Mit Beginn der Pandemie war für uns klar, dass es mehrerer Impfstoffe und Behandlungsmöglichkeiten bedarf, um die globale Pandemie zu bewältigen.

Mehr als 634 verschiedene Medikamente werden laut US-Verband BIO auf ihre Wirksamkeit gegen COVID-19 erprobt. Die meisten dieser Medikamente sind bereits zum Einsatz gegen eine oder mehrere andere Krankheiten zugelassen. Der Wirkstoff Nirmatrelvir, der in Kombination mit Ritonavir angewendet wird, ist der erste oral zu verabreichende Proteaseinhibitor, der speziell für die Behandlung von COVID-19 entwickelt wurde. In Europa ist das Arzneimittel für die Behandlung von Erwachsenen mit COVID-19 zugelassen, die keinen zusätzlichen Sauerstoff benötigen und bei denen ein erhöhtes Risiko für einen schweren Krankheitsverlauf besteht.

Wir haben die Therapie mit dem Ziel entwickelt, schwere Krankheitsverläufe zu reduzieren und Krankenhausaufenthalte zu vermeiden.

Nirmatrelvier hat gegenüber allen bislang bekannten Mutationen des SARS-CoV-2-Virus eine sehr gute Wirksamkeit gezeigt und hemmt die Vermehrung des Virus auch bei der Omicron-Variante in einer in-vitro-Untersuchung sehr stark.

Proteaseinhibitoren sind so konzipiert, dass sie die Vervielfältigung des Virus stoppen und damit eine Verschlechterung der Symptome verhindern und die Genesung der PatientInnen unterstützen.

Für den Fall der Zulassung des Arzneimittels hat Pfizer schon 2021 damit begonnen, auf eigenes Risiko eine Milliarde US-Dollar in den Ausbau der Produktionskapazitäten zu investieren.

Für die Produktion des Arzneimittels nutzen wir drei unserer wichtigsten Produktionsstandorte in Europa und ein umfassendes Lieferantennetzwerk, das sich auch bei der Entwicklung des Impfstoffes bereits bewährt hat.

Angesichts der anhaltenden globalen Bedeutung von COVID-19 sehen wir unsere Verantwortung neben unserer wissenschaftlichen Rolle auch darin, die Gesundheitssysteme und -institutionen weltweit zu unterstützen und für möglichst viele Menschen den Zugang zu dieser neuen Therapieoption zu gewährleisten.

Daher werden wir das Arzneimittel in Ländern mit niedrigerem Einkommen zu einem nicht gewinnorientierten Preis anbieten. Um möglichst vielen Menschen in Ländern mit besonders hohen Risiken den Zugang zu der neuen Therapie zu ermöglichen, haben wir mit dem Medicines Patent Pool (MPP) eine Lizenzvereinbarung für das Medikament getroffen.

Die Vereinbarung ermöglicht es dem MPP, Unterlizenzen an qualifizierte Generikahersteller weltweit zu vergeben. Die Vereinbarung betrifft 95 Länder, in denen rund 53 % der Weltbevölkerung leben. Diese können die unter die Vereinbarung fallenden Länder beliefern, sowie Länder, für die es keine Patente gibt. Dazu gehören Länder mit niedrigem Einkommen und Länder mit niedrigem bis mittlerem Einkommen sowie einige Länder mit Einkommen im hohen mittleren Bereich.

Das gemeinsame Ziel von Pfizer und MPP ist es, die Regionen zu erreichen, die am stärksten gefährdet sind. Dabei berücksichtigen wir die Entwicklung der Krankheit vor Ort und die Wirkung der Maßnahmen zur Eindämmung und Prävention, die in den jeweiligen Ländern durchgeführt werden.

Gemeinsam mit unserem Partner BioNTech haben wir in nur neun Monaten einen nachweislich wirksamen Impfstoff gegen das Coronavirus entwickelt.

