生物藥物研發(fā)項目中的技術(shù)風(fēng)險分析＊

車 越，何 珊，陳玉文

(沈陽藥科大學(xué)工商管理學(xué)院，遼寧 沈陽 110016)

生物藥物是以微生物、細(xì)胞、動物或人源組織和體液等為原料，應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)或現(xiàn)代生物技術(shù)制成，用于人類疾病的預(yù)防、治療和診斷的藥物[1]。隨著化學(xué)藥物和中藥的自身限制及人口老齡化和醫(yī)改政策的不斷推進(jìn)，生物藥物獲得了前所未有的發(fā)展空間和市場前景。2013 年，醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入21 682 億元，生物藥品2 381 億元，同比增長17.5%;2013 年，醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)利潤總額2 197 億元，同比增長17.6% ，生物藥物同比增長13.2%。預(yù)計到2020 年，生物藥物占全部藥品收入的比重將超過三分之一。但我國生物藥物研發(fā)面臨的局面是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，存在技術(shù)創(chuàng)新能力弱、創(chuàng)新體系有待完善、生物技術(shù)藥物規(guī)模小、藥物制劑發(fā)展水平低等問題。國家“十二五”規(guī)劃中，明確將生物藥物研發(fā)作為國家醫(yī)藥工業(yè)重點領(lǐng)域，突破生物技術(shù)藥物產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)瓶頸，開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品，搶占世界生物技術(shù)藥物制高點。識別并降低研發(fā)風(fēng)險，有利于加快新藥成功上市的進(jìn)程。生物藥物研發(fā)項目風(fēng)險一般可分為技術(shù)風(fēng)險、財務(wù)風(fēng)險、管理風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、生產(chǎn)風(fēng)險和市場風(fēng)險[2]，其中技術(shù)風(fēng)險是重中之重。筆者從生物藥物研發(fā)項目的技術(shù)風(fēng)險入手，對不同研發(fā)環(huán)節(jié)的風(fēng)險進(jìn)行闡述，為生物藥物研發(fā)的風(fēng)險控制提供參考。

1 實驗室研究階段

生物藥物的實驗室研究階段包括藥物靶點的發(fā)現(xiàn)、制備和初步篩選。實驗室研究階段決定了生物藥物研發(fā)的成敗，在海量基因或蛋白中發(fā)現(xiàn)與疾病相關(guān)的作用靶點，通過基因工程技術(shù)、酶及細(xì)胞固定化技術(shù)、細(xì)胞工程及單克隆抗體技術(shù)等[3]獲得理想藥效的生物活性物質(zhì)，動物試驗篩選出具有藥效的備選藥物進(jìn)行臨床前試驗。與歐美發(fā)達(dá)國家相比，我國生物藥物在實驗室研究階段存在的技術(shù)差距是巨大的，新技術(shù)應(yīng)用較晚，發(fā)展較緩慢，缺乏專業(yè)人才，這些都是制約實驗室階段研發(fā)的因素。其中技術(shù)風(fēng)險主要有技術(shù)應(yīng)用不成熟和技術(shù)創(chuàng)新能力不足。

技術(shù)應(yīng)用不成熟:20 世紀(jì)70 年代初期，美國等國家DNA 重組及轉(zhuǎn)化技術(shù)和淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)的研究成功并投入使用，揭開了生物技術(shù)應(yīng)用于制藥行業(yè)的帷幕[4]，我國生物技術(shù)制藥起步較晚，始于20 世紀(jì)80 年代。由于綜合國力的差距，我國生物藥物上游的研發(fā)技術(shù)應(yīng)用并不成熟。在靶點發(fā)現(xiàn)方面，基因水平篩選風(fēng)險來自于基因技術(shù)發(fā)展還不成熟，對所有基因的作用不明了，導(dǎo)致獲得靶點的效果不理想[5];轉(zhuǎn)錄水平發(fā)現(xiàn)靶點的風(fēng)險主要來自RNA 干擾技術(shù)在細(xì)胞中的轉(zhuǎn)染效率較低，動物體內(nèi)和人體內(nèi)結(jié)果的相似性有待考察，在特異性設(shè)計上不夠成熟[6];蛋白水平篩選中，噬菌體展示技術(shù)的不成熟限制了展示容量，特異性檢測水平不高及篩選后蛋白功能具體測定不夠精確[7]。在藥物制備過程中，我國生物藥物制備技術(shù)相對滯后，用哺乳動物細(xì)胞表達(dá)的、技術(shù)門檻高的生物技術(shù)藥物，在國內(nèi)極少有人問津。

