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24.01.2021

18:35

Pharmaindustrie

Warum die Massenproduktion von Corona-Impfstoffen nur mühsam anläuft

Von: Siegfried Hofmann

Die Herstellung der Vakzine in großem Stil erweist sich als schwierig. Die Pharmaunternehmen kämpfen mit unterschiedlichen Problemen.

Astra-Zeneca ist einer von mehreren Covid-Impfstoff-Entwicklern. AP

Produktion des Impfstoffes von Astra-Zeneca

Astra-Zeneca ist einer von mehreren Covid-Impfstoff-Entwicklern.

Frankfurt Die Entwicklung von Corona-Impfstoffen verlief noch deutlich schneller und erfolgreicher als von vielen Experten erwartet. Die Produktion der Vakzine dagegen entpuppt sich als holprig.

Jüngstes Beispiel: Astra-Zeneca. Der britische Pharmakonzern, dessen Impfstoff kurz vor einer Zulassung in der EU steht, muss seine für Europa zugesagten Liefermengen vorerst deutlich reduzieren. Statt der vorgesehenen 80 Millionen Dosen wird der Konzern im ersten Quartal möglicherweise nur 31 Millionen Einheiten liefern – 60 Prozent weniger als ursprünglich vorgesehen. Als Grund dafür werden Produktionsprobleme bei dem belgischen Auftragsfertiger Novasep genannt.

Das Vakzin von Astra-Zeneca könnte diesen Freitag in der EU zugelassen werden. Es ist schon in Großbritannien und Indien im Einsatz. Die Europäische Kommission hat davon 300 Millionen Dosen geordert.

Astra-Zeneca ist nur einer von mehreren Covid-Impfstoff-Entwicklern, die beim Hochfahren ihrer Produktion mit Schwierigkeiten kämpfen. In den USA hat offenbar auch der Pharmariese Johnson & Johnson (J&J) Herstellungsprobleme.

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    Laut einem Bericht der „New York Times“ liegt der Konzern gegenüber seinen ursprünglichen Produktionsplänen zurück, die eine Auslieferung von zwölf Millionen Impfstoff-Dosen bis Ende Februar vorsahen. Die Anfangsproduktion dürfte daher auch in diesem Fall niedriger ausfallen.

    Allerdings ist bisher ohnehin noch nicht ganz klar, wann der Impfstoff von J&J eingesetzt werden könnte. Aktuell befindet sich das Produkt noch in der abschließenden dritten Testphase. Ergebnisse werden für Anfang Februar erwartet. Sollte die Zulassung erteilt werden, will der US-Konzern 2021 eine Milliarde Dosen produzieren, wovon die EU 200 Millionen geordert hat.

    Grafik

    Zuletzt entzündete sich der Unmut vor allem am US-Konzern Pfizer und dessen Partner Biontech, die ihre Liefermengen für die letzte Januarwoche kurzfristig reduzierten. In diesem Fall wird nach Angaben der Unternehmen die Produktionsmenge durch Ausbauarbeiten im belgischen Werk Puurs von Pfizer gebremst.

    Die beiden Unternehmen, deren Impfstoff seit Mitte Dezember zugelassen ist, haben allerdings schon für Februar eine Rückkehr zum bisherigen Lieferplan und ab Mitte Februar sogar eine Steigerung der Liefermengen in Aussicht gestellt. Im Jahr 2021 wollen sie nun zwei Milliarden statt 1,2 Milliarden Impfstoffdosen liefern.

    Komplexe Verfahren machen Massenproduktion schwierig

    Probleme bei Astra-Zeneca und Johnson & Johnson, Perspektiven bei Biontech/Pfizer: Damit deutet sich an, dass die mRNA-Firmen beim Hochfahren der Produktion etwas besser vorankommen als die etablierten Konkurrenten.

    Während die bereits zugelassenen Impfstoffe von Biontech/Pfizer und der US-Firma Moderna auf mRNA-Technologien basieren, handelt es sich bei den Vakzinen von Astra-Zeneca und Johnson & Johnson um Vektor-Impfstoffe.

    Letztere bestehen aus genmodifizierten Viren, die Körperzellen dazu bringen, das Oberflächenprotein des Sars-CoV-2-Virus zu produzieren, worauf dann das Immunsystem der Geimpften mit der Bildung von Antikörpern und anderen Abwehrmechanismen reagiert.

    Die Technologie bietet den Vorteil, dass sie seit Längerem etabliert ist. Es gibt bereits einige Vektor-Impfstoffe auf dem Markt, etwa gegen Hepatitis B und Ebola.

