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中国工程院院士郑裕国:药物绿色生物制造缓解购药难、购药贵

2018-07-23     阅读量:39

  光明网北京7月23日电(记者 潘兴彪)电影《我不是药神》近期上映,在引发观影热潮的同时也引发了购药难、购药贵的热议。那么,导致购药难、购药贵的原因是什么?我国药物制造面临的问题有哪些?解决的突破口又有哪些?近日,记者带着这些问题采访了中国工程院院士、浙江工业大学生物工程学院院长郑裕国教授。

  长期在一线从事生物工程的教学、科研和技术开发,郑裕国教授在微生物发酵和生物催化领域取得系列独创性成果。2008年、2010年和2014年,他带领团队三度问鼎国家科技奖,其研发的糖尿病治疗重大药物--阿卡波糖片“卡博平”打破了之前国外医药巨头的垄断局面,它的出现也促使进口药“拜唐苹”药价下调。

  作为生物工程专家,郑裕国常说,处在工科的科技工作者应该切实解决企业在实践中遇到的问题,教师和学生都要"把论文写在国家的经济建设上"。

中国工程院院士郑裕国:药物绿色生物制造缓解购药难、购药贵

中国工程院院士、浙江工业大学生物工程学院院长郑裕国 郑仁朝供图

  我国医药产业市场空间巨大

  随着社会经济的发展、社会老龄化程度的提高以及民众保健意识的增强,全球对药品的需求强劲,尤其是新兴市场的快速增长带动了全球医药市场的持续增长。

  《2017年中国医药行业发展报告》的数据显示,2021年全球医药市场总体规模将达到约1.5万亿美元,相比2016年增长约3700亿美元,2017年至2021年的复合年均增长率将达到4%-7%。

  中国作为全球最大的新兴医药市场,2016年市场规模位居全球第三。在国家政策的大力扶持下,医药行业已经成为国民经济中发展最快的行业之一。

  《2017年中国医药行业发展报告》称,中国医药市场预计到2021年市场规模达到1782亿美元,年复合增长率为7.5%,成为全球医药市场的重要组成部分。

  据郑裕国教授介绍,“十二五”期间,我国规模以上医药工业增长值年均增长13.4%,占全国工业增加值的比重从2.3%提高至3.0%;2015年规模以上企业研发投入约450亿元,较2010年翻两番;在“重大新药创制”科技重大专项推动下,“十二五”期间,210个创新药获批开展临床研究,10余个I类创新药获批生产。

  随着新产品研发经费支出的快速稳定增长,2000-2015年我国生物制药行业大中型企业新产品产销规模呈较快增长趋势。尽管化学药品目前仍占据最大市场份额,但生物医药产业发展势头迅猛。2015年我国生物药品制造行业主营业务收入达3164.16亿元,占医药工业总营业收入的比重达11.77%。

  药物制造面临四大问题

  虽然我国医药产业近年来发展迅速,但在药物制造方面面临的问题与挑战仍然很多。郑裕国教授向记者列举了我国药物制造当前面临的四大问题。

  第一,药物品种老化,结构性缺陷严重,虽为原料药制造大国,人民用药负担依然沉重。

  2016年我国原料药出口超827万吨,同比增长13.04%,品种主要集中在抗生素类、维生素类、解热镇痛类药物等大宗原料药。在2016年全球原料药市场排名前10位的制药公司中,我国药企占据6席。但由于缺乏核心技术,博弈于原料药低端产业链,国内原料药市场低水平同质化问题严重。

  除此之外,我国原料药出口价格偏低,45%的原料药出口均价在10美元/公斤以下。国外药企从我国进口原料药后,精制成技术含量较高的药物后再卖回国内,大幅赚取差价。这使得我国从国外进口的大量药品价格高昂,进而导致"看病贵",人们用药负担居高不下。

  第二,药物制造过程原材料消耗高,三废排放量大,环境污染严重。

  化学药品制造属于精细化工的范畴,在药物制造的过程中原材料消耗量很高,三废排放量也很大,环境污染严重。通过化工各行业间原料消耗的比较,人们发现制药业的原材料消耗是最大的,其环境因子为100左右,也就是说每生产1公斤产品,产生的废物在100公斤以上,而对应的石化行业的环境因子仅为0.1。

  由于制药业的高污染特征,近几年来,一些生产医药中间体的化工企业由于环保压力被迫关停或转型。医药中间体来源渠道变少,价格上扬,致使生产终端的药物价格也“水涨船高”。

  第三,药物分子趋于复杂且终产物纯度要求高,药品的质量与国外最新药典标准差距大,遭遇出口技术壁垒,也收到“临床用药质量不高”的评价。

  从化学合成方面来看,由于具有分子结构复杂、包含多个手性中心和官能团、异构体纯度至少98%以上等要求,化学药品制造往往受制于反应步骤冗长、副反应多、收率低等多种因素。寻找新方法进行过程替代,把分解、异构化、重排等副反应降至最低成为当务之急。

  第四,药物研发过程周期长、成本高、风险大,亟需进行药物制造过程工艺创新。

  人们当前用的药物有两类,一类是创新药,一类是仿制药。不管是创新药还是仿制药,围绕降低成本和提高质量的目标,必须加强工程科技创新。一个新药从药物候选化合物的发现、临床试验、安全性评价到最终注册获批,需要投入大量的财力、物力,经历漫长的时间等待。因此,为了在专利期限内获得较高收益,药企需缩短药物生产的研发过程,在最短的时间内实现低成本、高效率的生产。

  药物生物制造,实现绿色转型

  对于药物制造面临的问题,郑裕国教授提出的应对策略是药物生物制造,实现绿色转型。他表示,药物绿色生物制造是提升我国生物医药领域发展水平的核心技术。药物生物制造可以降低工业能耗15-80%,降低原料消耗35-75%,降低空气污染50-90%,降低水污染33-80%,降低生产成本20-90%。

  相对于化学合成,生物制造具有反应条件温和、生化反应类型多样、以及严格的区域、立体和化学选择性,从而满足低污染、低能耗、高原子经济性的过程需求和原料廉价易得、合成工序少的途径需求以及产品纯度高、杂质含量低的质量需求。“生物制造的广泛应用可以有效地实现节能、减排和降耗,从而推动药物制造的科技进步。”

  药物绿色生物制造需要一些平台技术(包括生物催化、细胞大规模培养、生物信息学、合成生物学)的配合,再通过过程工程(包括化学工程、控制工程等)的系统集成,从而实现药物的高效制造,获得高质量的药物。

  “药品质量和生产成本对健康、经济与社会影响巨大。生物制药行业迫切需求生物技术的改进以及新技术的开发,以降低成本,提高生产效率。可以说,实现生物医药产业的绿色转型迫在眉睫。”郑裕国对记者说。

  目前,生物制造技术已在糖尿病、恶性肿瘤、心脑血管疾病和重症感染等重大疾病治疗药物的高效、绿色制造中显示了巨大的技术优势和发展潜力。

  展望药物绿色生物制造的前景,郑裕国教授认为,生物医药是发展重点。对更高生产效率和生产力的需求、包括中国在内的国际生物制造中心的发展以及药物制造的工程科技创新是生物医药行业的主要发展趋势。

  “开发高效生物催化剂,构建高效细胞工厂,重构、强化、拓展生物合成新途径是实现药物绿色生物制造的关键。绿色、高效、可持续的生物制药技术将支撑着医药行业未来发展愿景。”郑裕国说。

[责任编辑:徐皓]