技術(shù)創(chuàng)新能力不足:生物藥物研發(fā)項目的核心是應(yīng)用生物技術(shù)的新方法創(chuàng)制出藥效更明顯、毒副作用更小的藥物，核心是技術(shù)創(chuàng)新能力。我國生物技術(shù)發(fā)展的客觀環(huán)境一直制約了生物技術(shù)的創(chuàng)新能力，生物制藥企業(yè)研發(fā)的思想意識還比較落后，新藥研發(fā)過程仍沿用了學(xué)術(shù)工作的方式，從文獻(xiàn)索引開始，仍然走的模仿之路，缺乏原創(chuàng)性[8]。創(chuàng)新能力不足更多的是針對項目組織中人才和投入的缺乏，難以從實驗室的小試階段順利進(jìn)行到中試及放大試驗，如在抗體藥物制備方面，基因重組治療性抗體構(gòu)建技術(shù)嚴(yán)重落后于歐美，抗體大量生產(chǎn)的動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)仍處于實驗室制備技術(shù)層面，即使是鼠源單抗，也還是要通過小鼠腹水這種難以控制質(zhì)量的方法生產(chǎn)[9]。

2 臨床前研究階段

通過實驗室階段獲得的先導(dǎo)化合物，在證實其進(jìn)行藥學(xué)的安全性試驗、鑒定試驗、純度試驗、效能試驗的基礎(chǔ)上，藥品研發(fā)機(jī)構(gòu)可申請藥物的臨床前研究，臨床前研究階段包括了藥物效應(yīng)動力學(xué)(簡稱藥效學(xué))、藥代動力學(xué)、安全性等方面的研究。生物藥物臨床前研究的內(nèi)容與化學(xué)藥物和中藥有一定相似性，但生物制品很難完全確定其結(jié)構(gòu)，具有免疫原性，生產(chǎn)過程容易受到污染等，國內(nèi)生物藥物臨床前評價體系還不完善，這就決定了生物藥物臨床前研究存在著關(guān)鍵性的技術(shù)風(fēng)險。

藥效學(xué)研究風(fēng)險:藥效學(xué)研究的主要目的是確定藥物的治療作用和一般藥理作用，為新藥臨床試驗提供可靠依據(jù)。生物藥物臨床前研究要注意主要藥效學(xué)的研究，如抗腫瘤抗體藥物要進(jìn)行體外抑瘤活性、體內(nèi)抑瘤活性、作用機(jī)制、耐藥性試驗、聯(lián)合用藥等試驗內(nèi)容。觀測生理機(jī)能的改變，如新藥對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生興奮還是抑制，對心肌收縮力或胃腸道運動是加強還是減弱，對血管或支氣管是擴(kuò)張還是收縮等;測定生化指標(biāo)的變化，如血糖、電解質(zhì)、生理活性物質(zhì)，血管緊張素、前列腺素、環(huán)磷普濃度的改變等;觀測組織形態(tài)學(xué)變化，如血細(xì)胞大小、甲狀腺大小、腎上腺皮質(zhì)萎縮等。該研究內(nèi)容容易受到技術(shù)限制，如藥品研發(fā)技術(shù)不成熟、設(shè)備不先進(jìn)或技術(shù)過于復(fù)雜。另外，試驗方案的合理性和試驗過程的規(guī)范性都會影響藥效學(xué)研究的結(jié)果，從而決定整個生物藥物研發(fā)的成敗。

藥代動力學(xué)研究風(fēng)險:藥代動力學(xué)研究內(nèi)容通常是指新藥的吸收、分布、代謝、排泄等信息。動物藥代動力學(xué)研究需考慮以下要點:受試制劑符合要求;對樣品分析方法學(xué)有篩選和確證研究;生物利用度及其影響因素;代謝轉(zhuǎn)化及其途徑、代謝酶;組織分布及造模動物組織分布;物料平衡信息;代謝過程復(fù)雜時需考慮種屬差異及其對藥效和毒理研究的影響;動物毒藥物的藥代動力學(xué)(ADME)研究結(jié)果對早期人體試驗的預(yù)測作用。生物藥物中，蛋白多肽類藥物和內(nèi)源性蛋白多肽都由氨基酸組成，結(jié)構(gòu)性質(zhì)相似，難以分離、提取和純化;在藥代動力學(xué)研究中，目標(biāo)蛋白多肽給藥量小，血藥濃度極低，而各種內(nèi)源性蛋白含量要高出其上萬倍，這種干擾給目標(biāo)分子的有效提取和準(zhǔn)確測量增加了難度。核酸類藥物目前缺少精確度高的定性分析方法。單克隆抗體藥物藥代動力學(xué)國內(nèi)研究仍處于初級階段，這些都是生物藥物臨床前藥代動力學(xué)研究的技術(shù)風(fēng)險[10]。

