知乎「科创者说」第四期 |周莉:「多肽药物」 3.0 时代——创新、质量与专注如一

作者:来源:知乎城市-合肥发布时间:2021/11/01

  上世纪 20 年代,多肽就已经开始运用在药物发展领域。1921 年,一位加拿大科学家最早从狗的胰脏中提取到名为胰岛素的物质,并于次年第一次将它注射到人体中——用于一位 14 岁患者的糖尿病注射治疗,并成为多肽药物治疗领域的「划时代事件」。随后的几十年时间,受制于各种技术壁垒和市场因素,多肽药物并未引发新药浪潮。

  千禧年来,尤其是近十年伴随着多肽合成技术、改造技术、药物递送技术等的不断研发和改善,多肽药物逐渐拂去了原始语境下黑生物科技的模糊面纱,「飞入寻常百姓家」,更多扎根该领域的企业也逐渐丰盈壮大。

  「我们希望在创新多肽药物研发平台、通过专业的渠道让更多专业的人来评判,我们确实具备这样的一个实力,而在市场业务发展赛道上,我们依靠技术创新而生存,每一步始终稳扎稳打在往前走。」合肥科生景肽生物科技有限公司总经理周莉如是说道。

合肥科生景肽生物科技有限公司总经理周莉

  在企业的背景墙上,有这样一句标语——「诚信铸就品质,质量赢得市场」。尽管企业落地合肥市高新区仅仅 3 年,但秉持着「要做就做世界前沿」的创新理念,背靠清晰且领先的商业运行逻辑,一步一个脚印,已在行业内崭露其强劲的技术实力。我们完全有理由相信未来科生景肽将会创造出属于他们的光。

  用专业的态度做专业的事

  科生景肽,顾名思义,「科」代表着企业的出身源于中国科学技术大学;「生」和「景」包含着企业在生命科学领域美好前景的寓意;「肽」即其主业方向,企业主要围绕着「肽」开展一系列药物发现与临床前研究开发。作为一家致力于以结构和化学推动创新多肽药物研发的全球领先高新技术企业,当前业务已遍及全球 30 余国家,服务客户超过 1000 家。

合肥科生景肽生物科技有限公司

  说到多肽,没有专业背景的大多数人可能会感到陌生,而我们所熟知的胰岛素——用于降低人体内血糖,能有效应对糖尿病的治疗,其实便是多肽类物质的一种。少量氨基酸以酰胺键连接在一起而形成的聚合物,统称为多肽。根据多肽中氨基酸残基的数量不同,又有不同的简称:如由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物俗称做二肽,同理类推还有三肽、四肽、五肽等,这些短肽一般也统称为寡肽;通常由 10 个以上氨基酸分子脱水缩合而成的化合物即为多肽,而100 个以上氨基酸组成的称为蛋白质。因此,生命大分子蛋白质可以认为是数量众多的多肽。

  知乎城市-合肥:多肽合成的基本原理是什么?在实现产业化生产的过程中企业具体做了哪些努力?

  周莉:其实多肽制备方法有很多,大类可分成化学合成和生物制备。化学合成方法优点是过程可控,方便进行各种类型的改造和修饰,具备极大的灵活性。我们公司的多肽合成采用的是固相合成法。固相相较于传统液相合成,优势在于不必纯化中间产物,仅通过洗涤即可去除未反应的杂质。因此合成过程可以连续进行。固相合成的出现为多肽的自动化合成奠定了基础。目前市场化的多肽合成设备,原理上都是基于固相合成的策略。

科生景肽产品研发实验室

  固相多肽合成方法,是现今较为通用、流行的多肽合成策略。我们先将所要合成的目标多肽的 C-端氨基酸的羧基以共价键形式与一个不溶性的高分子聚合物树脂相连,然后以这一氨基酸的氨基作为多肽合成的起点。Fmoc 作为氨基酸主链氨基的正交保护基,在氨基酸偶合到树脂上后,再使用碱性试剂脱除。随后下一个氨基酸通过缩合试剂活化羧基后与上一个氨基酸氨基反应形成肽键。不断重复上述脱保护和缩合过程,延长多肽链,达到目标合成肽链的一个长度。

