多肽药物及产业链——推陈出新，未来可期！国内多肽药物企业分布情况

2024-04-15

核酸药物

深度聚焦多肽、多肽偶联药物研发、质控、工艺开发，7月相约苏州，联系电话181 1603 6798多肽药物：多重优势助力多肽药物蓬勃发展多肽药物是指通过化学合成、基因重组或从动植物中提取的具有特定治疗作用的多肽，通常由10-50个氨基酸组成。多肽根据分泌部位可分为：内源性生物活性肽与外源性生物活性肽，即人体内存在的天然生物活性肽与人体外的肽类物质。相较于小分子化药和蛋白类药物均具有优势：相较于小分子化药，多肽具有更高的活性和更强的选择性，在治疗复杂疾病方面优势明显，且由于多肽本身是氨基酸组成的化合物，其代谢产物为氨基酸，对人体一般没有副作用或副作用很小；相对于蛋白质药物，多肽药物具有稳定性较好、纯度高、生产成本低、免疫原性较低或无免疫原性等优势。在药物研发阶段，还能通过化学修饰改进药物候选物的亲和力、溶解性、药代动力学性质（稳定性）、毒性等，支持多肽类药物候选物的快速筛选。探索时期（1960年之前）：1921年第一次成功提取到胰岛素；1922年一位糖尿病患者接受了胰岛素注射并且获得症状改善，开启了多肽药物的首个关键里程碑。随着对多肽类药物的深入研究，多肽类药物开始逐步应用于人体。快速发展期（1960-2000年）：罗伯特发明的多肽固相合成技术(SPPS)由于其合成方便迅速，成为多肽合成的首选方法，带来了一次革命性的突破。1965年中国科学院上海生物化学研究所合成出了牛胰岛素结晶，这是人类第一次用化学合成的手段得到蛋白质/高分子量多肽。20世纪80年代，重组技术的出现、噬菌体展示技术的创建使得更大分子的多肽类药物生产、从大量文库中筛选具有特定特性的多肽类药物成为可能。爆发期（2000年之后）：自2000年以来，天然多肽不断得到丰富，特别是来自毒液的多肽组学和新的化学修饰方法的推动，促进了新型多肽药物的发现。多功能肽、约束肽、偶联肽、口服肽、长效化、递送系统等新兴技术的出现极大地推动了多肽药物领域的繁荣发展，并催生了更加前沿的“多肽新经济产业”。多肽药物：多肽药物功能多样，市场规模稳健增长多肽药物功能多样：目前临床上主要的药用多肽有四种：（1）激素类多肽及其衍生药物：由于多肽半衰期短且合成成本较高，早期的多肽药物研发主要以作用浓度低的人源激素肽为主，包括胰岛素、催产素、抗利尿激素、生长抑素、等短肽药物，目前仍在沿用；（2）源自动植物、微生物等的天然多肽产物：典型的天然活性肽主要包含微生物的次级代谢产物，及分离自两栖动物、昆虫毒液的活性多肽，如ICK肽；（3）多肽疫苗：由多肽制成的一种亚单位疫苗，相较于传统的灭活及减毒疫苗，多肽疫苗不仅可以作为感染或非感染性疾病的预防疫苗，还可以用于治疗阿尔兹海默症、恶性肿瘤等疾病；（4）以 PDC 为主的多肽药物递送系统。多肽药物市场规模稳健增长：据弗若斯特沙利文数据，全球多肽药物市场市场规模从2016年的568亿美元上升至2020 年的628亿美元，年复合增速2.6%。预计2020年至2030年全球多肽药物市场规模的年复合增长率为8.5%，到2030年将达到1418亿美元。中国多肽类药物行业市场规模呈现快速增长趋势，从2016年的63亿美元上升至2020年的85亿美元，年复合增速达到了8%，远远超过了全球增速，未来市场规模将进一步扩大，预计于2025年达到182亿美元，2021年至2025 年年复合增速为17.04%。