毒理學(xué)研究風(fēng)險:按照《藥品注冊管理辦法》中對生物藥物申報的要求，生物藥物臨床前毒理學(xué)研究要進(jìn)行急性毒性試驗、長期毒性試驗、遺傳毒性試驗、生殖毒性試驗、致癌試驗、免疫毒性試驗和局部刺激試驗。生物藥物由于其具有結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、保存條件、可能存在的內(nèi)源性對等物和作用靶點明確等固有的特點，所以免疫毒性試驗尤為重要。試驗內(nèi)容包括白細(xì)胞總數(shù)及其分類計數(shù)、球蛋白和白/球比值、淋巴器官/組織的大體解剖、胸腺和脾臟的器官重量和組織學(xué)檢查;抗體滴度、抗體的出現(xiàn)時間、出現(xiàn)抗體的動物數(shù)、劑量關(guān)系、抗體滴度的動態(tài)變化、抗體的中和活性、同期的藥效/藥代/毒性反應(yīng)的變化、補體激活與否、免疫復(fù)合物在肝腎的沉積、終止給藥的條件、臨床意義分析等[11]。毒理學(xué)研究階段的主要技術(shù)風(fēng)險是試驗方案設(shè)計的合理性，目前還未徹底解決恰當(dāng)?shù)膭游锓N屬與有針對性而靈敏的觀察指標(biāo)，給藥方式的合理性均有待探索。

3 臨床研究階段

新藥的臨床試驗研究屬于人體生物醫(yī)學(xué)研究范疇，是新藥開發(fā)研制過程中不可缺少而又極其重要的階段。新藥臨床研究者通過試驗，掌握人體對新藥的耐受程度、新藥的藥代動力學(xué)指標(biāo)及藥物的安全性、有效性研究數(shù)據(jù)，為藥品上市提供臨床相關(guān)依據(jù)[12]。Ⅰ期臨床研究主要研究藥物對人的安全問題而非療效問題;Ⅱ期臨床研究主要目的是通過對小規(guī)模用藥患者療效和安全性的嚴(yán)密觀察，篩選出有效藥物;Ⅲ期臨床研究主要是把篩選出的有效藥物與當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)治療方法進(jìn)行比較;Ⅳ期臨床主要關(guān)注上市后的不良反應(yīng)及長期病死率和死亡率研究。在臨床研究階段，技術(shù)風(fēng)險伴隨著藥品研發(fā)的整個過程，受試藥物參與臨床研究的人員都是技術(shù)風(fēng)險的來源。

試驗設(shè)計風(fēng)險:良好的方案設(shè)計是臨床試驗順利實施的關(guān)鍵因素之一。前期試驗數(shù)據(jù)的解讀、受試人群的選擇、安慰劑和雙盲的設(shè)計、首次人類試驗、首次劑量計算、劑量推升及終止劑量的計算，這些都是臨床試驗設(shè)計中主要的技術(shù)風(fēng)險[13]。最新研究表明，根據(jù)基因型對受試者進(jìn)行分層分析，可減少在Ⅰ～Ⅳ期臨床試驗中受試者的納入人數(shù)，盡可能地減少毒性反應(yīng)，縮短上市時間。但藥物基因組學(xué)在臨床試驗中的應(yīng)用尚處于早期階段[14]。國內(nèi)臨床試驗設(shè)計的問題仍亟待解決。

臨床試驗機(jī)構(gòu)風(fēng)險:技術(shù)人員是臨床試驗的關(guān)鍵部分，我國相關(guān)法規(guī)規(guī)定，主要研究人員均應(yīng)為具有執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格的臨床醫(yī)師。但由于監(jiān)管不健全，存在操作流程不規(guī)范，技術(shù)人員經(jīng)驗不足等現(xiàn)象，對臨床試驗的結(jié)果都會造成影響。研究人員所屬的臨床試驗機(jī)構(gòu)投入有限，執(zhí)行過程不規(guī)范，對受試者的權(quán)益造成損害，更有甚者可以隱瞞不良反應(yīng)，以加快臨床試驗進(jìn)程，這些都是風(fēng)險，為生物藥物的上市埋下了巨大隱患，危害巨大。

4 結(jié)語

生物藥物因其靶向性高、毒副作用小、療效顯著等特點，正逐漸成為全球需求最廣、市場最大、利潤最高的藥品種類。世界上許多國家都把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，不斷加大對生物制藥技術(shù)的扶持與投入。我國在生物藥物領(lǐng)域與世界先進(jìn)國家的差距仍然明顯，加快生物藥物研發(fā)的步伐，降低藥物研發(fā)的技術(shù)風(fēng)險迫在眉睫。筆者從生物藥物研發(fā)的不同階段，分別闡述了其技術(shù)風(fēng)險，旨在為降低生物藥物研發(fā)技術(shù)風(fēng)險提供參考，以推進(jìn)生物藥物研發(fā)項目順利進(jìn)行，增加生物藥物研發(fā)的成功率。

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