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在肿瘤免疫治疗中,抗体起到了举足轻重的作用。抗体药物的形式和分子大小都不尽相同,比如以明星产品PD-L1和CTLA-4单抗为代表的单克隆抗体、抗体药物偶联物(ADC)、双特异性抗体、Fc融合蛋白、放射免疫球蛋白、抗体片段等。
近些年来,抗体药一直占据了全球销售TOP 10药物的半壁江山,2018年上榜8个,2019年有7个。全球范围内抗体药物市场庞大且未来市场广阔,抗体药物成为生物制药中复合增长率最高的一类药物。
从1986年到2020年3月22日的34年间,国外共批准了40家公司的107个原研抗体药物(单抗和具有抗体功能的Fc融合蛋白),其中10个已撤市,现有97个。全球抗体药物产业已是千亿美元级。据不完全统计,2019年销售总额达到1592.7亿美元。
1997~2019年抗体药物年度销售总额(单位:亿美元)
在这期间,我国涌现了一大批抗体药物玩家,包括:君实生物、信达生物、恒瑞医药、康方生物、康宁杰瑞等。以PD-1为例,目前我国自主研发上市的PD-1抗体有4款,分别是君实生物的特瑞普利单抗、信达生物的信迪利单抗、恒瑞医药的卡瑞利珠单抗以及百济神州的替雷利珠单抗。
2019年度,君实生物特瑞普利单抗的销售额为7.7 亿元人民币,信达生物信迪利单抗及恒瑞医药卡瑞利珠单抗的销售额均已突破了10亿元人民币,3款国产PD-1单抗在上市销售之后均快速放量。而百济神州的替雷利珠单抗2019年12月27 日获批上市。据5月11日百济神州公布的2020年第一季度财报,2020年3月正式开售的替雷利珠单抗产品收入2053万美元(约合人民币1.5亿元),包括分销商渠道铺货(即未到终端消费者)。
3款国产PD-1 2019年销售额
而康方生物的PD-1抗体AK105以及康宁杰瑞的PD-L1抗体KN035目前正处于关键的III期临床阶段,国内PD-1单抗市场竞争格局已基本形成,只有新技术新工艺新靶点才能破局。
单抗在肿瘤免疫的治疗效果显著,但在实体瘤治疗方面效果不佳,而临床上肿瘤发病以实体瘤居多,各大玩家正极力布局新的方法治疗实体瘤,如开发双特异性抗体、ADC药物以及联合疗法等等。
双特异性抗体(BsAb)又称双功能抗体(简称“双抗”),由两个不同的结合结构域组成,能够结合两种不同的抗原或同一抗原的两个不同表位发挥其作用。
与传统的单克隆抗体相比,双抗的优势在于可以将效应细胞直接靶向肿瘤细胞,增强其细胞毒性;同时识别两种分子,提高抗体的选择性和功能性亲和力。理论上可以达到甚至超过两种单抗联合的协同作用。
目前,全球有三款双特异性抗体药物获得上市批准,分别是:TrionPharma公司的Catumaxomab(靶向CD3和EpCAM,用于治疗癌性腹水,于2017年6月宣布撤市;近期准备重新上市,已获我国临床默示许可,适应症为不适合接受全身治疗的、伴腹膜转移的晚期胃癌);Amgen(安进)公司Blincyto(Blinatumomab,靶向CD3和CD19,用于治疗急性B淋巴细胞白血病;2019年10月,在国内申报上市)以及罗氏的Emicizumab(靶向凝血因子X和因子IXa,用于治疗血友病;2018 年12月在我国获批上市,是首个在国内获批的双特异性抗体药物)。
但国内尚未有自主研发的双抗药物上市,其中再鼎医药的REGN1979(引进自再生元)进度最快,正处于III期临床阶段。我国正在研发的双特异性抗体以康方生物、康宁杰瑞为代表,进度最快的正处于II期临床阶段。
在双特异性抗体研发中涌现了一批专注于双特异性抗体药物的玩家,他们有自主知识产权的双抗研发平台,如武汉友芝友YBODY®、岸迈生物FIT-Ig®等。他们希望通过专利技术使自己具有竞争力,抢占市场。
双特异性抗体在研企业