Auch danach ging die Forschungsarbeit an der Schutzwirkung, der Haltbarkeit und anderen Aspekten des Impfstoffes weiter: Kontinuierlich entwickeln wir gemeinsam aktualisierte Prototyp-Varianten des COVID-19-Impfstoffs, um darauf aufbauend bei Bedarf auf künftige, möglicherweise bedenkliche Varianten reagieren zu können.

Als Anfang 2020 die ersten Nachrichten aus China weltweit für Unruhe sorgten, war für Albert Bourla, CEO von Pfizer, schnell klar: Diese Krise kann nur gemeinsam gemeistert werden. Es muss alles getan werden, um der Pandemie so schnell wie möglich zu begegnen. Noch im März 2020 stellte Pfizer seinen Fünf-Punkte-Plan vor. Darin erklärte sich Pfizer zu einem offenen und kooperativen Vorgehen mit dem Ziel, möglichst schnell wirksame Therapien und Impfstoffe gegen das Virus zu entwickeln. Dazu gehört, wissenschaftliche Erkenntnisse auf Open-Source-Plattformen zu teilen, ungenutzte Produktionskapazitäten bereitzustellen und die eigene Expertise bei kleineren Biotech-Unternehmen einzubringen.

Das entscheidende Telefonat fand im Februar 2020 statt. Uğur Şahin, Chef des Mainzer BioTech-Unternehmens BioNTech kontaktierte die leitende Impfstoffentwicklerin bei Pfizer, die Deutsche Kathrin Jansen, um sie für eine Zusammenarbeit zu gewinnen. Die beiden kannten sich bereits, da Pfizer und BioNTech zu diesem Zeitpunkt seit eineinhalb Jahren an der Entwicklung eines Influenza-Impfstoffs auf Basis der neuartigen mRNA-Technologie arbeiteten. Das Potenzial war bekannt und das Vertrauen, das in dieser Zeit der Zusammenarbeit entstanden ist, war entscheidend für die nächsten Schritte. Mitte März 2020 startete die Zusammenarbeit.

BioNTech bildet mit seiner mRNA-Plattform den Ausgangspunkt der Kooperation. Pfizer bringt als etabliertes pharmazeutisches Unternehmen die Expertise ein, einen Impfstoffkandidaten bis zur Marktreife zu führen. Dazu gehören die Durchführung aufwendiger klinischer Studien, die regulatorischen Prozesse, das Produktionsnetzwerk oder auch die notwendigen Sicherheits- und Monitoringsysteme. Auch kann Pfizer Kapital „auf Risiko“ investieren, beispielsweise für den Aufbau der Produktion und Logistik.

Wenn die Welt einen öffentlichen Gesundheitsnotstand erlebt, dann ist schnelles Handeln geboten. Für die Entwicklung, Zulassung und Produktion eines Impfstoffes gegen COVID-19 wurden bei BioNTech und Pfizer viele Prozesse parallel statt nacheinander durchgeführt, es hatte gute Startbedingungen und profitierte vom Engagement aller an den Studien Beteiligten.

Vor allem die Tatsache, dass BioNTech und Pfizer bereits an einem anderen mRNA-Impfstoff arbeiteten, ermöglichte den schnellen Beginn klinischer Studien. Die Plattform, anhand der mögliche Wirkstoffkandidaten identifiziert werden können, war bereits vorhanden. In der frühen klinischen Phase wurde statt sequenzieller Einzelstudien eine laufende Phase-I/II-Studie in Echtzeit durchgeführt, die mit kontinuierlicher Datenerhebung jeweils angepasst wurde. So konnten der endgültige Impfstoffkandidat ausgewählt, Aussagen über die Sicherheit und Verträglichkeit getroffen und Daten zur funktionellen Immunogenität gesammelt werden.    