全球GLP1管线：减重市场需求旺盛，明星靶点未来可期减肥药市场：作为慢性病主要危险因素，超重/肥胖问题日益严峻WHO定义成人超重BMI为25.0 ~ 29.9 kg/m²，肥胖BMI≥30.0 kg/㎡。全球超重/肥胖问题日益严峻。2020年全球已有超过26亿人受到超重/肥胖影响，据《World Obesity Atlas 2023 Report》预测，到2035年可能有超过40亿人受到影响。肥胖患者的患病率将从14%上升到24%，到2035年将影响近 20亿成人、儿童和青少年。在2020年至2035年期间预计儿童和青少年肥胖率的上升速度最快，全球男孩的肥胖率将从 10%上升到20%，女孩的肥胖率将从8%上升到18%。中国成人超重/肥胖率已过半。世界肥胖地图预测中国在2035年有18%的成年人BMI≥30kg/㎡，达到肥胖。2020- 2035年成人肥胖的年增长率高达5.4%，儿童肥胖年增长率高达6.6%，2035年超重对国家GDP的影响为3.1%。近年来，中国慢性非传染性疾病致死率高达90%，而超重/肥胖是慢性病的主要危险因素，亟需引起关注。国内GLP1管线：国内减重创新药加速推进，司美格鲁肽生物类似药研发竞速据不完全统计，国内已有20家公司启动了GLP1生物类似药的在研项目。根据药智网数据，司美格鲁肽‘酰化的GLP-1 化合物’专利在国内将于2026年到期，司美格鲁肽生物类似药的开发竞争也愈发激烈, 临床进展上联邦制药、华东医药、丽珠集团、九源基因以及齐鲁制药等公司进展最快,已将产品推至III期临床。全球GLP1管线：司美格鲁肽在已上市减肥药中减重疗效脱颖而出获得FDA批准可以长期使用的六种减重药物分别是：安非他酮-纳曲酮、利拉鲁肽、奥利司他、芬特明-托吡酯、司美格鲁肽、塞美拉肽。其中GLP-1受体激动剂司美格鲁肽（长效）和利拉鲁肽（短效）由于副作用小，被广大群众接受，逐渐成为一线用药方案，其他减重药物如奥利司他、安非他酮-纳曲酮、芬特明-托吡酯皆因副作用影响，治疗人群受限制。全球GLP1管线：减肥药市场两大巨头，礼来、诺和诺德各自布局竞争激烈诺和诺德的司美格鲁肽实现“头对头”打败既往GLP-1R类药物，突破多肽药物口服药成药难题，成功推出司美格鲁肽片剂，并推出多种剂量型，根据产品特点探索组合疗法，拓展新适应症，将司美格鲁肽打造成为了2022年销售额Top1 的多肽药物。礼来的替尔泊肽着眼于证明双靶的优效性，力求在疗效和安全性上赶超司美格鲁肽，同时探索GLP1R/GCGR/GIPR激动剂Retatrutide用于伴有心血管疾病的肥胖患者的潜力。合成路线分解：司美格鲁肽和替尔泊肽拔得GLP1激动剂头筹，掀起多肽制备技术热潮诺和诺德：司美格鲁肽Q2加速放量，10亿美金收购加码布局口服减重药司美格鲁肽用于肥胖/超重适应症在美国、欧洲先后获批，国内处于申请上市阶段。诺和诺德研发的注射用司美格鲁肽应用于成人肥胖/超重的体重管理适应症在美国、欧洲已经获批。2021年6月， FDA批准了注射用司美格鲁肽在肥胖/超重成人的体重管理中的新适应症，并将其商品名定为WEGOVY。2022年 12月，FDA批准WEGOVY适应症扩展到12岁以上青少年的减重。2021年12月，欧洲药物管理局（EMA）批准了 WEGOVY用于成人肥胖/超重体重管理的适应症。目前，司美格鲁肽注射液的上市申请已正式获得国内药品监管机构的受理。司美格鲁肽三款产品2023H1销售额合计为92.2亿美元，Q2销售额为49.9亿美元，同比增长53.31%，预计全年销售额有望超200亿美金。