    Zudem werden virale Vektoren sehr häufig in der Entwicklung von Gentherapien genutzt. Zum Einsatz kommen dabei meist harmlose Schnupfenviren, die sich aufgrund ihrer Ungefährlichkeit und anderer Eigenschaften als Transfer-Vehikel für Gene besonders gut eignen. Für die Produktion solcher Viren gibt es insofern ein relativ breites Know-how.

    Allerdings bezieht sich die Erfahrung überwiegend auf die Herstellung vergleichsweise kleiner Mengen für Laborversuche und klinische Studien. Für die Covid-Impfstoffe hingegen wird eine großindustrielle Produktion benötigt. Die angestrebten Mengen sind weitaus größer als das, was bisher in dem Bereich hergestellt wurde.

    Der britische Konzern Astra-Zeneca verfügt zwar vor allem dank seines Grippeimpfstoffs Flumist über Erfahrung in der Produktion von viralen Vakzinen. Allerdings dürften auch in diesem Fall die Produktionsmengen bei Weitem nicht an die Volumina heranreichen, die jetzt für das Covid-Vakzin benötigt werden.

    Zudem ist die Herstellung keineswegs trivial. Die genmodifizierten Viren, aus denen die Vektor-Impfstoffe bestehen, müssen in lebenden humanen Zellen in speziellen Bioreaktoren vermehrt werden.

    Nach diesem Produktionsschritt befinden sich die Viren zunächst in einem Gemisch mit sehr vielen zellulären Bestandteilen und Nährstofflösungen. Sie müssen mit einem komplizierten, mehrstufigen Filtrationsverfahren aus diesem Gemisch isoliert werden.

    Für sein ambitioniertes Produktionsziel von drei Milliarden Dosen im Jahr 2021 hat Astra-Zeneca weltweit ein Netzwerk von fast zwei Dutzend Zulieferfirmen und Produktionspartnern installiert. Die nun aufgetretenen Probleme in Belgien deuten darauf hin, dass dieses Produktionsnetzwerk womöglich schwieriger zu steuern ist als gedacht.

    mRNA-Firmen wollen Produktion ausbauen

    Große Herausforderungen in der Massenproduktion müssen allerdings auch die Hersteller der mRNA-Impfstoffe meistern. In diesem Fall besteht das Vakzin nicht aus einem Virus, sondern aus einem Stück messenger-RNA, mit dem der Code für das Spike-Protein des Virus in die Zellen geschleust wird.

    Für diese Art von Impfstoff gab es bisher noch gar keine Großproduktion und auch noch keine etablierte Zulieferindustrie. Die Produktion beschränkte sich auf Mengen für klinische Tests. Entwicklerfirmen wie Biontech, Moderna und Curevac haben ihre Fertigung in der Vergangenheit daher weitgehend in eigener Regie aufgebaut.

    Sie müssen nun für die Herstellung der Covid-Vakzine externe Partner einbinden. Biontech macht das mit Pfizer. Moderna will in Kooperation mit dem Produktionspartner Lonza bis zu einer Milliarde Dosen im Gesamtjahr herstellen.

    mRNA-Impfstoffe müssen, wie hier im belgischen Puurs, teilweise bei extrem niedrigen Temperaturen gelagert werden. dpa

    Impfstoff-Lagerung

    mRNA-Impfstoffe müssen, wie hier im belgischen Puurs, teilweise bei extrem niedrigen Temperaturen gelagert werden.

    Die Tübinger Firma Curevac, deren Covid-Vakzin Ende des ersten Quartals in das Zulassungsverfahren gehen könnte, versucht mit dem Chemie- und Pharmariesen Bayer die Kapazität auszubauen. Curevac plant bislang mit 300 Millionen Dosen im laufenden Jahr.

    Ein gewisser Vorteil besteht für Biontech und Co. darin, dass die mRNA nicht in lebenden Zellen produziert wird, sondern mithilfe eines enzymatischen Prozesses aus einem Gemisch von Nukleotidmolekülen (den Grundbausteinen der RNA) und bestimmten Biokatalysatoren.

    Die Aufreinigung ist daher weniger komplex. Allerdings müssen die mRNA-Abschnitte mit speziellen Umhüllungen umgeben werden. Zudem sind sie instabiler als die Vektorimpfstoffe und müssen daher bei längerer Aufbewahrung bei sehr niedrigen Temperaturen gelagert werden, im Falle des Biontech-Impfstoffs bei minus 70 Grad – das erschwert die Logistik deutlich. Einfach, so scheint es, wird die Impfstoffproduktion in keinem Fall.

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