抗体偶联药物(Antibody-drug Conjugate,ADC)是一类将单克隆抗体药物的高特异性和小分子细胞毒药物的高活性相结合,用以提高治疗靶向性、减少毒副作用的新型肿瘤药物。和传统的完全或部分人源化抗体或抗体片段相比,ADC因为能在肿瘤组织内释放高活性的细胞毒素从而理论上疗效更高。
截至目前,全球已有9款ADC药物获批上市;值得一提的是,该领域在2019年迎来了史无前例的重大突破,一年之内有3款ADC药物获得美国FDA批准上市;而从去年年末(12月份)至今不到半年的时间内,接连有ADC药物获批上市。由此可以看出,这一领域获得监管批准的速度还在加快;这也将其研发推向了高潮。
FDA批准上市的ADC
新靶点开发不易,所以主要玩家关注PD-(L)1、CTLA-4、CD19等热门靶点,随着科学技术的发展,人们对疾病的深度了解,高通量测序技术的快速发展,新靶点的开发不再是瓶颈。Gasdermin E、CCDC25、LUR1等都是科学
c-MET靶点在研企业
TIM-3靶点在研企业
随着科技的发展,高通量测序技术、细胞系开发、一次性灌装技术等技术的发展带来工艺变革,使我们的工艺向高速、高效、低成本方向发展。这时也涌现了一批高质量的产品供应商,他们希望帮助企业节省研发成本、提高研发效率,所以也在不断提升自己的服务质量以及并对工艺进行改良,例如一次性产品的推出,极大的降低了药品的污染率,其中,赛默飞是处于头部地位的产品供应商。
创新是研发永恒不变的话题,目前针对新一轮的研发浪潮,各大玩家已入局,这时,速度和质量成了决定成败的关键。
抗体新药的研发不易,从新靶点开发到生产上市,要经过数年、数十年的时间。随着抗体药物的深入研究与突破,其治疗领域将进一步扩大。基于行业发展的需求,赛默飞凭借合规和创新的产品与服务,为客户提供创新科技支撑为动力的抗体药物行业整体解决方案,以引导更为高效的制药行业发展流程。
抗体药研发初期,新靶点的选择是从0到1最关键的一步。早先,测序技术发展初期,一代测序技术费时费力不说,还可能不够准确,测序技术发展今天,能够一次对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定,下一代测序技术高通量测序的出现是对传统测序一次革命性的改变。
在抗体药物研发过程中,新型药物的设计和筛选都是通过已知的药物靶点来完成的,因此对药物靶点的筛选就会成为药物开发过程中的极其重要的一部分,利用基因测序技术和常规 PCR系统可以对靶点筛选中常用的 SNP、 CNV、基因突变、融合、插入和缺失进行检测,尤其芯片技术结合高通量测序技术还可以高效快速地对大样本进行检测,大大节约了靶点筛选的时间和成本。还可以运用质谱技术对代谢组学和蛋白组学中相关基因的表达差异性直 接进行筛选,直接作为候选靶点研究。最新一代的仪器以通用快速为主,操作简单,适用于每一个实验室,参见赛默飞基因测序Ion Chef™筛选系统。
Ion Chef™ 系统
全自动化减少人为因素造成的差异性,省时省力
基因突变靶点筛选得到的药物作用靶点只能作为靶点初步筛选,随后还需要对候选靶点进行验证来进一步对筛选的靶点进行确认。通常首先就是确认候选靶点在细胞实验中是否具有调节化合物的生物活性,常用的实验方法有基因沉默和过表达,来正反验证候选靶点是否具有引起细胞生命的相关变化,通常涉及到细胞周期变化,细胞凋亡与坏死,细胞免疫反应等。针对靶点验证环节,可供选择的筛选验证工具有:高内涵细胞定量成像分析系(HCA)、 基因编辑文库、基因编辑检测技术、定量检测技术(RT-PCR/qPCR)、流式细胞筛选技术、高分辨质谱等。针对靶点验证环节,赛默飞还可以提供详尽的筛选验证解决方案, 助力研究高效、快速、有序进行。
