2023年12月14日，《科學(xué)》雜志公布了年度十大科學(xué)突破，其中位列年度突破之首的是胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）受體激動(dòng)劑的開發(fā)，以及近年發(fā)現(xiàn)的可緩解肥胖相關(guān)健康問(wèn)題的藥物。

2024年1月31日，諾和諾德公布2023年度財(cái)報(bào)，其原研降糖+減重適應(yīng)癥產(chǎn)品累計(jì)銷售超200億美元，大有趕超“藥王”修美樂的趨勢(shì)。

2024年3月7日，諾和諾德舉辦了“資本市場(chǎng)日（CMD）”活動(dòng)，諾和諾德透露，預(yù)計(jì)Wegovy（司美格魯肽減肥適應(yīng)癥的商品名，是一種長(zhǎng)效GLP-1 RA）今年將在中國(guó)獲批上市，自費(fèi)為主，數(shù)量限制。

據(jù)弗若斯特沙利文統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)2025年GLP-1藥物市場(chǎng)將達(dá)到283億美元，2020-2025年復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)16.6%，2030年將超過(guò)400億美元。值得注意的是，諾和諾德在中國(guó)的司美格魯肽專利正常情況下將于2026年到期，作為當(dāng)下最熱門的靶點(diǎn)之一，國(guó)內(nèi)眾多制藥企業(yè)紛紛布局。

一、生產(chǎn)工藝

當(dāng)前，全球市場(chǎng)上已經(jīng)問(wèn)世的多肽藥物超過(guò)100種，且有200種多肽藥物正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)，這些藥物在免疫學(xué)、腫瘤學(xué)、心血管疾病等多個(gè)醫(yī)療領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在這些多肽藥物中，GLP-1類藥物（用于治療肥胖和2型糖尿。┮約吧ぜに爻晌聳諧∩系南災(zāi)恚遣喚鮒っ髁碩嚯囊┪锪煊虻木藪笄繃Γ蒼な玖似湮蠢吹姆⒄骨魘。

談到GLP-1類藥物的生產(chǎn)，生物發(fā)酵和化學(xué)合成是當(dāng)前GLP-1受體激動(dòng)劑產(chǎn)品的主要生產(chǎn)方式。

生物發(fā)酵：生物發(fā)酵是一種利用微生物（如細(xì)菌、酵母或哺乳動(dòng)物細(xì)胞）生產(chǎn)藥物的方法。在制備GLP-1受體激動(dòng)劑時(shí)，可以通過(guò)基因工程技術(shù)將編碼GLP-1類似物的基因插入到宿主細(xì)胞中，然后通過(guò)培養(yǎng)這些細(xì)胞使其表達(dá)目標(biāo)肽。這些肽隨后從細(xì)胞中提取并通過(guò)純化過(guò)程得到最終產(chǎn)品。生物發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)包括：

01 可以生產(chǎn)與人體內(nèi)GLP-1結(jié)構(gòu)相似的肽；

02 通過(guò)選擇性表達(dá)特定基因，可以生產(chǎn)出具有改進(jìn)特性（如更長(zhǎng)的半衰期或增強(qiáng)的生物活性）的GLP-1類似物；

03 生物系統(tǒng)可以進(jìn)行后翻譯修飾，這對(duì)于肽類藥物的穩(wěn)定性和生物活性至關(guān)重要。

化學(xué)合成：化學(xué)合成法上游主要采用多肽固相或液相合成，即通過(guò)樹脂載體或在液體溶液體系下進(jìn)行氨基酸偶聯(lián)合成多肽。這包括使用固相肽合成（SPPS）技術(shù)，其中氨基酸逐個(gè)添加到生長(zhǎng)中的肽鏈上。化學(xué)合成的優(yōu)點(diǎn)包括：

01 精確控制肽的序列和修飾，可以實(shí)現(xiàn)高度定制化的藥物設(shè)計(jì)；

02 可以快速合成大量肽，適合大規(guī)模生產(chǎn)；

03 合成過(guò)程中可以引入非天然的氨基酸或化學(xué)修飾，以改善藥物的穩(wěn)定性、溶解性或生物利用度。

傳統(tǒng)多肽藥物的研發(fā)主要采取生物發(fā)酵法，存在著生產(chǎn)成本高、純度低、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。隨著多肽合成技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代多肽藥物的研發(fā)主要依賴于人工合成。目前已上市的多肽藥物多數(shù)是通過(guò)化學(xué)合成法制備，并且固相合成工藝占主導(dǎo)，固相合成法具有粗品收率和純度高，研發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，而且固相合成可以切成多個(gè)片段，分包給不同的生產(chǎn)服務(wù)商，從而有效地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

二、工藝難點(diǎn)

