[转帖]我国血液制品产业面临技术壁垒解析

作者:  来源:中国医药报  发布者: 亦云  类别:产业动态  日期: 2008-06-14  今日/总浏览: 2/646

通过近20年的发展，我国的血液制品产业已逐步形成了具有一定规模(国有企业、外资或合资企业、上市企业、民营等企业共存)、产品涵盖预防和治疗药物、年产值约70亿～80亿元、子行业企业全部通过GMP认证、能低限度满足我国临床疾病预防及治疗需求的产业体系，一部分产品(主要是免疫球蛋白、凝血因子、生物胶等)还走出国门，实现了对东南亚、中东、北非、南美等非主流市场的出口，有些产品还在“国际凝血因子注册表”上占有一席之地，并在国际血友病大会、国际输血会议(ISBT)上高调亮相。    　　但是，与国际大的血液制品企业相比，我国的血液制品产业还存在着较大的差距，特别是在高科技研发上差距更大。从血浆分离技术和产品结构上比较，血液中的150余种蛋白及因子，国外血液制品巨头能分离提取22～24种，而国内最好的企业只能分离提取10～11种，一般企业只能分离提取3～4种；从市场份额比较来看，国外血液制品巨头主要依靠凝血因子、免疫球蛋白及特殊蛋白因子等来获取较大的利润和市值提升(如图1)，白蛋白只占其很小的份额，而在国内企业中白蛋白几乎占据产品份额的75%，其余才是免疫球蛋白(含静丙)及小制品(如图2)。 　　国内企业存在的上述差距不但源于资本的缺乏，更源于企业技术、人才、经营策略等多方面的欠缺。本文重点分析我国血液制品行业面临的几大技术壁垒，以引起国内业界的重视，进而努力提升自身素质，尽快扭转被动局面。 　　低温乙醇分离技术有待改良 　　低温乙醇法是1940年由美国哈佛大学的EdwinJ.Cohn教授发明的，也称孔氏法。该方法最初被用来分离牛血清蛋白，随后被应用于人血浆分离。低温乙醇法是以混合血浆为原料，运用低温乙醇法五变参数(即乙醇浓度、p  H值、离子强度、蛋白浓度和温度的不同组合为基础)，逐渐降低酸度，提高乙醇浓度，同时降低温度，使各种蛋白在不同条件下以组分(粗制品)的形式分布从溶液中析出，并通过离心或过滤分离出来--根据粗制品沉淀的先后次序分别称为冷沉淀、组分I、组分II、组分III、组分IV、和组分V；蛋白相对分子量越大(即共溶解度越小，如凝血因子等)越先析出，其相对分子量越小(即蛋白溶解度越大，如人血白蛋白)就越后析出。 　　低温乙醇法有其重要的历史地位，但该方法存在硬件投入大、分离步骤多、工艺参数复杂、操作体积大、分离周期长、蛋白回收率低等诸多问题。虽然以Kistler和Nitschmann为基础而改良的N-K法和压滤技术的应用在减少分离步骤和降低能耗的同时使得蛋白回收率有一定提高，但以白蛋白为例，其仍存在蛋白外观颜色、纯度、分子量分布、多聚体产生等问题，估计有17%的白蛋白因此流失或沉淀到其他组分中去。此外，因有助滤剂(如氧化铝微晶、硅藻土、膨润土)等的添加，终端制品中对铝离子含量的控制也是一个问题。同时，低温乙醇法存在着系统性和复杂性，由于国内血液制品企业在制冷方式、滴加、搅拌系统、辅料使用等方面存在差异，因此其在整个分离过程中的参数、步骤、操作细节各不相同，致使最终产品也存在一定的差异性。 　　近年来，随着科学的不断进步，大量新的分离技术和方法出现，这给有60年历史的低温乙醇工艺带来巨大的冲击。国外的血液制品企业已经开始适应这种变化，而国内企业仍然缺乏与之适应的能力。