确定靶点以后,就可以针对该靶点生产抗体药物了。在抗体生产中,表达体系的选择至关重要。最初的细菌表达载体是通过原核生物大肠杆菌表达的,并不能给表达的蛋白更多的折叠与修饰,后来发展出来的酵母表达体系、昆虫表达体系以及哺乳动物表达体系都可生产可折叠修饰的蛋白,现今,最常用的体系包括:ExpiSf 昆虫蛋白表达系统(适用于从开发到生产的各种规模,可实现相同体积得率,是发现新疗法的理想系统)、Expi293™ 表达系统 (可在哺乳动物细胞中实现快速且超高产量的蛋白生产 , 高效表达正确折叠的活性蛋白 , 特别适合于结构生物学研究)、ExpiCHO 哺乳动物蛋白表达系统(可以获得高达 3 克 / 升的蛋白产量,瞬时表达的候选药物将模拟在CHO 中生产的下游生物治疗药物)。
初步得到抗体药物后,要对抗体药物进行功能验证,确保其药效、效价等在合理范围内,才能进行下一步的抗体药物工艺的开发与放大。
基因工程表达的蛋白,由于蛋白质的异质性,没有一种方法或试剂能适用于所有蛋白质的分离和纯化。 蛋白分析的第一步是细胞抽提。裂解完成后,抽提所得蛋白可能需要进一步纯化(采用诸如透析、脱盐或浓缩等技术 ),也可以通过免疫沉淀或亲和纯化进行目的蛋白的富集或完全分离,具体取决于工作流程的后续步骤。
蛋白结构生物学的上游工作只是为了拿到正确表达产物的基础,克隆与表达的关键是要拿到纯的表达产物,研究其生物学功能。相对与上游工作来说,分子克隆的下游蛋白纯化工作非常复杂,除了要保证纯度外,还必须保持其生物学活性,重复性要好,这就要求要选择应用适应性非常强的方法去纯化蛋白,这一步直接决定了抗体药物的质量。
不同抗体纯化方式可选择的配套产品
一次性设备的出现大大简化了人工操作,免于设备的清洗,减轻了污染风险,抗体药物的大量生产如若发生污染,对企业就是不可估量的重大损失。所以,在抗体药的生产过程中引进一次性设备不仅减轻污染风险,还降低生产成本,提高生产效率。在生产过程中,常用的一次性设备包括一次性发酵罐、一次性搅拌器等等。赛默飞提供的所有一次性生物工艺容器均在符合现行优质生产规范 (cGMP) 且采用常用工艺的先进的工厂中生产,产能冗余;能够为产品和工艺设计及维护提供强大的工程支持。
不难看出,在抗体药物生产过程中,选择合适的仪器设备会使得整个流程大大简化,带来便利,抢占速度优势;另外,仪器设备的高效稳定性会带来抗体药物质量的稳定。同时具备快速和优质两大优势,必将能够在激烈的市场竞争中拔得头筹、脱颖而出。
《中国药典》是国家为保证药品质量、保护人民用药安全有效而制定的法典。于2020年12月30日正式实施的2020年版药典,是迄今颁布的第十一版药典。新版药典的颁布实施将对我国药品研发、生产、检验、流通以及监督管理将产生重大影响。
此次版本以“四个最严”的要求为指导,坚持以人民为中心的发展理念,贯彻落实新修订的《药品管理法》和《疫苗管理法》的有关规定,保障制定和修订的药品标准科学、严谨、管用和有效。
对于抗体药物,主要的安全性检测包括细菌内毒素检测、支原体检测、病毒检测、杂质残留等,这些物质的存在不仅会影响药物功效,而且会对人体健康有害,必须严格控制,以达到NMPA的监管要求。
针对全新颁布的2020年版药典,赛默飞能够提供一系列配套的试剂盒检测服务。同时,对于药典要求的检测方法,赛默飞也提供一系列的配套设施,包括Orbitrap高分辨质谱仪和质谱系统(质谱法)、Vanquish Flex 超高效液相色谱仪(高效液相色谱法)、Attune NxT流式细胞仪(免疫荧光分析法)等,帮助客户符合检测要求、满足行业法规。
热门靶点抗体药物市场布局已经基本形成,新靶点创新药物的竞争刚刚开启,在新药研发过程中, 速度和质量又是决定谁能抢占新靶点市场的关键,其中安全性也是不容忽视的一环,在抗体药的研发生产过程中,质量检测贯穿始终,从前期靶点药物的筛选开始,每一步操作都要进行安全性检测,同时确保无菌操作,才能最终生产出合规的药品,用以攻克疾病。
抗体药物研发市场持续火热,每一个生产环节都至关重要,赛默飞以质量为基础,帮助客户在抗体药物领域加速创新,提高生产力,使其在新一轮研发浪潮中,掌握核心竞争力!
参考来源:
各大公司年报、官网