圖2:2006 54 38+0-2005年按類別劃分的“重磅炸彈”重組藥銷售情況。
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時隔五年，市場前三名重組藥的排名沒有變化，但由於恩利的快速增長，各自份額有所下降。恩利已經上升到2005年與GM-CSF並列第四，幹擾素-α下降到第六。重組人促紅細胞生成素的適應癥已經從腎功能衰竭性貧血擴大到癌癥或癌癥化療引起的貧血，並且已經有大量的臨床證據表明重組人促紅細胞生成素可以提高癌癥患者的生活質量[26]，未來五年其領先地位將更加穩固。重組胰島素市場份額有所下滑，但今年上市的肺吸入胰島素、長效胰島素、基礎胰島素將支撐市場不下滑。幹擾素β治療MS將受到抗體藥物和小分子藥物的挑戰，其發展可能受到抑制。GM-CSF在臨床使用中能有效減少腫瘤化療引起的中性粒細胞減少引起的感染。長效GM-CSF Neulasta壹個化療療程使用壹次，醫患接受度高，市場占有率將進壹步加快。恩利近五年增長很大，但會受到抗體藥物的強烈挑戰。幹擾素-α聯合利巴韋林治療慢性病毒性肝炎有效[10，12]，在肝炎大國日本獲批後會有更大的增長空間。明年諾和銳有望成為“重磅炸彈”，引領重組血漿蛋白大幅調整整體市場份額格局。其他種類的重組藥物在未來五年內不會形成大的市場。
圖3:2001和2005年重組藥物分布比例變化(左圖為2006 54 38+0)。
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二、研發趨勢
重組藥物的快速發展是必然的，但有幾個問題是可持續發展必須解決或優化的，包括生產載體和輸出、基因工程轉化和翻譯後修飾、用藥方式等。
1，生產載體和產量
產能不足已經成為重組藥物發展的瓶頸。以恩利為例。1998上市半年來，僅在美國的銷量就超過了全球全年需求的預測[27]，生產規模缺口非常大。再比如，局部使用HIV蛋白殺微生物劑可以防止HIV的傳播，但目前還沒有進入臨床研究，因為產量還不夠[28]。有很多藥物不僅在中國用，在發達國家也很難用。據估計，80%的血友病患者沒有藥物可用，主要是因為生產能力不足。產能不足也導致其價格偏高。
哺乳動物細胞和大腸桿菌是重組藥物的主要生產載體(見圖4)。大腸桿菌用於表達不需要翻譯後修飾的重組藥物，如胰島素、生長激素、幹擾素β和白細胞介素。糖蛋白重組藥物除ATryn外均在哺乳動物細胞中表達，ATryn剛剛獲準上市。Activase是第壹個哺乳動物細胞表達的重組藥物，Epogen是第壹個哺乳動物細胞表達的重磅炸彈藥物。CHO細胞是最常用的生產載體之壹，目前其糖基化結構與人類相似，但糖基化產物是異質混合物。BHK電池是第二常用的電池。此外，NSO、HEK-293和人視網膜細胞表達的蛋白質也已被批準。目前哺乳動物細胞的產量亟待提高。80年代最大細胞密度達到2X106/ml，生產周期為7天，特定產品量為50mg/L..根據2004年的數據，最大細胞密度可達10X106/ml，有效表達時間可達3周，表達量接近5g/L，是1980s的100倍[29]。現在世界上最大的細胞發酵罐達到20000升。哺乳動物細胞生產系統中需要解決的其他問題包括無血清培養基、延緩雕亡和提高糖基化[30]。酵母細胞雖然可以糖基化，但與人類糖基化有很大不同，屬於高木糖醇型。表達的重組藥物在體內半衰期短，具有潛在的免疫應答。因此，該領域最有可能取得突破的是“人源化”巴斯德畢赤酵母[31]，能夠產生與人相同糖基化的均壹糖蛋白，目的蛋白產量可達15g/L，是哺乳動物細胞的3倍，對哺乳動物細胞表達系統提出了強有力的挑戰。