平衡结合活性是司美格鲁肽的研发重点：司美格鲁肽是一种GLP-1类似物，其研发策略旨在通过与白蛋白的可逆结合，延长药物半衰期。白蛋白、GLP-1R与GLP-1类似物竞争性地结合，因此在药物设计中，需要平衡白蛋白和GLP-1R结合活性，以实现肾脏清除和药效的平衡。非天然氨基酸改造成就GLP-1长效：诺和诺德研发团队基于天然GLP-1的结构分析，对3个氨基酸位点进行改造，最终设计了由31个氨基酸组成的重组多肽结构。其第8位取代为α-氨基异丁酸以抵抗DPP-4的降解，第26位连接了脂肪酸侧链促进分子与白蛋白紧密结合，第34位取代为精氨酸防止脂肪酸错误位置结合，从而延长半衰期、提高稳定性和 GLP-1R亲和力的特性。合成路线分解：司美格鲁肽采取发酵+固相合成，替尔泊肽采取固相+液相合成诺和诺德提供了一种用于制备在N端部分包含一个或多个非蛋白氨基酸的GLP-1类似物或衍生物（司美格鲁肽）的方法，该方法通过发酵法制备GLP-1前体分子，然后通过固相法制备最终产物司美格鲁肽。将构建质粒在大肠杆菌中增殖, 分离；通过合适的限制性核酸酶检查质粒DNA中的插入序列，序列分析检验质粒DNA 是否含有GLP-1类似物前体分子的正确序列。将质粒转化至酿酒酵母菌株中；酵母菌株在生长培养基中培养，从培养基中回收前体分子；将通过重组技术制备的前体分子溶于水，加入DIPEA搅拌 10 分钟，然后在15分钟内分几小部分加入17-((S)-1-羧基-3-{2-[2-({2-[2-(2,5-二氧代-吡咯烷-1-基氧羰基-甲氧基)-乙氧基]-乙基氨基甲酰基]-甲氧基)-乙氧基]-乙基氨基甲基]-丙基-氨基甲酰基)-十七烷酸中。搅拌混合物60 分钟后,加入Na2HPO4 x 7H2O，用 HCl 调节 pH至8.3；将制备的Fmoc-His-Aib-Glu-Gly-OSu加入含有肽的反应混合物，搅拌混合物 14 小时,然后加入哌啶，再搅拌混合物 30 分钟后，用水-MeCN稀释，通过HPLC纯化。多肽合成技术：非天然氨基酸延长药物半衰期，固相合成法渐成主流目前多肽合成方法可分为生物合成法及化学合成法。随着基因重组技术的发展，多肽生物合成法除传统的天然提取法，酶解法、基因重组法也在多肽合成中加速研发；多肽化学合成法通过氨基酸之间的缩合反应来实现氨基酸连接延长，以获得特定序列的多肽。据肽研社统计，截止2021年11月，68.8%的多肽分子通过化学合成方法制备，22.8%通过生物合成法获得。生物合成：包括天然提取法、酶解法、酶催化法、发酵法，以及基因重组法。天然提取法：天然提取法是从生物组织中提取多肽物质。先将组织细胞破碎，再通过超声提取、化学试剂提取等物理化学方法进行提取。这一技术受限于天然原料，产量有限，且仅有天然多肽体系，存在纯化难度较高、在临床运用中可能导致病人产生过敏反应等问题。此外部分物理化学法可能会导致多肽降解。酶解法：利用生物酶降解大分子动物或植物蛋白，获得小分子肽。相对于物理或化学提取方法，酶解法具有反应条件温和、选择性高等优势。但该方法很难实现工业化，原因在于产量低、污染加大、产品质量不稳定等。发酵法：发酵法是利用微生物代谢获得多肽，优势是成本低，但分离难度较大。发酵法能直接生产的特定多肽药物产品较少。但发酵法原料易得，生产成本低，产业化优势明显，是基因重组法的基础，应用前景广阔，同时也可以与化学合成法相结合，制备多肽药物，诺和诺德司美格鲁肽即通过发酵法+固相合成法制备。基因重组法：基于合成生物学技术生产多肽药物，适合长肽、复杂肽的制备。