为了能顺应全球化的大趋势，我们应该加大工艺改进等方面的研究，缩小差距。 　　全程柱层析法国内仍是空白 　　应用低温乙醇工艺结合层析分离法进行血液制品生产，能弥补层析法在热原、病毒控制方面的不足。国外著名企业已有应用全程层析技术替代传统的低温乙醇分离工艺，而国内目前没有一家企业能做到这一点。柱层析技术的优势是能得到更安全、更纯的产品(杂质蛋白含量更少，能去除更多的内毒素及化学灭活试剂残留物等，减少多聚体的生成)，同时也便于自动化室温操作，且能放大或缩小批量规模；再者，可节省能源成本，可从原料血浆及组分中得到更多的产品提取率。目前，  CLS公司实现了低温乙醇工艺结合层析工艺的产业化生产，且为完全自动化控制，成为世界最大的以层析法生产白蛋白的基地，其产品纯度可达99.5%。 　　层析分离法基本以三种形式参与白蛋白生产：第一种形式为层析法直接与低温乙醇工艺结合生产白蛋白；第二种形式为低温乙醇工艺结合其它方法后再与层析法结合生产白蛋白；第三种形式为直接自血浆开始多步骤使用层析分离法生产白蛋白。总而言之，以全层柱层析法分离白蛋白在回收率、纯度以及自动化操控程度上较低温乙醇工艺生产有极大的提高。 　　但是，该方法需上亿资金的投入和极高的技术保障，没有恒定持续的投浆量(800吨以上)难以维持生产，且耗材高，非一般企业所能承受。因此，国内企业一般采用改良的低温乙醇法+部分工段柱层析法生产，其终端产品的内在质量虽符合中国药典相关标准，但有些指标离欧洲药典等的要求还有一定距离，这也是我国血液制品出口所面临的重要技术障碍和注册瓶颈。 　　高端产品出口受限国际标准 　　与国外相比，我国在人血白蛋白的生产工艺及品质上差异已经非常小，而主要差距体现在静丙、凝血因子及疫苗的工艺处理和核心技术上--国内静丙生产主要采用巴氏灭活+低pH孵化灭活、低pH孵化灭活+纳米膜过滤。前者是将静丙(IVIG)制品的安全性置于首要地位，次之考虑IgG分子的完整性及有效性(因为加热处理等措施会影响到IgG分子的完整性等)；后者是将制品的安全性和分子结构的完整性放在重要位置，避免热处理、电荷离子强度、蛋白酶分解及不当稳定剂添加等对IgG分子结构的损伤，最大限度地保障制品的安全性、有效性及治疗效果(发挥IgG全面的生物学效应)  。但是，纳米膜过滤的成本过高，非一般小企业能承受，通常只为高端企业所用。显然，生产工艺流程和配方设计的不同将导致终端产品的安全性、临床疗效、耐受性和副反应存在差异。 　　国外企业生产的静丙分为高端静丙和普通静丙。他们采用先进工艺(有不同的配方流程和工艺设计)，在减少生产步骤和提高得率的同时，改良原来的工艺流程，弃用糖类添加剂(改为甘氨酸等)以避免不良反应；其高端品牌避用加热法处理而采用低pH孵化灭活+有机溶剂灭活+纳米膜过滤等工艺，在保证制品安全性的同时也注重最大限度地维持IgG分子的天然活性，使之与血清中天然的IgG接近，减少对免疫球蛋白分子的破坏(即β折叠构象、IgG抗原活性改变、抗原决定簇变化、Fc段功能损伤、二硫键及羧基团丢失、7S分子不完整、多聚体生成等)，其内在的各项指标高于中国药典(2  005版)相关标准，可常温避光放置并物流运输，属于国外所称的第三代静脉球蛋白制品；其终端价格为每克68-75U  SD，远高于国内产品的价格。而国内产品(如静丙)出口发达国家正面临着上述质量标准和技术壁垒限制。 　　