中国生物工程杂志  2015, Vol. 35 Issue (12): 103-108

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马杉姗, 马素永, 赵广荣
MA Shan-shan, MA Su-yong, ZHAO Guang-rong
中国抗体药物产业现状与发展前景
The Status and Development Prospect of Chinese Antibody Drug Industry
中国生物工程杂志, 2015, 35(12): 103-108
China Biotechnology, 2015, 35(12): 103-108
http://dx.doi.org/10.13523/j.cb.20151216

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收稿日期: 2015-08-08
中国抗体药物产业现状与发展前景
马杉姗1,2, 马素永2, 赵广荣1     
1. 天津大学化工学院 天津 300072;
2. 北京诺思兰德生物技术股份有限公司 北京 100085
摘要: 我国抗体药物起步晚,研发与生产技术与国际水平相比尚有一定的差距,但我国抗体药物产业发展迅速,国家政策支持以及研发投入力度较大,目前已取得一定的成果,市场潜力巨大。根据近年来国内相关文献报道以及CFDA、CDE网站的数据库,对我国抗体药物的上市、注册、审批情况以及产业化现状、重点研发企业、发展方向等方面进行归纳总结。综述了我国抗体药物的研究进展及发展前景,为生物制药企业及从事生产研发的科研人员提供了参考依据。
关键词: 抗体药物     生产与注册情况     产业化现状    
The Status and Development Prospect of Chinese Antibody Drug Industry
MA Shan-shan1,2, MA Su-yong2, ZHAO Guang-rong1     
1. School of Chemical Engineering and Technology of Tianjin University, Tianjin 300072, China;
2. Beijing Nothland Biotech Co., Ltd., Beijing 100085, China
Abstract: The current development of monoclonal antibody drugs industry in China has just entered the initial stage,there is a big gap compared with the United States and theEuropean Union. But the antibody drug industry is developping rapidly in our country,and the policy support was significantly increased and the market average annual compound growth rate increased year by year,antibody drug industry has a huge market potential. According to some reports and domestic literature in recent years,as well as the CFDA, CDE website database,the present situation of domestic therapecutic mABs through CFDA approval,registration,industrialization status were summarized and the research progress and development prospect of chinese antibody drug industry were reviewed, to provide comprehensive theoretical basis for research and development.
Key words: Antibody drug     Production and registration     Industrialization status    

自1986年第一个治疗性单克隆抗体药物Muromonab CD3经FDA批准上市[1],抗体药物在临床恶性肿瘤、自身免疫性疾病、感染、心血管疾病和器官移植排斥等重大疾病中取得了快速发展[2],引领了第二次生物医药产品浪潮 [3]。截至2014年底,全球已有48个抗体类药物上市,超过350 个单抗类药物处于临床研究阶段[2],其中处于III期临床阶段的有39个创新型单抗药物[4]。目前,全球单抗药物年销售额超过600亿美元,占全球药品销售额的20%,在生物医药市场的份额超过40%,据预测,到2020年,全球生物药物将占全部药品市场的35%以上[5]

早在20 世纪80年代初,我国科学家就利用杂交瘤技术成功开展了单克隆抗体的研制工作,直到1999年,我国第一个国产单抗药物注射用抗人T细胞CD3单抗被批准上市,我国的抗体药物才进入起步阶段[6]。与发达国家相比,我国抗体药物的研发和产业化主要表现为核心技术、人才队伍、产学研、工艺水平和投资规模等方面的差距。近年来,中国抗体领域的发展受到世界越来越多的关注和重视,单抗药物研发已经被列入国家重点公关项目。

本文将从我国抗体药物已上市情况、注册及审批情况、重点研发企业、产业化现状、市场发展现状及趋势等方面对中国抗体药物的现状及发展前景做一综述。

1 中国抗体药物上市及注册情况 1.1 CFDA已批准上市的单克隆抗体药物概况

我国当前正处在抗体药物快速发展的起步阶段,截至2015 年6 月,共批准22个抗体类药物上市,其中国内自主研发抗体药物10 种(表 1),进口抗体类药物12 种(表 2)China Food and Drug Administration. http://app1.sfda.gov.cn/. Center for Drug Evaluation,CFDA. http://www.cde.org.cn.[2, 7]。可以看出2013年全球销售排名前十位处方药中的6 个抗体类药物在我国均已上市,分别是Humira、Remicade、Rituxan、Enbrel、Avastin 和Herceptin。对已上市品种进行调查分析,我国已上市产品主要存在以下几方面特点。

