| 查看: 3011 | 回复: 6 | ||||
[交流]
聚焦生物仿制药系列 已有1人参与
|
|
聚焦生物仿制药(1): 何为生物仿制药？ 作者：王守业 生物仿制药近年来已经成为国内外制药界的热点领域，面对专利保护已经或即将到期的许多生物药以及庞大的市场，我国不少制药公司也磨拳插掌，准备大举进军生物仿制药市场。另外国内外媒体也已经有过有关生物仿制药的大量报道，一些国际大型生物公司和市场调研、咨询公司也发表了不少有关生物仿制药的白皮书或者专业报告，比较著名的、在业内有广泛影响的至少有：著名生物公司安进去年发表的“Biologics and biosimilars: an overview”（生物制品与生物仿制药概述）[1]，汤森路透公司今年４月份才出炉的”Anoutlook on US biosimilar competition”(美国生物仿制药竞争展望)[2]，在此顺便感谢汤森路透公司的宁笔先生（科学网博主）在第一时间与我分享该报告。生物仿制药的火爆，甚至促使有些出版公司还开办了一些专注于生物仿制药的同行评审专业期刊。尽管如此，我迄今还没有看到任何报道能够系统、全面、深入的介绍生物仿制药，所以我力图弥补这个遗憾。尽管我并不在生物仿制药领域工作，但是由于多种原因促使我对生物仿制药很感兴趣，经过挺长时间的阅读、准备和酝酿，现在终于正式开始写有关生物仿制药的系列博文，这也算是自己的一些学习心得和总结，本文为该系列第一部分，欢迎感兴趣的网友继续关注后续部分，更欢迎评论、批评指正。 下面回到本文的中心话题：何为生物仿制药？在介绍什么是生物仿制药之前，有必要先说说什么是生物药，什么是生物制药。尤其是生物制药(biopharm,biopharmaceutical)，这是一个非常令人混淆、迷惑的概念，咋一看，或者狭义的说，生物制药是指采用生物技术生产的生物制品（生物药），它的反义词是小分子、通过化学合成的化学药，所以两者的主要区别不是药品的分子量大小，比如现在的技术发展已经可以通过化学合成（自动化）的方式合成长达上百个氨基酸的多肽，分子量上万，但是这些药（无论是试验性还是临床用的）都算不上生物药，虽然多肽本身听起来是生物制品。所以，这个狭义的生物制药可以说大致等同于生物药。 但是，广义的生物制药的概念也包括化学药，这有多种原因导致生物制药概念的外延，一是由于有些药的特点决定的，比如基于ADC技术(Antibody-Drugconjugates, 抗体偶联药物)的药，这类药尽管归类于抗体药，但是显然不是纯粹的抗体，而是抗体或者抗体片段与化学药通过特别的接头(linker)嵌合而成，所以这类药更像生物药与化学药的结合体（对ADC药感兴趣的读者，可以点击参阅我的另一博文：2013年上半年美国FDA批准的新药），因此，从这个意义上说，生物药与化学药并无严格的界限。另外，几乎没有大型国际药企（尤其是top20）只做化学药的，越来越多的原来只做化学药的公司开始进军生物药领域。另外，生物药的重要性和在药品市场中的份额也逐年增大，市场经济的特点也决定更多的制药公司开始研发生物药。 临床应用的生物药可谓是多种多样，至少包括：疫苗（又包括预防性和治疗性）、血液及血液制品、基因治疗药（我国和欧洲均已有批准上市）、器官组织、细胞（如用于治疗的干细胞）以及重组治疗性蛋白。在生物药中，最为重要是治疗性蛋白，在欧盟和美国市场，有上百种各种蛋白质类的生物药获准临床使用，每年有上千亿美元的市场销售额其中包括全球第一个、美国FDA在1982年批准的Humulin（即在大肠杆菌合成的人胰岛素，用于治疗糖尿病），更多的、至少数以百计的蛋白类药物正在进行临床实验，以后会有更多的蛋白类药物获批上市。而对于蛋白药物而言，最重要的是抗体类药物，约占蛋白药一半的市场份额，所以，对于生物仿制药企业而言，要仿制的首要目标就是抗体药，对于抗体类药物，在本系列博文以后还会专文详谈。 治疗性蛋白类药物又多种多样，根据其药理活性可分为５类[3]：1)替换人体内缺失或者不正常的蛋白；２）增强人体内已经存在的信号通路；３）提供新的功能或者活性；４）干扰人体内的某种分子或者器官组织；５）输送其它化学药或者蛋白。而根据治疗性蛋白的分子类型又可分为：抗体药、Fc(抗体可结晶片段)融合蛋白、抗凝血因子、血液因子、骨增生蛋白、工程化骨架蛋白、酶、生长因子、激素（荷尔蒙）、干扰素、白细胞介素，溶栓剂等等。 而对于生物仿制药的定义，各国并无统一的、标准的定义和看法，在我国，一提“仿制”两个字，往往意味着山寨、盗版、非法。而国际上的生物仿制药(biosimilar)却是对原研专利生物药在其专利失去的市场独占权法律保护后，进行的合法仿制。国际上，最为重要和有影响力的对生物仿制药的定义主要来自如下三个机构组织[1]。 