病毒灭活技术瓶颈亟待突破 　　近年来国际上大血液制品公司在遵循传统加热灭活病毒工艺的同时，也研究出许多改良的加热灭活病毒的方法，以在最大限度地维持凝血因子蛋白生物活性的同时，最高效地达到灭活病毒的效果(例如Baxter水蒸气60℃10ha  t190mbar加80℃1hat375mbar灭活PCC；日本Kaketsuken公司干热65℃96h加DV1  5膜处理Ⅸ；Baxter水蒸气60℃10h190mbar加80℃1h370mbar处理Ⅸ等)。这些方法应用以来一直保持极佳的产品临床安全应用记录，获得了美国FDA、世界血浆蛋白治疗协会(PPTA)等的认可。国内企业若想在凝血因子领域有所突破和建树，需在工艺及病毒灭活手段上强化研究和探索，突破技术瓶颈。 　　用纳米膜去除病毒的工艺主要应用于静丙和各类凝血因子等的生产流程，目前常用的主要是50毫微米或25毫微米级别的过滤膜。若采用此工艺，国内企业必须考虑对以往生产工艺流程的调整及一次性耗材的效费比。调整工艺流程意味着技术改造(停产)和增加成本投入，且一个生产批量需要调换一个纳米膜棒，费用在5000～7000美元，而投浆量越大其使用频度也越大。正因为如此，国内目前还没有普及此技术。 　　纳米膜过滤一般是在生产最后环节用超细网格膜芯滤过潜在的目标病毒，目前国内常用的是美国Pall公司生产的纳米膜UitiporVFTMDV50或DV25等，其具有过滤面积大、安全、可靠、高流量等特点，并备有完整的法规验证指南文件，乙肝病毒(HBV)、丙肝病毒(HCV)、艾滋病病毒(HIV)均不能通过滤过膜。目前，国外有的公司在生产血制品(如PCC)时采用15nm的纳米膜(达到电脑微芯片行业要求的超滤级别)，可以滤过已知的所有血源传播性病毒颗粒，最终保障产品的安全性。 　　纳米膜过滤与其他方法(如S/D法、干热、巴氏灭活、低PH孵化法)合用可进一步提高血液制品的安全性。目前，国外药典和法规要求所有血液制品制剂均需通过两步病毒灭活处理，一般不提倡以某一种单独方法来灭活病毒。国内在此方面尚有差距。 　　另外就是凝血因子VIII的比活性指标，这关系到制品的临床治疗效应，国外大多数公司的指标均为50～7  0IU/mg，最高达170U/mg。而国内药典相关指标系比活性＞1I鄄U/mg，门槛低造成终端制品比活性数据参差不齐(最高的达100IU/mg)，出现面对同一部位、同一性质、同一出血量的病例，VIII因子的临床有效使用剂量不一样，其药物经济学和疗效评估也各不相同的局面，这正是科技含量不同所产生的临床治疗效果的差别。 　　生物制药产业缺少核心技术 　　国内单克隆抗体药物品种未能实现产业化和规模化，一方面是由于受到细胞受体靶点等的专利限制，另一方面是由于技术难度大、生产成本过高。具体表现在以下几个方面： 　　一、在国内，真核细胞中抗体表达量一般在1mg/L以下，个别实验室中抗体表达量达到60～100mg/  L；在国外，抗体的表达水平一般在100～4000mg/L。 　　二、国内还未解决哺乳动物细胞培养的放大工艺，细胞培养规模普遍在80L以下，个别达到500L，培养方式大多采用微载体培养法；国外都是采用连续灌流和流加培养产业化工艺，一般都使用2000～10000L甚至1500  0L发酵罐生产。 　　三、我国的单克隆抗体在人源化程度上落后于国外，鼠源性抗体居多，个别留学回国孵化创新企业能合成的嵌合体抗体，也许将来会面临知识产权的问题，可见创新之路漫长。 　　四、国内干扰素、乙肝疫苗等基因工程产品采用大肠杆菌及酵母生产技术平台。