表 1 我国批准上市的国产单克隆抗体类生物治疗药物 Table 1 Domestic therapeutic mABs through CFDA approval

序号药物名称生产单位靶点抗体类型批准年份适应症
1抗CD3单抗武汉生研所CD3Mouse1999异体移植
2抗人白介素-8鼠单抗乳膏(恩博克)宏远逸士IL-8Mouse2003牛皮癣
3注射用重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白(益赛普)中信国健TNFαFusion Protein2005类风湿性关节炎
4碘[131]美妥昔单抗(利卡汀)成都华神CD147Mouse,[131]I Labeled2006肝癌
5碘[131]肿瘤细胞和人鼠嵌合单抗(唯美生)上海美恩Tumor cells NucleusChimeric,[131]I Labeled2006肺癌
6尼妥珠单抗(泰欣生)百泰药业EGFRHumanized2008鼻咽癌
7注射用重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白(强克)上海赛金TNFαFusion Protein2011类风湿性关节炎
8重组抗CD25人源化单抗(健尼哌)中信国健CD25Humanized2011肾脏移植
9抗血管内皮生长因子-抗体融合蛋白(康柏西普)成都康弘VEGFFusion Protein2013湿性年龄相关性
黄斑变性
10注射用重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白浙江海正TNFαFusion Protein2015类风湿性关节炎
表 2 我国批准进口的国外抗体类生物治疗药物 Table 2 The imported therapeutic mABs through CFDA approval
序号INN命名药物名称靶点抗体类型批准年份适应证
1MuromonabOKT3CD3Mouse1999异体移植
2DaclizumabZenapaxCD25Humanized2000肾脏移植
3RituximabRituxanCD20Chimeric2000非霍奇金淋巴瘤
4TrastuzumabHerceptinHer/neuHumanized2003乳腺癌
5BasiliximabSimulectCD25Chimeric2004肾脏移植
6CetuximabErbituxEGFRChimeric2005结直肠癌
7InfliximabRemicadeTNFαChimeric2007类风湿关节炎
8AdalimumabHumiraTNFαHumanized2010类风湿关节炎
9BevacizumabAvastinVEGFHumanized2010结直肠癌等
10EternaceptEnbrelTNFαFusion Protein2010类风湿关节炎
11RanibizumabLucentisVEGFHumanized2011黄斑变性
12TocilizumabActemraIL-6Humanized2013类风湿性关节炎
1.1.1 适应症相对集中

目前抗体药物主要用于恶性肿瘤、自身免疫性疾病、感染、心血管疾病和器官移植排斥。我国自主研发的9个单抗药物中,其中3个用于恶性肿瘤,4个用于自身免疫性疾病,2个用于器官移植排斥,进口产品也主要是用于上述几个适应症。

1.1.2 作用靶点相对集中

目前我国已批准用于临床的抗体药物中主要集中在肿瘤坏死因子α(TNFα)、血管内皮生长因子(VEGF)、CD20、表皮生长因子受体(EGFR)这4个靶点。

1.1.3 分子结构的人源化技术相对落后

为了降低单抗药物的免疫原性并提高疗效,单抗药物从最初的全鼠源逐渐向人源发展,截止2014年底上市的48个单抗药物中,人源化和全人源单抗有33个,而在我国自主研发的单抗药物,仅2个为人源化改型单抗,其他都是鼠源、嵌合单抗。由此也表明我国在人源化技术上相对落后。

