揭秘全球最大新冠疫苗“兵工廠”
來源:科技日報 更新時間:2021-07-21

揭秘全球最大新冠疫苗“兵工廠”

采 寫:本報記者 張佳星 策 劃:劉 莉

有人曾懷疑,中國選擇滅活疫苗的技術路線錯了。因為滅活疫苗需要海量培養病毒,不可能快速擴產,難以擋住新冠疫情。

中國人卻將這個不可能變成了可能。剛剛建成投產的全球最大新冠滅活疫苗生產車間年產能達到30億劑。

“特殊區域,請盡快撤離。”

在北京大興,一塊3600平方米的土地上發生了翻天覆地的變化——

只用幾十天,325根樁打下去,4層樓建起來,周邊的安保設備一旦探測到有無關人員靠近,便會警示勸離。

這里是國藥集團新冠滅活疫苗生產的三期車間。它是目前全球產能最大的新冠疫苗生產車間,也是全球最大的生物安全等級人用疫苗生產車間。國藥集團董事長劉敬楨稱它為全球最大新冠疫苗“兵工廠”。

在我國企業加快疫苗產能產量建設的基礎上,7月16日,國務院新聞辦公室發布消息:我國新冠疫苗年產能達到50億劑。

據國藥集團中國生物董事長楊曉明介紹,他們的三期車間,新冠疫苗年產能可以達到30億劑。

這樣安全等級高、生產規模大的車間,在一年多以前還沒有出現在人類的歷史中。

甚至,很多人認為它不可能出現。

半年多以前,媒體還在問中國疾控中心主任高福院士:為什么西方不做新冠滅活疫苗?高福客觀地回答:生產滅活疫苗的企業需要達到生物安全三級防護(P3)標準,中國是把做實驗用的P3實驗室轉化為可以生產疫苗的環境,其中解決了很多生物安全問題,西方沒有,所以沒走滅活疫苗這條線。

西方沒有,中國如何有?科技日報記者日前走進車間,尋找答案。

替代進口

“過去我們連這個反應器的一個把手也造不出來。”

進口的40升籃式反應器此時正存放在中國生物博物館里,無聲昭示著那段依賴進口的日子。過去這個反應器的一個把手我國也難以仿造出來。

而現在,在新冠疫苗最大“兵工廠”的核心區域——三樓的車間里,數十個國產的300升籃式反應器內,優選出來的新冠病毒疫苗株正在優渥的環境中旺盛生長。

把它比作病毒的“育嬰箱”并不為過,數十個儀表嚴密監控著內部的溫度、濕度、二氧化碳濃度等,在調控內環境的同時,幾十個閥門還要保障病毒絕不泄漏。

截至目前,這里的年輕人創造了百余罐無事故的生產紀錄,這個紀錄仍將被不斷刷新。在每一批疫苗生產之前,整個生產工藝都會進行高標準的再調試,確保任何一個閥門、管線、儀表處于最佳狀態。

如果把閥門作為看守病毒的“第一道門”,那反應器腳下的黃線和與黃線聯動的“機器人”守衛則是“第二道門”。

“一滴菌液也會被立即探測到,這條黃顏色的線是由特殊材質做成,一滴液體即可觸動報警,旁邊的小機器會立即噴出泡騰式的殺毒液體,周圍幾米內的病毒都會失活。” 國藥集團中國生物北京生物制品研究所(以下簡稱北生所)總經理王輝說。

看守病毒的“第三道門”,便是整個高生物等級生產車間的密閉性和負壓環境。

自循環是這個車間最大的特點。飼養病毒的“羊群”是一種人工培養的細胞,它在整個車間的第四層樓完成飼養,由管道跨樓層抵達病毒的培養反應器中,即國產300升籃式反應器,病毒培養完成后,直接從反應器由密閉管道轉入滅菌罐中完成滅菌。除了在超P3的環境中,生產人員對新冠病毒的培養情況進行檢測時能接觸到病毒,幾乎所有流程中,病毒都是在密閉的自循環系統中。

三道防線,確保新冠病毒高濃度培養萬無一失,其安全性通過了6個部委聯合進行的生物安全檢查。整個過程由國產設施設備實現了超高的自動化,生產車間幾乎實現了無人工廠模式。

從一個把手都做不出來到整個新冠疫苗生產車間替代進口,如何做到?