Ein weiterer Grund war das intensive Infektionsgeschehen: Es gab in der jüngeren Geschichte keine Infektionskrankheit, die einerseits global so weit in der Bevölkerung verbreitet ist und eine so hohe Zahl von Erkrankten in kürzester Zeit hervorbrachte wie die von SARS-Cov-2. Aufgrund dieser hohen Inzidenz verbunden mit der Bereitschaft Vieler sich als Proband an der Zulassungsstudie zu beteiligen, ließ sich in kürzester Zeit eine sehr große internationale Studie mit über 46.000 TeilnehmerInnen durchführen, für deren Rekrutierung und Auswertung man unter normalen Umständen bzw. bei selteneren Infektionskrankheiten Jahre benötigt hätte.

Bei der Produktion des Impfstoffs sind wir ebenfalls einen neuen Weg gegangen: Für den Aufbau von Impfstoffproduktionskapazitäten sind Investitionen von vielen hundert Millionen bis Milliarden von US-Dollar erforderlich. Unter normalen Umständen werden diese erst dann investiert, wenn sich ein Impfstoffkandidat als sicher und immunogen erwiesen hat. Aber dieses Mal wurde dieser Prozess, der eigentlich Jahre dauert, durch enorme Vorabinvestitionen von Kapital und Ressourcen auf wenige Monate verkürzt.  

Im Juli 2020 startete die globale Zulassungsstudie für den Impfstoffkandidaten BNT162b2. Die Placebo-kontrollierte Studie untersucht die Wirksamkeit und Sicherheit dieses Impfstoffkandidaten bei Erwachsenen und Jugendlichen im Alter von 12 bis 85 Jahren. Anfang September genehmigte das Paul-Ehrlich-Institut die Durchführung der klinischen Phase-II/III-Studie auch in Testzentren in Deutschland. Im Oktober starteten wir mit dem schrittweisen Review („Rolling Review“) einen besonderen Zulassungsprozess, den die Europäische Arzneimittelagentur für Fälle wie die gegenwärtige Corona-Pandemie vorsieht. Allein im Jahr 2020 wurden weltweit bis zu 50 Mio. und im Jahr 2021 rund 3 Mrd. Impfstoffdosen geliefert. Parallel werden weitere Impfstoffkandidaten als Teil eines differenzierten COVID-19-Impfstoff-Portfolios weiter evaluiert.  

Nach Monaten intensivster Forschung und klinischen Studien ist ein Impfstoff gegen COVID-19 entwickelt. Fast genauso lange haben wir unser US- und europäisches Fertigungsnetzwerk auf die Produktion des Impfstoffs vorbereitet. So konnte es gelingen, dass wir 2021 weltweit 3 Mrd. Dosen produziert haben. 

Die Produktion des COVID-19-Impfstoffs erfolgt in acht Schritten – jeder mit völlig anderen Anforderungen an unsere Produktionsstätten. Tag und Nacht arbeiten unsere KollegInnen an den drei US-Standorten St. Louis, Andover und Kalamazoo sowie in unserem Werk in Puurs in Belgien daran, das Vakzin milliardenfach zur Verfügung zu stellen.

Die Herstellung des mRNA-Impfstoffs beginnt an unserem Standort in St. Louis (Missouri). Hier wird die zuvor umgeschriebene Plasmid-DNA (siehe Schritt 1 der Infografik) produziert, die später als Vorlage für die mRNA dient. Dafür wird zunächst in einem Prozess, der Biosynthese genannt wird, innerhalb von zwei Wochen Plasmid-DNA mit Hilfe von E. coli-Bakterien in einer Zellkultur billionenfach vermehrt. Anschließend durchläuft das Gemisch aus Zellresten und Plasmid-DNA eine Reihe von Reinigungsschritten, bei denen alles bis auf die mikroskopisch kleinen DNA-Ringe entfernt wird (siehe Schritt 2 der Infografik). Als nächstes wird die gereinigte Plasmid-DNA linearisiert, d. h. Enzyme werden verwendet, um die DNA-Ringe zu schneiden und zu einem Einzelstrang zu öffnen (siehe Schritt 3 der Infografik). Die linearisierten DNA-Einzelstränge werden nun in einer klaren Lösung in spezielle High-Tech-Beutel von der Größe einer Einkaufstüte verpackt und zur Lagerung bei einer Temperatur von -80° C eingefroren. Es folgen tagelange Kontrollen und Qualitätssicherung, in denen das DNA-Material auf die strengen Anforderungen des COVID-19-Impfstoffs geprüft wird. Am Ende dürfen in der gereinigten Mischung keine Verunreinigungen enthalten sein und die DNA-Stränge müssen alle exakte Kopien des Originals sein. Sobald die DNA-Vorlagen die erforderlichen Tests bestanden haben, werden die gefrorenen Beutel mit dem Wirkstoff in speziell dafür entwickelten Behältern in das knapp 1.900 Kilometer entfernte Werk in Andover gebracht.

