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全球群体免疫，需要多少新冠疫苗？
The following article is from 盖茨基金会 Author 杜珩
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前面的话
据估算，全球需要至少100亿剂新冠疫苗，才能在人群中形成群体免疫。而这个数量，是全球年疫苗产能的三倍多。在具有极大不确定性的当下，全球必须携手向前，共担风险，才有可能真正战胜新冠肺炎疫情。
本文为知识分子与盖茨基金会合作专栏“全球健康与发展”的一部分。
撰文 | 杜珩（盖茨基金会高级项目官）
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新冠最初发生时，或许很少有人能想到半年后我们仍会为了疫情的蔓延神经紧绷。
半年后的今天，各国虽然出台了社交隔离、在家办公等控制措施，但新冠疫情仍以每周150万新病例的速度在全球蔓延。在一些原本已经受控的地区，疫情又悄然来袭。在如此形势下，新冠疫苗的研发愈发成了世界战胜疫情的救命稻草。
目前，在世界范围内有至少165种候选疫苗正在研发中，其中37种已经进入临床试验阶段。乐观估计的话，或许在一年后我们将看到5-7支研制成功的疫苗。
已有超过165种疫苗在研发中 / WHO
疫苗的原理是通过接种激发人体的免疫反应，使接种疫苗的个体可以免受病毒感染。而当接种人群达到一定规模，病毒便失去了在人群中躲藏、传播的途径，也就实现了 “群体免疫”。用疫苗抗击新冠就遵循了这个基本逻辑。
要通过这种方法实现全球的群体免疫，进而消灭新冠病毒，大约需要多少疫苗呢？根据约翰霍普金斯大学的专家测算，通常来说，人口的70-90%取得对病毒的免疫时，也就达到了群体免疫的基本条件。也就是说，按照全球75亿人口计算，新冠的群体免疫需要52.5-67.5亿人获得免疫；考虑到有时两剂疫苗才会起到免疫作用，全球大约需要至少100亿剂新冠疫苗。
群体免疫的工作机制 / BBC
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高投入、高风险、高难度
即便将所有的已有疫苗生产线都用于生产新冠疫苗也无法满足全球需求，更何况为了避免其它传染病爆发，常规的疫苗生产也必须持续。但各大公司的产能几近饱和，据赛诺菲集团称，在不降低流感疫苗产能的前提下，公司最多可以额外生产6亿剂新冠疫苗；但如果新冠疫苗需要高剂量抗原，或许只能生产1亿剂新冠疫苗。在不影响其它疫苗免疫接种的基础上，哪怕是分批次交付新冠疫苗也需要新的生产设施，这并不容易。
建造一座疫苗厂的成本，根据不同的配置要求，大概在5000万到7亿美元左右。据美国国防部估测，一个25年使用周期、可生产3种疫苗产品的厂房全周期成本约为15.6亿美元，并且一般需要7年时间用于设计、建造、验收和生产准备。
辉瑞在美国的疫苗厂曾花费6亿美元，历时5年时间建成。印度血清研究所（Serum Institute）是为发展中国家供应疫苗的主要生产企业，他们估测建造生产新冠疫苗的厂房需要花费1.64亿美元。强生集团则在考虑投入10亿美元建造新冠疫苗厂房。可见，哪怕研发成功，生产新冠疫苗的前期投入也不是个小数目。
疫苗产能建设花费巨大 / WSP
大规模的原材料需求是另一个考验着疫苗供应链的因素。就拿装载疫苗的小瓶来说，一个看似不起眼的玻璃瓶，表面却覆有四层不同材质。因为疫苗存储往往有很多不同的要求，有时甚至需要以-70摄氏度的温度存储，简单的玻璃容器是无法达标的。
疫情之初，强生集团曾向全球最大的医用玻璃公司 Schott AG 订购2.5亿个小瓶，但据 Schott AG 称，即便收到了超过10亿瓶的订单，他们的产能却只有能力完成一半。美国政府也刚刚决定向 Corning 公司投资2.04亿美元用于扩张疫苗小瓶的生产线。
一般来说，一个小瓶的成本在1美元左右，但面对突如其来的疫苗需求，未来的供给和价格如何，还是未知数。玻璃瓶短缺还只是疫苗产能扩张诸多环节的一小步。若要全面扩张疫苗供应链，需要照顾的环节还有很多。