圖4:市場上重組藥物生產載體的比例。
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另壹個突破是植物表達系統(分子農業)。植物糖基化免疫原性低，不易誘發過敏，但可能改變某些糖蛋白的功能。目前已用於表達超過65，438+00個重組候選藥物，其中65，438+0個已進入II期臨床[28]。該系統需要解決的問題包括進壹步提高表達產量，通過“人源化”改造糖基化結構，評估生產系統對環境的影響。突破性的轉基因動物生產模式至少在近期內不會成為主流。問題是轉基因高等哺乳動物乳化蛋白的糖基化仍然與人類不同，可能導致抗原變化。歐洲人用醫療產品委員會(CHMP)曾以臨床病例太少為由，對ATryn的上市提出異議。另外，美國Genzyme公司的重組人酸性α-葡萄糖苷酶(商品名Myozyme)最初是在轉基因兔乳中生產的，最終由CHO細胞生產，並獲得FDA批準[20]。轉基因雞的蛋清也能高水平表達重組藥物，但目前還沒有轉基因雞制備的藥物獲批，主要問題還是糖基化。當然，如果藥物口服和局部使用，抗原性問題很可能會被忽略。
2.基因工程轉化和重組藥物的翻譯後修飾。
高純度重組蛋白與人內源性蛋白相同或高度相似，可避免免疫反應。然而，約有30%的重組藥物是通過基因工程或其他方式進行修飾的(圖5)，同時也指出了市場上現有重組蛋白藥物的基因轉化率為38%。改變蛋白質結構的目的是優化其藥代動力學，但不能削弱其生物學功能，產生新的抗原性。
圖5:上市重組藥物的基因修飾或翻譯後修飾比例
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以重組人胰島素為例，通過基因工程改變序列的產品有很多，主要是B28、B29、B30位的氨基酸改變。第壹個基因工程改造的重組人胰島素Lispro，是B28和B29之間的顛換，使其產生二聚體和多聚體的可能性比野生型低300倍[32]，並能更快釋放到體內，發揮快速作用。缺失突變體也很常見，ReFacto(重組凝血因子ⅷ，2005年銷售額2.5億美元)就是缺失突變體[33]，對體內使用因子ⅷ抑制劑的血友病患者有很好的效果。最近的研究表明，錨蛋白重復序列(出現在紅細胞等中，由33個氨基酸組成，具有β折疊反平行和α螺旋)有助於加強重組藥物的靶向識別、膜蛋白的定向性和穩定性[34]。但基因工程在改變序列時要非常謹慎，壹些小的改變可能會導致蛋白質構象發生大的變化，從而誘發免疫反應。翻譯後修飾主要包括脂質化和聚乙二醇化。脂質是指脂肪酸化合價與蛋白質的定點連接，從而增加藥物與血清白蛋白的親和力，延長在血清中的循環時間，發揮長效作用。聚乙二醇化可分為單聚乙二醇化和多聚乙二醇化。通過降低血漿清除率、降解和受體介導的攝取，還可以達到遠期目標，同時可以屏蔽抗原表位，提高藥物的安全性。聚乙二醇幹擾素α(聚乙二醇系統和聚乙二醇內含子)和聚乙二醇GCSF都是聚乙二醇化的成功例子[35]。融合蛋白是指通過基因工程將不同蛋白質的不同功能域構建成壹個蛋白質，希望具有雙重功能或新功能。盡管在這方面做了大量的嘗試，但在過去的25年中，只有3個獲得批準，表明這是非常困難的。外源蛋白成功的例子只有1個。
3.給藥途徑的改變。