司美格魯肽（Semaglutide）是一種長(zhǎng)效GLP-1 RA，其結(jié)構(gòu)與天然GLP-1具有94%的同源性。自從諾和諾德公司研發(fā)了司美格魯肽以來(lái)，人們探索了利用不同的工藝路線來(lái)合成司美格魯肽，但是大多采用固相合成（SPPS）的方法，相較于發(fā)酵路線的方法上在成本上不占優(yōu)勢(shì)。因此，研究人員更加關(guān)注對(duì)現(xiàn)有合成路線的反應(yīng)條件進(jìn)行工藝優(yōu)化，進(jìn)而提高司美格魯肽的產(chǎn)率或純度，從而降低生產(chǎn)成本。

原研司美格魯肽原料在生產(chǎn)時(shí)會(huì)先經(jīng)過(guò)發(fā)酵工藝，再進(jìn)行化學(xué)修飾，且發(fā)酵工藝有專利保護(hù)，所以對(duì)應(yīng)的仿制藥在生產(chǎn)時(shí)需要避開專利，探索新工藝。在進(jìn)行發(fā)酵路線時(shí)，對(duì)微生物表達(dá)體系要求較高，也是不同藥企的核心技術(shù)壁壘，發(fā)酵產(chǎn)量的高低直接決定后續(xù)生產(chǎn)成本問(wèn)題。

其次，若生產(chǎn)工藝與原研藥有差異，生產(chǎn)過(guò)程工藝控制也會(huì)隨之改變，那么原料藥的雜質(zhì)就存在跟原研藥的雜質(zhì)不同的可能，對(duì)于研發(fā)過(guò)程會(huì)有比較大的挑戰(zhàn)。比如在下游分離純化環(huán)節(jié)，雜質(zhì)成分的差異對(duì)于純化工藝的選擇也會(huì)不同。

最后在注冊(cè)申報(bào)環(huán)節(jié)，中美藥監(jiān)局對(duì)于藥物的要求存在差異性，由于司美格魯肽在生產(chǎn)時(shí)有通過(guò)化學(xué)合成的步驟，按照美國(guó)FDA的要求需要按照化學(xué)藥物注冊(cè)申報(bào)，但是在國(guó)內(nèi)司美格魯肽在生產(chǎn)時(shí)有生物發(fā)酵步驟，國(guó)家藥監(jiān)局會(huì)要求按照生物制品來(lái)申報(bào)。生物制品和化學(xué)藥物在生產(chǎn)場(chǎng)地，過(guò)程管控等方面的要求差異較大，部分企業(yè)在綜合核算成本的情況下可能需要委外加工生產(chǎn)。

三、下游純化案例

通過(guò)發(fā)酵方式生產(chǎn)的GLP-1類似物原料藥在下游分離純化環(huán)節(jié)需要經(jīng)歷中低壓純化和高壓純化等步驟，中低壓純化后，進(jìn)行偶聯(lián)及特異性修飾等過(guò)程，最后進(jìn)行高壓色譜純化。

中低壓純化是將前端酶切后的937片段，起始樣品純度10%-20%，經(jīng)過(guò)一步中低壓色譜純化，純度達(dá)到90%以上，再對(duì)收集的組分進(jìn)行后處理。在一系列的摸索過(guò)程中，對(duì)填料類型、流動(dòng)相種類進(jìn)行多方位考察。

填料	粗品純度	產(chǎn)品純度	收率
疏水/離子	10-20%	＞95%	90%

高壓色譜純化環(huán)節(jié)，一般會(huì)進(jìn)行兩步反相純化，得到高純含量的終產(chǎn)物，然后經(jīng)過(guò)凍干環(huán)節(jié)得到原料藥。銀河集團(tuán)科技深耕制備液相色譜領(lǐng)域二十余年，有著豐富的多肽純化經(jīng)驗(yàn)，有成熟的GLP-1高壓色譜純化工藝。公司應(yīng)用技術(shù)團(tuán)隊(duì)在針對(duì)GLP-1類似物進(jìn)行分離純化時(shí)，通過(guò)兩步高壓純化的方式將樣品純度控制在99.5%以上，此外該團(tuán)隊(duì)成員結(jié)合原先雙柱純化的技術(shù)基。叢煨緣靨岢鍪褂盟訥LP-1類似物樣品進(jìn)行分離純化工作，結(jié)果同樣令人滿意，雙柱純化在同等滿足純度，收率的前提下，在純化成本，產(chǎn)能提升，溶劑節(jié)約等方面表現(xiàn)優(yōu)越，該工藝條件在實(shí)驗(yàn)室條件下已經(jīng)得到多次驗(yàn)證，工藝條件成熟穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，雙柱純化溶劑節(jié)約40%左右，純化成本降低70%左右，雙柱純化是一種連續(xù)純化GLP-1類似物的強(qiáng)力工具，為GLP-1類似物的分離純化工作提供了一種新思路，新方案。