Corona-Impfungen
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Corona-Impfungen: Wie Europa gerade an Logistik und Verwaltung scheitert

Prof. Robert Müller-Török und Prof. Alexander Prosser liefern eine differenzierte Analyse der Herstellung, Ausbringung, Verabreichung und Nachkontrolle der Impfungen

Angesichts der täglichen menschlichen Verluste sowie der wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Auswirkungen der COVID-19-Pandemie erhält die Logistik rund um die schnellstmögliche Impfung der Bevölkerung eine hohe Bedeutung.

Robert Müller-Török

Alexander Prosser

Impfstofflogistik - das offenbar unbekannte Wesen 

Impfstoffhersteller müssen stringente Qualitätsstandards erfüllen, die sogenannte „Good Manufacturing Practices“, GMP. Solche Standards wurden von der Weltgesundheitsorganisation erlassen. In der EU gilt dazu abweichend eine entsprechende Richtlinie, die von den nationalen Behörden überwacht wird; konkretisiert wird diese in einem Leitfaden. Dieser umfasst die gesamte Lieferkette und dabei die Zertifizierung von Personal und Anlagen sowie ein integriertes Qualitätsmanagement. Diese Standards müssen von einem Hersteller a priori erfüllt werden, um überhaupt für die Impfstoffproduktion in Frage zu kommen. Für ein neues Präparat muss dann validiert werden, dass und wie die Standards eingehalten werden. Das erfordert Zeit: AstraZeneca schloss im Juni 2020 ein Lizenzabkommen mit dem indischen Serum Institute, dem weltgrößten Produzenten von Impfstoffen, über die Lizenzfertigung von einer Milliarde Dosen seines Impfstoffes. Per Dezember 2020 hat das Serum Institute 50 Millionen Dosen auf Vorrat produziert und möchte ab Jänner 2021 die volle Volumensproduktion mit 100 Millionen Dosen im Monat aufnehmen. Für die Aufnahme der Produktion hat das Serum Institute nach eigenen Angaben 450 Millionen US-Dollar investiert. Generell beträgt die Vorlaufzeit für die Impfstofffertigung zwischen einigen Monaten und einigen Jahren. Eine entsprechende Fertigung in relevanten Mengen hochzufahren ist also selbst für etablierte und GMP-zertifizierte Unternehmen eine durchaus aufwändige Angelegenheit. Hinzu kommen die Herausforderungen der Lieferkette selbst:

mRNA-basierte Impfstoffe enthalten eine Reihe von Lipiden, die die eigentliche RNA ummanteln. Diese müssen zugeliefert werden; wichtigster Zulieferer für Europa ist hier Polymun (Klosterneuburg/Wien). Bereits diese Lipide sind hochsensibel und stellen stringente Anforderungen an Transport und Lagerung. Hinzu kommen weitere Inhaltsstoffe. Schließlich müssen die Ingredienzien zusammengebracht und in geeigneten Werken abgefüllt werden; im Falle von Biontech ist dies für Europa das Pfizer-Werk in Puurs/Antwerpen, im Falle von Moderna ein Werk in Visp im Schweizer Kanton Wallis.

Eine weitere Herausforderung sind die Ampullen für das Vakzin, die aus hochreinem, gehärtetem und chemisch nicht mit dem Impfstoff reagierendem Borosilikatglas gefertigt sind. Im Falle von mRNA-Impfstoffen müssen Ampullen außerdem extreme Temperaturschwankungen überstehen. Die Anzahl der Hersteller ist auch international höchst überschaubar: die Schott AG (Mainz, gegründet vom Erfinder des Borosilikatglases Otto Schott, 1851-1935), Gerresheimer (Düsseldorf) und Stevanato (Padua) mit je ca. einem Drittel Weltmarktanteil. Alle Hersteller sind weltweit mit Produktionsstandorten vertreten, wobei allerdings Herstellung des Glases und Weiterverarbeitung zu Ampullen typischerweise an verschiedenen Produktionsstandorten geschehen.