第一：世卫组织(WHO): “Abiotherapeutic product which is similar in terms of quality, safety andefficacy to an already licensed reference biotherapeutic product”。试译如下：和一种已经批准的参考生物治疗产品在质量、安全性和效力方面均相似的生物治疗产品。 第二：欧盟EMA: “A biologicalmedicine that is developed to be similar to an existing biological medicine(the ‘reference medicine’). When approved, a biosimilar’s variability and anydifferences between it and its reference medicine will have been shown not toaffect safety or effectiveness. ”。试译如下：在研发的、与已经存在的生物药(即：参考药)类似的生物药。在批准时，该生物仿制药自身的可变性以及与参考药的任何不同之处均应被证明不影响仿制药的安全性和有效性。 第三：美国FDA: “A biologicalproduct that is highly similar to a U.S. licensed reference biological productnotwithstanding minor differences in clinically inactive components, and forwhich there are no clinically meaningful differences between the biologicalproduct and the reference product in terms of the safety, purity and potency ofthe product”. 试译如下：与一种美国批准的参考生物产品高度相似，尽管无活性组分有小的差异；和参考生物产品相比在安全性、纯度与效力方面在临床上没有显著差异。 尽管上述三种定义不尽相同，但是大同小异，并且都强调了生物仿制药的安全性的重要性，而这个安全性主要是指病人或健康受试者身上的临床安全表现，这也决定了，生物仿制药必须要有I-III期临床实验来证明与参考原研生物药相比有相似的安全性（当然还必须包括有效性等）。这也是生物仿制药和化学仿制药一大不同，对于两者的不同，下篇博文将详谈。 参考文献： [1] Amgen, Biologics and biosimilars: an overview. 2012. [2] A.BOURGOIN, B. NUSKEY, AN OUTLOOK ON US BIOSIMILAR COMPETITION. Thomson Reuters,2013. [3] D.S.Dimitrov, Therapeutic proteins, Methods Mol Biol 899 (2012) 1-26. 相关阅读：聚焦生物仿制药(２): 生物仿制药 vs. 化学仿制药 后记：本文恰好是我的第100篇博文，也是我的生物仿制药系列博文的第一篇。借此机会多整两句聊做纪念。自从两年前在科学网开博以来，在网上结识了不少素味平生的朋友，这百篇原创博文的撰写基本都是出于兴趣，有感而发，有些文章的写作当时是出于很大的激情写出来的，现在让我写也未必能写得出来。科学网上的这个博客是自我学习、也是我向网友学习的平台，尤其是不少文章被科学网编辑精选甚至置顶，使得有更多网友阅读，这也是促使我写博文的动力之一。借此机会，也一并致谢科学网编辑、读者网友、多个知名报刊杂志的主编、编辑对我博文的厚爱。本文的主要内容2013年9月4日以“聚焦生物仿制药”专题形式发表于《中国科学报》，特别感谢黄明明主编为本文的快速发表所付出的努力，该文可直接点击何为生物仿制药。文首图片链接自网络，感谢作者。 本文引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-563591-722416.html 科学网—聚焦生物仿制药(1): 何为生物仿制药？ - 王守业的博文 http://blog.sciencenet.cn/blog-563591-722416.html |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 经典资源帖 |
» 猜你喜欢
请问怎么才能在有羧基存在的情况下，只给酚羟基上甲基
已经有4人回复
-
参比制剂，自己做的PK数据与IF资料报道的数据相差很大
已经有2人回复
-
药理学论文润色/翻译怎么收费?