楊曉明說,這不是新冠疫情開始才做的事。

2015年,世界衛生組織(WTO)要求各國應引入并接種至少一劑次脊髓灰質炎滅活疫苗以在全世界消滅脊髓灰質炎。彼時,中國的脊髓灰質炎滅活疫苗仍然依賴進口。

“脊髓灰質炎滅活疫苗我們不會做的時候,進口一支要400塊錢,最后通過談判,政府采購降到200塊錢,一分也不再多降了。”楊曉明說,這樣的價格,在我們國家也只有北上廣深這些發達地區的地方政府能夠采購。

以脊髓灰質炎滅活疫苗為契機,國藥集團中國生物開始打磨包括生產工藝、生產設備在內的全產業鏈條。這是一個推動整個行業高質量發展轉型的過程。國藥集團中國生物和上游企業一起從閥門、罐型、自動化器件開始推動整個產業鏈替代進口。

中國生物研究院工作人員介紹,“例如用于疫苗純化的介質,過去兩家國際大企業市場占有率非常高,我們會為國產替代品進行性能的評價和建議。”這樣慢慢地,國產產品不斷優化,其市場認可度和占有率得到提升。

一點一點打磨、一個環節一個環節替代,在脊髓灰質炎滅活疫苗的研發過程中,我國的滅活疫苗生產鏈條有了高質量發展的雛形。

2017年,國藥集團中國生物的脊髓灰質炎疫苗獲批上市,并且獲得了WTO的認證。“國家定價35塊錢,進口疫苗一下子就降到了38塊錢。38塊也沒有競爭力,因為我們的國產苗質量和它一樣,而且是WTO認可的。”楊曉明說,這樣的練兵不僅是在產品上替代進口,更重要的是帶動上下游一起高質量發展,為新冠疫苗工藝國產化、設備國產化、車間國產化打下了完善的產業基礎。

自主創新

“滅活技術是個老技術,哪有什么創新?”“當然有。”

“滅活技術是個老技術,哪有什么創新?”“當然有。”解釋這個問題時,楊曉明會對著新冠病毒的電鏡照片講一個“光頭”的故事。

新冠病毒是圓的,活的時候帶著皇冠,滅活次數多了,表面皇冠就掉光了,成了光頭。

新的滅活工藝,一步滅活,讓它的皇冠還閃閃亮,卻沒有了毒性。

一步滅活不僅讓病毒避免成為“光頭”,還大大增加了生產工藝的效率。

憑什么老技術好幾步才能實現的“滅活”,新技術一步就能達到效果?什么樣的滅活劑能夠實現一步滅活?什么樣的滅活條件能讓病毒“死透”,確保安全性?這些需要創新。

一步滅活的病毒疫苗,“皇冠”比較全,將激發體內的多重抗體,學術上稱之為疫苗的廣譜性。

廣譜性有什么好處?在病毒變異時顯現出來了。正如鐘南山院士在接受媒體采訪時所說,目前國產常用疫苗對德爾塔變異株有效,大家應該打。

研究表明,滅活疫苗對新冠病毒的阿爾法毒株、貝塔毒株、德爾塔毒株均有效果。

疫苗的研發解決了安全、有效的問題,仍未完成作為疫苗的使命。我國14億人口,70%的人完成兩劑注射才能形成有效免疫屏障;國際上,仍有很多發展中國家缺乏疫苗。

供應量跟上來才是實現可及性的關鍵。

“現在用的300升籃式反應器里,有我們的高密度細胞培養專利技術,它相當于5000升傳統反應器。”楊曉明說。

內里“乾坤”是一個能夠讓培養密度提高10—20倍的新型載體,它讓原本散居生活的病毒住上“新樓房”,在蜂窩結構中不覺得擁擠而且快速生長。

這項原始創新,是三期車間能夠實現年產30億劑的關鍵,將大大緩解全球新冠疫苗短缺的問題。

此外,在疫苗株穩定性、有效成分純化等方面,新冠疫苗生產車間中使用的都是最新的技術,以確保疫苗株不變異、有效成分純度高。

除了生產工藝創新,整個生物安全生產車間也是極具創新性的。

在疫苗車間內部,所有系統都必須形成完整的閉環,這對施工技術和部件提出了不小的挑戰。“面對前所未有的挑戰,要突破常規、勇于創新,不折不扣,全力以赴,攻堅克難。” 承建方負責人中國電子系統工程第四建設有限公司(以下簡稱中電四公司)董事長萬銅良在項目啟動儀式上為工程建設定下基調。