Bereits für die Vorprodukte inklusive der Ampullen ist eine stringente Chargenverwaltung unerlässlich, um Produktionsprobleme der Zulieferer nachverfolgen zu können. Selbstverständlich muss dann auch in der Ausgangslogistik des fertigen Impfstoffs eine stringente Chargenverwaltung eingehalten werden. Dies vor allem, um bei Produktions- oder Logistikfehlern Rückrufaktionen organisieren zu können, die WHO unterhält hierfür eine eigene Datenbank.

Bereits bis hierher haben wir es mit einer Logistikkette zu tun, die an Komplexität durchaus mit der Automobilindustrie vergleichbar ist. Es handelt sich nicht einfach um eine Produktionsstätte, in der etwas “zusammengebraut” und abgefüllt wird, sondern um eine komplexe, länderübergreifende und stringente Umgebungsbedingungen stellende Logistikkette, die sinnvollerweise Just-in-Time organisiert wird, um die Gefahr einer Degradation (chem. Zersetzung) der Materialien zu minimieren.

Nicht nur in der Produktions- auch in der Distributionslogistik stellen sich immense Herausforderungen. Für den Transport müssen mRNA-basierten Vakzine tiefgekühlt werden (-20° im Falle von Moderna, -70° bei Biontech). Dies erfordert spezielle Ultratiefkühlboxen (UTB), für die es ebenfalls nur wenige spezialisierte Hersteller gibt. Laut einer Studie von DHL und McKinsey zu diesem Thema verfügen nur 25 Staaten der Welt über “fortgeschrittene” Logistiksysteme und sind zweifelsfrei in der Lage, die erforderliche Distributionslogistik für UTB bereitzustellen. Diese Staaten beinhalten 2,5 Mrd. Menschen (die VR China ist einer davon). Knapp die Hälfte der EU-Mitgliedsstaaten gehört nicht zu diesen Staaten (vgl. Grafik 8, S. 18 der Studie). Es stellt sich daher zunächst die Frage wie die “EU-Kontingente” an mRNA-basierten Impfstoffen in der Fläche distribuiert werden sollen. Impfstoffe mit konventionellen Kühlanforderungen hingegen können in 60 Ländern mit zusammen 5 Mrd. Menschen problemlos distribuiert werden (ibid.), darunter fast alle Staaten Lateinamerikas und des Indopazifik.

Dies hat auch geopolitische Auswirkungen. Da die Impfstoffe von Pfizer und Moderna aufgrund ihrer Kühlerfordernisse für den Indopazifik wenig geeignet erscheinen (vgl. etwa Stellungnahmen aus Indonesien und Indien), greifen zahlreiche Staaten der Region zu Impfstoffen aus der VR China. Damit kann das kommunistische Regime in Peking, dessen Informationspolitik wohl maßgeblich zum Entstehen der Pandemie beigetragen hat, aus eben dieser Pandemie letztlich einen geopolitischen Erfolg ableiten. Die geopolitische Bedeutung der Impfstofflogistik zeigt sich beispielsweise an Drohungen des philippinischen Präsidenten, das Bündnis mit den USA zu beenden, wenn kein Impfstoff zur Verfügung gestellt wird. Man kann davon ausgehen, dass Peking dem Präsidenten gerne helfen wird.

Das Problem dabei ist, dass selbst bei Verfügbarkeit ausreichender Impfstoffmengen in den USA und der Bereitschaft, diese beispielsweise mit den Philippinen zu teilen, ein in UTB zu transportierendes Vakzin nicht einfach in ein Frachtflugzeug geladen werden kann. Zum einen besteht Mangel an UTB. Die erwähnte Studie von DHL/McKinsey schätzt den Bedarf bei 10 Milliarden Dosen (zwei Dosen pro Person) auf 15 Millionen Lieferungen mit UTB oder konventionellen Kühlboxen (je nach Impfstoff) in 15.000 Frachtflügen (S. 14 ff.). Bei einem weltweiten Anteil mRNA-basierter Impfstoffe von einem Drittel wären dies immerhin 5 Millionen Lieferungen in UTB. Gemäß IATA-Richtlinien ist jedoch der Lufttransport von UTB mit Trockeneis streng limitiert, da Trockeneis aus CO2 besteht. Dieses schmilzt nicht, sondern tritt bei Temperaturschwankungen unter Normaldruck direkt in den gasförmigen Zustand über, wobei es zu einer Volumenserweiterung um das 760-fache kommt – das heißt, der Behälter explodiert während des Fluges. Außerdem muss die Kühlkette vor Ort aufrechterhalten werden, was wie mittlerweile bekannt nicht nur in Schwellenländern, sondern auch in Bayern zu Problemen führen kann. Vor der Verimpfung muss der Impfstoff auf natürlichem Wege aufgetaut werden, was Tage in Anspruch nehmen kann. Am Ende bleibt ein kurzes Zeitfenster für die Verimpfung. Die reelle Gefahr, dass jemand vor der zweiten Teilimpfung abspringt, birgt weitere Komplexität, da man auf der zweiten Dosis sozusagen „sitzenbleibt“ und diese verdirbt, wenn nicht eine akkurate Liste von Impflingen im Stand-by gepflegt wird, so dass keine einzige Impfdosis ungenutzt bleibt.

