埃林哲研究院

2020年如果只能用一個詞來冠名，埃林哲行業(yè)研究院相信那一定是“新冠病毒”，自2020年開始發(fā)現(xiàn)首批新冠病毒以來，全球各國制藥公司都先后加入了新冠病毒疫苗研發(fā)的大部隊當中來。無論是不是新冠疫苗，一般來說都需要經(jīng)過以下四個流程才能真正被人群廣泛使用。

1. 制備疫苗，在實驗室中將病毒或其組成部分制備出不同類型的疫苗。
2. 動物實驗，經(jīng)動物實驗驗證疫苗是否有效；一旦安全性評價結(jié)果表明其安全有效，經(jīng)國家藥監(jiān)局審評審批后，進行臨床研究。
3. 臨床試驗，分為3期。1期在少量人群中驗證疫苗的安全性。2期在較大規(guī)模人群中驗證疫苗的安全性及其刺激機體產(chǎn)生免疫力的能力。3期在更大規(guī)模的人群中觀察疫苗的有效性。
4. 疫苗生產(chǎn)，建立疫苗生產(chǎn)車間和生產(chǎn)工藝，提交資料等待國家藥監(jiān)局審核。審核通過后，經(jīng)國家權(quán)威部門檢定合格后上市銷售。這個過程一般長達數(shù)年，但是新冠病毒由于其特殊性，各個公司大大加快速度，縮短了這一周期，甚至很多公司的疫苗是跳過了動物實驗這一環(huán)節(jié)，直接進入人體實驗環(huán)節(jié)。

中美疫苗對比
一般所說的美國疫苗，是兩種mRNA疫苗，一個是美國Moderna研發(fā)的。另一家是德國公司BioNTech研發(fā)，后面美國公司輝瑞（Pfizer）加入的輝瑞疫苗。中國疫苗目前主要談的是國藥和科興的兩款疫苗。除此之外，國內(nèi)還有中科院院士陳薇率領(lǐng)團隊和康希諾生物聯(lián)合開發(fā)重組新型冠疫苗也在2月1日通過了三期測試
那么在討論中美疫苗優(yōu)劣之前，先來帶大家了解一下疫苗的種類，新冠疫苗可以分為以下五種：滅活疫苗，重組蛋白疫苗，腺病毒載體疫苗，核酸疫苗（mRNA或者DNA），減毒流感病毒載體疫苗。目前為止，美國的兩種疫苗都是mRNA的核酸疫苗，而中國的國藥和科興兩種疫苗則是傳統(tǒng)工藝的滅活疫苗。陳薇院士研發(fā)的疫苗則屬于腺病毒載體疫苗。
滅活疫苗，即在體外培養(yǎng)新冠病毒，然后用化學(xué)或物理方式殺死病毒，使之無毒性，只保留能代表病毒特征的蛋白質(zhì)外殼，通過它刺激人體產(chǎn)生抗體。其優(yōu)點是制備方法簡單快速，安全性較高，是應(yīng)對急性疾病傳播通常采用的手段。而不足則是接種劑量大、免疫期短、免疫途徑單一等，最嚴重的缺點是有時可造成抗體依賴增強效應(yīng)(ADE)，使病毒感染加重。
而mRNA疫苗是一種新型預(yù)防傳染病的疫苗。mRNA疫苗像信使一樣，教會我們的細胞如何制造出一種蛋白質(zhì)，從而觸發(fā)我們體內(nèi)的免疫反應(yīng)。如果真正的病毒進入我們的身體，這種產(chǎn)生抗體的免疫反應(yīng)可以保護我們免受感染，mRNA疫苗可以在實驗室中使用現(xiàn)成的材料來開發(fā)。這意味著該過程可以標準化和規(guī)?；?，使疫苗開發(fā)速度比傳統(tǒng)的疫苗生產(chǎn)方法更快。因為mRNA是最新的疫苗技術(shù)，在新冠疫苗之前，沒有任何一款mRNA疫苗被大規(guī)模使用過，同時可能存在DNA整合宿主基因組的風險，以及RNA容易降解等問題。
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中美疫苗對比，其實中國疫苗最大的優(yōu)勢其實在于運輸?shù)臏囟纫蟆Ｓ捎趍RNA疫苗的特殊性，一般對于儲存條件的要求往往需要-20度以下，遠遠高于中國的滅活疫苗的要求。
2020年12月24日，國家交通運輸部在全國交通工作會議上指出，2021年將全力做好新冠病毒疫苗冷鏈運輸保障工作，重點發(fā)展冷鏈追溯系統(tǒng)，全面保障疫苗的安全和可追溯。根據(jù)國家藥監(jiān)局公布的數(shù)據(jù)，中國藥品冷鏈的覆蓋能力僅為10%左右，相比美國的冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋度還有很大的差距，并且近20%的藥品質(zhì)量問題與冷鏈相關(guān)。冷鏈運輸和倉儲過程中的“斷鏈”是造成此類藥品質(zhì)量問題的關(guān)鍵原因。實施冷鏈追溯系統(tǒng)是國家保障藥品質(zhì)量的重要舉措，冷鏈追溯系統(tǒng)指的是通過信息化的方式來記錄藥品生產(chǎn)企業(yè)、批號、生產(chǎn)日期等質(zhì)量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要包括生產(chǎn)企業(yè)、運輸企業(yè)、藥品使用單位在內(nèi)的全供應(yīng)鏈不同環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，藥品質(zhì)量數(shù)據(jù)在流通過程中能被監(jiān)測。