“生產過程用的高溫氣體需要由獨立密閉的系統供給。” 中電四公司項目負責人華北總部副總經理葛懷建介紹,這樣的管道必須耐受高溫高壓,對于國產管材提出了很大挑戰。

為了構筑生物安全等級的車間環境,任何一個零部件都必須做到密不透風。其中,管道穿墻時的密不透風是最難的一環。

“一般的工程,會給墻體做一個包邊然后打上膠,讓管道和墻體之間嚴絲合縫。”葛懷建說,但在這個工程中,管道不僅多,而且高溫管道也多,最要命的是,國產的工程件承受不了130℃以上的高溫。

“進口工程件使用的一些材料目前國內沒有,它能夠做到受熱脹冷縮的影響很小。”葛懷建說,材料問題一時解決不了,可以從工藝創新上彌補。

建設者們通過給管道穿“隔熱服”的方法,讓關鍵工程件不直接接觸高溫氣體,彌補了國產件高溫不耐受的短板,不折不扣地達到生物安全等級的密閉要求。

為了讓“藍圖”以最快速度、最嚴標準變成現實,技術工藝的創新貫穿在建設整個過程中,建設者們以“沒有條件創造條件”的創新精神爭分奪秒、不眠不休實現生產車間建設的高標準、嚴要求、早投產。

唯一信念

從病毒的陰霾下解放全人類,為了人民的健康。

“從來沒有接過這樣的工程。”1987年出生的葛懷建是做過十幾年工程的,2020年2月,項目團隊遇到了一個從合同金額上看似乎不太起眼的工程。

正好過年,項目人員都是跨區域調來的,密集召開的溝通會、公司動用的部門、資源都超過了合同額對應的級別——這些讓項目成員意識到這次工程不一般。集團高層的重視程度傳遞出來的態度是,肯定要干,而且要成。

一定要成的原因,施工方項目團隊是從與劉敬楨幾次現場指導交流后體會到的:疫苗是人類戰疫的關鍵“彈藥”,已經研發出來了,而現在就缺自己正在建設的這個一期車間。

“劉敬楨董事長說過這樣一句話,他說這是為了從病毒的陰霾下解放全人類,為了人民的健康。”一年多過去了,葛懷建對長他20歲的老黨員劉敬楨的這句話記憶猶新。

這樣一個信念,支撐雙方的團隊不眠不休地完成了新冠滅活疫苗生產車間的一期、二期、分包車間的建設工程,創下一個個工程速度、工程難度、工程質量的奇跡。

一期車間年產量1億劑、二期車間產量達到10億劑,分包車間為兩個車間完成分包任務。一切任務似乎就要圓滿地完成了。但誰也沒想到這幾個進度緊、要求高的工程還只是個開頭。

又到一年春節。2021年大年初二,葛懷建被邀請到北生所項目總工的辦公室聚一聚。吃著飯,總工董建春對他說,“要開啟三期建設,而且只有旁邊那塊地。你們能不能干?”

就這樣,葛懷建的春節假期泡湯了,而董建春的假期想必從沒開始過。

“三期和前兩期都不一樣,前兩期是改造,第三期是新建,要求6月底之前完成生物安全檢查。”葛懷建說。

只有4個月,不僅要建好一棟樓,還要安裝好復雜的設備、水電氣管道、配置好過濾設備……

這個時間幾乎是把常態時間壓縮十倍。

舉個例子,根據住建部《建筑安裝工程工期定額》,15000平方米風管制作安裝工程定額工期為290天,而三期工程至少要安裝30000平方米風管,只有幾個周的安裝時間。

