center for Global Development sind Impfstoffe der zweiten Generation oft wirksamer als die der ersten Generation.

"Wir sollten vorsichtig sein und nicht alle freien Produktionskapazitäten den ersten Kandidaten widmen. Die Umstellung der Produktion auf einen anderen Kandidaten kann langwierig und komplex sein", schreibt das Zentrum in einem BerichtExterner Link.

Laut Reinhard Glück, der 30 Jahre lang in der Impfstoffentwicklung tätig war, ist es in der Pharmabranche immer so: Sobald ein besseres Produkt auf den Markt kommt, wird die weniger wirksame Version nicht mehr verwendet.

Die Impfstoffproduktion dauert lange

Auch der Produktionsprozess selbst nimmt Zeit in Anspruch. Wie lange, variiert je nach Art des Impfstoffs. Die Dauer hängt auch davon ab, wie schnell die Behörden die Sicherheitsprüfungen vornehmen. Gemäss manchen Schätzungen machen diese 70% der Herstellungszeit aus.

Es ist schneller und billiger, einen mRNA-Impfstoff herzustellen als einen Adenovirus-vermittelten DNA-Impfstoff wie den von Astrazeneca oder rekombinante proteinbasierte Impfstoffe wie den von Sanofi/GSK. Laut Experten kann die Herstellung einer Charge bei Letzteren sechs Monate dauern.

Die fortschrittlichen mRNA-Impfstoffe basieren derzeit auf einem Zwei-Dosis-Schema. Anders der Impfstoff von J&J: Dieser sei zwar komplexer in der Herstellung, dafür habe er den Vorteil, dass er im Ein-Dosis-Schema getestet werde, teilte das Unternehmen auf Anfrage von SWI swissinfo.ch mit. Die Technologie wurde bereits für die Entwicklung von Impfstoffen gegen Ebola und Zika verwendet.

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Warum in der Schweiz kaum Impfstoffe produziert werden

Die Schweiz ist ein wichtiger Pharma- und Biotech-Standort. Doch Forschung und Produktion von Impfstoffen gibt es wenig. Das war nicht immer der Fall. In den 1990er-Jahren erhielt alle paar Sekunden jemand eine Injektion mit einem Impfstoff von Berna Biotech. Die Ursprünge des Unternehmens liegen mehr als hundert Jahre zurück und gehen auf die Schweizerische Serum- und Impfstoffanstalt zurück.

Im Jahr 2006 kaufte die niederländische Firma Crucell Berna Biotech, die schliesslich von Johnson & Johnson (J&J) übernommen wurde. Ein Teil des ehemaligen Geländes von Berna Biotech in Bern wird von der J&J-Tochter Janssen zur Erforschung ihres Covid-19-Impfstoffs genutzt.

Impfstoffe sind ein komplexes und nicht hochprofitables Geschäftsfeld. Deshalb haben sich Unternehmen wie Novartis aus dem Impfstoffgeschäft zurückgezogen und investieren lieber in lukrativere Bereiche wie die Krebsforschung.

Expertinnen und Experten haben vor Engpässen bei der Impfstoffversorgung in der Schweiz gewarnt, weil die Produktionskapazitäten fehlen. Der Gesundheitsökonom Tilman Slembeck von der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften sagte in einem Interview mit dem öffentlich-rechtlichen Schweizer Fernsehen SRF: "Es ist eine totale Illusion, dass man in einer Krise alles aus dem Ausland bekommen kann. Jedes Land schaut zuerst auf sich selbst, wenn es um Impfstoffe geht."

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Jeder Produktionsschritt kann bis zu 450 Qualitätskontrollen erfordern. Jedes Problem in irgendeinem Stadium kann dazu führen, dass die gesamte Charge verworfen wird. Laut Schweizerischem Heilmittelgesetz müssen alle Chargen von Impfstoffen, die in der Schweiz vermarktet werden, vor der Freigabe von einem autorisierten Labor geprüft werden. Jeden Monat aktualisiert die Zulassungsbehörde Swissmedic die Liste der zugelassenen Chargen.

Der Prozess ist so akribisch, dass Impfstoffe in der Regel nur in einer einzigen Fabrik hergestellt werden. Und jede Charge muss wie ein neues Produkt behandelt werden.

Philippe Paroz, ein Mikrobiologe, der unter anderem bei Berna Biotech in der Impfstoffsicherheit gearbeitet hat, vergleicht den Prozess mit dem Kochen. "Wenn Sie zu Hause Mayonnaise kochen, ist nicht bewiesen, dass das gleiche Rezept auch in der Küche Ihres Nachbarn funktioniert. Das Gleiche gilt für Impfstoffe."

Es fehlt an Materialien und Personal

Engpässe entstehen auch an anderen Stellen. Das Wall Street Journal berichtete kürzlich, dass Pfizer seine Produktionsziele für seinen Covid-19-Impfstoff wegen fehlender Rohstoffe herunterschrauben musste.

Pfizer-CEO Albert Bourla sagte an einer Pressekonferenz: "Wenn mehr Maschinen, mehr Technologie und mehr Rohstoffe zur Verfügung stünden, würden wir nicht 1,3 Milliarden machen, sondern 2 oder 3 Milliarden. Im Moment erschöpfen wir unsere Kapazitäten und die unserer Zulieferer. Wir suchen überall auf der Welt nach Leuten, die verstehen, was wir tun."

Lonza-Sprecherin Sanna Fowler schreibt SWI swissinfo.ch auf Anfrage: "Bei uns können Engpässe entstehen bei der Beschaffung von Ausrüstung und Rohstoffen, beim Zugang zu Auftragnehmern sowie bei der Einstellung und Schulung von neuen Mitarbeitenden." Das Unternehmen sei aber auf Kurs, die gesteckten Ziele zu erreichen. Vermutlich könne die Produktion in Visp noch vor Ende des Jahres aufgenommen werden.

