陳凱先院士談新藥研發(上):生物技術創新引領藥物研發

近年來,全球醫藥產業保持著穩健的發展態勢,新藥研發投入持續增長,創新藥物獲批數量不斷增多。2018年,我國在創新藥領域取得矚目成果,全年共批准48個全新藥物上市,創歷史新高。從全國範圍看,長三角地區生物醫藥領域優勢突出。

為全面剖析醫藥產業發展現狀和長三角地區協同創新發展情況,本文分上下兩篇刊發由藥學專家、中國科學院院士陳凱先撰寫的文章,上篇重點介紹醫藥產業發展及新藥研發概況,下篇重點介紹醫藥產業發展面臨的新思考及如何發揮區域優勢,助力長三角地區生物醫藥領域協同創新發展。

醫藥產業和新藥研發態勢

陈凯先院士谈新药研发(上):生物技术创新引领药物研发

近年來,全球醫藥產業始終保持著穩健的發展態勢。2015年,全球醫藥市場總額達到1萬億美元,此後仍持續增長;2011~2015年,年複合增長率為6.2%。

從分佈上看,全球醫藥市場大體可分為兩個主體,分別是美國等發達國家和地區,以及中國等發展中國家和地區。2014年,我國醫藥行業市場佔全球醫藥行業市場份額的11%,2019年預計將增長到14%。此外,巴西、俄羅斯、印度等國家和地區醫藥行業市場份額也在不斷擴大。

推動醫藥市場增長的因素眾多,如新藥紛紛上市、患者對藥物的可及性不斷提高、藥物專利到期形成斷崖式降價、仿製藥市場迅速增長等。在以上因素的共同推動下,全球醫藥市場蓬勃發展。與美國、日本、歐洲發達國家和地區相比,中國、巴西、印度、俄羅斯等新興市場的增長趨勢更為明顯

2006~2018年,全球大製藥企業在新藥研發上的投入逐年增長,新藥研發投入佔處方藥銷售收入的比重最高可達20%。

當前,新藥研發更多是針對慢性疾病和退行性疾病,藥物在臨床試驗早期失敗率更高,再加上臨床費用支出項越來越複雜、試驗規模越來越大等因素,新藥研發呈現出成本越來越高、投入不斷增加的總體特點。此外,新藥臨床研究失敗的風險非常高,大概只有百分之九點幾的成功率,即差不多每10個進入臨床研究的新藥,只有1個可能獲得成功。

促成新藥研發成功的因素可以總結為5個“正確”:

正確的靶點

正確的人群

正確的組織暴露

正確的安全窗口

正確的市場潛力

各疾病領域新藥研發的成功率有所不同,成功率最高的是血液病藥物,約達到26%;成功率最低的是抗腫瘤藥物,只有5%左右。近年來罕見病藥物的研發引起國內外高度關注,現階段罕見病藥物進入臨床各階段的成功率都比較高,總研發成功率約為25%,即每4個進入臨床研究的罕見病藥物有1個可以獲得成功。孤兒藥研發成功率呈逐年上升趨勢,全球孤兒藥市場持續增長,市場佔比在20%左右。

近年來,隨著科學技術的迅速發展,生物標誌物越來越受到關注。生物標誌物在藥物的研究評價和使用中發揮著重要的指導作用。臨床研究統計表明,使用生物標誌物的藥物研發成功率明顯較高,總成功率可以達到25.9%;相比之下,沒有生物標誌物的藥物研發成功率只有8.4%。所以,利用生物標誌物來指導新藥的發現、研究和評價非常關鍵。

與生物標誌物密切相關的個性化藥物,也是近年來備受關注的研究方向。長期以來,同一種類型的疾病就使用同一種藥物治療。近來發現,同一種疾病的患者使用相同藥物後,臨床效果並不相同,安全性也不同。2015年美國FDA批准的新藥中,有28%是個性化藥物;同年FDA批准的腫瘤領域新藥中,有35%是個性化藥物。

同時,全球越來越關注適應臨床需求的突破性治療藥物的發展。現在的新藥審評審批政策特別關注臨床需求沒有得到滿足的、有希望實現突破性治療的藥物。這類藥物需要採用特殊的審評審批政策,從而滿足臨床需求,促進新藥審評審批制度的完善。