1.1.4 进口单抗药物占主要市场

从数量来看,进口单抗药物远多于国内自主研发单抗药物。从市场销售额看,进口单抗药物市场销售远大于自主研发单抗药物,并且都来自于国内主要高端医院市场。国内样本医院调查研究中发现[8, 9],2011~2014年国内抗肿瘤药物中有3个抗体药物先后跻身销售排名前十名,分别为罗氏公司的利妥昔单抗、曲妥珠单抗以及贝伐珠单抗,尤其在北京、上海、广州等高端医院市场中,进口抗体药物处方份额近几年一直维持在50%以上。国内自主研发单抗药物销售主要以泰欣生和益赛普为主,其余上市的单抗药物盈利能力小,市场状况一般。泰欣生近几年的销售额维持在3亿元左右,适应症为鼻咽癌,益赛普近几年市场销售额保持在9亿元,主要适应症为类风湿性关节炎[6]

1.2 注册申请的国产抗体类新药情况分析

截至2015年6月,提交CFDA注册申请的条目超过450条,其中2011年以来提交新药注册申请的条目有102条,涉及的抗体药物有89个,其中3个为上市申请。

1.2.1 注册情况分析

从数量上来看,单抗药物发展势头不错,但是仍然存在创新研究欠缺的问题,目前国内几乎所有的抗体药物,包括已经上市的和正在研发的,都属于生物仿制药,真正的新药研发相对匮乏。值得注意的是,目前国内制药企业、生物公司对生物仿制药的研发均高度集中在为数不多的几个大药、大适应症,但是从适应症、靶点、分子结构等方面分析,主要特点如下:(1)从适应症上分析:仍然主要集中在肿瘤、自身免疫性疾病这两大疾病;(2)从靶标上分析:仍然主要集中在TNFα、VEGF、EGFR、HER2、CD20等,其中:TNFα(20)、VEGF(16)、HER2(11)、EGFR(10)、 CD20(11)、PD-1(1)、IgE(1)、RANKL(2)、CD52(1)、H7N9(1)、DR5(1)。与国外相比,这些靶标相对陈旧,对于一些热点靶标(如cMet、PD1/PDL1、IL-5、IL-6、IL-17、PCSK-9)的研发相对较少或尚未出现;(3)从分子结构上分析:上述89体类药物中,其中全人源和人源化单抗已超过50%,表明我国人源化技术已有一定的进步;(4)涉及企业已超过46家。

1.2.2 审批情况分析

从数量来看单抗药物研发势头不错,但是随着CFDA审批政策从严,审批速度放缓以后,申请和获得批件企业相对减少。2012年至今三年多时间,仅有两个国产单抗药物上市,分别为成都康弘的抗血管内皮生长因子-抗体融合蛋白(治疗湿性年龄相关性黄斑变性)和浙江海正药业的注射用重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白(治疗类风湿性关节炎);仅有注射用人源化抗VEGF单克隆抗体(江苏先声药业)获得临床批件。

2 国内单抗药物生产及研发企业分析

自2005年以来,我国在抗体药物研发及下游生产能力方面已获得长足进步,尤其是随着多种原研药专利的临近到期,加之国家政策的引导和支持,抗体药物研发公司如雨后春笋般涌现。 据不完全统计,国内从事抗体药物研发的公司已逾200家,研发投入也在不断加大。其中走在前列的公司当属上海的中信国健及北京的百泰药业,两者均已有抗体类药物获CFDA批准在国内上市。其他涉及抗体药物研发领域的公司几乎涵盖国内较有规模的制药企业,比如华北制药、齐鲁制药、哈药集团、恒瑞制药、先声药业、丽珠集团、复星医药、 双鹭药业、海正药业、独一味、沃森生物、张江生物等。

2.1 中信国健

中信国健是国内抗体药物公司的领跑者,拥有国内领先的抗体药物研发和产业化平台。截止到目前,该公司已获得CFDA批准上市的抗体类药物有两个,一个是益赛普(Enbrel仿制药),另一个是健尼哌(抗CD25人源化单克隆抗体)。前者已经实现年销售额超过9亿元人民币,目前在研的有十几个单抗药物。目前,该公司的产业化规模也是国内最大的,据公开信息,该公司3条750升、2条3 000升真核细胞培养生产线已通过国家GMP认证(符合欧盟标准),同时已经建设完成6条符合欧盟标准的5 000升生产线,目前已经进入生产验证阶段。

①上海中信国健网站,http://www.cpgj-pharm.com/.