已经有155人回复
-
祈求中本子
已经有0人回复
-
各位大佬，H口面上什么时候会评？？？
已经有30人回复
-
2026年山东大学海洋学院生物与医药博士招生-李霞课题组
已经有0人回复
-
博士研究生招生
已经有0人回复
-
药理学、临床药学方向 调剂
已经有1人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
- 2013年生物仿制药行业分析报告.pdf
已经有341人回复
- 运用大学所学的制药工程基础论述对工程放大有何指导作用？
已经有3人回复
- 生物仿制药欧洲药监局的指导原则
已经有43人回复
- 生物仿制药的专利之路？
已经有12人回复
- 幸运但仍名不符实的中国首仿药骄子
已经有29人回复
- 激光共聚焦 图片为什么都是散点？
已经有4人回复
- 激光共聚焦观察量子点标记的细胞
已经有29人回复
- 激光扫描共聚焦显微镜
已经有5人回复
- 用激光共聚焦显微镜观察材料表面粘附的细菌，荧光染料如何选择？
已经有7人回复
- 电镜与激光共聚焦显微镜在观察细胞凋亡方面的应用
已经有10人回复
- 双向电泳，等电聚焦后，胶条酸端，总是能看到白色蛋白，这该怎么解决啊 ？？？？
已经有6人回复
- 激光共聚焦观察水处理中形成的生物膜，具体怎么操作哈？我是非本专业的菜鸟
已经有15人回复
- 激光共聚焦显微镜观察微生物菌落具体怎么操作？
已经有11人回复
- 激光共聚焦显微镜对载体表面荧光标记蛋白质能定量吗？
已经有6人回复
- 仿制药生物等效性试验（BE）和临床试验一般花费多少钱？
已经有13人回复
- 介孔硅胶纳米粒的激光共聚焦实验问题
已经有30人回复
- 等点聚焦电泳染色与脱色
已经有4人回复
- 工艺验证
已经有7人回复
- 激光共聚焦显微镜观察烟草中的GFP蛋白
已经有7人回复
- 请教 荧光共聚焦 成像！
已经有5人回复
- 【求助/交流】关于双光子荧光共聚焦显微镜的选择
已经有7人回复
- 【求助/交流】激光共聚焦显微镜与激光扫描共聚焦显微镜的区别
已经有10人回复
- IEF等电聚焦问题
已经有4人回复
|
聚焦生物仿制药(２): 生物仿制药 vs. 化学仿制药 聚焦生物仿制药(２): 生物仿制药 vs. 化学仿制药 王守业 生物仿制药和化学仿制药虽然有共同的目标—治病救人，并且又都是仿制药，但是两者显著不同，相比于化学仿制药，生物仿制药主要有“两高”的特点：即技术门槛高、投资门槛高。一般认为生物仿制药通常研发需要8-10年，比化学药仿制药3-5年要长很多。世界最大的仿制药公司之一、著名跨国药企诺华旗下的山德士认为一种典型的化学仿制药的仿制成本为2-3百万美元，而对于生物仿制药而言，这一数字则高达0.75-2.5亿美元，两者相差约百倍。尽管上述研发所需的时间和金钱成本在不同的报道会有所不同，但是没有争议的是：生物仿制药比化学仿制药所需时间更长，投资成本更高。上述的不同，是由于两类药的诸多不同造成的，本文就力图探讨两者的不同之处。 要想了解生物仿制药和化学仿制药的差异，首先需要弄清楚原研生物药和化学药的差别，表１就系统总结了两者的差别。表２则总结了生物仿制药和化学仿制药的主要区别。 