生物医药新技术日新月异
国际知名期刊《科学》杂志每年会评选出全球十大科学突破,其中至少有3-4项是与生物医药相关的,例如:MicroED、RNAi、PS入选2018十大科学突破;肠道菌、AI技术入选2019年十大科学突破;mRNA疫苗、CRISPR、AI预测蛋白结构入选2020年科学十大突破。
2017年后,在中国生物业最火的领域是以PD-1为代表的单抗药物,但这是不是就代表传统的小分子药物就过时了呢,其实这是一个误区。事实上,每个modality里面都有一些新的技术,他们相互补充,各有特色,药物研发进入多种modality共存的时代。而且每个modality里面,药品的发现类似,但是药品的CMC的特点是完全不一样的,例如小分子的CMC,跟细胞治疗CMC就完全是两个概念,各有各的特点。小分子的CMC特点是结构简单、稳定单一,可重复的工艺,产品鉴定和质控容易;而细胞治疗药物因为是活的药物,个体差异大,质控难,且为非传统生产,个性化明显,成本高。
此外,生物技术的发展也带动生物医药产业的变化。以前大家有很多想法,但是没地方去实现,现在中国做生物医药最幸福的一点是只要你有好的想法,从技术平台上,我们总是能找到像药明康德这样的平台为我们实现这些想法。
小分子:突破“不可成药”
小分子作为传统的药物,也有一些新的技术在不断发展。如小分子首次突破“不可成药”的靶点KRAS。2020年安进提交了该靶点药物AMG510用于治疗非小细胞肺癌的上市申请,近日已获批上市。KRAS以前被认为是不可成药的,因为它没有合适的口袋,小分子很难靶向。但是通过共价变构,突破了KRAS不可成药的挑战。这也给我们带来很大的启发,以前药物发现是基于静止的蛋白构象,实际上蛋白构象是可以通过药物诱导和调节的。
小分子里面PROTAC也是大家现在很熟悉的新modality,以前的小分子都是靶向酶,抑制酶的功能,而PROTAC实现了模拟人体的自然调节过程,通过一个三元复合结构,使靶蛋白能被蛋白酶体识别并降解。现在还有一项类似的技术叫分子胶,也是通过形成三元复合结构,不是降解靶点而是直接抑制靶点的功能。这些技术可以巧妙地避开了传统抑制剂的局限性,使得一部分靶点从“无成药性”变为“有成药性”。
小分子里面除了药物的技术以外,其实还有一些跟药物相关的基础技术的进步,比如微电子衍射(MicroED)技术,这个技术是2018年的科学十大突破,它实际上是基于冷冻电镜的新技术。利用MicroED技术,可以在短时间内快速获得小分子的结构。现在MicroED技术还在实验室应用阶段,如果这项技术得到大规模的应用,会对小分子制药业带来颠覆性的改变。
图1:MicroED技术
大分子:双抗、ADC研发火爆
大分子领域,单抗是我们这一轮生物业起步的一个最大的催化剂。中国制药业在4-5年内,已经完全填补了单抗的技术空白。所以现在中国的单抗制造技术,与欧美相比已经没什么差距了。
现在单抗可以算作一个成熟技术,跟小分子差不多,但是单抗也在不断的升级中。现在在研比较多的是双特异性抗体,这种抗体是把两个弹头做到一个分子里面去,这样的话可以产生更多的组合,CMC的门槛更高,也有更多的创新空间。
双特异性抗体各种各样,包括最早的靶向免疫细胞和肿瘤细胞不同抗原的药物,也有靶向蛋白不同表位的,或者靶向具有协同作用的两个不同靶点的如PD-1和CTLA-4。
图2:双特异性抗体临床数量不断增加
细胞疗法:CAR-T新纪元
基因疗法:加速崛起
2018-2020年基因疗法加速崛起,2018年首个基因疗法药物Luxturna获批用于治疗RPE65基因突变眼病,首个RNAi药物Patisiran也在2018年获批用于遗传性ATTR。RNAi革命性药物Inclisiran于2020年获批用于家族性高血脂病人。RNA药物是基因疗法里面相对比较成熟,且发展最快的,可能今后10年内成为继小分子,单抗之后的第三大药物。
图3:RNA 药物发展历程
目前全球有超过200个在研的RNA药物,包括多种药物形式,其中ASO和siRNA为主,适应症目前以罕见病为主,Inclisiran有望进入慢病领域。预计2025年RNA药物市场将超百亿美元。
图4:全球在研的RNA 药物
2020年Pfizer和Moderna公司mRNA疫苗的上市,不但是RNA技术的里程碑,也是疫苗的里程碑。Moderna公司从拿到新冠病毒的序列,到研发RNA疫苗上人体试验只花了41天,这在以前几乎是不可想象的,但是他们做到了,这完全得益于mRNA技术发展的积累。
结语
除了上述这些药物技术进展,近年来生物相变技术,AI人工智能药物发现技术等也给药物发现带来了巨大的机会。各种新型生物技术公司涌现,并受到资本市场的青睐。未来这些新型的生物技术必将为生物医药行业带来颠覆性的改变。