美国欧盟和中国生物技术药物的比较

美国、欧盟和中国生物技术药物的比较胡显文1**陈惠鹏1汤仲明2马清钧1(1.军事医学科学院生物工程研究所，北京，100071；2.军事医学科学院生物工程研究所，北京，100850)**通讯作者，电子信箱：[e-mail]胡显文：男，1969年10月出生，博士（中科院），副研究员，电话：[phone]；传真：[phone]摘要：本文按照相同表达系统表达的相同氨基酸序列的产品视为同种产品，而不同表达系统表达的相同氨基酸序列的产品视为不同产品的原则，归纳总结了美国、欧盟和中国已批准上市的生物技术药物。美国FDA批准的以基因工程产品、抗体工程产品和细胞工程产品为主要代表的生物技术药物共79种(18种为大肠杆菌表达，8种为酵母表达，53种为哺乳动物细胞培养生产)，其中基因重组蛋白质药物为64种。欧盟批准了49种基因重组酶、激素或细胞因子，11种基因重组治疗性抗体和5种基因重组疫苗。在欧美60%-70%的产品由哺乳动物细胞表达。中国批准了27种生物技术药物。比较了美国、欧盟和中国生物制药的特点。关键词：生物制药产业，生物技术药物，比较美国、欧盟和中国的药管部门每年批准的药物中有很大一部分是已上市药物的新适应症，有一部分是不同公司生产的相同产品，许多相同药物重复计算，造成了统计上的很多混淆，使人误认为现在已批准上市的生物技术药物有几百种，而实际上只有不到100种，即人们想象的生物技术药物数量要远高于实际的数量。本文按照以下原则合并归纳生物技术药物，试图全面、准确、科学地统计欧美和中国已批准上市的生物技术药物，以期令人对生物制药有一个详尽准确的了解：（1）本文归纳的生物技术药物是文献[1]定义的狭义生物制药产品，即基因工程产品、抗体工程产品或细胞工程产品，如用大肠杆菌、酵母或哺乳动物细胞表达的重组蛋白、用杂交瘤技术生产的治疗性抗体、用细胞培养技术制备的组织工程产品等，但不包括用细胞培养方法生产的减毒或灭毒疫苗。（2）本文的生物技术药物不包括从血液、尿液或组织中提取的生物活性物质，如人血清白蛋白Albutein、血源性凝血因子Alphanate(FactorVIII)、AlphaNine（FactorIX）、血源性CMV特异性免疫球蛋白CytoGam、血源性乙肝免疫球蛋白Nabi-HB、AVENTIS公司生产的链激酶Streptase®（非基因重组产物）等生物制品，也不包括FDA定义的NewBiotechDrug中可引起细胞凋亡的物质，如三氧化砷注射液（Trisenox）、硝酸镓注射液（Ganite）等无机盐、Fuzeon等化学合成多肽，小分子有机物质Gleevec、Hepsera、Leustatin等。（3）由于目前全球只有一种反义寡核苷酸药Vitravene，并且它是化学合成药物，不在本文统计范畴。（4）用同一系统表达的蛋白质序列完全一致的产品视为一种产品，如用Ecoli.表达的有8个品牌的生长激素产品BioTropin、GenoTropin、Humatrope、Norditropin、NutropinDepot等，用CHO表达的2个品牌的EPO-产品Epogen、Procrit等，统计时当作一种产品。（5）用不同细胞或细菌表达的同一产品视为不同产品，如生长激素，有的用Ecoli.表达如BioTropin，有的用小鼠C127细胞表达如Saizen；又如胰岛素，有的用Ecoli.表达如Humulin，有的用Yeast表达如Novolin；再如凝血因子VIII，有用CHO表达的ReFacto，有用BHK表达的Helixate。（6）突变体视为不同产品，如胰岛素突变体Humulog、Lantus、NovoLog等；又如EPO产品Epogen和EPO突变体产品Aranesp。（7）剂型的改变、添加其他成分或化学修饰都视为一种产品。