“沒有想過能不能完成,因為必須要完成。”葛懷建說,這個信念在一期工程時就從老黨員那里“復刻”過來了。

壓力大到沒時間考慮壓力,只有按目標日期倒排工期立下“軍令狀”,黨員干部帶頭上,一步一步推進。

項目團隊的壓力總是會被巧妙地轉變成干勁,因為劉敬楨幾乎每隔一天都會來現場和中電四公司的建設團隊聊聊工程進度,當場解決很多實際問題。

除了老黨員的表率和關心,讓不眠不休的工程師們更有動力的是工程對于人才的培養。“一二三期工程培養出來的新來大學生,出去的時候都是一把好手。”葛懷建說,這些關鍵時候頂得住的黨員和年輕人在一次次非常的項目中被鍛煉出來。

創造歷史

新冠疫苗最大“兵工廠”占地多大?長60米、寬60米。

如果說工期緊是建設所有新冠疫苗生產車間的共性,用徹夜不眠就可以克服過去,那么最大“兵工廠”還有一個難度堪比登天的個性——空間小。

一個年產能30億劑的新冠疫苗生產車間應該有多大?

或許人們會想象出成片的廠房,但新冠疫苗最大“兵工廠”的占地只是一個長60米、寬60米的正方形。

用葛懷建的話說,這里窄得施展不開一個塔吊,旁邊建筑物的玻璃連廊更是讓所有在半空中的鋼筋鐵骨們要小心翼翼。

蓋大樓不能用塔吊,怎么辦?打地基,第一根灌注樁打下去就遇到地下的流沙,怎么辦?上面鋼結構在吊裝,下面土建部分還要施工,安不安全?三萬平方米的風管一截一截長得太像,張冠李戴又怎么辦……

三期工程的困難超乎想象,而且一個接著一個。

怎么辦?火神山、雷神山醫院建設、雄安新區建設時無懼困難的中國精神、中國力量、中國擔當是制勝法寶。建設者們相信辦法總比困難多——

塔吊用不上,兩臺履帶吊與幾十臺汽車吊組聯合作業,最繁忙的時候,一面墻60米的距離內有9臺吊車不間斷同時吊裝;灌注樁有設計冗余,和設計者再優化一下方案,避開流沙;立體作業,安全是第一位的,用人海戰術,每一條作業線都安排上安全員,確保安全;給每一截風管貼上二維碼,施工人員掃一掃就知道所有的信息,照著安裝,實現了零返工……

現代建筑的高新科技更是在最關鍵的核心區建設時大顯神威。

“普通疫苗車間關注的是潔凈度,新冠疫苗生物安全生產車間關注潔凈度和生物安全。兩者最大的區別就是車間的氣密性。為保證核心區里邊的風管測試一次通過,我們創造性地通過數字模擬軟件的方式模擬了房間可能存在的漏點及問題,在施工前解決,保證24天交出核心區。” 葛懷建牢記每個時間節點:15天完成325根灌注樁、4天完成62個基臺的澆筑、26天完成樓體,6月24日前完成全部機電安裝,并完成生物安全檢查。

在僅僅3600平方米的方塊地上,1500余名建設者,以創造性的精神,在人均不到3平方米的狹窄施工條件下,立體、高效地完成了高密閉性、高清潔度的新冠疫苗生物安全生產車間的建設。

“滅活疫苗需要培養病毒,很難擴產”的預言似乎還在昨天,如今它的擴產石破天驚——

全球最大新冠疫苗“兵工廠”以創造歷史的姿態建成并投入使用;構筑人類免疫屏障“銅墻鐵壁”的新冠疫苗正源源不斷地生產出來運送到世界各地;我國向世界供應新冠疫苗的數量達5.7億劑;我國新冠疫苗完成接種突破14億劑次,而且仍在覆蓋更多人群。

未來,更多歷史將被創造出來——我國達成全民免疫屏障建立的疫苗接種要求的日期將比預估的提前一大截。

在國際上,中國新冠疫苗憑借過硬的臨床表現和數據,不僅獲得WTO緊急使用認證,而且被納入“新冠肺炎疫苗實施計劃”(COVAX)疫苗庫,中國疫苗正成為全球公共產品、推動疫苗公平分配,助力彌補疫苗接種全球不均衡的短板。

“完成70%及以上的人群接種,實現全民保護”的目標正在加速走進現實,緊跟其后的將是人類社會回到不受新冠病毒襲擾前那樣一切如常的日子。(本報記者劉艷對此文亦有貢獻)



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