“十一五”以來,在國家重大新藥創制科技重大專項的組織引領下,我國創新藥物研發技術平臺體系建設和新藥研究實現了前所未有的發展,科技和產業實力進一步增強。全國醫藥工業總產值增幅領先於國內生產總值增幅,全國醫藥工業增加值增幅連年高於全國工業增加值增幅,醫藥產業所佔比重越來越大,比其他行業增長得更快。目前,全國醫藥工業總產值已經達到3萬億元以上,醫藥行業增長率在全球範圍內名列前茅。

我國醫藥產業總體格局為:化學藥佔主要地位,中成藥大約佔三分之一,生物醫藥佔近20%。近年來在我國獲批上市的藥品中,生物藥數量偏少,但發展態勢良好;藥品專利申請和授權數量逐年增加,在藥學領域高水平期刊上發表論文的數量佔全球比重逐漸上升,現已超過20%;論文被引用次數佔全球比重持續增加,2015年達到20%,這反映出我國藥物研發勢頭良好。此外,我國醫藥市場發展空間巨大。

新藥研發新策略和新技術

陈凯先院士谈新药研发(上):生物技术创新引领药物研发

生命科學發展的總體趨勢是:正在經歷第三次革命,具有多學科交叉融合等特點,共同推動生命科學發展;生命科學進入大數據時代,“生命數字化”將深刻影響生活;技術革新使得人類對生命的認識更加全面、精確、定量,生命科學逐漸走向成熟;改造利用的能力進一步提高;成果轉化進程不斷加速。

20世紀以來,生命科學經歷了三次革命,第一次革命發生在20世紀中期,核酸雙螺旋結構被發現,生命科學的中心法則確立,生命科學進入細胞和分子生物學時代;第二次革命是基因組研究帶來的革命;第三次革命中,生命科學、物理學、工程學等彙集到生命科學領域,共同推動其發展,並帶來一系列變化,對藥物研究產生重大影響。

生物技術創新引領藥物研發。

一是從個性化藥物到精準醫學。研究發現,藥物是否安全有效,與患者的遺傳背景有著密切聯繫。許多複雜疾病具有高度異質性,單一靶標、單一尺度的傳統用藥方法難以普遍奏效。生物標誌物,包括療效監控標誌物、預測療效標誌物、臨床反應標誌物等,對於推動個性化治療具有重要作用。從各疾病領域來看,目前腫瘤治療的個性化藥物最多,推動藥物研發從針對疾病表型的研發模式、基於靶標的研發模式,進一步發展到根據疾病的分子分型的研發模式。這使得醫學越來越精準,逐步實現個性化診療、個性化預警,從而改變未來醫療模式。

二是基因編輯。基因編輯處理的是人的遺傳密碼,可以修改與疾病相關的、導致疾病的基因,這就可能治療疾病或者阻止疾病遺傳。目前最重要的基因編輯技術是CRISPR。該技術對生命科學研究、醫學研究等影響重大,對新藥研發影響巨大。一方面是推動疾病機理研究和藥物作用的評價。研究藥物需要對疾病的發生發展有深入瞭解,對藥物作用的效果進行評價和判斷,這就需要利用動物模型進行研究。過去完成這一研究非常困難,現在利用基因編輯的辦法來構建一些疾病動物模型,可以非常有效地幫助研究疾病發生髮展的機理、評價藥物使用效果,具有革命性意義。另一方面是幫助篩選藥物靶標。如利用基因編輯技術可以對維持癌細胞生存及發展等過程具有重要作用的蛋白質及結構域進行大規模篩選,這對於尋找合適的藥物作用靶點、開發癌症治療藥物,具有重要價值。

三是CAR-T嵌合抗原受體T細胞免疫療法。CAR-T是一種全新的免疫治療方法。從患者體內提取T淋巴細胞,對它們進行“教育並訓導”(即設計並嵌合特異的腫瘤抗原),“教會”其去攻擊體內癌細胞;將這些改造後的免疫細胞在體外培養擴增後,輸入患者體內,去特異性識別和攻擊殺傷腫瘤細胞。2017年是CAR-T療法發展至關重要的一年,這類突破性的治療方案終於獲批上市,登上了“抗癌舞臺”。CAR-T療法未來的市場空間預計在350億~1000億美元。

此外,生物大數據和人工智能、3D打印技術等也對藥物研發起到了重要的推動作用。

圖/ 攝圖網

來源/《中國醫藥報》

統籌策劃:劉爽

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