表１ 原创化学药与生物药的差异 化学药 生物药 产品本身的差异 化学合成 通过细胞或生物体生物合成 低分子量 高分子量 理化性质确定 理化性质复杂 稳定 对热敏感 单一分子实体，高度化学纯 非均一混合物，理化性质易变，难以标准化 可以不同方式给药 通常注射给药 通过毛细血管快速进入循环系统 更大的分子，主要通过淋巴系统进入循环系统，易于发生蛋白水解 可分布于任何器官／组织 通常只分布于血浆和／或胞外体液 通常有特定的毒性 绝大多数为受体介导的毒性 通常无抗原活性 通常有抗原活性 生产过程的差异 通过化学分析方法可以完全表征 难以表征 易于纯化 纯化过程长复杂 污染通常易于避免，容易检测并去除污染物 更易混有污染物，检测更难，去除通常不太可能 生产过程与环境的微小变化对产品质量没有影响 产品质量对于生产过程与环境的微小变化非常敏感 表１系根据英文文献(1)制作，格式和内容略有改动。 表２ 生物仿制药、化学仿制药与原研生物药之比较 过程 原研生物药 生物仿制药 化学仿制药 生产制造过程 通过细胞或生物体生物合成 通过细胞或生物体生物合成 化学合成 对生产过程的变化敏感：昂贵的特定生产设施 对生产过程的变化敏感：昂贵的特定生产设施 对生产过程的变化不大敏感 很难重复性生产 很难重复性生产 易于重复性生产 临床实验过程 包括I-III临床实验 包括I-III临床实验 通常只需I期临床实验 上市后仍需进行药品安全监测(IV临床) 上市后仍需进行药品安全监测(IV临床) 审批时间更短 监管过程 需要证明“可比性” 需要证明“相似性” 在欧美，注册过程简化 目前，不要求自动自动替代 不允许自动替代 允许自动替代 表２系根据英文文献(1)制作，格式和内容略有改动。 小分析化学药通常是化学合成的，而大分子生物药则通常是生物合成的。两者在源头的不同就直接导致两者在结构、成分、生产方法和设备、知识产权、配方、保存方法、剂量、监管方式以及销售方式均有不同。和合成的小分子化学药相比，生物药在分子大小上要大一百至上千倍。比如抗体药分子量高达15万道尔顿，而化学药通常不到1000道尔顿。有的报道将小分子化学药的大小比作一辆自行车，而生物药的个头则相当于一架飞机，其实两者的区别不仅仅是分子大小的差别，更重要的是，生物药的分子结构要远比化学药复杂，比如蛋白类药有一级结构（氨基酸序列）和二级结构（如α螺旋、β折叠等）以及更复杂的三级结构。有些生物药，蛋白分子间三级结构的稳定结合还会形成四级结构。更为复杂的是，在生物合成后，这些生物药的结构通常会有翻译后修饰(即PTM)，包括糖基化、磷酸化等，而这些修饰，不同批次的生物药也会不尽相同。而这些变化对于生物药的生物活性可能是很关键的。 由于生物药更大的分子量和复杂的结构，生物药的表征面临很大的挑战。尽管随着现代科技的进步，分析表征生物药的技术手段越来越先进，但是由于上述的特点，即使全世界可能有的最先进的仪器设备全用上，也不可能将生物药的结构等特性完全表征清楚。这些特点也注定，生物仿制药不可能完全和原研药一模一样，即使是同一家公司生产的同一种生物药，不同批次也会有差异，即使是同一批次，在储存、流通的过程中，生物药（尤其是蛋白类药物）的结构和活性也不可避免的会有所变化。对于生物仿制药生产商而言，由于知识产权保护等多种原因，原研药公司所采用的生产工艺甚至是所采用的细胞系都会不清楚，这就更导致生物仿制药与原研药不会一样。另外，对于生物药而言，其生产及流通过程更加复杂，要求也更高，有许多步骤，细胞培养的条件(温度和营养)、产品的加工、纯化、储存和包装等各个环节都会影响产品的生产，整个过程中的微小差别都可能会对最终产品的质量、纯度、生物特性以及临床效果产生较大的影响。正由于上述种种原因，虽然化学仿制药的英文是generic drug, 但是生物仿制药并非是biogeneric, 而是biosimilar，因为生物仿制药只可能与原研药“相似”（similar），绝无可能一样。