因为高投入的背后是高风险。
对产能需求的预测一般建立在一系列假设条件基础之上，包括病毒的变异情况、传播率以及是否有新的防范措施等等。
其中，病毒的传播率尤为关键。如果传播率大幅下降，新冠疫情逐渐减退甚至消失，对于疫苗的需求也会随之下降；如果传播率大幅上升，人类或许在病毒大规模的传播中实现了群体免疫，也就不需要接种疫苗了。
这些假设条件所产生的不确定性对于企业来说，意味着巨大的投资风险。毕竟在2003年SARS和2009年H1N1病毒到来时，都曾有一股随着疫情好转而旋即消失的 “疫苗热”。
除此之外，这一系列投资决策还需要与研发的不确定性赛跑。目前有基于数种不同技术的上百种疫苗正在研发中，使用不同技术的疫苗在规模生产时，所需的厂房和产线差别很大。因此，在面临高成本、高不确定性的情况时，疫苗企业一般需要更多信息来做投资决策。而预判研发成功的疫苗所使用的技术，并提前投资建厂安排产能，无疑就像刮一张上亿美元的彩票。
但疫情形势迫在眉睫。据测算，全球GDP可能会衰退5.2%，全年要蒙受的经济损失可能高达3.8万亿美元，更何况每月还有数以万计的生命因此逝去…… 如果等到研发成功再布局生产设施，又将耽误一到两年的时间，在这期间将造成的损失将无可计量。
为了尽快解决疫情，或许我们将不得不在知道有些投资可能会失败或者过度投资的情况下提前布局，谁来承担资金风险也是一个在前期需要考虑的因素。
新冠疫苗的运输是另一难题。从运力的角度来讲，阿联酋航空估测一架波音777货机大概能装载100万剂疫苗。按照两剂疗程来算，运输保护全球一半人口的80亿剂疫苗，大约需要8000架货机。由于新冠期间全球货运能力大幅下降，组织这样规模的运力需要进行全球范围的调配。
从物流技术来讲，与运输口罩不同，运输疫苗需要先进的冷链物流体系，这让物流的难度成指数增加。一般来说，疫苗运输需要保障全程2-8摄氏度的低温条件，有些疫苗甚至需要保存在-80摄氏度，稍有偏差就可能损失一批疫苗。
高水平的冷链系统在发达国家也不容易实现，而在撒哈拉以南的非洲，仅有28%的医疗场所有稳定的供电，有时候还需要骆驼和马，甚至只能依靠人力跋山涉水来运送疫苗，这让冷链体系的需求成为欠发达地区挡在疫苗交付前的一道鸿沟。
在撒哈拉以南非洲地区人们经常只能徒步运输疫苗 / Gavi
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国际组织的协调作用
面对时间的紧迫、高昂的成本和过程中高度的不确定性，只有全球汇聚资源、共担风险，才是最高效、最可能成功的出路。
在此背景下，世界卫生组织（WHO）、全球疫苗免疫联盟（Gavi）和流行病防范创新联盟（CEPI）共同号召发起了 Covid-19 全球疫苗设施（COVAX设施），统筹加速新冠疫苗的开发、生产和公平交付，让世界尽快实现新冠免疫。COVAX 设施将为新冠疫苗免疫的全链条投入资源，其中就包括了提前投资建厂，以便在疫苗研发成功后立即投入量产。
按照目前的计划，COVAX 设施目标在2021年底前交付20亿剂疫苗，并保证为所有参与 COVAX 的国家提供足以保护至少20%的本国人口的疫苗量，无论参与国是否具备足够的支付能力。
目前已有160个国家参与了COVAX / Gavi
对低资源国家来说，COVAX 保障了他们的疫苗供应，让他们不因议价能力不足而失去新冠免疫的机会。对高资源国家来说，COVAX则帮他们降低了下注对赌单一品种疫苗开发的风险。
毕竟，任何单一品种疫苗都有很高的失败风险，如果单方面下订单如同买一张几十亿美元的高风险、高投入的彩票。而投入同样或者更少的资金，通过COVAX设施可以获得最终研发成功疫苗的供应，虽然只能覆盖20%的人口，但这足以保障如医护人员等社会重要岗位人员的疫苗供应。
而COVAX因为汇聚了全世界的资金，得以拥有多种开发方式的数种疫苗选择，较单一疫苗订单有着更好的抗风险能力—— 通过共担风险、保障分配的原则，COVAX同样为高资源国家提供了参与国际合作的动力。
目前，总共160个国家已经承诺加入COVAX设施，这些国家覆盖了超过全球60%的人口以及超过一半的G20国家。参与国可以通过COVAX设施为本国采购疫苗，并通过赠款等形式帮助低收入国家获得疫苗分配。