重組藥物絕大多數是通過註射或靜脈途徑給藥，只有兩種是噴霧劑，比如Pulmozyme，是液體噴霧劑。有些疾病，如糖尿病、腎衰竭貧血等，需要長期用藥，註射或靜脈途徑的方式非常不方便，所以人們在給藥方式上進行了大量的嘗試。2006年終於取得重大突破，普菲茲爾和安萬特的肺吸入型胰島素Exubera獲準在美國和歐洲上市。作為幹粉，肺吸入劑型比液體噴霧劑更穩定，劑量容易掌握。當然，Exubera太貴了，英國當局拒絕使用它，因為每個病人每周要額外支付65438美元+08英鎊。無論如何，這將改變許多糖尿病患者的治療方式，減輕他們的痛苦，也刺激了其他藥物替代註射途徑的研究熱潮。國內幾家科研機構和公司在研究透皮給藥和肺吸入給藥方法方面取得了可喜的進展。但需要指出的是，肺吸入胰島素從1999 [36]開始進入III期臨床研究，至今才獲批，難度可想而知。在這方面，最大的技術難點是劑量的準確性和藥物的穩定性。
三。重組藥物面臨的問題和挑戰
壹些分析師將重組藥物市場描述為壹只美麗的蝴蝶。但是蝴蝶能飛多久呢？會如何演變？換句話說，重組藥物市場是否已經進入成熟階段？最近10年，還沒有出現對市場有很大影響的新產品品類，R & amp；d投資相對穩定(R & amp2002-2004年連續三年；d總量穩定在6543.8+05億美元[37])，這是市場過於成熟的標誌，會限制其可持續發展，這是來自自身的挑戰。客觀分析其他治療技術的發展，我們認為重組藥物市場在不久的將來不會遇到真正的挑戰，但潛在的威脅確實存在。
1，其他治療藥物或方法對重組藥物市場的挑戰
重組藥物的適應癥很多是由單個基因或明確的簡單原因導致的某個蛋白功能的缺失或喪失，比如血友病、I型糖尿病，非常適合基因治療。試想，如果重組藥物的基因可以在人體內調控表達，重組藥物市場將何去何從？基因治療短期內會對重組藥物市場產生很大影響嗎？事實上，自1989以來，約有1140的基因治療產品進入臨床研究，只有少數進入臨床三期研究[20]，沒有1的產品在美國和歐洲上市，其中很多產品因臨床研究中意外死亡而終止。目前，只有中國在2003年6月批準了基於人p53基因的基因治療上市。美國的同類產品早已進入三期臨床，遲遲不能上市的原因是美國FDA的批準是基於5年生存率的變化，而中國是基於腫瘤的縮小。基因治療只有在目標基因傳遞的特異性、穩定性、可控性和抗原性等關鍵領域取得突破，才能大量進入市場。可以預見，基因治療在5-10年內幾乎不會對重組藥物構成強有力的挑戰。誘導幹細胞生成胰島樣細胞的方法並沒有取得預期的進展，走向臨床的路可能比基因治療更遠。抗體藥物或核酸適體的作用機制是特異性靶向結合，抑制結合的物質，而大部分重組藥物的作用機制是補充蛋白質(功能)，所以無論是抗體藥物還是核酸適體，只會對具有抑制機制的重組藥物構成嚴重挑戰，如恩利、β幹擾素等。
2.仿制藥時代對重組藥物市場結構的影響。
目前藥品市場的規則是，新藥專利保護期到期後，仿制藥就會上市，其價格約為新藥的15%，極大影響藥品利潤。比如連續五年處方藥銷量亞軍的佐可爾專利保護今年到期，其仿制藥不僅會影響佐可爾的價格，還會使降血脂藥整體價格下降。1980中的幾個重組藥物已經或即將失去專利保護。據估計，在未來五年內，價值超過100億美元的重組藥物將失去專利。會出現壹批仿制藥重組藥顛覆重組藥市場嗎？2006年，歐洲首次批準了兩種仿制藥重組藥物的上市，這兩種藥物是兩種不同版本的人生長激素Omnitrope和Valtropin。這是否預示著仿制藥重組藥時代的到來？事實上，重組藥物的情況遠比小分子藥物復雜。歐洲有生長激素、Epo、GM-CSF、胰島素等仿制藥的指導原則，但未考慮結構和加工復雜的PEG蛋白和凝血因子。重組仿制藥在美國如何發展還存在爭議，FDA也沒有出臺相關指導原則。最重要的考慮是安全。與小分子藥物不同，即使在同壹細胞中表達相同的基因，采用相似的加工方法，也很難保證重組藥物仿制藥與原研藥物完全相同。考慮到生產成本和加工的復雜程度，重組仿制藥對現有市場的沖擊並不明顯。但重組藥仿制藥時代必將到來，並將對重組藥市場格局產生重大影響。
