Den enkla pipettspetsen är liten, billig och absolut nödvändig för vetenskapen. Den driver forskning om nya läkemedel, diagnostik av covid-19 och alla blodprover som någonsin utförts.
Det är också, vanligtvis, rikligt – en typisk laboratorieforskare kan ta dussintals varje dag.
Men nu har en serie olyckligt tajmade avbrott i pipettspetsarnas leveranskedja – sporrade av strömavbrott, bränder och pandemierelaterad efterfrågan – skapat en global brist som hotar nästan varje hörn av den vetenskapliga världen.
Bristen på pipettspetsar äventyrar redan program över hela landet som screenar nyfödda barn för potentiellt dödliga tillstånd, som oförmåga att smälta sockerarter i bröstmjölk. Det hotar universitetens experiment med stamcellsgenetik. Och det tvingar bioteknikföretag som arbetar med att utveckla nya läkemedel att överväga att prioritera vissa experiment framför andra.
Just nu finns det inga tecken på att bristen kommer att upphöra snart – och om den blir värre kan forskare bli tvungna att börja skjuta upp experiment eller till och med överge delar av sitt arbete.
Av alla forskare som är oroliga över bristen har forskare som ansvarar för screening av spädbarn varit de mest organiserade och frispråkiga.
Folkhälsolaboratorier screenar spädbarn inom några timmar efter förlossningen för dussintals genetiska tillstånd. Vissa, som fenylketonuri och MCAD-brist, kräver att läkare omedelbart ändrar hur de tar hand om barnet. Enligt en undersökning från 2013 har även förseningar i screeningprocessen lett till vissa spädbarnsdödsfall.
Varje barns screening kräver cirka 30 till 40 pipettspetsar för att slutföra dussintals diagnostiska tester, och tusentals barn föds varje dag i USA.
Redan i februari klargjorde dessa laboratorier att de inte hade de förnödenheter de behövde. Enligt Association of Public Health Laboratories har laboratorier i 14 stater pipettspetsar kvar som räcker till mindre än en månad. Gruppen var så oroad att den i månader har pressat den federala regeringen – inklusive Vita huset – att prioritera behovet av pipettspetsar för screeningprogram för nyfödda. Hittills, säger organisationen, har ingenting förändrats; Vita huset berättade för STAT att regeringen arbetar med flera sätt att öka tillgången på spetsar.
I vissa jurisdiktioner har plastbristen ”nästan orsakat att delar av screeningprogrammen för nyfödda har stängts ner”, sa Susan Tanksley, en filialchef inom Texas hälsovårdsmyndighets laboratorieavdelning, under ett möte i februari med en federal rådgivande kommitté för screening av nyfödda. (Tankskey och statens hälsovårdsmyndighet svarade inte på en begäran om kommentarer.)
Vissa stater får in massor av tips med bara en dag kvar, vilket ger dem inget annat val än att be andra laboratorier om stöd, enligt Scott Shone, chef för North Carolinas statliga folkhälsolaboratorium. Shone sa att han hade hört talas om några folkhälsotjänstemän som ringt runt och sagt: 'Jag börjar ta slut imorgon, kan ni ge mig något över natten?' Försäljaren säger att det kommer, men jag vet inte.'"
"Att lita på när försäljaren säger: 'Tre dagar innan du tar slut ska vi skaffa dig ytterligare en månads förbrukning' – det är ångest", sa han.
Många laboratorier har övergått till juryriggade alternativ. Vissa tvättar spetsar och återanvänder dem, vilket ökar den potentiella risken för korskontaminering. Andra kör nyföddscreeningar i omgångar, vilket kan öka den tid det tar att ge resultat.
Hittills har dessa lösningar varit tillräckliga. ”Vi befinner oss inte i en situation där det finns omedelbar fara för nyfödda”, tillade Shone.
Förutom laboratorier som screenar nyfödda barn känner även bioteknikföretag som arbetar med nya behandlingar och universitetslaboratorier som utför grundforskning av pressen.
Forskare vid PRA Health Sciences, en kontraktsforskningsorganisation som arbetar med kliniska prövningar för hepatit B och flera läkemedelskandidater från Bristol Myers Squibb, säger att det är ett ständigt hot att lagren tar slut – även om de ännu inte formellt har behövt skjuta upp några avläsningar.
"Ibland räcker det till att det bara finns ett ställ med tips på den bakre hyllan, och vi säger 'Herregud'", säger Jason Neat, verkställande direktör för bioanalytiska tjänster på PRA Healths laboratorium i Kansas.
Bristen har blivit tillräckligt alarmerande hos Arrakis Therapeutics, ett företag i Waltham, Massachusetts som arbetar med potentiella behandlingar för cancer, neurologiska tillstånd och sällsynta sjukdomar, att deras chef för RNA-biologi, Kathleen McGinness, skapade en dedikerad Slack-kanal för att hjälpa sina kollegor att dela lösningar för att spara pipettspetsar.
”Vi insåg att det här inte var akut”, sa hon om kanalen #tipsfortips. ”Många i teamet har varit väldigt proaktiva med lösningar, men vi hade ingen central plats att dela det på.”
De flesta bioteknikföretag som intervjuades av STAT sa att de vidtog åtgärder för att spara begränsade pipetter och hittills inte har behövt stoppa arbetet.
Octants forskare är till exempel mycket selektiva när det gäller att använda filtrerade pipettspetsar. Dessa spetsar – som är särskilt svåra att få tag på på senare tid – ger proverna ett extra skyddslager mot yttre föroreningar, men kan inte desinficeras och återanvändas. Så de använder dem för aktiviteter som kan vara särskilt känsliga.