正是由于这个原因，我国有业内人士认为biosimilar应该被译为生物相似药，而非生物仿制药。 然而对于传统的小分子化学药而言，一般都有非常确定而且稳定的化学结构，现有的分析方法（比如红外、核磁共振、X-射线衍射、质谱等）足以将其化学结构完全搞清楚。所以，总的来说，生物药的生产对于其生产条件的要求远比化学药苛刻，当然生产成本也更高，而且生物药的临床前和临床阶段的研发成本也更高，因为监管机构（尤其是在欧美）要求生物仿制药生产商提供足够的临床数据充分证明生物仿制药和原研药有一样的临床疗效，这也导致生物仿制药在获批上市前的仿制成本往往是化学药的上百倍。也正是由于生物仿制药高昂的仿制成本和生产成本，一般生物仿制药和原研药相比，只能降价10-30%，而化学仿制药则可高达80%甚至更高的比例（这一点对于印度制造的化学仿制药尤其如此），所以化学原研药一旦专利过期，就会受到仿制药的猛烈冲击，销售额会大幅度下降，而化学仿制药也会很快抢占市场，而生物原研药则在专利过期后，其销量受仿制药的影响较小。生物药和化学药的另外一个重要区别是它们的免疫原性，几乎所有的治疗性蛋白都会在人体内产生抗体。它们会通过中和内源性因子而降低活力甚至诱发严重的副作用。 生物仿制药和化学仿制药另外一个区别还反映在上市后的监管上，化学仿制药由于和原研药结构相同，且结构简单，欧美监管机构允许药剂师可以自主用化学仿制药替换原研药（即：自动替换政策），无需通知开处方的医生。而对于生物仿制药，在欧盟，法规明确要求不允许自动替换。尽管美国目前还没有明确强制要求不允许用生物仿制药自动替换原研药，但是目前看，以后的政策有可能向欧盟靠近，最近，美国的一些领军生物公司，如位于加州的安进公司正游说加州州议会通过法案，立法要求药剂师在用生物仿制药替换原研药前，必须提前知会开处方的医生，而这显然会限制或约束生物仿制药的临床使用。据报道，现在美国已有十余个州正考虑通过类似的方案以保护患者。这对于有志于进军生物仿制药的企业而言，也是一个潜在的风险。 所以，相较于化学药，更加复杂并且通常也更加昂贵的生物药推向市场也面临更大的挑战，尤其是对于低收入水平的发展中国家而言。尽管目前在我国，本土生物药（绝大多数是所谓的第一波生物仿制药，如干扰素、生长因子等）在总的药物市场所占比例较小，而在欧美，获批的创新生物药数量近几年基本占获批新药总量的三成以上，由于生物药价格一般更高，生物药的市场份额在全球不断快速上升（2011年约占16%）。就全球而言，目前生物仿制药还基本处于起步阶段，生物仿制药目前所占市场份额可以说还微不足道，但是，业界普遍认为，未来10-15年是生物仿制药的黄金发展期，据医药领域世界顶级咨询公司IMS Health预测，至2020年，生物仿制药的年销售额有望达到250亿美元，约占生物药市场份额的10%(2)。因此，面对如此大的蛋糕，我国做为仿制药大国，面对如此良机，政府和相关制药企业需要对生物仿制药有深刻了解，认真布局，抢占世界第二波生物仿制药先机（尽管目前看不大可能会真的抢占先机），但也不能一哄而上，以避免当年第一波生物仿制药的恶性竞争。当然由于由于生物仿制药技术门槛高、投资门槛高等特点，一般小型制药企业即使想上马也只能望洋兴叹。 主要参考文献 1. Sekhon BS, Saluja V. Biosimilars: an overview.Biosimilars 2011;1:1-11. 2. IMS Health. Shaping the biosimilars opportunity: Aglobal perspective on the evolving biosimilars landscape. 2011. 相关阅读：聚焦生物仿制药(1): 何为生物仿制药？ 后记：本文经删改后，2013年9月11日发表于《中国科学报》，由于篇幅所限，文中表1未能发表。该文可直接点击：生物仿制药 vs 化学仿制药：关键在“生物”。 科学网—聚焦生物仿制药(２): 生物仿制药 vs. 化学仿制药 - 王守业的博文 http://blog.sciencenet.cn/blog-563591-724175.html |
