大分子藥物

作者:ein & Cheryl   |   2015 / 01 / 12

文章來源:股感知識庫   |   圖片來源:股感知識庫


大分子藥物顧名思義即是指分子量較大的藥品,利用生物技術以微生物、植物及動物細胞等製造出產品,可治療體內因缺乏這類蛋白質而衍生的疾病,故又稱為生物製劑 (Biologics)及蛋白質 (Protein drug)。第一個生物製劑是在1921年發展出來的,是由狗的胰臟分離出胰島素的分子,用以治療先天性糖尿病。接下來在1973年由Herbert Boyer和Stanley Cohen研發出DNA重組技術,將人類基因插入至細菌基因內,藉由細菌快速繁殖的特性,提供了非人類物種幫忙生產人類蛋白質的技術。到了1984年才發展出製造單株抗體的能力,屬於非常新興的醫療技術。

生物製劑由於具有專一辨識性,在治療上較不會有系統性毒性問題,目前多應用於治療貧血、癌症、自體免疫性疾病等,是新一代病患的福音。而因生產技術困難,大分子藥物的價格約是傳統化學治療藥物價格的二十倍!甚至有的藥品治療一年費用高達四十萬美元。例如:Trastuzumab ( Herceptin, 賀癌平) 是一種單株抗體用藥,臨床上使用於乳癌的治療,每瓶注射劑高達六萬多元,預估每位早期乳癌患者持續治療一年的藥費需要80萬元。

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美、歐、日等成熟市場為生物製劑的主力市場,三者共佔 81%,隨著新興國家的經濟改善以及對生物技術的重視,未來生物製劑將在新興國家快速成長。

 

大分子藥物分類

生物製劑包括了經由基因工程或細胞培養技術製造而得的蛋白質、胜肽及其衍生物,其分類如下表所列,因具高水溶性,因此較易被製成各種液態藥劑,如:口服液及針劑等。早期的生技藥物主要為血球生成素、胰島素等人體本來就有的蛋白質,而近代大分子藥物指的是人工設計出來的單株抗體藥物。

藥品圖表-02

其中以單株抗體藥物最有競爭力,據IEK估計,目前單抗相關藥物的市場總值約655億美元(約占整體生物製劑4成),近年市場成長率都維持在10%左右,預估2016年全球10大暢銷藥都將被單株抗體藥物佔領!單抗藥品具有優越的專一性,可以集中攻擊癌細胞而不致於傷害正常細胞,亦可以攜帶抗癌藥物到達腫瘤標的,降低目前抗癌藥物專一性不佳所造成的嚴重副作用,是極具潛力的標靶治療工具!相較於傳統的化學治療所形成的嚴重副作用,單抗藥品藥效直接、副作用低,但平均一個療程以萬元美金起跳。

 

大分子藥物專業代工廠 (俗稱蛋白質廠)

 

藥品圖表-01

大分子藥物開發及商品化必須經過初期的研究,如基因選殖、表現及培養條件);中期的製程放大及開發,如生產株的最適化培養、純化;以及後期的臨床試驗。完成後再經由衛生主管機關查驗登記核准後,才能上市銷售。

提供大分子藥物生產的公司稱為蛋白質廠,目前生物製劑的生產大多是利用人工基因重組,植入細菌 (例如:大腸桿菌)、酵母菌或哺乳動物細胞內,再以生物反應器生產蛋白質藥物。若是使用不同的基因改良就可以產生不同的蛋白質)。

生物反應器(Bioreactor)是在體外進行生化反應的裝置系統,是一種生物功能模擬機,可分為細菌基因工程、細胞基因工程及轉基因動植物生物反應器。細菌基因工程產物往往不具備生物活性,必須經過糖基化、羥基化等一系列修飾加工後才能成為有效的藥物,而細胞基因工程又因為哺乳動物細胞的培養條件要求苛刻、成本太高而限制了規模生產。轉基因動物生物反應器克服了前面兩者的缺陷,還具有產品質量高、容易提純的特點,成為目前大家關心的焦點。

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一般臨床用的單株抗體藥物以20公升的生物反應器生產即可,上市的單株抗體藥物則需用到200公升的大型反應器生產。由於生產過程需要高度的無菌工廠、發酵槽、複雜的純化過程以及專業技術能力,使得此種生產方式的製造成本相當昂貴,據統計,須耗時4至5年的時間方能完成建構出完整的生產設施並取得生產核准,成本約需美金1.5~5億美元間,此即生技藥品價格居高不下的原因之一。

 

全球蛋白質藥廠產能不足

生物製劑的生產製程、複雜度及品管要求皆較傳統小分子化學藥物要高,因此,自從有蛋白質藥物以來,『產能』一直被看作是市場發展受阻的主要原因。以上面所介紹的轉殖動物製藥工廠為例,面臨的挑戰有大規模動物飼養的生產管理:150隻以上的轉殖動物,及基因轉殖產量過少:每公升牛奶不到1克,但預估市場年需求會成長至總量一公噸以上。這些都是目前生技產業欲商業化量產必須解決的問題。例如:Immunex因Enbrel的產能不足以供應市場需求,使其在2001年至少減少了2億美元的營收!

產能不足的解決方案之一就是尋找生產蛋白質藥物的替代方法,另外也可委託生產製造生物藥劑的專業外包公司 (Contract Manufacture Organization, CMO) 以降低生產風險。數據顯示目前全球生物技術藥的產能離實際需求量還差3倍多,也就是說提高4倍才能滿足生產的實際需求。

天平

 

生物技術產業被譽為21世紀的明星產業,我國政府近年來也將生技產業列為國家重點發展的目標之一!全球大分子藥物具代表性的公司有羅氏 (Roche)、賽諾菲 (Sanofi)和安進 (Amgen)。大型製藥業為了擁有足夠的產品線,陸續以併購的方式取得新藥與更新技術資源,例如:安進收購癌症治療藥物生産商Onyx Pharmaceuticals就是2013年的指標案例,如何解決蛋白質藥廠產能不足的問題也是個決定市場的重要關鍵。2004 年生物製劑在全球前百大藥品中市場值只佔17%,在 2011年達到 34%,預估在2018年百大藥品中將達到 49%,與小分子藥物均分天下!

 

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ein
一位投入家庭的藥師,在服務病人與寫文章時都力求『真理』,會查閱各方觀點後綜合出最佳意見,所以呈現出的內容多為平實簡單但實用
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