Vor diesem Hintergrund sind auch Forderungen nach einer “Krisenproduktion” oder einer von der Linkspartei geforderten Zwangslizensierung von Impfstoffen zu sehen. Diese Zwangslizenzierung und Notproduktion wäre dann unter anderem auch für die Herstellung der Lipide, der anderen Inhaltsstoffe, der Ampullen inklusive des Glases, der Abfüllung und der UTB von Nöten, was nach Ansicht der Autoren nur mit einer kriegswirtschaftsähnlichen Zwangsbewirtschaftung über die gesamte Logistikkette möglich wäre, die außerdem länderübergreifend angesetzt werden müsste. Hinzu kommen die Zeiten und Kosten beim Hochfahren einer GMP entsprechenden Neuproduktion.

Stattdessen wäre es sinnvoll gewesen, sich bereits im Frühsommer 2020 Gedanken über die Logistikkette in ihrer Totalität zu machen und eine einfache Rückrechnung zu tätigen: von einer Bedarfsermittlung und der Erstellung eines realistischen Impfplans über die Distribution sowie die Produktionslogistik, Erzeugung und Abfüllung des Impfstoffs bis hin zu den Ausgangsmaterialien aller Art. So hätten bereits vor Monaten Schwachstellen in der (Produktions- und Distributions-)Logistik erkannt und behoben werden können. Dies wurde offenbar verabsäumt, obwohl die Notwendigkeit einer Durchimpfung weiter Teile der europäischen Bevölkerung den politisch Verantwortlichen seit Frühjahr 2020 bekannt gewesen sein musste. Insbesondere ist unverständlich, warum nicht Logistikprofis, wie etwa die im Eigentum der Deutschen Post AG stehende DHL, frühzeitig mit der Planung der Gesamtlogistik (Produktion und Distribution) befasst wurden, sondern stattdessen offenbar Politiker und juristisch oder medizinisch ausgebildete Verwaltungsbeamte bar jeglicher betriebswirtschaftlichen, vor allem logistischen Ausbildung, die Planung übernahmen.

Dass es trotz der Herausforderungen eines mRNA-Impfstoffes auch anders geht, zeigt das Beispiel Israel. Heute (Stand 29.12.2020) werden in Israel (9 Millionen Einwohner) ca. 100.000 Personen täglich geimpft, das Programm soll im März 2021 abgeschlossen sein. Dies wäre auch ein Zeichen dafür, dass die Logistik im Lande selbst entsprechend vorbereitet wurde. Von derartigen Impfraten kann Deutschland derzeit nur träumen. Dies gilt im Übrigen auch für Österreich, wo die Bundesregierung bereits nach relativ wenigen Impfungen am 30.12.2020 eine “Impf-Pause” bis 12.1.2021 erklärt hat. Die israelische Regierung hingegen hat frühzeitig von einer Reihe von Herstellern sehr entschlossen und zu weit höheren Preisen als die EU bestellt: kolportiert werden US-Dollar 56 (EUR 46) für Erst- und Zweitimpfung zusammen im Vergleich zu EUR 31, die die EU bezahlt. Auch andere Staaten haben frühzeitig geordert, um ihrer Bevölkerung eine ausreichende Versorgung mit dem Impfstoff sicherzustellen, so hatte beispielsweise Japan Ende August bereits 521 Millionen Dosen für 126 Millionen Einwohner großflächig bei hauptsächlich vier verschiedenen erfolgversprechenden Herstellern bestellt, darunter 120 Millionen Dosen bei Pfizer/Biontech am 31.7.2020. Diese Überbestellung ist ein vollkommen rationales Verhalten der Risikominimierung: Wenn bei vier Herstellern die Wahrscheinlichkeit eines Scheiterns der Entwicklung bei jeweils 0,5 liegt, so ist die Wahrscheinlichkeit, dass alle vier Entwicklungen scheitern 0,54, also 0,0625.

