生物药物研发项目中的技术风险分析＊

车 越，何 珊，陈玉文

(沈阳药科大学工商管理学院，辽宁 沈阳 110016)

生物药物是以微生物、细胞、动物或人源组织和体液等为原料，应用传统技术或现代生物技术制成，用于人类疾病的预防、治疗和诊断的药物[1]。随着化学药物和中药的自身限制及人口老龄化和医改政策的不断推进，生物药物获得了前所未有的发展空间和市场前景。2013 年，医药产业实现主营业务收入21 682 亿元，生物药品2 381 亿元，同比增长17.5%;2013 年，医药产业实现利润总额2 197 亿元，同比增长17.6% ，生物药物同比增长13.2%。预计到2020 年，生物药物占全部药品收入的比重将超过三分之一。但我国生物药物研发面临的局面是机遇与挑战并存，存在技术创新能力弱、创新体系有待完善、生物技术药物规模小、药物制剂发展水平低等问题。国家“十二五”规划中，明确将生物药物研发作为国家医药工业重点领域，突破生物技术药物产业化的技术瓶颈，开发自主知识产权产品，抢占世界生物技术药物制高点。识别并降低研发风险，有利于加快新药成功上市的进程。生物药物研发项目风险一般可分为技术风险、财务风险、管理风险、环境风险、生产风险和市场风险[2]，其中技术风险是重中之重。笔者从生物药物研发项目的技术风险入手，对不同研发环节的风险进行阐述，为生物药物研发的风险控制提供参考。

1 实验室研究阶段

生物药物的实验室研究阶段包括药物靶点的发现、制备和初步筛选。实验室研究阶段决定了生物药物研发的成败，在海量基因或蛋白中发现与疾病相关的作用靶点，通过基因工程技术、酶及细胞固定化技术、细胞工程及单克隆抗体技术等[3]获得理想药效的生物活性物质，动物试验筛选出具有药效的备选药物进行临床前试验。与欧美发达国家相比，我国生物药物在实验室研究阶段存在的技术差距是巨大的，新技术应用较晚，发展较缓慢，缺乏专业人才，这些都是制约实验室阶段研发的因素。其中技术风险主要有技术应用不成熟和技术创新能力不足。

技术应用不成熟:20 世纪70 年代初期，美国等国家DNA 重组及转化技术和淋巴细胞杂交瘤技术的研究成功并投入使用，揭开了生物技术应用于制药行业的帷幕[4]，我国生物技术制药起步较晚，始于20 世纪80 年代。由于综合国力的差距，我国生物药物上游的研发技术应用并不成熟。在靶点发现方面，基因水平筛选风险来自于基因技术发展还不成熟，对所有基因的作用不明了，导致获得靶点的效果不理想[5];转录水平发现靶点的风险主要来自RNA 干扰技术在细胞中的转染效率较低，动物体内和人体内结果的相似性有待考察，在特异性设计上不够成熟[6];蛋白水平筛选中，噬菌体展示技术的不成熟限制了展示容量，特异性检测水平不高及筛选后蛋白功能具体测定不够精确[7]。在药物制备过程中，我国生物药物制备技术相对滞后，用哺乳动物细胞表达的、技术门槛高的生物技术药物，在国内极少有人问津。

技术创新能力不足:生物药物研发项目的核心是应用生物技术的新方法创制出药效更明显、毒副作用更小的药物，核心是技术创新能力。我国生物技术发展的客观环境一直制约了生物技术的创新能力，生物制药企业研发的思想意识还比较落后，新药研发过程仍沿用了学术工作的方式，从文献索引开始，仍然走的模仿之路，缺乏原创性[8]。创新能力不足更多的是针对项目组织中人才和投入的缺乏，难以从实验室的小试阶段顺利进行到中试及放大试验，如在抗体药物制备方面，基因重组治疗性抗体构建技术严重落后于欧美，抗体大量生产的动物细胞培养技术仍处于实验室制备技术层面，即使是鼠源单抗，也还是要通过小鼠腹水这种难以控制质量的方法生产[9]。