Mit Rohstoffen und Ausrüstung kann alles gemeint sein, von Bioreaktoren über Filtrations- und Chromatographie-Anlagen bis hin zu Abfüllmaschinen und Glasfläschchen. Über das weltweite Volumen solcher Lieferungen liegen nur wenige Daten vor; der Grossteil der Glasfläschchen-Produktion findet in China statt.

Auch das Personal ist ein möglicher Engpass: Bei der Herstellung von biologischen Impfstoffen können mehr als 50 ausgebildete Techniker und Technikerinnen zur Qualitätskontrolle erforderlich sein, während für Medikamente nur eine Person benötigt wird.

Weltweite Verteilung ist logistische Herausforderung

Sind die Impfstoffe erst einmal fertig, kommt die nächste Herausforderung: Der Transport zu Spitälern und Arztpraxen in verschiedenen Ländern mit unterschiedlicher Infrastruktur und klimatischen Bedingungen ist anspruchsvoll.

Die mRNA-Impfstoffe sind einfacher zu entwickeln und schnell herzustellen, aber schwieriger zu liefern und zu verabreichen, da sie bei sehr kalten Temperaturen aufbewahrt werden müssen. Der Impfstoff von Pfizer muss bei einer Temperatur von -70 Grad Celsius oder darunter aufbewahrt werden. Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass jedes Jahr bis zur Hälfte der Impfstoffe verschwendet werden, oft wegen unzureichender Temperaturkontrolle in den Lieferketten.

Die Schweizer Firma Skycell hat temperaturkontrollierte Logistikcontainer mit Überwachungsgeräten entwickelt, die sicherstellen, dass die Impfstoffe stabil bleiben.

Die Unternehmen sagen, sie hätten Thermometer sowie Sensor- und Tracking-Technologie, um sicherzustellen, dass die Impfstoffe bei stabilen Temperaturen transportiert und gelagert werden können. Doch die Temperaturfrage beschäftigt Glück, der Spicona bei seinem Covid-19-Impfstoff berät. "Wir brauchen einen Impfstoff, der auch bei warmen Temperaturen stabil ist", sagt er. "Ein Impfstoff, der bei minus 20 Grad aufbewahrt werden muss, ist kein Impfstoff, der alle Menschen erreichen kann."

Johnson & Johnson plant nach eigenen Angaben, die gleichen Kühlketten-Technologien zu verwenden, die es für den Transport von Medikamenten gegen Krebs und immunologische Erkrankungen verwendet.

Und wie werden die Länder Massenimpfungen durchführen, sobald die Chargen eintreffen? Die Schweizer Regierung richtet Zentren ein und will 70'000 Menschen pro Tag impfen, beginnend mit Hochrisikogruppen. Sie plant auch, den Impfstoff kostenlos zur Verfügung zu stellen.

Einige Unternehmen haben erklärt, dass sie je nach Land unterschiedliche Preise für den Impfstoff verlangen werden – in Relation zum Bruttoinland-Produkt (BIP).

Der WHO-Regionaldirektor für Afrika sagte kürzlich, dass afrikanische Länder noch lange nicht bereit zum Impfen seien. Sie hätten die prioritären Bevölkerungsgruppen noch nicht identifiziert. Auch hätten sie noch keine Instrumente zur Verfolgung und Meldung der Ergebnisse eingerichtet.

In anderen Teilen der Welt gibt es ebenfalls Probleme: Da mindestens 60% der Bevölkerung geimpft werden müssen, um eine Massenimmunität zu erreichen, befürchten einige, die Impfstoffskepsis könne die Ziele vereiteln.

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Noch viele offene Fragen

Das Ausmass und die Geschwindigkeit der Einführung des Impfstoffs lassen viele Fragen unbeantwortet. Selbst wenn ein Impfstoff die Sicherheitstests besteht, weiss man aus Erfahrung, dass im Laufe der Zeit mehr über die Auswirkungen des Impfstoffs auf verschiedene demografische Gruppen ans Licht kommen wird.

Einige Experten und Expertinnen haben auch das Design der Studien kritisiert: Es wurde nicht untersucht, ob die Impfstoffe sowohl schwere Covid-19-Erkrankungen als auch die Übertragung von Infektionen verhindern.

Unternehmen und Behörden versichern, es würden keine Abstriche bei der Sicherheit gemacht. Aber es gibt keine umfassenden, von Experten begutachtete (peer-reviewed) Studien zu den verfügbaren Covid-19-Impfstoffen. Am 1. Dezember erklärte die Schweizer Arzneimittelbehörde Swissmedic, sie habe nicht genügend Informationen, um die drei von der Regierung bestellten Impfstoffe gegen Covid-19 zuzulassen.

Offen bleibt auch die Frage, ob die Impfstoffe angesichts von Virusmutationen, wie sie in Teilen Europas berichtet wurden, funktionieren werden. Es ist auch nicht klar, wie lange die Immunität anhält sowie ob und wann die Menschen eine Auffrischungsimpfung benötigen.

"Es gibt eine Menge, was schiefgehen kann, und die Unternehmen haben kein Interesse daran, darüber zu sprechen", sagt Anthony McDonnell, politischer Analyst im Gesundheitsteam des Centre for Global Development.

Glück macht sich auch Sorgen, dass so viel in diese Impfstoffkandidaten investiert wurde, dass sie "too big to fail" geworden seien. "Die Steuerzahlenden haben so viel investiert, dass ein Gefühl vorherrscht, wir müssten weitermachen, egal was passiert. Das ist meine Befürchtung."

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