如何在多肽药物生产中优化工艺,降低成本?
苏贤斌
合成成本
司美格鲁肽
2024-01-31
还是就着GLP-1相关的产品做一下我的分析和看法,比如利拉鲁肽这个品种,前几年我看到国内利拉鲁肽报化学合成工艺的还有好几个厂家,但实际上随技术往前推进,国内没有一家批化学合成的,并不是技术上的问题,我觉得这个充分体现出成本优势,因为利拉鲁肽31个全是天然氨基酸,重组表达一点问题都没有,这样化学合成的工艺完全没有办法竞争,既然成本没有办法竞争,那化学合成工艺就自动退出了。
司美格鲁肽国家局受理的化学合成和重组表达两种方式都有,这两种工艺差别非常大。这就有成本方面的考虑,我并不认为一种工艺能够完全从成本上压倒另外一种工艺,还是要具体情况具体分析。
因为司美格鲁肽首先全长31个氨基酸没有办法全部表达,只能表达到27或者29,很多人做2 + 29,也就是2个肽跟29个肽片段偶联,我刚才也说偶联的效率非常重要,理论上你可以从中间任何位置切断,比如15 + 16也没有问题,如果你能够解决偶联效率的问题。固相合成的优势,因为全保护氨基酸,这个合成是一个定向合成,相对来说是比较成熟、比较精准,但是到了 2 + 29 的时候,因为29表达出来是不带侧链、不带保护的。它的侧链其实是有多个反应位点的,那这个反应肯定很杂。比如我们针对司美格露天的主链4 + 27,我们就设计了一个模拟化学酶法,我把4肽的羧基端进行化学修饰,这个化学修饰使它带有生物酶的特点,这个特点跟27肽就能够非常定向地反应,这个时候我解决的是4 + 27或者2 + 29的反映效率问题,在多个位点存在的情况下,反应选择性是很差的,可能只能做到百分之二三十的反应效率,那我们如果能够做到百分之七八十,这个反应效率提高了三四倍,那相应的成本就能大幅度地下降,侧链其实也是这样的道理。
像礼来的替尔泊肽是39个氨基酸分成四个片段,他分别用固相的办法把四个片段全保护合成出来,再用液相的办法偶联出来,而液相的办法他又用到了连续生产的工艺。像我们做的连续化反应,他们已经在实际生产中已经在应用。
所以我认为不管是固相合成、液相合成、流动化的合成、重组表达,需要根据不同的序列,不同的产品进行很好的组合,这个时候它的效率才能达到最佳。因为多肽合成其实是一个步骤非常长,工艺比较复杂的过程,这个时候需要把各种不同的技术、不同的工艺,甚至是不同的设备有效地组合起来。
GLP-1合成中的成本主要体现在哪些方面?如何降低这些成本?
苏贤斌
合成成本
2024-01-31
波总刚刚也提到一吨以内可能化学合成有优势,一吨以上化学合成就没有优势,重组表达的优势就比较明显,当然这个跟量有一定关系。刚才我也提到首先它是跟序列构成有关系,理论上来讲,固相合成几乎对于目前的多肽药物几乎是没有瓶颈的,就是技术上你都可以合成出来。
重组表达方式的优势体现在第一个是常肽,比如30个氨基酸应该是一个分界线,30个以内越短的化学合成的优势越明显,大量的多肽药物只有十几个氨基酸,像各种瑞克类、瑞林类,典型的瑞林就是亮饼瑞林、曲普瑞林,瑞克类的有地加瑞克,加尼瑞克、西曲瑞克,这些没有一个能够用表达的办法,因为它里面还有大量的非天然氨基酸。第二个即便能用表达的办法,通常我们也不采取表达的办法,因为它的氨基酸链长很短,10个氨基酸用化学合成的办法效率非常高,所以这是从链长的角度。为什么我提30个呢?因为 GLP-1这一类的多肽药物基本上都是30以上,所以表达的办法有它的优势。
我认为第一个是从链长的角度,第二个从氨基酸构成的角度,第三个就是从量的角度,重组发酵我觉着他肯定是达到一定的量,他的优势才非常的明显,如果是百克级的这种,我不认为重组表达有多大的优势。另外从研发难度的角度,刚才我提到固相合成相对来说因为非常成熟,它的研发难度研发投入肯定是比较小,从研发的角度,你可以很快地把工艺优化出来。但是重组表达相对来说从小试到中试,包括从菌种的筛选,研发难度是非常大的。所以我的看法就是,第一个氨基酸的序列比较长,全部都是天然氨基酸,量又比较大。像GLP-1利拉鲁肽,可能原料要达到几百公斤成吨级甚至是更大的数,这样重组表达的优势就非常的明显。