2 临床前研究阶段

通过实验室阶段获得的先导化合物，在证实其进行药学的安全性试验、鉴定试验、纯度试验、效能试验的基础上，药品研发机构可申请药物的临床前研究，临床前研究阶段包括了药物效应动力学(简称药效学)、药代动力学、安全性等方面的研究。生物药物临床前研究的内容与化学药物和中药有一定相似性，但生物制品很难完全确定其结构，具有免疫原性，生产过程容易受到污染等，国内生物药物临床前评价体系还不完善，这就决定了生物药物临床前研究存在着关键性的技术风险。

药效学研究风险:药效学研究的主要目的是确定药物的治疗作用和一般药理作用，为新药临床试验提供可靠依据。生物药物临床前研究要注意主要药效学的研究，如抗肿瘤抗体药物要进行体外抑瘤活性、体内抑瘤活性、作用机制、耐药性试验、联合用药等试验内容。观测生理机能的改变，如新药对中枢神经系统产生兴奋还是抑制，对心肌收缩力或胃肠道运动是加强还是减弱，对血管或支气管是扩张还是收缩等;测定生化指标的变化，如血糖、电解质、生理活性物质，血管紧张素、前列腺素、环磷普浓度的改变等;观测组织形态学变化，如血细胞大小、甲状腺大小、肾上腺皮质萎缩等。该研究内容容易受到技术限制，如药品研发技术不成熟、设备不先进或技术过于复杂。另外，试验方案的合理性和试验过程的规范性都会影响药效学研究的结果，从而决定整个生物药物研发的成败。

药代动力学研究风险:药代动力学研究内容通常是指新药的吸收、分布、代谢、排泄等信息。动物药代动力学研究需考虑以下要点:受试制剂符合要求;对样品分析方法学有筛选和确证研究;生物利用度及其影响因素;代谢转化及其途径、代谢酶;组织分布及造模动物组织分布;物料平衡信息;代谢过程复杂时需考虑种属差异及其对药效和毒理研究的影响;动物毒药物的药代动力学(ADME)研究结果对早期人体试验的预测作用。生物药物中，蛋白多肽类药物和内源性蛋白多肽都由氨基酸组成，结构性质相似，难以分离、提取和纯化;在药代动力学研究中，目标蛋白多肽给药量小，血药浓度极低，而各种内源性蛋白含量要高出其上万倍，这种干扰给目标分子的有效提取和准确测量增加了难度。核酸类药物目前缺少精确度高的定性分析方法。单克隆抗体药物药代动力学国内研究仍处于初级阶段，这些都是生物药物临床前药代动力学研究的技术风险[10]。

毒理学研究风险:按照《药品注册管理办法》中对生物药物申报的要求，生物药物临床前毒理学研究要进行急性毒性试验、长期毒性试验、遗传毒性试验、生殖毒性试验、致癌试验、免疫毒性试验和局部刺激试验。生物药物由于其具有结构、生产工艺、保存条件、可能存在的内源性对等物和作用靶点明确等固有的特点，所以免疫毒性试验尤为重要。试验内容包括白细胞总数及其分类计数、球蛋白和白/球比值、淋巴器官/组织的大体解剖、胸腺和脾脏的器官重量和组织学检查;抗体滴度、抗体的出现时间、出现抗体的动物数、剂量关系、抗体滴度的动态变化、抗体的中和活性、同期的药效/药代/毒性反应的变化、补体激活与否、免疫复合物在肝肾的沉积、终止给药的条件、临床意义分析等[11]。毒理学研究阶段的主要技术风险是试验方案设计的合理性，目前还未彻底解决恰当的动物种属与有针对性而灵敏的观察指标，给药方式的合理性均有待探索。