"Om du inte är uppmärksam på vad som tar slut kan du mycket lätt få slut på saker", säger Danielle de Jong, laboratoriechef vid University of Floridas Whitney Laboratory; laboratoriet hon arbetar i studerar hur stamceller fungerar hos små marina djur som är besläktade med maneter och som kan regenerera delar av sig själva.
Forskare vid Whitney-laboratoriet har ibland hjälpt sina grannar att räddas när beställningar av förnödenheter inte kommit fram i tid; de Jong har till och med kommit på sig själv med att titta på andra laboratoriers hyllor efter oanvända pipettspetsar, ifall hennes laboratorium skulle behöva låna några.
”Jag har arbetat i ett laboratorium i 21 år”, sa hon. ”Jag har aldrig stött på sådana här problem i leveranskedjan. Aldrig.”
Det finns ingen entydig förklaring till bristen.
Den plötsliga explosionen av Covid-19-tester förra året – som alla använder pipettspetsar – spelade säkerligen en roll. Men effekterna av naturkatastrofer och andra konstiga olyckor längre upp i leveranskedjan har också spridit sig till laboratoriebänkarna.
De förödande strömavbrotten i Texas, som dödade fler än 100 människor, bröt också en kritisk länk i den komplexa pipettleveranskedjan. Dessa strömavbrott tvingade ExxonMobil och andra företag att tillfälligt stänga fabriker i delstaten – av vilka några tillverkade polypropenharts, råmaterialet för pipettspetsar.
Enligt en presentation i mars var ExxonMobils fabrik i Houston-området företagets näst största producent av polypropen år 2020; endast deras fabrik i Singapore tillverkade mer. Två av ExxonMobils tre största polyetenfabriker fanns också i Texas. (I april 2020 ökade ExxonMobil till och med polypropenproduktionen vid två amerikanska fabriker.)
”Efter vinterstormen i februari i år uppskattas det att över 85 % av polypropenproduktionskapaciteten i USA påverkades negativt på grund av en mängd olika problem, såsom trasiga rör vid produktionsanläggningarna samt förlust av el och viktiga råvaror som behövs för att återuppta produktionen”, säger en talesperson för Total, ett annat Houston-baserat olje- och gasföretag som producerar polypropen.
Men leveranskedjorna har varit ansträngda sedan förra sommaren – långt före februari månads djupfrysning. Lägre mängder råvaror än vanligt är inte den enda faktorn som stryper leveranskedjorna – och pipettspetsar är inte den enda plastbaserade laboratorieutrustningen som det har varit brist på.
En brand i en fabrik slog också ut 80 % av landets lager av behållare för använda pipettspetsar och andra vassa föremål, enligt ett dokument som publicerats på University of Pittsburghs webbplats.
Och i juli började den amerikanska tull- och gränsbevakningen blockera produkter från en stor handsktillverkare som misstänks för tvångsarbete. (CBP publicerade resultaten av sin utredning förra månaden.)
"Det vi ser är att allt inom den plastrelaterade sidan av verksamheten – specifikt polypropen – antingen är i restorder eller har hög efterfrågan", säger Neat från PRA Health Sciences.
Efterfrågan är så hög att priset på vissa knappa varor har stigit, enligt Tiffany Harmon, upphandlingsadministratör vid PRA Health Sciences bioanalytiska laboratorium i Kansas.
Företaget betalar nu 300 % mer för handskar via sin vanliga leverantör. Och PRA:s beställningar av pipettspetsar har nu en extra avgift. En pipettspetstillverkare, som tillkännagav ett nytt påslag på 4,75 % förra månaden, berättade för sina kunder att åtgärden var nödvändig eftersom priset på råplastmaterialet nästan hade fördubblats.
Det som ytterligare ökar osäkerheten för laboratorieforskare är distributörernas process för att avgöra vilka beställningar som ska hanteras först – vars funktionssätt få forskare sa att de helt förstod.
”Labbgemenskapen har bett oss från början att få hjälp att förstå hur dessa beslut fattas”, sa Shone, som hänvisade till leverantörernas formler för att bestämma allokeringar som ”svart lådemagi”.
STAT kontaktade mer än ett dussin företag som tillverkar eller säljer pipettspetsar, inklusive Corning, Eppendorf, Fisher Scientific, VWR och Rainin. Endast två svarade.
Corning avböjde att kommentera och hänvisade till proprietära avtal med sina kunder. MilliporeSigma uppgav under tiden att de fördelar pipetter enligt principen först till kvarn.
”Sedan pandemins utbrott har hela life science-industrin upplevt en exempellös efterfrågan på Covid-19-relaterade produkter, inklusive MilliporeSigma”, berättade en talesperson för det stora distributionsföretaget för vetenskapliga förnödenheter till STAT i ett e-postuttalande. ”Vi arbetar dygnet runt för att möta denna ökade efterfrågan på dessa produkter, såväl som de som används i vetenskapliga upptäckter.”
Trots försök att stärka leveranskedjan är det oklart hur länge bristen kommer att bestå.
Corning fick 15 miljoner dollar från försvarsdepartementet för att tillverka 684 miljoner fler pipettspetsar per år vid sin anläggning i Durham, North Carolina. Även Tecan bygger nya tillverkningsanläggningar med 32 miljoner dollar från CARES Act.
Men det kommer inte att lösa problemet om plastproduktionen förblir lägre än väntat. Och inget av dessa projekt kommer faktiskt att kunna producera pipettspetsar före hösten 2021 i alla fall.
Fram till dess förbereder sig laboratoriechefer och forskare på ytterligare brist på pipetter och i stort sett allt annat.
”Vi startade den här pandemin utan prover och media. Och sedan hade vi brist på reagenser. Och sedan hade vi brist på plast. Och sedan hade vi brist på reagenser igen”, sa Shone från North Carolina. ”Det är som Groundhog Day.”
Publiceringstid: 12 februari 2022