In unserer Produktionsanlage in Andover (Massachusetts) stellen wir den mRNA-Wirkstoff her.  Dazu wird die linearisierte DNA in 40-Liter-Behältern mit Enzymen und Chemikalien innerhalb von drei bis vier Tagen in mRNA umgewandelt (siehe Schritt 4 der Infografik). Begleitet wird dieser Vorgang durch ständige Probennahme und Tests, um die erforderlichen Standards einzuhalten. Alle Arbeitsschritte werden genauestens dokumentiert. Diese Dokumente können jederzeit von Gesundheitsbehörden eingesehen werden, damit die Produktion nach den nötigen Standrads sichergestellt ist. Als nächstes muss der mRNA-Wirkstoff von der Flüssigkeit, in der er entstanden ist, und den überschüssigen Chemikalien, die zu seiner Herstellung verwendet wurden, getrennt werden (siehe Schritt 5 der Infografik). Der größte Teil des gereinigten mRNA-Wirkstoffs wird in einkaufstütengroßen Paketen verpackt und eingefroren. Der Rest durchläuft eine zweite Phase intensiver Tests, um die Produktqualität sicherzustellen. Nur Chargen, die die strenge Qualitätssicherung bestehen, werden zu einer der nächsten Produktionsstätte nach Kalamazoo oder Puurs weitergeschickt.

In unseren beiden Werken in Kalamazoo (Michigan) und Puurs (Belgien) kommen die Inhaltsstoffe in gefrorenem Zustand an. Um mit der Formulierung beginnen zu können, werden sie aufgetaut und mit anderen Rohmaterialien durch spezielle Mischverfahren schrittweise kombiniert. Durch diese Verfahren wird ein Lipid-Nanopartikel um den Wirkstoff herum aufgebaut, welcher entscheidend für das Einführen der mRNA in die Körperzellen ist (siehe Schritt 6 der Infografik). Nach einer sterilen Filtration wird die Formulierung in einer Hochgeschwindigkeits-Abfüllmaschine in präzisen Portionen für sechs Impfdosen in Fläschchen abgefüllt (siehe Schritt 7 der Infografik). Die gesamte Formulierung und Abfüllung geschieht in nur drei Tagen. Danach durchlaufen die Fläschchen eine Inspektion, wo sie auf Klarheit und Dichtigkeit geprüft werden. Die Chargen, die diese Prüfung bestehen, werden verpackt und bei einer Temperatur zwischen -70 und -85° C in einem Tiefkühlschrank schockgefroren, bevor sie in Tiefkühllagern auf den Versand in Trockeneisbehältern warten (siehe Schritt 8 der Infografik).

Wir verfügen als multinationaler Impfstoffproduzent über jahrelange Erfahrung im Lieferketten- und Kühlkettenmanagement. Trotzdem stellt die Distribution des COVID-19-Impfstoffs eine besondere Herausforderung für uns dar: Wir mussten eine neue Lieferkette für große Mengen bei extrem niedrigen Temperaturen für einen globalen Markt entwickeln. 

Für die Distribution des COVID-19-Impfstoffs haben wir logistische Pläne und Instrumente entwickelt, die den effektiven Transport des Impfstoffs, die Lagerung und die kontinuierliche Temperaturüberwachung ermöglichen.