中科院馬大為院士:Me-better是中國制藥行業(yè)的致勝關(guān)鍵
馬大為院士的小分子藥物知識(shí)科普
今天給大家介紹一下小分子藥物,我是學(xué)化學(xué)出身,肆虐全世界的新冠病毒改變了人們的生活。在抗疫過程中,我們不單學(xué)習(xí)了很多病毒知識(shí),也介入了很多藥物和疫苗的內(nèi)容。新冠藥物研發(fā)也開展了很多,比如雙黃連口服液、甘草酸、連花清瘟等,以及人們寄以厚望的瑞德西韋和氯喹等。
新 冠 病 毒 和 “ 新 冠 治 療 藥 物 ”
從做藥標(biāo)準(zhǔn)來講,這些藥物可能對新冠有點(diǎn)輔助作用,但絕對不是治療新冠的藥物。盡管有關(guān)方面介入很多,但按照正常標(biāo)準(zhǔn)來講,截止目前我們還未能拿到合適的藥。其實(shí)最關(guān)鍵的是,一個(gè)藥最后出來時(shí)是否有效。
這就需要通過嚴(yán)格的臨床雙盲實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。到現(xiàn)在為止,很多藥物的雙盲實(shí)驗(yàn)實(shí)際上都是無效、或者效果很差。而該實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)藥物有效性的金標(biāo)準(zhǔn),臨床實(shí)驗(yàn)可分一期、二期、三期。因此,快速找到藥是不可能的。
一般來說,一期藥物的安全性大概得有上百人試用,此外還得查看對人體是否有副作用。瑞德西韋和氯喹已經(jīng)是藥物,但想判斷有效性不是做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)就可以,一般實(shí)驗(yàn)需要 100-500 人,三期實(shí)驗(yàn)則需要更大的量,最終通過幾年驗(yàn)證后才可以確定藥物。
從這樣的標(biāo)準(zhǔn)來講,大家聽說的很多藥實(shí)際上都不是治療新冠的藥物。藥物本質(zhì)就是化學(xué)物質(zhì),而化學(xué)可幫助我們解決很多問題。以小分子酯酸醇為例,它是各種化學(xué)藥混在一起的混合物,大分子生物治療的分子實(shí)際上也是化合物,只不過是分子量比較大的化合物而已。
藥物本身只要安全、有效、可控、可及就可以,可及是來源比較方便。以疫苗為例,要解決的問題之一是研發(fā)出來后,是否有足夠的量讓大家用。在上個(gè)世紀(jì) 90 年代以前,創(chuàng)新藥物的研發(fā)模式和老祖宗的做法沒有太大區(qū)別,都是 “神農(nóng)嘗百草”,即自己試試有沒有效果。
現(xiàn)在大家也是從天然來源和其他來源找一些分子,通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或細(xì)胞實(shí)驗(yàn),先在其他動(dòng)物身上看看有沒有效應(yīng),最后再進(jìn)入臨床階段。而自然來源的化學(xué)物是制藥的主要驅(qū)動(dòng)力,這里可以給大家介紹幾個(gè)例子。
青霉素是偶然發(fā)現(xiàn)的可以抑制細(xì)菌的化合物,也是拯救了很多生命的化合物,現(xiàn)代抗生素工業(yè)正是青霉素引發(fā)的。過去幾十年,通過化學(xué)合成和半合成,人們發(fā)明了大概 20 多個(gè)不同的抗生素,這些抗生素的結(jié)構(gòu)和青霉素長得很像,它們可以改變青霉素的毒副作用和抗藥性、不易被吸收等。
其他 70% 以上的抗生素都是天然產(chǎn)物和青霉素衍生物,包括四環(huán)素、紅霉素、萬古霉素等基本上都是天然來源的產(chǎn)物。另一個(gè)跟大家的健康很有關(guān)系,即降脂類藥物。比如立普妥,是全球第一大暢銷藥,也是制藥史上首個(gè)百億美元品種。
抗腫瘤藥物跟天然產(chǎn)物有著更久遠(yuǎn)的關(guān)系。一般來講,細(xì)胞毒性的化合物被用來做抗腫瘤藥物,鬼臼毒素、喜樹堿、環(huán)磷酰胺、長春堿等都是早期研發(fā)的藥物。明星分子紫杉醇,一開始人們發(fā)現(xiàn)它有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性,后來發(fā)現(xiàn)它有一個(gè)比較新穎的作用機(jī)制,最后發(fā)展成比較廣譜的抗腫瘤藥物。但這個(gè)藥也并非十全十美,大家可能聽說過多西紫杉醇這個(gè)藥物,它的生物利用度比紫杉醇還好,銷售量比紫杉醇還多。免疫抑制藥如環(huán)孢菌素、雷帕霉素等,也是天然分出來的,后來發(fā)展成了藥物。
