在所有生產的疫苗中，有近一半被浪費掉了。這是因為將它們運送到世界不同地區涉及許多物流方面的挑戰。另一個主要因素是，大多數疫苗從生產線到注射到人體手臂都需要嚴格的溫度管控。在最好的情況下，保持冷（供應）鏈上的溫度恆定也是一項挑戰。此外，在撒哈拉以南非洲和其他發展中地區，例如，有限的交通基礎設施和不可靠的電力服務使提供可行疫苗的巨大挑戰更加複雜。
為了應對這一挑戰，蘇黎世聯邦理工學院大分子工程和有機化學實驗室的研究人員與科羅拉多州Nanoly生物科學公司的企業家合作，開發了一個安全、通用的平台，以提高疫苗的熱穩定性。他們的目標是什麼？大大改善可行疫苗的分配，減少冷鏈的經濟成本。
就像蛋白質的”特百惠”保鮮密封盒一樣
馬克-提比特教授的大分子工程實驗室的博士研究員布魯諾-馬可-杜福特解釋說：”把它想象成一個雞蛋，在室溫或冰箱里，雞蛋保持着它的粘稠的蛋白質結構，但是一旦它遇到沸水或煎鍋，它的結構就會發生永久性的變化。”疫苗中的蛋白質也是如此–一旦暴露在某些溫度下，它們就會凝結在一起。再次冷卻它們並不能逆轉它們的變性。
因此，Marco-Dufort和科學家團隊沒有改變大自然，而是開發了一種新型的水凝膠，其細節剛剛於8月5日發表在《科學進展》雜誌上。這種凝膠是基於一種生物兼容的合成聚合物，被稱為”PEG”或聚乙二醇。它作為一種保護性的”隱身裝置”，用於保護非常大的–但肉眼看不見的–複雜分子，如疫苗、抗體或基因療法中的蛋白質。這種包裝的作用有點像分子特百惠，封裝蛋白質並將其分開。它使蛋白質能夠承受更高的溫度波動範圍。與傳統的+2至+8 °C（35至45 °F）的冷鏈範圍不同，封裝允許的範圍是25至65 °C（75至150 °F）。最重要的是，封裝的貨物只需加入糖液就可以釋放。這使得疫苗在使用時可以方便地按需回收。
在癌症研究中的應用
這種新的生物醫學水凝膠技術可以提供更高的疫苗存活率。然而，真正改變遊戲規則的是它對降低與冷鏈相關的成本和健康風險可能產生的潛在經濟效應。研究人員報告說：”2020年，冷鏈服務（從製造到分銷）的整體市場為172億美元，並預測會上升。如果疫苗通過受損的冷鏈到達，不斷上升的成本對公共衛生和公眾信任構成了潛在的可怕後果。大多數疫苗對熱和冷都很敏感。這給全球免疫運動帶來了巨大的障礙，因為疫苗的分配和管理成本往往超過生產成本，”Marco-Dufort解釋說。雖然需要更多的投資來支撐冷鏈，但封裝技術提供了一個節約成本的解決方案，可以用於生產更多的疫苗，從而拯救更多的生命。
然而，在水凝膠能夠用於疫苗分配之前，在進一步研究、安全研究和臨床試驗方面仍有很長的路要走。它們更直接的用途是用於運輸癌症研究中使用的熱敏酶，例如，或用於實驗室環境研究的蛋白質分子。
向解決全球問題邁出的一步
儘管新的生物技術和成本節約是朝着正確的方向邁出的一步，但在解決圍繞公平的疫苗分配和疫苗猶豫不決的全球問題方面，仍然存在巨大的後勤、政治和社會經濟挑戰。馬可-杜弗爾的動機是毫不畏懼的。他在剛果民主共和國生活的童年經歷，使他深深體會到對傳染病疫苗的需求，不僅僅是對COVID-19，還有小兒麻痹症、腦膜炎和埃博拉。他比大多數人更清楚生活在撒哈拉以南非洲的人們在獲得疫苗方面所面臨的巨大挑戰，那裡的傳染病仍然很普遍。
馬克-提比特、布魯諾-馬爾科-杜福特和團隊的工作代表了疫苗輔料開發的實質性進展。他們的進展也為產生積極的社會影響帶來了一線希望。即使是對與疫苗、藥品和生物醫學研究分配相關的經濟因素的小幅緩解，也會在未來產生更大的影響。