2楼2013-12-12 18:57:32
3楼2013-12-12 19:00:54
|
聚焦生物仿制药(4): 生物仿制药的技术门槛到底有多高？ 王守业 在我的第2篇生物仿制药博文曾经提到生物仿制药一个特点为技术门槛高，我个人认为这个技术门槛高至少表现在两大方面：第一个方面是有关生产、制造过程和工艺流程，在产品生产过程中有多种因素可能会影响到生物仿制药的质量，如分子设计、表达系统、细胞株类型、翻译后修饰(PTM)、不纯物和污染物、配方和辅料、包装容器、生产过程中的蛋白降解等；另外一大方面就是对生物仿制药在质量、安全性和有效性(QSE)等方面进行分析检测、表征，需要在临床试验前在蛋白的多种性质上和原研药参考品一致，这种一致性，根据欧盟EMA的要求需要“相似”（similar）, 而根据美国FDA的要求则需要“高度相似”（highly similar）。出于工作关系和个人兴趣，我就谈谈生物仿制药的分析技术。如文中表格所示，生物仿制药的表征分析，涉及许多生物化学和生物物理技术，我对这些技术都谈不上精通，但是对于大多数技术还算略知一二，本文无意具体谈这些分析技术的细节和难度，而只是想通过评论这些技术手段试图说明进入生物仿制药的门槛很高。 与评价化学药类似，对于生物药的评价，质量、安全性和有效性可以说是最重要的三个方面，而质量又是安全性和有效性的前提和基础。而对于生物药的质量方面，FDA认为治疗性蛋白的三大方面的性质虽然不能被完全充分测定，但是对于评价蛋白药是非常重要的：即PTM、蛋白高级结构和蛋白聚集，下面将分别简单介绍。 蛋白的翻译后修饰(PTM)有很多种，常见的包括糖基化（又可细分为：半乳糖苷基化、岩藻糖基化、唾液酸糖苷化等）、氧化、磷酸化、硫酸化、脂化、二硫键形成和脱酰胺[1]。这些化学变化大多是在细胞内发生的，但是有些也可能发生在生产的各个阶段如纯化和储存过程。现在的科学研究已经表明, 蛋白的PTM会影响蛋白的活性和免疫原性。蛋白的PTM还可能会改变蛋白的结构进而引起聚集，从而进一步影响蛋白的免疫原性。因此，需要对蛋白类药物的生产各个阶段对蛋白质的PTM进行检测。对于含有许多种蛋白质的复杂混合物（如有些预防性疫苗）这类蛋白药物，即使是采用蛋白质组学技术，如果检测所有蛋白的PTM也是一个非常大的挑战。对于单一成分的纯化蛋白药，其PTM的检测和监测则相对容易一些，研究蛋白PTM的最有力的利器当是生物质谱了[主要是基于电喷雾（ESI）和基质辅助激光解离(MALDI)两种技术]。质谱在生物仿制药领域的应用近年来明显增多，今年6月份，在美国Minneapolis召开的第61届美国质谱协会会议上，至少有超过10个口头报告或墙报是直接用质谱研究生物仿制药PTM的，其中糖基化研究占比最大。但是由于生物质谱价格昂贵，动辄就是几十万美元，高端点的，售价基本都在50万美元以上，这也限制了生物质谱在包括生物仿制药在内的生物制药领域的应用。 