Man kann nun natürlich über marktwirtschaftliche Mechanismen philosophieren. Oder aber die Dinge praktisch sehen: Die Steuerausfälle des Freistaats Bayern durch COVID-19 betragen ca. 7,2 Mrd. Euro. Im Vergleich dazu beträgt der Unterschied zwischen dem Einkaufspreis Israels und dem der EU für 40 Millionen Geimpfte in Deutschland 600 Millionen Euro, das ist ein Zwölftel der Steuerausfälle Bayerns, ohne Kommunen, ohne die 15 anderen Bundesländer und ohne den Bund - von den menschlichen Verlusten durch etliche hundert bis über tausend Tote täglich ganz zu schweigen.

After-Sales-Logistik: Nachweis und Rückverfolgbarkeit

Dieser Tage (Dezember 2020) finden im Vereinigten Königreich die ersten Impfungen gegen COVID-19 statt. Das zentral organisierte NHS gibt jedem Geimpften eine kleine Karte, auf der Name, Impfstoff, Chargennummer und Impfdatum laut Regierung von Wales nur handschriftlich notiert werden können. Offiziell ist dieses „Dokument“ nicht als Nachweis gedacht, sondern als Erinnerung an die zweite Teilimpfung.

Auch scheint die kleine Karte weder über einen Chip zu verfügen noch sonst über irgendeinen qualifizierten Identitätsnachweis – und es wird auch nur der Name notiert; „Franz Müller“ gibt es in Deutschland wenigstens 789 Mal und auch „John Smith“ steht allein in London über einhundert Mal im Wählerverzeichnis.  Fraglich ist auch, wer den Namen notiert – ob das NHS oder der Inhaber selbst.

Inwieweit die Daten, vor allem Name, Geburtsdatum und Anschrift des Geimpften sowie die Chargennummer und auch die Bezeichnung des Impfstoffs in zentralen NHS-Datenbanken gespeichert werden, ist offen. Es gibt aus Sicht der Autoren zwei ganz wesentliche Problemkreise, welche vor Beginn der Impfaktionen gelöst sein müssen, nämlich

  1. Einen Nachweis für den Geimpften in fälschungssicherer, elektronischer und nichtelektronischer Form über die erfolgte Impfung;
  2. Eine genaue Aufzeichnung, wer welchen Impfstoff und aus welcher Serie- bzw. Chargennummer wann und wo verabreicht bekommen hat, also dieselbe Rückverfolgbarkeit wie von den GMP gefordert.

Der Grund für die erste Anforderung erscheint einfach: Dass an einem europäischen Flughafen im Sommer 2021 oder bei der Einreise an einem Grenzübergang, beispielsweise in die recht restriktiven USA, ein fälschungssicherer, untrennbar mit der Person verknüpfter und aus Effizienzgründen elektronisch kontrollierbarer Nachweis der erfolgten Impfung notwendig sein wird, ist absehbar. 

Nicht erst 2020 war es notwendig, Handel und Wirtschaft trotz einer Pandemie aufrechtzuerhalten. Während heute Rechtsvorschriften wie die „Verordnung über Quarantänemaßnahmen für Einreisende zur Bekämpfung des Coronavirus“ (Einreise-Quarantäneverordnung – EQV) vom 5. November 2020 regeln, dass „beruflich bedingt grenzüberschreitend Personen, Waren oder Güter […]“ von der Quarantänepflicht ausgenommen sind, war man bereits 1722 weiter als heute und verlangte hierfür fälschungssichere Nachweise. So bescheinigte die Freie Reichsstadt Nürnberg dem Bürger Erasmus Wagner für eine Handelsreise nach Italien, dass die „Pestinzidenz“ in Nürnberg gering war. Dieses ausgestellte Dokument war durch das Siegel der Reichsstadt und sogenannter „kryptische Zeichen“ deutlich sicherer gegen Fälschung als ein heutiger Impfpass.