如NovoNordisk公司生产的速效、中效、长效、混合胰岛素系列产品Novolin、NovolinL、NovolinN、NovolinR、Novolin70/30等，都是剂型的改变以改变胰岛素的生物吸收和药代动力学。又如干扰素2b的产品为IntronA，而在IntronA中加入病毒唑就成为Rebetron，这两种产品都视为干扰素2b一种生物技术药物；再如许多PEG修饰的药物如PEG-Intron（PEG化干扰素2b），都与未修饰的产品归为一种产品。本文所列的生物技术药物，几乎涵盖了所有美国、欧盟和中国的批准上市的生物技术药物，主要资料来源为美国食品药品管理局(FDA，)、美国制药协会()、美国生物技术产业协会()、欧盟医药管理局(EMEA,)，以及每个生产厂商的网站及产品说明书，并且参考了文献[2-5]。1美国FDA批准的生物技术药物表1为截止到2004年2月美国FDA批准的所有狭义的生物技术药物。美国拥有全球最发达的生物制药产业，无论在生物技术药物的研究、开发与生产，还是生物技术药物的种类和数量，或是生物技术药物的市场和临床使用等方面，都遥遥领先于其他国家，用“美国的生物制药就是全球生物制药的全部”来形容并不过分，因为绝大多数生物技术药物都是美国FDA批准上市后，而后再在其他国家获准上市，只有极少部分生物技术药物在其他国家获准上市而在美国没有上市，如欧盟批准的TNF-、中国批准的EGF、p53基因重组腺病毒注射液等，这些药物并非美国没有能力生产，相反它们都是美国最先制备并最先进行临床试验的，只是美国FDA对药物的安全性和有效性评价极为严格，这些药物或多或少存在某些问题而还未能通过FDA评审。美国生物技术药物的总体概况有：（1）大肠杆菌表达的基因重组生物技术药物有18种，分别是甲状旁腺激素(1-34)、利尿钠肽、胰岛素及其两种突变体、生长激素、干扰素、和，G-CSF、白介素-1Ra、白介素-2、白介素-11、rPA、白喉毒素-IL2融合蛋白、OspA脂蛋白等。这些产品都是结构相对简单、分子量较小的蛋白质，主要为细胞因子类药物，并且FDA在2000年1月-2004年2月只批准了4种大肠杆菌表达的产品，并且都是多肽类、分子量为几kD的产品，表明细胞因子类药物的开发空间越来越小，而且Ecoli.表达系统的应用空间也极其有限。（2）酵母表达的基因重组生物技术药物有8种，分别是：尿酸水解酶rasburicase、胰高血糖素GlucaGen、GM-CSF、血小板衍生生长因子(rhPDGF-BB)、乙肝疫苗(小S)、胰岛素Novolin及其突变体NovoLog、水蛭素等。由于酵母表达系统是一种真核表达系统，其表达的蛋白质可以正确折叠，表达的蛋白相对Ecoli.表达系统分子量较大、结构较复杂。不过，虽然酵母表达系统表达的蛋白有糖基化修饰，但是糖链结构和组成与天然糖蛋白相差甚远，对于糖链极大影响生物活性的蛋白质如EPO、治疗性抗体等，仍无法用酵母表达系统表达。（3）哺乳动物细胞表达或生产的生物技术药物有53种，其中激素类有5种，分别是人生长激素、促滤泡素-、促滤泡素-、人绒膜促性腺激素、促甲状腺素。酶有7种，分别是组织型纤溶酶原激活剂（tPA）、尿激酶（urokinase）、粘多糖--L-艾杜糖醛酸水解酶（laronidase）、葡糖脑苷脂酶（Imiglucerase）、半乳糖苷酶-（Algasidasebeta）、DNA酶（dornasealfa）、t-PA突变体TNK-tPA等。细胞因子有7种，分别是干扰素-N3、干扰素-n1、干扰素-1a、EPO-和EPO-突变体Aranesp、骨形成蛋白2(rhBMP-2)和骨形成蛋白7(rhBMP-7)。凝血因子有5种，分别是凝血因子VIIa(NovoSeven、BHK表达)、凝血因子VIII(Helixate,BHK表达),凝血因子VIII(RecombinaterAHF,CHO表达)、缺失B链的凝血因子VIII(ReFacto，CHO表达)，以及凝血因子IX(BeneFix,CHO表达)。