评估生物仿制药质量、安全性和有效性(QSE)的分析方法 生物仿制药特性 分析方法 氨基酸一级结构 离子交换，高效(压)液相色谱, 凝胶电泳 免疫原性 免疫分析 效力，活性 基因表达谱，细胞生物鉴定, 抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（ADCC）, 补体依赖的细胞毒性(CDC) 构象，结构 圆二色性谱，傅里叶变换红外光谱，X-射线晶体结构，差示扫描量热法，氢氘交换质谱，核磁共振(NMR)， 蛋白截短 排阻／反向－高效(压)液相色谱，凝胶电泳，分析超速离心，利用质谱进行多肽谱分析 糖基化 生物质谱，单糖组成分析，寡糖组成分析，毛细管电泳 磷酸化 利用质谱进行多肽谱分析 聚乙二醇修饰 高效(压)液相色谱，毛细管电泳 聚集 排阻－高效(压)液相色谱，凝胶电泳，分析超速离心，光散射法 氧化 利用质谱进行多肽谱分析 脱酰胺 毛细管等电聚焦电泳，利用质谱进行多肽谱分析，阳离子交换－高效(压)液相色谱，C-末端赖氨酸分析 宿主细胞蛋白 酶联免疫吸附(ELISA), DNA, 内毒素分析 结合 细胞实验，光谱，ELISA，表面等离子体共振 生物活性 细胞实验，动物模型 表格主要根据文献[2]制作，有补充和改动。 蛋白的高级结构是指蛋白的二级、三级和四级结构，这些结构特性决定了蛋白的三维空间结构，也进而最终决定了蛋白的功能和活性。因此，比较生物仿制药（指蛋白药）和原研药的蛋白的高级结构是证明两只药相似的重要手段。X-射线衍射和核磁共振(NMR)是公认的测定蛋白质三维空间结构的两种最主要的技术。但是，对于生物仿制药和原研药的结构相似性研究，这两种技术都有很大的挑战。对于X-射线衍射而言，需要耗时较长的蛋白结晶过程和数据解析过程，对于样品量较大的工业界而言，这显然不能满足高通量的要求。而NMR，不但价格昂贵、灵敏度相对较低、数据分析耗时长，对于分析分子量达150 kDa的大分子抗体药，也面临很大的挑战，所以NMR在生物仿制药领域注定应用非常有限。 另外，还有一些其它经典生物物理技术被用于表征蛋白的结构，如圆二色性谱、傅里叶变换红外光谱、荧光光谱、差示扫描量热法、分析超速离心、排阻色谱以及各种染料结合鉴别技术等。这些技术一个最主要的限制就是只能检测来自蛋白不同部位某一种总的信号。从这些测定得到的信息只能得到生物药整个结构的总的平均值。比如对于圆二色性谱测定就只能表明某一种主要的二级结构（α螺旋、b折叠和无规卷曲）的平均百分比。如果一个含有多个α螺旋结构的蛋白，其中只有一个α螺旋结构和另一蛋白相比发生了变化，但是即使这一变化相对较大，被另外不变的α螺旋平均以后，圆二色性谱所能测到的变化也可能很小，甚至没有可以测量出的变化。所以这些经典生物物理技术不能用于检测生物药很小的结构变化。而更灵敏的技术则是氢氘交换质谱(HDX-MS), 这也进一步显示质谱技术在比较生物仿制药和原研药结构方面的重要性。现代生物质谱技术在生物药领域的应用已经远不止仅仅只能做蛋白质鉴定、分子量测定、氨基酸序列测定，蛋白结构仅仅是其新的多种应用的一个方面。 蛋白聚集是蛋白药生产过程中很头疼的问题，尤其是对于高浓度的蛋白溶液，很容易引起蛋白聚集。单体蛋白的聚集过程可以是可逆的、也可能是不可逆的，其聚集后的大小可以从二聚体到包含有上万亿个蛋白单体的、肉眼就可看见的颗粒。总的来说，蛋白聚集，对于任何蛋白药都会是问题。蛋白聚集不但会降低蛋白药的有效剂量，更大的问题是可能会引起毒副作用和免疫反应，在有些特别情况下，这些难以预料的副作用甚至可能是致命的。正由于此，蛋白聚集必须被检测、定量和表征用以比较生物仿制药和原研药。如表中所示，表征蛋白聚集的主要分析技术包括排阻－高效(压)液相色谱(SEX-HPLC)，凝胶电泳，分析超速离心，光散射法。