我國生物制藥產業(yè)發(fā)展正處于快速上升期,而單克隆抗體藥物無疑是其中表現最為活躍的組成。2011年,全球單抗藥物的市場總量已經達到628億美元,國內市場規(guī)模超過10億元,并且每年以50%以上的速度遞增,高于國際單抗市場的增長速度。

全球重磅單抗歷年銷售額

目前,我國的單克隆抗體產業(yè)已經形成了以北京、上海、西安以及武漢等產業(yè)化基地,而單克隆抗體也發(fā)展到了第四代,我國已經上市的十幾個單抗藥物多為鼠源性,正在研究中的多為嵌合或者人源化單抗,而全人源單抗還沒有。而在全球的單克隆抗體市場,全人源化單克隆抗體是其未來的發(fā)展方向。在FDA批準上市的80多種基因工程和抗體工程產品中,抗體類產品有26種,其中18種為人源化抗體。目前基本上所以有關抗體的制藥技術都被歐美國家壟斷,致使國內制藥企業(yè)在抗體藥物研發(fā)方面?zhèn)涫艹钢狻?012年10月23-24日,"2012生物制藥工程論壇"在上海萬豪虹橋大酒店召開,近二十位嘉賓就生物制藥工程工藝發(fā)表了精彩的演講,圍繞生物制藥研發(fā)和生產過程中的技術要點、生產關鍵工藝等問題與參會者展開了深入探討。大家一致認為:我國抗體藥物產業(yè)化的主要限制因素有三個方面:動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)、抗體大規(guī)模純化及藥物質量分析和質量保證。

動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術已成為各個國家生物醫(yī)藥產業(yè)化的核心競爭點

動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術在抗體、重組蛋白和病毒疫苗等生物醫(yī)藥產品的研發(fā)和工業(yè)化生產中具有廣泛的應用,動物細胞表達藥物已經成為當今生物醫(yī)藥產業(yè)發(fā)展的主流。由于動物細胞表達產品需求的緊迫性和生產工藝的復雜性,大大促進了動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術的深入研究與發(fā)展。當前動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術已成為各個國家生物醫(yī)藥產業(yè)化的核心競爭點。

動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)生產蛋白或抗體的工藝選擇,應綜合考慮產品特點、工藝難度與工藝研發(fā)時間,以加速其產品產業(yè)化的進程。當前,在被FDA批準的生物技術產品以及公開發(fā)表的生產工藝中,占有主流優(yōu)勢的是攪拌式生物反應器懸浮培養(yǎng),工藝設計是流加或灌流培養(yǎng)。其大規(guī)模細胞培養(yǎng)生產所面臨的挑戰(zhàn)是:獲得最大生產力的同時注重維持產品的質量,去除所有培養(yǎng)環(huán)境中外源因子的污染,更為精確有效的工藝控制手段,規(guī)?；囵B(yǎng)中氧氣的限定與溶解CO2濃度累積的控制等。

我國動物細胞工程行業(yè)起步晚,目前上市產品數量和種類少,工程細胞株表達水平低,工業(yè)化生產規(guī)模小,最大規(guī)模只有3000L.華東理工大學生物反應器工程國家重點實驗室譚文松教授在"2012生物制藥工程論壇"演講中指出:“我國動物細胞生物醫(yī)藥產業(yè)面臨諸多瓶頸,如細胞培養(yǎng)生產工藝技術落后,受產能和成本制約嚴重;無血清培養(yǎng)基、生物反應器和原輔料等過分依賴進口;表達產物質量低,標準缺失;分工不夠明確,產學研用合作嚴重不足,對相關人才培養(yǎng)和儲備遠遠不夠。而根本問題在于忽視工程問題,輕視工程研究。”

針對如上問題,譚教授也提出了自己的建議,他認為:“我國應該致力于各種無血清無蛋白培養(yǎng)基開發(fā)和生產,加大力度進行工程細胞株的代謝工程改造以早日擁有真正屬于中國的CHO工程細胞,也需加強對細胞培養(yǎng)過程的理解和優(yōu)化,提高抗體表達速率,開發(fā)高產量、高質量的細胞培養(yǎng)工藝。在生物反應器放大和強化技術方面,應致力于突破千升級、萬升級動物細胞生物反應器的設計、制造和操作,重視培養(yǎng)過程計算機實時監(jiān)測和控制技術,更好地理解生物反應器中的代謝規(guī)律,滿足高密度培養(yǎng)過程的需要。”

北京天廣實生物技術有限公司副總經理葉培在報告中也提到,在動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)工藝開發(fā)過程中,需要從生產過程工藝、培養(yǎng)條件參數設置和罐體控制三個方面進行優(yōu)化,包括設備的配置、攪拌槳設計、sparger選擇和流加條件、溶解氧、氣體流量、代謝產物等方面,是一個涉及到生物、化工、機械等的綜合學科知識。

抗體下游純化成本已占45%到70%高質量純化工藝研究刻不容緩

隨著越來越多的生物藥物得到批準和投入生產,臨床使用量達到數十到數百毫克,對生產制造純化工藝的效能和成本要求也越來越高。生物技術藥物產業(yè)的發(fā)展對生產制造規(guī)模和產品純度的要求也越來越嚴格。

據統(tǒng)計,抗體藥物開發(fā)的60%資金投入都在下游純化工藝的建立,藥物制造成本可達到售價的20-25%.上海交通大學生物制造實驗室主任李榮秀教授指出:“細胞培養(yǎng)產率從0.1g/L提高到1g/L,可以引起下游純化成本比例從45%到70%,這是所有生物制藥企業(yè)不可忽視的一個環(huán)節(jié)。生產中可以減少純化步驟,縮短生產周期,降低生產成本,提高生產效率,將在生物技術藥物制造純化方面發(fā)揮重要作用。”

嘉和生物藥業(yè)有限公司產品及工藝研發(fā)部總監(jiān)李曉輝認為:“抗體藥物下游純化工藝的開發(fā)是一個復雜的過程,需要綜合考慮純度、收率、成本、時間等因素。”

抗體藥物質量分析:QbD(質量源于設計)理念重要性凸顯

抗體藥物質量檢測標準的建立和驗證是藥物最終獲得批準進入生產流通的核心環(huán)節(jié),目前我國還沒有完全形成標準,需要學術界和產業(yè)界積極配合共同制定符合標準的抗體藥物質量標準。

上海藥明康德新藥開發(fā)有限公司蛋白質分析及生物分析服務執(zhí)行主任王少雄博士在報告中提到:“根據目前美國FDA通用的QbD理念,質量分析檢測需要貫穿整個過程,對最終產品有著至關重要的影響。在抗體藥物研發(fā)過程中,從細胞株構建、細胞工藝開發(fā)、純化和制劑等環(huán)節(jié)都需要進行嚴格的檢測,包括蛋白A高效液相法色譜滴度分析,糖基化分析,聚體分析、肽圖、結合力分析、效價分析、宿主細胞DNA、殘留細胞DNA、殘留蛋白A等的檢測。”

QbD(質量源于設計)理念在制藥領域中愈受重視

在制藥技術發(fā)展及“十二五”醫(yī)藥生物產業(yè)相關規(guī)劃的推動下,我國抗體產業(yè)發(fā)展迅速,"2012生物制藥工程論壇"演講嘉賓們也紛紛看好抗體藥物發(fā)展前景,上海藥明康德新藥開發(fā)有限公司副總裁陳智勝更直言:“中國生物藥平臺已非常成熟,在接下來的兩到三年里,中國會出現世界上最新的一個單克隆抗體產品。”(作者:馮見)