2.2 百泰生物

百泰生物以研发和生产治疗恶性肿瘤的人源化单克隆抗体和疫苗为主营方向。百泰成功开发了我国第一个人源化单抗药物,泰欣生尼妥珠单抗。该药物于2005年4月获得CFDA颁发的治疗用生物制品Ⅰ类新药证书,填补了我国人源化单抗药物的空白,产品于2008年4月正式上市。该公司目前在研的抗体产品包括抗CD6抗体等。抗CD6抗体主要用于治疗银屑病和类风湿性关节炎。据相关报道,在产业化方面,百泰药业自主设计建造了我国第一条全自动大规模哺乳动物细胞灌流培养系统,规模达2500升。目前,百泰药业正在建设4000升细胞培养生产线[10]

3 产业化现状及与国际水平的比较分析

在抗体药物产业化方面,我国已经建立了涵盖中国仓鼠卵巢细胞(CHO) 等多种工程细胞的大规模培养工艺,突破了高表达载体的构建与优化,高通量细胞培养筛选系统,无血清培养基等关键技术瓶颈。在大规模细胞培养条件下,抗体表达水平有了突破性进展,表达水平从每升0. 5g 以下上升到了1 g左右;在反应器规模上,从单反应器体积500 L以下上升到了1 000~3 000 L,最高达到5 000 L,突破了生产规模的瓶颈,目前已初步实现了抗体药物从基础研究到产业化生产的跨越[2]。但是同国外相比,仍然存在很大差距(表 3)。

表 3 国内外抗体药物生产规模比较[1, 6] Table 3 Comparison of antibody drug production scale
国内 国际
细胞反应器规模 2×3000L 12×15000L
细胞表达水平 < 1g/L 4 g/L
大规模纯化技术色谱操作处理能力受限,循环加工处理 扩张床吸附层析、双水相萃取和膜色谱
质控技术不完善完备
抗体药物销售量 20公斤 10吨
抗体药物销售额 <5亿美元> 500亿美元
3.1 细胞培养技术

细胞培养规模普遍在200L以下,生物反应器规模超过1 000L的厂家仅有7家,整个行业产能小于120公斤,占全球产能不到2%,连续灌流和流加培养产业化工艺尚在探索阶段。中信国键、百泰药业、美诺生物等企业已经建成了3 000升以上规模水平的产业化生产技术平台,而国外单抗生产工业应用均在5 000~10 000L,大型制药企业甚至可达15 000L,基因泰克扩建后生物反应器更是达到了60万升。

3.2 细胞表达水平

在细胞表达水平方面,国际上抗体表达水平的标准要求在1~5g/L,但国内大多企业真核细胞表达量为1g/L以内,而国际上普遍已达到4g/L以上,其中,雅培公司的中国仓鼠卵巢细胞(CHO)表达量高达6. 1g/L。

3.3 大规模纯化技术

下游技术的纯化成本占到了50%以上。抗体药物临床使用量的提升对产品纯度要求就越高,当然对产品性价比的要求也是每个企业不容忽视的关键点。细胞表达量由100mg/L提升到1g/L,纯化成本就可以减少25%以上。国外大规模生产主要采用模拟移动床色谱、双水相萃取和膜色谱等方法来纯化单抗。模拟移动床色谱应用最广、发展最快;双水相萃取体系操作条件温和,分离时间短,只需1~2分钟,蛋白不易失活;膜色谱分离效率高,易于放大,操作条件温和[11, 12]。国内由于色谱操作处理能力受限,同一批细胞培养出来的抗体只能通过不断的循环加工处理来完成[13, 14]

3.4 抗体质控技术

抗体质量检测标准体系与其他药物检测方法体系大不相同。该标准的建立和验证是药物能否最终进入生产流通环节的关键步骤。我国目前抗体药质量标准参考生物制品来进行确定检测标准,高通量、大规模单抗筛选检测技术处于初步阶段,制定符合国际标准的抗体质量检测体系还需要经过一段不短的探索学习过程。