冬蟲夏草類藥物的化合物含量很少,而化合物有免疫抑制的效應(yīng),后來諾華把它發(fā)展成藥物,并用于器官移植和自身免疫疾病的治療,以上是最新免疫抑制藥的案例。
自上世紀(jì) 90 年代之后,生物技術(shù)發(fā)展給新藥發(fā)現(xiàn)帶來翻天覆地的革命。現(xiàn)在靶向藥物的概念已經(jīng)成形,過去用動(dòng)物或人直接篩的藥,現(xiàn)在變成一開始用蛋白質(zhì)篩藥。在此過程中發(fā)現(xiàn),人類基因組測序也與此密切相關(guān)。
這是當(dāng)代藥物研究的流程,一般是先鑒定一個(gè)有可能對病例產(chǎn)生關(guān)系的蛋白質(zhì),然后把它純化出來,接著用蛋白質(zhì)篩小分子,生成先導(dǎo)化合物以后,再把它進(jìn)一步優(yōu)化,優(yōu)化以后在動(dòng)物身上驗(yàn)證是否有好的活性,然后進(jìn)行檢驗(yàn)毒性。假如一切沒有問題,就會(huì)進(jìn)入臨床,最后變成藥物。
現(xiàn)代藥物研發(fā)很有名的案例,就是格列衛(wèi)治療白血病,電影《我不是藥神》里面就講到了這款藥。這款藥實(shí)際上很成功,從蛋白質(zhì)找到發(fā)病機(jī)理,然后找小分子藥,最后發(fā)展成可有效治療某一類白血病的藥物,這是靶向藥物里很成功的工作,格列衛(wèi)就是第一個(gè)通過激酶抑制劑成立的抗腫瘤藥。
目前,F(xiàn)DA 在 2020 年已經(jīng)批準(zhǔn) 50 多個(gè)小分子激酶抑制劑上市,大部分用于腫瘤治療,這應(yīng)該是靶向藥物的主力軍。很多公司開發(fā)的大都是不同激酶的抑制劑,做的可能都是同樣的靶點(diǎn)。
關(guān)于制藥,以索非布韋價(jià)值鏈為例,這個(gè)藥是現(xiàn)代藥物歷史上很重要的里程碑藥物,是人類第一次把病毒感染病完全治愈的藥物。這個(gè)藥物出現(xiàn)后,背后的制藥公司也從中型公司變成大型制藥公司。這款藥物現(xiàn)在在美國賣到一千美元一片。關(guān)于這個(gè)藥物我可以給大家講個(gè)故事。
這款藥物誕生后,原中國科學(xué)院上海藥物研究所所長陳凱先院士在北京開會(huì),他聽到后的第一個(gè)反應(yīng)是,這個(gè)藥掉到地上肯定撿回來吃,因?yàn)樗某煞挚隙ê苜F。但其實(shí)它的主要成分就是每片含了 400 毫克的索非布韋。但實(shí)際上藥物原料的市場價(jià)就是 3800 塊錢,江蘇蘇州附近也有工廠在生產(chǎn)。
把工業(yè)化生產(chǎn)做到極致,藥物價(jià)格就可以降得非常低,但是藥企賣的那么貴,中間的利潤非常大,所以也就不難理解為何老百姓這么憤怒,而《我不是藥神》講述的正是這樣的故事。
第一片藥價(jià)值十億美元這是真的,真正世界級(jí)重磅藥物,就是用錢砸出來的,真正要把一個(gè)化合物變成藥物,要等它的活性、選擇性、物質(zhì)性質(zhì)、代謝分布、毒性做完以后才能進(jìn)入臨床,而臨床更是一個(gè)漫長過程,這也是為何花費(fèi)十年、并耗費(fèi) 10 億美元的原因。
舉一個(gè)極端例子,2009 年,全球制藥公司投入 1000 億美元左右,那一年 FDA 只批準(zhǔn)了 25 個(gè)新藥。這意味著每個(gè)藥要賣到 40 億美元才能把成本收回來,實(shí)際上很多藥賣不到 40 億美元。所以那一年大家都覺得整個(gè)行業(yè)存在很大問題。
制藥是高度集成的,從科技上其難度不亞于芯片和航天,而且分散在不同地方看到的情況也不一樣,這需要幾百個(gè)不同學(xué)科的科學(xué)家參與。在此情況下,要真正從頭到尾研發(fā)藥,顯然需要很強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)精神,因此要用公司化的模式來推動(dòng),即真正要做藥還是得公司來。
在我國,專利藥一般都有專利壁壘,所以可以賣很高的價(jià)格。但在幾年前,大部分仿制藥賣得價(jià)格也很高,甚至和專利藥差不多,利潤大概是制造成本的二三十倍甚至更多。
為什么會(huì)這樣呢?因?yàn)橥茝V費(fèi)用遠(yuǎn)大于研發(fā)費(fèi)用,這從很多制藥公司和上市公司的報(bào)表就可以看出,非專利藥都可以掙錢,那么干嘛花錢做專利藥呢?再就是盈利不足的藥企,也沒有高額利潤去做創(chuàng)新。