Da bereits viele Reisedestinationen obligatorische PCR-Tests bei der Einreise am Flughafen verlangen und/oder aber Nachweise über Tests in chinesischer/englischer Sprache, vorzugsweise von bestimmten Laboren, wäre ein Nachweis über eine Impfung, der allgemein anerkannt ist, fälschungssicher und an die Person gebunden, sicherlich hilfreich.

Dass der normale Impfpass, die sogenannte „Carte Jaune“ nicht fälschungssicher ist, ist offensichtlich. Mittlerweile sind beispielsweise die Vordrucke der CDC der USA bei Amazon bestellbar, ebenso die deutsche Ausgabe. Ein Stempel einer Arztpraxis ist fälschbar, ebenso alles andere – in Zeiten, wo jedermann einen Computer und einen Laserdrucker zuhause hat, kein ernsthafter Schutz. Besonders offensichtlich wird dies beim Beibringen einer Kopie des Impfausweises über das Internet. Die WHO arbeitet zwar bereits am Ersatz der „Carte Jaune“ durch einer sogenannte „digital smart yellow card to support the anticipated vaccine(s) against COVID-19 and other immunizations“, hierbei erfolgte am 2. Dezember 2020 der Aufruf an Experten, sich für eine Arbeitsgruppe zu bewerben; wann diese Technologie in der Breite verfügbar sein wird, ist aber nicht absehbar. Die Anforderungen an den Nachweis sind aus Sicht der Autoren

  1. Ausstellung durch eine vertrauenswürdige, d.h. nach formellen Prozessen akkreditierte Institution;
  2. Unbedingte und jederzeit nachvollziehbare Personenbindung;
  3. Fälschungssicherheit in elektronischer wie in nichtelektronischer Form;
  4. Automatisierte Überprüfbarkeit durch z. B. das Auslesen eines Chips, d.h. sehr schnell, um Wartezeiten zu vermeiden;
  5. Möglichkeit, den Nachweis bei Buchungen von Flugtickets und Auslandsunterkünften elektronisch beizulegen.

Parallel dazu muss am Ort der Verimpfung die verwendete Charge und die Personenbindung der Impfung inklusive Kontaktdaten erfasst und in einem zentralen digitalen Register erfasst werden. Dies ermöglicht bei fehlerhaften Chargen die kurzfristige Verständigung der Betroffenen, wobei sich die Kette im Falle eines Fehlers bei einem Zulieferer wie folgt darstellt:

  1. In welchen Impfstoffchargen wurde die fehlerhafte Zulieferercharge verwendet?
  2. In welchen Abfüllchargen wurden die fehlerhaften Impfstoffchargen verwendet?
  3. Welche Verimpfungsinstanzen (Impfzentren, praktische Ärzte etc.) sind betroffen? Diese sind sofort über die Fehlerhaftigkeit der Charge zu verständigen, entsprechende Mechanismen sind vorab zu implementieren und zu testen; diese Anforderung zeigt deutlich, wie wichtig die Integration zwischen der Chargenverwaltung des Herstellers, des Distributors und der Verimpfungsinstanzen ist, letztlich wird eine End-zu-End Chargenverwaltung vom Zulieferer zur Verimpfungsinstanz benötigt.
  4. Ermittlung der Geimpften und deren Information, etwa durch hinterlegte Mobilfunknummern und Einleiten von medizinischer Beobachtung bzw. Gegenmaßnahmen.

Ausblick

In der Vorbereitung der Impfung ist es offenbar in allen Phasen der Logistikkette zu Versäumnissen gekommen, nicht bei den Herstellern, sondern in der Planung durch die öffentliche Hand. Nun gilt es, diese Versäumnisse zu benennen und schnellstmöglich Abhilfe zu schaffen. Insbesondere empfiehlt sich, die staatliche Planung der Impflogistik in professionelle Hände zu legen und erfahrene Logistikdienstleister mit der Gesamtplanung zu befassen.