该技术相对落后，而发达国家生产此类药物，采用的核心技术是哺乳动物细胞表达技术。目前，在此技术方面我国尚处于实验室研究水平，还无法实现产业化。此项技术的突破仍是我们努力的方向。 　　五、国内大部分基因工程生产商年生产蛋白量不足1000克，有的只有200克左右，个别达到1000克，这个水平相当于国外发达国家的中试水平。要达到国外几十或几百千克的产业水准还很遥远。 　　六、虽然制造设备、整个工艺流程、仪器及检测试剂等可全球采购，但关键工艺技术、调变参数、工程掌控技巧和生产配方设计等核心机密无法获得，由此导致虽然拥有先进的硬件标准却只有实验室中试表达水平，无法实现产业化和规模化。可见，获得核心技术是我国生物制药产业科研人员最大的使命。 　　鼓励创新提高核心竞争能力 　　针对我国血液制品产业的格局和现状，笔者呼吁有必要给予一定的政策引导及扶持，以有利于企业加快硬件及软件更新，减轻历史包袱，调整经营思路，提高核心竞争能力： 　　一、出台的政策、法规、操作规程等要有长远规划，不要仅作为阶段性任务和指标，更不可在短期内反复更改。要有全局性战略眼光和思维，以利于本行业“长治久安”，特别是相关法规应该成为“金标准”。 　　二、期望有更多新政来扶持行业发展，在行业中树立自力更生的观念；加强行业“自身建设”，不要因暂时的市场短缺放松质量和管理尺度，也不要寄希望于从国外进口血液制品来填补市场短缺。 　　三、减轻历史包袱，以利于企业轻装上阵。主管部门可考虑适当提高血液制品的最高零售价，并围堵非法渠道的隐蔽流通交易；帮助企业提高技术研发、科技攻关、新产品上市的实力，使之有能力“反哺”血浆上游的资源建设。 　　四、成立行业协会，改变各家企业各自为政的局面。在行业的协调、规范指引、政策辅导、继续教育、解决纷争等方面形成统一组织，以加强本行业规范和行业操守，提高整体应对外界风波及捍卫行业利益的能力。 　　五、国内企业间应多横向交流，取长补短，放下老大自居和老死不相往来的心态。内部竞争不算是真正的竞争，与国外巨头企业的同台竞技和较量才是真正意义上的竞争。国内企业间可尝试实施合作研发等战略举措，减少高技术和资本投入的风险，改变局域观念和“窄巷”思维，从整体上提高全行业的产品质量和技术水平。 　　六、“请进来，走出去”。国外同行业在诸多方面领先我国，只有拓宽视野才能更新思维，才能调整行动步伐，安于现状和偏居一方只有闭门造车和落后挨打。为了缩小差距和提升竞争力，有必要增派人员出国学习，同时邀请国外专家到国内指导，甚至可以有实验室间的研发合作、工艺技术合作等。这样才可借外力强己力，提升我们的核心竞争力。 　　再者，国内企业应开放思路，摒弃习惯重用本系统人员的惯性思维，唯才是举。 　　七、鼓励开发，奖励先进。国家应适当对行业中的技术攻关、科研合作、工艺改良等行为给予扶持，譬如减免税收、给予贴补和新药研发优惠政策等。 　　八、不但要重视硬件建设，更要注重软件建设。业内企业在硬件投入上舍得花钱，几个大的工业园区和新厂房标准堪称亚洲一流，甚至比国外某些老牌血液制品企业还要好，但在管理水准、技术规范、一整套安全保障/产品质量理念等软件建设上投入不足--中国的33家血液制品企业没有一家是PPTA、德国医学管理机构(PEI)组织的会员，在此方面国内血液制品企业还需要苦下工夫。

学习一下.

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