与此同时，COVAX 设施还将运用提前购买承诺（advance market commitment, 简称 “AMC”）为疫苗厂商提前承诺疫苗采购，通过这种方式保障厂商的研发和产能建设动力。自6月份公布以来，截至7月15日，新冠疫苗的AMC已筹集6亿美元。虽然离20亿美元的初期目标还有一定差距，但也取得了可观的进展。
一直以来，Gavi致力于促进贫困国家的疫苗免疫工作。2000年时Gavi尚未成立，低收入国家的疫苗普及率是59%，而高收入国家是90%，两者有31%的差距。而到2020年，Gavi成立18年以后，低收入国家的疫苗普及率已经提升到81%，高收入国家是95%，两者只有14%的差距。而仅在2019年一年就有6500万贫困儿童在Gavi的支持下获得疫苗接种。
Gavi显著提升了低收入国家疫苗接种率 / Gavi
AMC机制是Gavi在推动全世界疫苗免疫中的必备 “法宝”。AMC于2009年启动，最早应用于小儿肺炎疫苗的采购，当时的资方包括意大利、英国、加拿大、俄罗斯、挪威政府和盖茨基金会，并在过去十年里为来自60个低收入和中低收入国家的2.25亿儿童接种了肺炎疫苗，估算避免了约70万儿童死亡。在本次新冠疫苗的分配上，Gavi过往在AMC上的经验会为国际社会提供指导，促进疫苗公平。
在疫苗运输环节上，世界银行正在通过 ESMAP 有效、清洁降温项目（ESMAP Efficient, Cooling Program）加强发展中国家的冷链物流能力。同时，世界银行还在组织针对撒哈拉以南非洲的供电项目，用分布式光伏和电池并行的方案为医疗设施提供稳定电能。从现在开始强化各国的冷链物流能力不光可以帮助各国做好接种新冠疫苗的准备，也将为其它疫苗接种带来便利，可谓收益多多。
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疫苗之路，任重道远
近期，许多国家纷纷与制药企业签署疫苗供应合约，以满足本国的未来需求。与之相对应的是，欧盟、盖茨基金会和惠康基金会曾为 “获取 Covid-19 工具加速计划” 筹款80亿欧元，为全球疫情提供科技研发资金。
然而在 “个别” 的疫苗国家主义背后，全球的疫苗供应系统早已深度全球化了。因地制宜取长补短，在细分产业链高效协作、共享繁荣是时代选择的道路，没有任何一个国家拥有全链条疫苗生产能力的背后，是创新合作的专业专精，是守望相助的朴素信任。
用 “本国优先” 的思维去对待新冠疫苗供应其实不是一条稳妥保障供应的方案，反而是在应对疫情时应尽量避免的策略和战术。如果优先本国而忽略了世界上病例更多、医疗能力更弱的国家，其结果是新冠疫情在全球持续肆虐，经济和生活也将因此迟迟无法恢复常态。当其他国家仍深处疫情中心时，任何一个国家都无法独善其身，更谈不上实现新冠群体免疫。全球资源能否有效整合，是人类能否快速有效击败疫情的关键。在研发、生产、监管、运输、交付的每个环节上，合作共享将优化系统，而割裂都将带来矛盾、冲突和延误，影响抗击新冠的进程。
遏制冠状病毒行动需全球携手 / Biocentury
面对来势汹汹的疫情，各国应该尽量跳出 “先保护自己” 的逻辑，用全局视野来对待疫情中出现的各种问题。毕竟，世界一天不恢复正常秩序，外贸、旅游、教育、科技等各行各业的活动就无法展开，游客不能去国外旅行、消费，留学生无法回到校园，而国际的外贸订单也会因为经济下行、物流紧张而萎缩，进而影响着中国乃至世界的经济繁荣。所以，疫情是否能控制其实不取决于抗疫能力强的国家，唯有抗疫能力弱的国家和地区能控制住，才有能天下安康。
如此复杂的疫苗供应，却也只是抗击新冠之路上的一级台阶。哪怕所有的供应问题都被攻克，还要让全球人类都接种到疫苗，距离实现 “新冠自由” 也还有一段路程。但每向前一步，就离胜利更近了一些。当新冠结束时，我们希望看到一个什么样的世界？今天的选择，将定义明天的我们。
*感谢何流先生对本文做出的贡献。
制版编辑 | 皮皮鱼
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