治疗性抗体有17种，分别是Avastin、Bexxar、Campath、Erbitux、Herceptin、Humira、Mylotarg、OrthocloneOKT3、Raptiva、Remicade、ReoPro、Rituxan、Simulect、Synagis、Xolair、Zenapax和Zevalin。有5种体内诊断用抗体CEA-Scan、MyoScint、OncoScint、ProstaScint、Verluma。其他基因重组生物技术药物还有两种受体-Fc融合蛋白（Amevive、Enbrel）和活化蛋白C（Xigris）。组织工程产品有4种，其中三种是组织工程皮肤Apligraf、Dermagraft和OrCel，一种为组织工程软骨Carticel[6-7]。哺乳动物细胞已成为生物技术药物最重要的表达或生产系统，这种局面仍将持续并且其所占比例有逐年扩大趋势。FDA在2000年以后批准的创新生物技术药物，用酵母表达的有2种，用大肠杆菌表达的产品只有4种，而通过动物细胞培养生产的生物技术产品则有22种[2]，除了两种组织工程产品外，其余都是蛋白类产品，这些蛋白都是分子量大、二硫键多、空间结构复杂的糖蛋白，只有使用CHO等哺乳动物细胞表达系统，这些蛋白的生产才成为可能。从2000年以后FDA批准的生物技术药物来看，哺乳动物细胞表达系统更受到FDA和各大制药公司的重视。而美国之所以在生物制药领域遥遥领先，最主要的原因就是其哺乳动物细胞表达和生产的产品是其生物制药的主力军，我国生物制药与欧美国家的主要差距就是哺乳动物细胞表达的产品寥寥无几。到2004年2月，美国FDA批准的生物技术药物共79种，除去4种组织工程产品、3种治疗性鼠源单抗、5种体内诊断用单抗成像剂、3种由动物细胞培养生产的非基因重组蛋白药物（即尿激酶是人胎肾细胞培养产物、干扰素-N3和干扰素-n1是人白细胞和成淋巴细胞培养产物），美国FDA批准的基因重组蛋白质药物为64种。如果将氨基酸序列相同的产品视为一种产品，即Ecoli.和Yeast表达胰岛素、Ecoli.和哺乳动物细胞表达的生长因子、BHK细胞和CHO细胞表达的凝血因子VIII、Ecoli.和CHO细胞表达的干扰素-等合并，那么，FDA批准的基因重组生物技术药物只有60种，当然，由于蛋白质复性等限制，表达相同蛋白，哺乳动物细胞表达的产品比活性往往高于Ecoli.表达的产品，如干扰素-，哺乳动物细胞CHO细胞表达的产品AVONEX®的比活为2.0108IU/mg，而Ecoli.表达的产品Betaseron®的比活为3.2107IU/mg。表1至2004年2月美国FDA批准的生物技术药物产品商品名公司首次批准时间适应证大肠杆菌表达得产品（producedbyEcoli.）多肽（Polypeptides）:Teriparatide，甲状旁腺激素1-34FORTEOEliLilly2002.11骨质疏松Nesiritide，利尿钠肽，hBNPNatrecorScios2001.8充血性心力衰竭激素（Hormones）:humansomatropin人生长激素BioTropinGenoTropinHumatropeNorditropinNutropinDepotNutropinAQProtropinSOMAVERT(PEG化)BiotechGeneralPharmaciaEliLillyNovoNordiskGenentechGenentechGenentechNektar/Pfizer1995.51995.81996.81995.51999.121993.111985.102003.3矮小症肢端肥大症humaninsulin，胰岛素HumulinEliLilly1982.10糖尿病insulinlispro，胰岛素突变体HumalogHumalogMix75/25EliLil