但這五年來,已經(jīng)發(fā)生變化。近年來,有 300 億元風(fēng)險(xiǎn)投資投向生物醫(yī)藥。大量在一流制藥公司工作多年的人才都已經(jīng)回國,在蘇州就有很多這樣的人才,他們原來在國外做到很高級(jí)的職位,回國后開始創(chuàng)業(yè)。
在流程上,很多公司在各個(gè)環(huán)節(jié)上都可以提供國際標(biāo)準(zhǔn)測試服務(wù)。以上海張江為例,只要一個(gè)科學(xué)家?guī)б粋€(gè)秘書就可以做藥,因?yàn)橹灰邢敕ň涂梢宰屓藥湍愫铣苫衔?,然后讓別人測試活性,讓別人做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床試驗(yàn),然后幫你推到臨床。
可以說,現(xiàn)在的創(chuàng)新環(huán)境非常好,其中也有國家政策的影響,審評速度也已經(jīng)加快,過去審批可能得幾年,現(xiàn)在幾個(gè)月就可以。這樣一來,制藥企業(yè)更有研發(fā)動(dòng)力,在過去非專利藥賣著專利藥的價(jià)格。相關(guān)政策實(shí)施以后,效果立馬立竿見影,這樣藥的價(jià)格降到原來十分之一甚至二十分之一。
制藥公司原來的非正常利潤少了很多,但是專利藥還是可以賣高價(jià),因?yàn)閲夜膭?lì)創(chuàng)新。因此,新藥創(chuàng)新是未來藥企的生存之道,大小藥企做新藥的勁頭都很足。
講到醫(yī)藥,可以給大家介紹兩種:有機(jī)小分子藥和生物大分子藥。以后幾十年里,假如沒有大的變化,小分子藥還是主力軍,當(dāng)前批準(zhǔn)的藥里面大部分也是小分子藥,抗體藥雖然增加得不錯(cuò),但接下來還是有瓶頸的。
大家知道生命體是由大分子組成,小分子是微量的過程,小分子醫(yī)藥之所以發(fā)生作用,是因?yàn)槟泱w內(nèi)的某一個(gè)生物大分子在起作用,生物大分子的行業(yè)名字叫藥物靶點(diǎn)?,F(xiàn)在真正能夠確認(rèn)藥物靶點(diǎn)的有 500 到 1000 個(gè),盡管有成千上萬的蛋白質(zhì)和大分子,但是很多未必可以成為藥靶,不成藥靶去做藥肯定是死路一條,所以大家都是很謹(jǐn)慎地按照藥靶做化合物。
Me better:新 形 勢 下 的 新 要 求
以 2011 年為例,臨床藥物靶點(diǎn)有 600 多個(gè),其中一半是驗(yàn)證過的,還有一半是新靶點(diǎn)。這么多制藥公司在開發(fā)化合物藥物,實(shí)際上大家都是同樣的目標(biāo)。但是分子藥物不一樣,在制藥界有一個(gè) Me-too 或者 Me-better 的問題。
當(dāng)然我們國家也有雄心壯志來做 First in class,但這樣需要尋找新靶點(diǎn)和生物學(xué)機(jī)理創(chuàng)新,也需要生物學(xué)的驅(qū)動(dòng)。下面這張表列出的很多藥物都是核苷類藥物,起碼有 50 多個(gè)的藥物效果都差不多。
下面就是索菲布韋,從嚴(yán)格意義上講它也是 Me-too 或者 Me-better 的藥?,F(xiàn)在我們國家也有一個(gè)政策,就是在新形勢下一定要做創(chuàng)新藥,我們現(xiàn)在也允許國外的藥直接進(jìn)來,這樣國內(nèi)做的藥就要及時(shí)跟蹤趨勢。
一個(gè)例子是國內(nèi)明星藥企百濟(jì)神州發(fā)明了很重要的藥,這是美國 FDA 批準(zhǔn)的、第一個(gè)正式在中國本土做出來的藥,一開始也花了很大力氣。在美國做臨床時(shí),是跟另外一個(gè)藥做對比,最后的判定結(jié)果是優(yōu)效性更好,這個(gè)藥現(xiàn)在每年銷售額差不多 80 億美元。
所以說 Me-better 一定要去做,另外在研發(fā)模式上,要從源頭做創(chuàng)新,實(shí)際上藥物公司非常發(fā)達(dá)的美國也是這樣做的。總結(jié)一下,國外同行在過去發(fā)展了差不多 10 個(gè)新藥,他們一開始都是在自己實(shí)驗(yàn)室做出來,創(chuàng)辦一個(gè)小公司后被大公司收購,最后變成重磅炸彈的藥。
新藥在過去五年間,有著翻天覆地的變化,快速模仿仍是國內(nèi)制藥行業(yè)的主要發(fā)展模式,但是 Me-better 是致勝的關(guān)鍵,而國際合作可以帶來更大的市場。