3 临床研究阶段

新药的临床试验研究属于人体生物医学研究范畴，是新药开发研制过程中不可缺少而又极其重要的阶段。新药临床研究者通过试验，掌握人体对新药的耐受程度、新药的药代动力学指标及药物的安全性、有效性研究数据，为药品上市提供临床相关依据[12]。Ⅰ期临床研究主要研究药物对人的安全问题而非疗效问题;Ⅱ期临床研究主要目的是通过对小规模用药患者疗效和安全性的严密观察，筛选出有效药物;Ⅲ期临床研究主要是把筛选出的有效药物与当前的标准治疗方法进行比较;Ⅳ期临床主要关注上市后的不良反应及长期病死率和死亡率研究。在临床研究阶段，技术风险伴随着药品研发的整个过程，受试药物参与临床研究的人员都是技术风险的来源。

试验设计风险:良好的方案设计是临床试验顺利实施的关键因素之一。前期试验数据的解读、受试人群的选择、安慰剂和双盲的设计、首次人类试验、首次剂量计算、剂量推升及终止剂量的计算，这些都是临床试验设计中主要的技术风险[13]。最新研究表明，根据基因型对受试者进行分层分析，可减少在Ⅰ～Ⅳ期临床试验中受试者的纳入人数，尽可能地减少毒性反应，缩短上市时间。但药物基因组学在临床试验中的应用尚处于早期阶段[14]。国内临床试验设计的问题仍亟待解决。

临床试验机构风险:技术人员是临床试验的关键部分，我国相关法规规定，主要研究人员均应为具有执业医师资格的临床医师。但由于监管不健全，存在操作流程不规范，技术人员经验不足等现象，对临床试验的结果都会造成影响。研究人员所属的临床试验机构投入有限，执行过程不规范，对受试者的权益造成损害，更有甚者可以隐瞒不良反应，以加快临床试验进程，这些都是风险，为生物药物的上市埋下了巨大隐患，危害巨大。

4 结语

生物药物因其靶向性高、毒副作用小、疗效显著等特点，正逐渐成为全球需求最广、市场最大、利润最高的药品种类。世界上许多国家都把生物技术产业作为优先发展的战略性产业，不断加大对生物制药技术的扶持与投入。我国在生物药物领域与世界先进国家的差距仍然明显，加快生物药物研发的步伐，降低药物研发的技术风险迫在眉睫。笔者从生物药物研发的不同阶段，分别阐述了其技术风险，旨在为降低生物药物研发技术风险提供参考，以推进生物药物研发项目顺利进行，增加生物药物研发的成功率。

[1] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典(三部)[M]. 北京:中国医药科技出版社，2010:10.

[2] 金泉源. 新药研发项目风险管理[D]. 沈阳:沈阳药科大学，2006.

[3] 徐明波，何 玮，马清钧. 生物技术药品产业化的现状及前景[M].北京:化学工业出版社，2003:35 -43.

[4] 朱章源. 生物技术在制药方面的现状与发展[J]. 生物技术世界，2013(1):84.

[5] 黄娅琳. 药物靶标的发现与验证技术研究进展[J]. 时珍国医国药，2010，21(10):2 634 -2 636.

[6] 史 娜，王 玮，靳 秋.RNA 干扰技术的原理与应用[J]. 武警医学院学报，2007，12 (1):197.

[7] 王青松. 生物芯片技术在药物研究中的应用[J]. 国外医药:抗生素分册，2004，25 (4):148.

[8] 武志刚，吉树杰，王兵峰，等. 我国生物制药业现状及发展制约因素分析[J]. 中国药物经济学，2012(4):186 -187.

[9] 刘立荣. 我国生物制药产业研发与生产技术现状研究[J]. 卫生职业教育，2013，31(14):159.

[10] 吴 磊. 生物技术药物的药代动力学研究近况[J]. 药学进展，2008，32(5):202 -205.

[11] 吕秋军. 生物技术药物的免疫毒性和免疫原性研究[J]. 毒理学杂志，2007，21(4):281 -282.

[12] 郭晨龙.Ⅰ期临床试验研究概述[J]. 黑龙江医药，2009，22(6):809.

[13] 钱 薇，肖大伟. Ⅰ期临床试验设计和需要重视的问题[J]. 临床药理学，2013，18(6):654 -658.

[14] 赵 楠，张亚同，程 刚，等. 药物基因组学在临床试验中的应用[J]. 中国新药杂志，2013，22(1):30 -33.