4 市场发展现状及趋势

单抗药物全球年销售额从1997年的3亿美元飙升到2012年的663亿美元,涨了200多倍,年均复合增长率平均超过30%。更有专业人士预测2015年将超1 000亿美元。而且国际上单抗药物市场发展有以下几个显著特点:抗肿瘤产品占单抗药物产业主体地位;抗关节炎、炎症性疾病和免疫系统性疾病的单抗市场增长迅速;单抗药物市场帕累托规律表现明显,从2006年开始,五大单抗药物销售占整个抗体药物市场的50%以上,至2014年底,阿达木单抗、英夫利昔单抗、利妥昔单抗、贝伐珠单抗以及曲妥珠单抗这些销售排名前5位的单抗品种,为整个抗体药物市场贡献份额达八成以上。

在我国,单抗药物市场正处于初级阶段,起步晚,但发展迅速。2008年,我国单抗药物包括诊断性和治疗性单抗销售额约为1亿元。2010年,国内真正意义上的单抗销售仅5个,销售额为7亿元,2011年国内达到15亿元,年复合增长率达到50%以上,同比增长率高于国际单抗市场。现今,国内单抗药物市场占生物药品市场不足5%,而国外已达到30%以上,远低于全球平均水平[6]。国际上单抗药物在抗肿瘤治疗市场已经位列第一,而国内目前抗肿瘤药物市场份额占据最大的仍是传统的小分子药物,但是单抗药物市场份额增速明显。

5 结语与展望

综上所述,我们可以看到,国内单抗药物存在以下几个市场特点:(1) 市场增长率高 我国单抗药物市场处于初级阶段,起步较晚。目前我国的单抗药物市场规模较小,上市的单抗药物品种虽不多,但是增长率高,自2006年以来均以50%以上的速度递增。甚至有人预测,到2015年,国内的抗体药物市场规模将达到250亿元以上,增长潜力巨大。

(2) 产业集群化逐步形成 近十几年,在北京、上海、西安以及武汉等地逐步形成了单抗药物的产业化基地,形成网状分布格局。各基地各有特色,侧重点不同,单抗研发应用中能达到优势互补。在北京的典型代表有百泰生物,北京还有致力于单抗中上游技术平台建设的“863”抗体工程基地,单抗生产平台搭建已初具规模。在上海的典型代表有中信国健药业、上海美恩生物。上海张江于2011年由国家发改委正式批准,已经组建抗体药物国家工程研究中心,由中信国健牵头;在西安的典型代表有第四军医大和成都华神集团。2010年5月,总投资5亿元的单抗研制基地在江苏无锡启动,是世界上最大的单抗工程基地,致力于诊断治疗性单抗的研发和下游产品生产线的建立,也意味着我国单抗产业化进入新的阶段。

(3) 政策支持力度大 近年来,中国单克隆抗体领域的发展受到世界越来越多的关注和重视,抗体药物在中国市场保持了50%的平均增长率,单抗药物研发已经列入国家重点公关项目。在包括国家“重大新药创制计划”、“国家863”计划等科技计划的持续支持下,我国抗体药物领域取得了长足的发展,出现了一些具有较高创新水平的单克隆药物品种。2012 年国务院发布的“十二五”国家战略性新兴产业发展规划提出: 加快构建具有国际先进水平的现代生物产业体系,产业规模年增速20% 以上。国家计划“十二五”期间向生物医药产业的重大新药研发和创制领域专项资金在400 亿元左右,比“十一五”期间翻了一番多,这将对创新抗体药物等生物技术药物的产业化进程起重要推动作用。

依据上述特点,对我国单抗药物发展提出以下建议:FDA已批准上市的抗体药物中,已有约1/4的品种在中国进口上市,且我国在研产品多为仿制药,加之全球前6 大单抗药物专利到2020 年均将到期,国内外都掀起了生物类似药研发热潮,CFDA已于2015年2月发布《生物类似药研发与评价技术指导原则(试行)》,研发生物类似药可以极大地缩短企业研发抗体产品的时间和成本,对于初入抗体药物行业的国内企业也是一个绝佳的机会。同时,我们也应看到,从国家科研方向和政策引导层面,应对生物类似药研发热潮引起足够的重视,防止因市场饱和而引起恶性竞争的局面,以及研发投入的重复浪费;另外,全球性知名药企目前纷纷投入巨资研发新的抗体药物,对于抗体药物的CMO代加工将在中国、印度等国家进行,整个抗体药物CMO代加工服务产值每年将达到数十亿美元规模,加之我国抗体药物产业集群已逐步形成,国内兼具单抗研发能力和大规模生产能力的医药企业将有机会给外企提供抗体药物CMO服务的产业机会;从制药企业层面,生物药的研发是一个相当漫长和复杂的过程,需要企业从战略方向、具体选题/产品、临床研发、监管机构申报,到最后进入市场,造福病患,有一个全面而完整的考虑和长远的方针计划。