  固相上合成多肽链后,需要将肽链从这个树脂上裂解下来。使用的切割试剂不仅能将多肽从树脂上切割下来,也能将多肽氨基酸侧链的保护基脱除,随后处理获得多肽的粗产品,也叫粗肽。粗肽一般使用高效液相色谱进行纯化,收集产物后进行冻干,这样就得到了目标纯肽。多肽合成的一般过程看似重复、简单:把氨基酸重复添加缩合、脱保护;然后纯化、冻干。但是此过程中是有它独特技术壁垒的,比如合成过程杂质控制,多肽困难序列缩合效率低,多肽疏水纯化策略,多肽修饰效率,长链多肽难以一次固相合成等。

  虽然多肽药物发展的起点是相对比较早,但是直到上世纪 80 年代多肽药物的发展都不太顺利,主要原因就是多肽药物过于依赖注射——多肽口服很容易被胃液降解,变成氨基酸从而失活,同时通过吸收的方式从肠胃进入血液循环,效率也不高。但多肽即使通过注射的途径进行治疗,由于体内各种各样水解酶的存在,也导致了其再人体内的半衰期很短。

科生景肽系列产品

  而当前多肽药物之所以能够发展,也主要是得益于我刚说的固相化学合成等技术的发展和不断完善。自 2010 年以来,随着像多肽合成技术、修饰技术、改造技术、药物递送等一系列的技术突破,药物市场又逐渐认识到多肽药物的优点,诸多多肽类的龙头企业得到前所未有的树立,而产业化生产更愈发得以实现。

  知乎城市-合肥:与传统药物相比,多肽药物有哪些特点和好处?

  周莉:对于多肽本身来说,确实有很多的优点。首先,在临床应用上它与单抗药物或者重组蛋白药物非常相似,有着特异性强、疗效好的特点;且多肽药物的安全性也较高,生物同源性高。它的降解后成分是氨基酸,可以十分安全地被人体吸收。

  其次,因为在生产制备方面较类似于小分子药物,主要方法依赖化学合成。在这样的一个情况下,多肽药物的质量,无论是杂质部分还是纯度方面,相对来说处于可控制的范围之内;同时,结构构象上也相对抗体或大分子来讲比较容易确定。

  用一句话总结,多肽药物集合了小分子药物和大分子药物的一系列优点,包括免疫源性低、靶向性强、毒性低,结构多样性高,生产成本低等,进而多肽药物逐渐重新成为学术科研界和我们临床应用界的一个非常大的热点。

  我们创始人曾经说过这样一句话,他认为多肽药物是一类可以化学合成的生物药。从这一点来说,多肽药物其实到目前为止,其药物类型在国内依然还没有一个统一的标准。比如说像生物药,FDA 有一个参考标准,小分子化药也很明确。

  目前来讲,多肽药物根据生产方式来进行批复的,比如说你的制备是依赖化学方面,会相应地按照化药类的规则去批复,相对来说目前还没有一个独特审批方式适用于多肽药物专业方向。这也是我们未来要去努力的方向——给多肽药物去制定一系列适用于它的单独的规则标准。

  多肽药物目前也存在一定的缺陷,比如说它过于依赖注射,而口服的药很少,包括像之前也有一款口服药物上市,但其实在临床上还没有得到特别理想广泛的应用。为什么要依赖注射?也就是因为制剂技术的成熟仍然任重而道远。

  此外,一般之前工业上化学合成长度也就 50 个氨基酸以内,其实大部分企业对于 30 个氨基酸的多肽就很难规模化生产了,而要合成一些结构复杂和一些长度非常长的多肽药物是不太容易的一件事情。概括下来,多肽药物有着诸多传统药物所不具备的优点,但同时也要进一步加强技术的研发应用。

  竞争中合作,「多肽药物」创新之路

  知乎城市-合肥:作为一家专注于高品质多肽创新产品与药物发现的企业,企业所秉持的技术优势有哪些?