由于简单、易用、廉价、快速、样品用量少等特点，SEX-HPLC是目前检测蛋白聚集的最常用方法。当然SEX-HPLC也有自己的缺点，如较大的蛋白聚体可能在进样上柱时就被除去，造成假阴性。这也进一步说明没有任何一种十全十美的分析技术，正是缘于此，美国FDA建议生物仿制药研发企业不但检测蛋白不同种性质，也建议采用多种技术检测同一种性质，以尽量得到更全面的生物仿制药和原研药可以比较的多种信息(如理化性质、生物活性、免疫化学性质、纯度、不纯物和污染物等)。 值得一提的是，在生物仿制药有两个常用且易于混淆的概念：可比性(comparability)和相似性(similarity) 。国际人用药注册技术协调会议(ICH), 明确定义和限制可比性是指同一家生产商所生产的原研药（包括批准上市后阶段），在生产工艺变化（如放大）后，两种工艺所生产的同一产品（当然不可能100%相同）的可比性（参见ICH Q5E指导性文件：Comparability of Biotechnological/Biological Products Subject to Changes in their Manufacturing Process, 生产过程变化后生物工程/生物产品的可比性)。而相似性则是生物仿制药生产商仿制的生物药与原研药生产商制造的参考品相比较而言的。但是，事实上，可比性和相似性这两个概念在生物仿制药领域经常被不加区分的使用。如果根据ICH的定义，可比性概念是不可以用于生物仿制药的。事实上，对于开发生物仿制药的厂商而言，最大的困难显然不是上述两个易混淆的概念，可能一个最大的困难是生物仿制药与原研药的相似度要多高才足够高，目前欧盟EMA和美国FDA已经出台的有关生物仿制药的指导性政策文件都没有明确的界定，而由于生物药的复杂性和其本身的千差万别，也决定无法有明确的界定。所以欧盟EMA和美国FDA的有关文件中时常会出现“case by case”（具体问题具体分析）的字眼。 主要参考文献 [1] S.A.Berkowitz, J.R. Engen, J.R. Mazzeo, G.B. Jones, Analytical tools for characterizing biopharmaceuticals and the implications for biosimilars, Nat Rev Drug Discov 11 (2012) 527-540. [2] B.S.Sekhon, V. Saluja, Biosimilars: an overview, Biosimilars 1 (2011) 1-11. 后记：本文主要内容2013年10月23日发表于《中国科学报》第8版，标题为：生物仿制药的技术门槛有多高，本博文为原文，发表后有较多删改。本系列博文，未完待续，敬请继续关注。 科学网—聚焦生物仿制药(4): 生物仿制药的技术门槛到底有多高？ - 王守业的博文 http://blog.sciencenet.cn/blog-563591-735514.html |
4楼2013-12-12 19:02:53
5楼2013-12-12 19:05:12
6楼2013-12-12 19:11:11
jerry_dlut
至尊木虫 (知名作家)
- 应助: 31 (小学生)
- 金币: 12291.1
- 散金: 350
- 红花: 9
- 帖子: 6438
- 在线: 272.7小时
- 虫号: 511833
- 注册: 2008-02-26
- 专业: 有机高分子功能材料
7楼2013-12-14 22:19:41