如果能够用重组表达,工艺条件各方面都很完善,对于这些常肽化学合成不管是固相还是液相,它们的成本是完全没有办法跟重组表达竞争的。因为重组表达主要的成本体现研发投入、研发难度,研发周期长,再一个如果是大量,这个设备投资也比较大。如果是吨级以上的产品能够用重组表达法来做,化学合成完全没有机会,我认为白博士讲的没错。但是像司美格鲁肽,你并不能用重组表达的办法完全解决问题,因为后面还有多步化学反应,至少还有三步反应,比方片段你没有办法把全长的表达出来,你要加一个片段缩合的办法,这个只能用化学合成的办法,还有侧链的修饰,这个时候就要小心地去评价,评价后面两三步,不同公司的工艺就能体现出这种差异,比方你的工艺如何使得反应的效率非常高,所谓反应效率高就是转化率高,产品纯度高,反应时间短。
以现在市面上我能够了解到的价格,比方司美格鲁肽27或者29肽的片段大概公斤级的价格在20万人民币左右,侧链是在10万元/每公斤,二肽或者四肽的片段就比较便宜,大概在两三万块钱一公斤。但是你要注意20万一公斤的主链跟10万一公斤的侧链,我觉得价格的差距并不是特别大,不是数量级的差距,也就是侧链跟主链的偶联效率对成本的影响是非常大的。
索马鲁肽的合成采用哪种工艺?半合成和全合成工艺有何优劣势?
苏贤斌
合成工艺
司美格鲁肽
2024-01-31
现在比较火的有司美格鲁肽,还有诺和诺德的另一款利拉鲁肽,另外一个就是礼来的替尔泊肽。现在司美格鲁肽采取的应该是一种半合成的工艺,就是主链31个氨基酸,主链的一部分可以通过重组发酵的办法表达出来,再对侧链进行修饰。目前它31个氨基酸不能完全表达,是因为在第二位有个非天然的氨基酸Aib,通常来讲非天然的氨基酸用重组发酵是比较困难,虽然现在有公司宣称能够对含有Aib的也能够用合成生物学的办法能做出来,但是可能涉及到一些表达效率等等问题,不见得是最优的。
利拉鲁肽的31个氨基酸全是天然的氨基酸,这个用重组发酵表达是没有问题的。原研也是31个氨基酸的肽链全部采取重组发酵表达的方式,再对侧链进行脂肪酸的修饰,这是诺和诺德的技术特点,也就是重组表达再加上化学修饰。礼来的替尔泊肽是个双靶点,主链是39个氨基酸,在39个氨基酸当中是嵌入了三个非天然的氨基酸,分别在N端、C端、终端都有非天然氨基酸,这样多个非天然氨基酸的引入就没有办法用重组表达发酵的方式来做,所以它是用全合成的办法。
以上这些都是围绕GLP-1靶点,那是采取化学全合成,还是重组表达再加上化学修饰的半合成,其实是根据肽序的结构来的。
从化学合成的角度,我们知道又分成固相合成跟液相合成,固相合成是目前大部分的多肽药物主要生产办法,现在也有越来越多的公司在合成的过程中采取片段偶联的办法,所谓片段偶联就不是一个氨基酸一个氨基酸往上接,可能做3个、5个甚至更长的片段把它给接上去,这样接上去的好处就是缩短了偶联的次数,效率也会有所提高。
在我看来,各种合成方案都有它的优势,也有固有的一些劣势,比如生物合成有非天然氨基酸,通常就很难采取生物合成的办法。固相合成的一个优势就是整个过程能够自动化、连续化地做。但是固项合成作为一个非均线的反应,第一个是氨基酸偶联试剂的投量是比较大的,至少要3倍,甚至有时候如果偶联不完全需要5倍当量这样投入。再一个就是中间需要反复大量的溶剂洗涤,每接一个氨基酸洗涤的次数,大概目前在工业上大概都是8到12次之多,这样就会造成非常多溶剂的消耗跟使用。液相合成是一个均相反应,它的投料量基本上都是化学剂量,从成本上,从物料的使用量上,经济性要好很多。
我们现在开发的工艺其实是模拟一个树脂,我们叫做输水性的tag,这样就使整个的合成在液相中进行,液相有它的好处,缺点就是常规的液相合成后处理比较麻烦,不管是采取重结晶,还是采取其他的蒸馏或者萃取,这个是比较麻烦的。
现在因为有微反应技术,像微通道反应技术也是比较火的一种技术,在小分子药物生产中已经有了比较多的应用。我们就把微反应技术跟多肽还有核酸的合成结合起来,中间采取了连续式的液液分离手段,可以采取离心式的液液分离,或者是中间加一个分离膜,能够使得水相跟有机相能够快速地分离,这样就解决了连续多步的液相反应过程中后处理纯化的问题,这样的好处就是对有机溶剂的使用量大大地减少了,理论上我们可以有 90%- 95%的减少,也就是现在只用5%到10%的常规固项合成溶剂的量,这样我们就可以以比较绿色、经济、快速的方式合成一些肽的片段。这个时候在固相合成的过程中,我可以把它做出三肽、五肽甚至是十肽的片段,从工艺的角度,我们可以实现降本增效的效果。
哪些分子适用于眶周给药系统?在选择时需要注意的关键点有哪些?