那么最新的冷鏈藥品追溯系統(tǒng)是如果構(gòu)建的呢，下面埃林哲研究院將介紹行業(yè)最新的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的冷鏈藥品追溯系統(tǒng)：

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如上圖，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的冷鏈藥品信息追溯系統(tǒng)框架主要分為感知層、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、用戶層。
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感知層是框架的基本數(shù)據(jù)源之一，針對冷鏈藥品供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和追溯數(shù)據(jù)進行采集，這一部分主要包括智能數(shù)據(jù)采集設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。設(shè)備采集的數(shù)據(jù)可分為兩種類型：一種是冷鏈藥品追溯產(chǎn)品基本數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品生產(chǎn)商、生產(chǎn)批號、生產(chǎn)日期及供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的企業(yè)主體等，此類數(shù)據(jù)采用“一品一碼、物碼同追”的追溯方式，利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行冷鏈藥品數(shù)據(jù)進行采集。另外一種是冷鏈藥品流通過程中的溫度，因此需要配備專業(yè)的溫度采集設(shè)備和定位設(shè)備，實現(xiàn)溫度、位置、時間等多維數(shù)據(jù)的實時采集。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是智能設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)層之間的紐帶，具備廣泛的設(shè)備接入能力和基本的數(shù)據(jù)、協(xié)議的管理能力，網(wǎng)關(guān)將智能設(shè)備的數(shù)據(jù)進行封裝、轉(zhuǎn)發(fā)，并且將上層下發(fā)的數(shù)據(jù)包解析成智能設(shè)備能夠識別的指令。
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區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)層是追溯系統(tǒng)框架的核心部分，這一部分包括了共識機制、智能合約、加密算法等組件，其中共識機制是區(qū)塊鏈部分的核心。區(qū)塊鏈共識機制目的是在不同追溯主體之間達成藥品追溯數(shù)據(jù)的一致性，目框架提出針對冷鏈藥品追溯的基于信譽值的DPOR+PBFT混合共識機制，實現(xiàn)冷鏈藥品追溯數(shù)據(jù)的一致性存儲和分布式應(yīng)用，此混合共識機制的目的主要有三個：
（1）評估企業(yè)節(jié)點的信譽值，將冷鏈藥品追溯過程中溫度、時間、位置的合規(guī)性作為節(jié)點信譽值評估條件之一
（2）生成驗證節(jié)點集合，將節(jié)點信譽值進行排序之后，選取節(jié)點驗證集合，
節(jié)點驗證集合按輪次進行更換；