参考文献
[1] 王志明,高健,李耿.治疗性单克隆抗体药物的现状及发展趋势.中国生物工程杂志,2013,33(6):117-124. Wang Z M, Gao J, Li G. The status and development trend of the therapeutic monoclonal antibody drugs. China Biotechnology, 2013,33(6):117-124.
[2] 王兰,朱磊,徐刚,等.单克隆抗体类生物治疗药物研究进展.中国药学杂志,2014,49(23):2058-2064. Wang L, Zhu L, Xu G,et al. Progress of research and development of antibody-based therapeutics. Chinese Pharmaceutical Journal, 2014,49(23):2058-2064.
[3] 高云华,徐守军,刁天喜.抗体药物研究进展.中国新药杂志,2014,23(20):2414-2417. Gao Y H, Xu S J, Diao T X. Advances in research of antibody drugs. Chinese Journal of New Drugs, 2014,23(20):2414-2417.
[4] Reichert J M. Antibodies to watch in 2015. MAbs, 2015,7(1):1-8.
[5] IMS Institute for Healthcare Informatics.The global use of medicines:outlook through 2015.US:IMS Institute for Healthcare Imformatics, 2011.
[6] 李婷婷.我国与全球单克隆抗体药物产业的对比分析及发展趋势预测.济南:山东大学药学院, 2014. Li T T. Comparative analysis and development forecast of domestic and global monoclonal antibody drug industry. Jinnan:ShanDong University, School of Pharmaceutical Sciences, 2014.
[7] 葛良鹏,丁宁,兰国成,等.治疗性抗体的研究现状与未来,中国生物工程杂志,2013,33(9):85-93. Ge L P, Ding N, Lan G C,et al. Current situation and prospects of therapeutic antibody. China Biotechnology, 2013, 33(9):85-93.
[8] 归成,刘皋林.2011-2013年上海样本医院抗肿瘤药物使用情况分析.药物与临床, 2015,12(02):28-32. Gui C, Liu G L. Analysis of the medication on anticancer drugs in shanghai sample hospitals from 2011 to 2013. Drugs and Clinic, 2015,12(02):28-32.
[9] 黎苏,陈琴,项婧,等.2012-2014年辽宁省肿瘤医院抗肿瘤药物的使用情况分析.现代药物与临床, 2015,30(9):1150-1153. Li S, Chen Q, Xiang J,et al. Analysis on usage of anticancer drugs in Liaoning Cancer Hospital and Institute from 2012 to 2014. Drugs & Clinic, 2015,30(9):1150-1153.
[10] 田文志,朱祯平.抗体药物现状及发展趋势.生物产业技术, 2013, 5:7-21. Tian W Z, Zhu Z P.The status and development trend of antibody drugs. Biotechnology & Business.2013, 5:7-21.
[11] Pasquetto M V,Vecchia L,Covini D,et a1.Targeted drug delivery using immunoconjugates:principles and applications. J Immunother, 2011, 34:611-628.
[12] 张莹,何金生,洪涛.重组抗体药物研究进展及应用.中国生物工程杂志,2009,29(8):102-106. Zhang Y, He J S, Hong T.Advances and application of recombinant antibody drugs. China Biotechnology, 2009,29(8):102-106.
[13] Doneanu C E,Xenopoulos A,Fadgen K,et al.Analysis of hostcell proteins in biotherapeutic proteins by comprehensive online two-dimensional liquid chromatography/mass spectrometry. mAbs, 2012, 4(1):24-44.
[14] ACQUITY UPLC H-Class Bio System.Waters Application Note,2011,720003482EN.