Jenny Wang
眶周给药
2024-01-12
第一点,我觉得安全性非常重要,你不能说眼睛不接受的,有细胞毒性的也把它塞进去,千辛万苦塞进去后,因为安全性发现成不了药,那就是得不偿失,所以我们在前期首先要看它的安全性,如果它有前途再去看理化性质。
第二点,眼睛的神经也是很敏感的,所以即使是DHA,它本身是很安全的,但是作为油状剂直接滴到眼睛里也是有细胞毒性的,因为本身油的物理性质就让眼睛不舒服,所以为什么我们这个通道不单是能把药物递送到眼底,而且能把那些不适合直接用到眼睛的药也经过眶周皮肤递送进去,因为你直接滴到眼睛上,它的浓度是相当高的,等到它作用到受体上,并不需要这么高的浓度,其实大部分都被浪费掉了。
如果它针对的是皮肤,皮肤耐受性比眼睛好多了,所以它先进皮肤,让它缓冲一下再进作用位点,他的不良反应就没有那么严重,这个在我们青光眼的临床试验已经充分体现了。
3D打印技术在新药开发中具有哪些临床优势?这种技术应用在哪些方面?
全丹毅
3D打印
2024-01-12
三迭纪现在已经在美国申报临床,总体来讲在胃肠道里需要延迟释放或者多级释放,用3D打印肯定是一个优势。举个例子,像安眠药,一般很多严重失眠的人,10点钟吃了,两点钟就醒了,又要吃,大家就在想用3D打印,因为3D打印能像盖房子一样,盖出三个房子,第一个是速式,第二个是四五个小时以后释放,第三个就保证他一觉睡到天亮。这种想法是很好,但是为什么安眠药没人用3D打印做,我们想想安眠药才多少钱一片,所以在胃里多级释放想法特别好。
但是直到我们做产品,我发现这个难度跟压片机出来的片剂是不一样的,目前美国包括三迭纪更聚焦的是热融挤出的打印法,那它在释放的时候和我们压片机的释放是不一样的,它毕竟是一个高分子材料,它不会有粘性的感觉,当你有这种的时候,它在释放和你设计时候的想法和最后出来的是有很多挑战的,所以对于材料真的是要求非常高,在整个打印过程中要求高,在释放过程中能不能按照你的要求逐级释放,又是一个挑战。
我现在为什么没有把所有的注意力放在做口服固体制剂,因为我始终自己就不能说服自己,就是我最后做出一个产品,就算有临床优势,最后的价格能不能被大众所接受,能不能商业化?尤其是国内集采的情况下,这是我一直在想的。
反过来3D打印的应用方面是很多的,就是在医院的体系里面应用,因为医院体系不需要CDE审批,有医院的自主权,他们也是有这方面的需求。另外我自己特别看好的就是皮肤敷料的,还有医美的,比如整形,往鼻子上打一拳,那个骨头就会动来动去,那个就是自己取了块骨头,他长进去,但是打印我可以做很多的一些设计,让他能够长得好,长进去,所以我觉得通过做这些技术,把打印技术做好,做扎实。
所以对我们来讲,短期第一个就是医院医疗技术,这是我们重点,第二步就是我想做的组织,跟皮肤、黏膜相关的,我还是聚焦这方面,像去年一个药企来找我,他就想到3D 打印能不能用在口腔黏膜给药?我觉得这个思路还是挺好的方向。
三迭纪还在美国做临床,他们这个做法也是对的,因为在中国肯定现在暂时是不太可能接受这么前端的制剂,现在美国也是很支持3D打印,但是他现在做的都是口服固体制剂,多级释放,最后还是要看临床结果。
像美国Aprecia公司,他们的3D打印完全是粉末的,就是涂一层粉末,一层粘合剂,涂一层粉末,一个粘合剂,实际上是第一个3D打印的药物,我个人认为后续产品不多,而且他们对包装要求很高,因为很容易坏。
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