（3）利用PBFT算法（PracticalByzantineFaultTolerance）：拜占庭容錯算法是一種嚴格數(shù)據(jù)證明的算法。此算法能夠容忍三分之一的錯誤節(jié)點的誤差，即能夠在無效節(jié)點不超過總節(jié)點三分之一的情況下，可信節(jié)點一定能達到共識，從而保證系統(tǒng)的安全性
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整個系統(tǒng)的使用流程來說，首先數(shù)據(jù)從冷鏈藥品流通過程中通過智能設(shè)備進行采集，在網(wǎng)關(guān)OS進行協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)管理之后上傳至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)進入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)共識過程，共識驗證者集合在經(jīng)過兩階段的處理之后，將新的區(qū)塊加在合法的鏈上，并給節(jié)點返回相應(yīng)的區(qū)塊信息。最后追溯參與方，包括消費者、監(jiān)管部門、分銷商都可以通過分布式應(yīng)用來查詢相應(yīng)的數(shù)據(jù)，且將數(shù)據(jù)分析結(jié)果反饋至醫(yī)藥追溯主體，從而實現(xiàn)智能預(yù)警和供應(yīng)鏈優(yōu)化。
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應(yīng)用層是框架面向用戶所提供的服務(wù)，目的是利用這些服務(wù)來增強冷鏈藥品的質(zhì)量安全保障，主要功能包括藥品追蹤、藥品溯源、智能預(yù)警、物流管控等功能。（1）藥品追蹤是指藥品責任主體和監(jiān)管機構(gòu)可以掌握藥品流通全流程的質(zhì)量數(shù)據(jù)，在冷鏈藥品流通過程中從制造企業(yè)到消費者需要經(jīng)過多級冷鏈轉(zhuǎn)運，涉及多個質(zhì)量責任主體，為了保證給消費者提供的藥品質(zhì)量合格，每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量數(shù)據(jù)都需要進行追蹤，以便在出現(xiàn)質(zhì)量問題之前及時發(fā)現(xiàn)，預(yù)防出現(xiàn)安全問題。
（2）藥品溯源是指產(chǎn)品用戶可以通過系統(tǒng)查詢藥品的全供應(yīng)鏈質(zhì)量數(shù)據(jù)，詳細了解產(chǎn)品從加工、流通等全流程信息，并且在藥品出現(xiàn)質(zhì)量問題之后可以利用區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)可追溯性，對藥品的責任主體進行追溯問責，協(xié)助監(jiān)管部門對冷鏈藥品的安全監(jiān)管。
（3）智能預(yù)警是指在冷鏈藥品流通過程中如果出現(xiàn)溫度不達標、時間過期等問題時及時預(yù)警，相關(guān)企業(yè)和機構(gòu)可以迅速反應(yīng)，減少安全風險。
（4）物流管控：在產(chǎn)品包裝過程中采用“一品一碼，物碼同追”的方式，將不同等級的包裝之間相互關(guān)聯(lián)，物流過程中可以使產(chǎn)品管控深入到單品層次，實現(xiàn)細粒度的藥品物流管控，提升運輸企業(yè)對冷鏈藥品的管控力度。
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這個系統(tǒng)總體上來說，實現(xiàn)了接種疫苗全環(huán)節(jié)的可追溯和信息化。同時也是行業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的方式。解決了目前行業(yè)存在的以下問題：虛假備案的經(jīng)營主體，不同地區(qū)的數(shù)據(jù)標準不一致，機構(gòu)篡改數(shù)據(jù)，依賴人工記錄和操作。目前來看，該方案已在行業(yè)內(nèi)初步開始落地，即將在不遠的將來進行大規(guī)模推廣。綜上所述，疫苗其實在不遠的將來就會到來，并且疫苗會促進醫(yī)藥和運輸行業(yè)進行更深一步的進行信息化，數(shù)字化轉(zhuǎn)型。