基因重组法的优势是表达定向、安全环保等，不足之处在于研发难度大、周期长、产率低等。固相合成技术：制备工艺路线长且复杂，优质供应商有望脱颖而出固相合成技术：Fmoc反应条件温和收率高，合成优势明显固相合成法：根据α-氨基保护基不同，固相合成法可分为叔丁氧羰基（Boc）法和 9-芴甲基氧羰基（Fmoc）法。相比于Boc法，Fmoc法避免使用危害性较大的强酸 HF进行切肽，副产物少，收率高。Boc法：α-氨基用Boc保护基进行保护，侧链则采用苄醇类作为保护基。合成时使用三氟乙酸（TFA）脱除预先接在树脂上的氨基酸α-氨基的Boc保护基。Boc法的不足之处在于反复使用强酸脱除保护来进行下一步偶联，肽链容易受到酸类影响而从树脂上切除，而且在酸性条件下氨基酸侧链易发生副反应。Fmoc法：α-氨基用Fmoc保护基进行保护，侧链则采用Boc作为保护基。（1）将多肽碳端的氨基酸以共价键形式连接到不溶性的高分子固相载体上。（2）以固定的氨基酸的氨基作为起点，然后通过脱保护，缩合，洗涤、脱保护、中和洗涤、下一轮缩合等循环操作，达到所要合成的肽链长度。（3）采用 TFA 或者二氯甲烷（DCM）的 TFA溶液将肽链从树脂上裂解下来，经过纯化等处理，得到目标多肽。Fmoc法是目前多肽合成的首选方法。Fmoc法反应条件温和，副产物少，收率高、反应操作简单，还可通过监测 Fmoc基团的紫外特征峰监控反应的进展，方便生产过程控制，易于自动化合成。但是Fmoc法仍然存在一定的不足，通常合成中需要使用过量的氨基酸、缩合剂和大量溶剂，无法实现合成绿色化。原料药：国内司美原料药供应成熟度高，多家公司申报美国DMF文件司美格鲁肽国内原料药供应商共有4家，分别是浙江湃肽生物股份有限公司、湖北健翔生物制药有限公司、江苏诺泰澳赛诺生物制药股份有限公司、苏州天马医药集团天吉生物制药有限公司；目前司美格鲁肽美国原料药DMF供应商共有11家，以上四家公司均已实现原料药中美双报。多肽合成试剂：多肽合成试剂种类众多，对提高产率至关重要多肽合成试剂在多肽合成中至关重要：多肽药物的氨基酸之间通过酰胺键相连，酰胺键(-CO-NH-) 是一氨基酸的羧基与另一氨基酸的氨基(-NH2) 经过脱水缩合反应形成的化学键。多肽合成试剂是多肽药物、小分子化学药物合成中，在构建酰胺键时发挥重要作用的专用化学试剂，其对于提高酰胺键合成效率、产品纯度和产物收率均有重要作用。多肽合成试剂根据性能可分为缩合试剂、保护试剂和手性消旋抑制试剂。缩合试剂是促进酸与胺进行缩合反应形成酰胺键的试剂，其可以有效降低酸胺缩合反应壁垒、加快反应速率，广泛应用于含酰胺键的多肽药物及小分子化学药物的研发与生产中，包括碳二亚胺型、脲正离子型和磷正离子型；保护试剂是一类应用于多肽药物、小分子化学药物合成中，可以对包含有效成分的羧基或者氨基基团进行有效保护，使活性官能团暂时失活，避免其参与反应，并且方便在后续工序中脱除的试剂，包括Fmoc系列和Boc系列；手性消旋抑制试剂是指使用在多肽药物、小分子化学药物合成中能有效抑制缩合过程中产品手性消旋的试剂，保持药物的手性结构，提高产品的光学纯度与药物活性。氨基酸：天然/非天然氨基酸种类众多，供应商数量较多氨基酸种类众多：氨基酸是组成生物体各种蛋白质的基石，天然氨基酸有二十二种，均可以通过蛋白质水解得到。非天然氨基酸是动物组织中不存在的、自然界稀少的或者人工合成的氨基酸，通常无法通过直接发酵获得，需通过化学合成获得。