Amélie Boulais和Sartorius的Priyanka Gupta讨论了将改变生物制药方法的新兴趋势
为了跟上世界上对廉价有效的救命药物日益增长的需求，生物制药公司需要装备自己的工具、策略和技能，使他们能够优化他们的生产工作流程。
在这里，我们讨论了我们预测的五个最主要的趋势，这些趋势将最强烈地影响2021年行业对简化生物处理工作流程的搜索。
生物仿制药对新兴国家来说是一个有吸引力的选择，因为它们比相应的创新药物便宜。事实上，麦肯锡预计，到2025年，全球生物仿制药销售额将增加一倍以上，达到150亿美元，其中约50 - 80亿美元的销售额将来自新兴市场。1
随着越来越多的专利到期，生物制药公司正竞相开发更便宜的替代品，以在这个不断增长的市场中占据份额。然而，在这条道路上还有许多障碍需要克服。
首先，该领域正在竞相为相同的10-15种生物药物生产生物仿制药。与此同时，创新药物背后的公司正在简化自己的生产流程，降低药物成本，并给生物仿制药开发者带来更大的压力，要求他们在保持准确性的同时创造新的效率。
制造商只有在证明这些分子与创新者分子相同时才能获得生物仿制药的批准。因此，制造商花费大量的时间和金钱来证明他们的分子与创新者的生物相似性。
但随着他们争相成为第一，保持低成本成为一个巨大的瓶颈。此外，至关重要的是，这些公司不仅要在新兴市场获得批准，还要在监管严格得多、要求更加勤勉的欧盟和美国获得批准。
为了提高生产效率，制造商必须建造能够生产一种以上生物仿制药分子的设施。随着大流行的持续，生物仿制药制造商更有必要计划裁员，使其能够适应市场的需求。
对更快生产和更便宜药物的需求可以通过一种方法来满足:过程集约化。强化生物过程意味着用更少的时间提高生产率:更少的时间、更少的投入材料、更少的步骤、更短的时间线和更小的设备。
过程强化并不是一个新概念;但是，在2021年，我们预计生物制药制造商将接受工艺集约化带来的好处，以应对不断增长的需求。简化生物过程可以让制造商生产更多的产品并降低成本。
这些节省下来的资金可以再投资于开发新的模式。由于流程的效率，制造商可以投资更小的设备，减少资本投资和碳足迹。
简化过程强化的一种方法是使用一次性产品。制造商不必用苛刻的化学物质清洗大型不锈钢生物反应器，而是可以依靠不需要清洗的一次性生物反应器。
随着摇摆运动和搅拌槽生物反应器的进步，人们可以选择灵活的上游一次性种子列车选项，从而进一步提高灵活性和降低商品成本。
总的来说，这减少了能源的使用，以及在转换到新模式期间交叉污染的可能性。
除了对速度和效率前所未有的需求外，制造商还面临着比以往任何时候都更广泛的药品生产多样化的任务。
科学家们正在超越传统分子，开发新的模式，包括病毒载体、核酸、融合蛋白和复杂的药物缀合物，仅举几例。
这些新的模式需要开发新的生产平台，这意味着生物制药制造商需要保持灵活性，能够从适应症过渡到适应症，以满足最新的健康威胁的需求。
例如，随着研究人员开发新型疫苗和治疗方法，COVID-19大流行给生物制药制造商带来了压力，要求它们保持灵活。
例如，在这次大流行期间，世界上第一批基于mrna的疫苗将问世，这证明了更灵活的生物制造平台的价值。
mRNA是一个平台，它将证明其在COVID-19之外的价值:相同的过程可用于生产针对不同适应症的疫苗，使疫苗制造商能够在同一设施中轻松地从一种疫苗切换到另一种疫苗。
这种增强的灵活性意味着生物制药公司可以更快地开发疫苗，以应对疾病暴发或大流行。通过简单的生产过程，它还可能促进当地生产，最终将更好地获得疫苗接种。
2021年，生物制药公司投资于平台工作流程将是明智之举，因为这将带来更高的效率、更大的灵活性和更有影响力的药物。
如今，一些最常见的生物处理工作流程涉及基于基因、组织或细胞的先进疗法。虽然只有10种细胞和基因疗法得到了美国食品和药物管理局的批准，但还有1000多种不同的疗法正在研发中，而且这种疗法还在快速增长。
FDA预计，到2025年将批准10-20种细胞和基因治疗产品。2此外，基因治疗市场预计将在2020年至2030年间以30%的复合年增长率增长。3.
一些已获批准的疗法正在取得成功，例如诺华/Avexis的Zolgensma用于治疗脊髓性肌萎缩症。随着生物制药公司从罕见病扩展到肿瘤学和其他慢性疾病，前景一片光明。
生物制药公司的主要目标之一是使其生物过程自动化，以减少人为错误造成的低效率。最受欢迎的方法是生物加工4.0，在这个概念中，所有工具都是数字化连接的，从而将整个工作流程从端到端连接起来。
这种方法使制造商能够自动化生物制药的生产，甚至通过复杂的反馈循环和机器学习的使用来改进他们的流程。总之，生物加工4.0可以改变生物制药制造商生产药物的方式。4
该行业面临的主要挑战是需要快速生产治疗药物，生物加工4.0是迄今为止最有效的简化生物工艺的方法。
必须精简的两个领域是设备清洗和数据验证。制造商可以通过在其设施中引入全自动的上游一次性生物反应器来解决这个问题。
这些生物反应器将使用高细胞密度补料分批培养或灌注培养，以实现快速、灵活的生产。
它们将配备一次性内联传感器，为科学家提供实时信息，帮助确定关键质量属性(cqa)，并在运行过程中调整过程。
这些设施还将以数字方式复制他们的生物过程，以帮助科学家改进过程控制或在需要时进行模拟。这种类型的设置可以将制造时间缩短数周，因为它可以减少离线数据测试和设备清洗的需要。
在新型冠状病毒感染症(COVID-19)大流行之前，生物制药企业就开始了简化疫苗和生物制药开发的竞争。
通过强化生物加工和采用生物加工4.0来提高生产率，生物制药公司可以用更少的资源扩大产品产量。
这缩短了制造时间，增加了灵活性。当制造商能够更快地合成产品时，他们就有资源在同一设施中采用更多的方法，例如细胞和基因疗法。
由于过去几年我们在生产实践中看到的变化，我们认为2021年将成为生物工艺设计的拐点，以便该行业为未来的生物制药生产做好更好的准备。
参考文献