3.臨床安全性存在風險因素。
和其他藥物壹樣，重組藥物也有引起副作用的風險。首先，重組藥物的作用並不單壹，或者其作用程度難以精確控制，可能導致嚴重的副作用。例如，壹些專家認為，使用重組人促紅細胞生成素糾正癌癥患者的貧血可能會促進腫瘤生長[26]。同樣，重組人生長激素可刺激腫瘤生長，增加高脂血癥和糖尿病的風險。但應用tPA治療“中風”會導致出血傾向，與血清基質代謝蛋白酶9(MMP9)密切相關[33]。其次，患者出現針對重組藥物的抗體，主要由糖基化差異和重組產生的新表位(尤其是T細胞表位)引起，其臨床表現的類型和程度難以預料。最常見的是治療效果差甚至無效。嚴重者可出現致命並發癥，如抗重組人促紅細胞生成素抗體引起的紅細胞再生障礙性貧血(RBCA)[6]，原因不明。臨床安全風險是影響新藥審批速度的直接因素，勢必影響市場發展。
第四，壹些想法
重組藥物的發展雖然面臨挑戰，但在不久的將來仍會以較快的速度發展，2020年左右可能成為重組藥物發展的分水嶺。具體時間要看瓶頸問題能否解決，替代療法能否出現。無論如何，我們現在面臨的可能是最後的發展機遇。重組蛋白的研究在國內非常普遍，任何大型研究機構都有基因克隆和突變的平臺。很多藥企也有大規模的細胞培養和純化系統，有條件研發生產重組藥物。但是，要抓住這個機遇，就必須冷靜分析形勢，高起點開展工作。
1.客觀選擇重組藥物作為研發的出發點。
重組人促紅細胞生成素、胰島素、幹擾素-β、GM-CSF、幹擾素-α和壹些重組血漿蛋白占據了重組藥物的大部分市場，在過去的10年中，只有恩利突破了上述蛋白類別。需要強調的是，重組藥物的特性決定了這些蛋白類型在市場上占主導地位，是臨床療效和安全性，以及市場潛力和規模的集中體現，這從重組藥物市場中“重磅炸藥”的銷售比例逐年上升就可見壹斑。因此，為了獲得更大的市場份額，選擇上述蛋白質作為藥物研究的起點是合理的。重組人蛋白酶也有很好的發展機遇。融合蛋白在以特異性靶向結合和抑制為作用機制的重組藥物中並不多見，符合腫瘤和免疫性疾病的發展趨勢。但是25年的經驗告訴我們，融合蛋白很難成為治療性蛋白。由於抗原性的原因，外源蛋白必須等待給藥途徑的突破，否則機會很小。
2、以基因工程或其他改造方法改造現有大片為突破口。
我們不難發現，超過壹半的“大片”已經轉型，“大片”有新老產品的轉型，例如，從Neupogen到Neulasta的轉型；PEG-內含子A正在迅速取代內含子A，Pegasys迅速遏制了PEG-內含子A的發展勢頭，這提醒我們，雖然市場已經相對成熟和飽和，但“壹鳴驚人”的突變體仍然有很大的機會。當然，這個機會來自於我們對發病機理、蛋白質的化學和生理功能的透徹了解，也必須有壹個良好的技術平臺，對改變後的蛋白質的功能和安全性進行系統、準確的評估。毫無疑問，改變“重磅炸彈”的給藥途徑將站在重組藥物市場的前沿，也為未來的抗體藥物市場提供了平臺。
3.在生產方式和效率上取得突破，參與國際競爭。
只有足夠的產能才能占領市場，降低生產成本。然而，建立壹個大規模的哺乳動物細胞生產基地需要大約5年時間和2-4億美元的投資。因此，可以根據中國的具體情況，建立中型哺乳動物細胞培養基地，承包國際“大片”的生產。目前簽約加工占總產能的25%，這也是壹個很大的市場。同時，從酵母的糖基化轉化和植物、轉基因動物表達系統的構建入手，中國的獨特優勢將迅速形成，並在國際競爭中脫穎而出。即使2020年前後重組藥物被其他療法替代或部分替代，已建立的生產平臺仍可用於新型抗體藥物和重組疫苗的生產，整體效益顯著。