中国供应商引领全球氨基酸市场：根据ImarcGroup的数据，全球氨基酸产量在2021年突破一千万吨大关，预计2022年到2027年间，氨基酸产量将以CAGR 4.7%持续增加，到2027年时预计将达到1380万吨。中国氨基酸原料药的市场规模也呈现显著增长趋势，从2015年的3.05亿美元增加到2019年的4.42亿美元。过去十年中，中国在赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸的供应量在全球范围内的占比不断提高，2021年中国供应量市占率分别达到了73%、23%、93%和33%。国内多肽药物企业分布情况全球批准的多肽药物已经广泛应用于内分泌系统、免疫系统、消化系统、循环系统、肌肉骨骼系统等多个治疗领域。近几年，国家积极支持多肽药物行业的发展，PDC、POC、PRC等新型多肽偶联药物技术也得到行业持续关注。而去年减肥药的火爆也让药企对多肽药物的研发热情持续升温；国内已有众多企业布局多肽药物这一细分领域。下图是部分多肽药物企业的分布情况。部分多肽企业分布情况（双击可放大）北京：质肽生物、盛诺基医药、甘李药业、东方百泰、爱泰浦生物、诺博特生物、爱泰浦、塞升药业、悦康药业、华润双鹤、北京诺博特、北京康明海慧、拜西欧斯、鸿绪生物上海：仁会生物、盟科药业、银诺医药、主流源、贺普药业、民为生物、硕迪生物、复星医药、上海汉明波、上海盟科、天竞生物、智肽生物江苏：豪森药业、前沿生物、派格生物、江苏普莱、同宜医药、信达生物、博瑞医药、恒瑞医药、诺泰生物、闻泰医药、万邦生化、常山生化、吉锐生物、扬子江、南京赛诺生物、星洲生物、特瑞药业、正大天晴苏州.第三届多肽与核酸药物产业发展创新论坛（2024.4.12-13）点击图片了解详情广东：领晟医疗、图微安创、中奥生物、泰尔康、藤栢医药、莱博瑞辰、东阳光、众生睿创、广州中奥生物、翰宇药业、丽珠集团、信立泰、联邦生物、健康元浙江：瀛康生物、道尔生物、先为达、汉鼎医药、贝达药业、鸿运华宁、华东医药、德睿智药、纽安津、禾泰健宇四川：奥达生物、惠泰生物、圣诺生物、佩德生物海南：双成药业、中和药业陕西：麦科奥特、慧康科肽重庆：派金生物河北：石药集团、常山药业、菲尼斯生物湖北：武汉武药、武汉摩尔山西：康宝生物天津：星联肽生物山东：齐鲁制药云南：昆药集团从全球来看，全球多肽药物市场市场规模从2016年的568亿美元上升至2020 年的628亿美元，年复合增速2.6%。预计2020年至2030年全球多肽药物市场规模的年复合增长率为8.5%，到2030年将达到1418亿美元。国内从事多肽药物研发生产的企业数量较多，但规模小、市场集中度低，同业竞争激烈，随着国内加大对多肽药物的研发投入，本土的企业也正在崛起。GLP1则是国内企业近期布局多肽的一个重要方向。2020年全球已有超过26亿人受到超重/肥胖影响，据国外机构预测，到2035年可能有超过40亿人受到影响。肥胖患者的患病率将从14%上升到24%，到2035年将影响近 20亿成人、儿童和青少年。近年来，中国慢性非传染性疾病致死率高达90%，而超重/肥胖是慢性病的主要危险因素，亟需引起关注。减重市场需求旺盛促进了国内企业的研发热情，国内已有20家公司启动了GLP1生物类似药的在研项目。当前小分子药物研发日趋困难，新兴的抗体等大分子药物愈发同质化，多肽药物将迎来发展机遇。期待国内药企在多肽药物领域尽快走进国际舞台。END深度聚焦多肽、多肽偶联药物研发、质控、工艺开发，7月相约苏州，联系电话18116036798戳“阅读原文”立即报名多肽药物论坛吧!