  周莉:我们公司成立时间是 2018 1 月份,但早在 2017 年我们就已经做了大量充分准备。我们发起单位主要有三方,一个是我们技术团队;另外就是中科大先研院以及合肥市高新区种子基金。我们团队主要是依赖中科大和清华生物结构和化学合成背景出身的两位科学家创立的,在核心技术优势方面,主要有以下几点。

企业与中国科大联合成立多肽药物工程实验室

  首先,我们掌握一些多肽合成方面的世界领先创新技术——多肽酰肼连接技术,这个是我们创始人的一个技术发明,来自清华专业科研背景,它使我们科生景肽足以自信具备能够实现世界上最长的多肽药物合成——长达 400 多个氨基酸。正如我刚才所说,像常规的药企氨基酸合成长度在 30 个或者 50 个左右,并且在这种条件下就已经很难进行产业化生产,而我们能合成 400 个,这不是一个量级的。

  多肽药物合成是一个个氨基酸重复添加的,按照常规来说,一个人的工作量每天最多按 8 小时工作制的话,能够合成 7 个氨基酸,如果 400 个氨基酸按照一个 1 个人单独去做,即使每一步的反应是 99%,其实到最后拿不到一点点的东西。通过酰肼连接技术,我们把它分成了很多个片段,各片段先平行合成,然后片段之间再进行连接,我们所有产品的收率和成功率都会得到提高,因为片段之间可以平行操作,就不必依赖一定的顺序。在该项技术领域内,我们也完全是先行者。

  其次,我们提供结构复杂的天然与修饰多肽的一个化学发现与全合成平台。在定位方面,与其他多肽创新药物企业或者多肽定制企业不同,我们不完全是竞争对手,更是合作对象。在更高端或者说更有技术难点的多肽产品制备以及质量控制方面,我们希望能够把结构复杂、修饰多样的高端多肽产品推广出去。这是我们最擅长的部分,我们也自信能很好地实现客户高端多肽的定制、产品的交付和技术服务的需求。

高新技术企业荣誉证书

  我们研发并建立了一个全球领先的多肽创新药物发现种子库,我们称之为肽库,也就是日常我们可能常常会听到的多肽种子库,并且我们基于此建立了两种类型的多肽种子库,一个是基于噬菌体展示的线性肽库与环肽库;另一个是化学组合肽库, 即「DEL+OBOC 组合肽库」。

  之所以开发这样的肽库,是因为做创新药之前,首先要发现这个新分子。而目前来讲小分子药物创新为什么更受欢迎,一方面是因为它技术相对比较成熟,另外就是有非常多的成熟的企业或者科研单位都有各类型小分子的化合物库,便于他们去筛选到新的分子。

  可是对于我们多肽行业来讲,拥有这些创新能力的企业寥寥无几,国际上也只有几家企业。目前,我们建立了全球独创领先的一个多肽类种子库,并且我们在自己的实验室跟客户服务阶段上,已经找到了潜在的分子,这就验证了这个肽库是有效的。在库的结构多样性发面,我们还在进一步优化和完善,以便发现更多创新靶点和高亲和力的创新分子。

  我们公司刚成立之初,团队在多肽新分子改造与优化方面就与国际药企开展合作。药物分子可能除了体现在各种氨基酸以外,还要加一些修饰,我们对它结构进行一个改良,以使它的结构更加的稳定,同时保持天然肽的一些高效性和高安全性。

 

多肽药物研发中心

  同时,我们也是国内目前唯一一个基于核磁共振能够进行多肽药物结构表征与结构确证平台,给多家家上市公司都提供了较为成功的产品案例,他们提交给 FDA 的报告都是可以一次性通过的。FDA 关于多肽药物的最新指南提出,在初级序列基础上需要表征二级结构,包括杂质的氨基酸序列、二级结构等表征数据。目前,鉴定结构常见的方法包括晶体衍射、核磁共振和冷冻电镜等,其中核磁共振技术是鉴定多肽原药液中结构的最直接和有效的技术方法。

  我们既能够在多肽新药发现和改造优化方面保持一个领先的地位,又能够实现新靶点和新分子的发现,并可以依据分子结构基础增加天然的各类修饰,进一步提高药物发现的有效性、亲和力和半衰期等。

  知乎城市-合肥:未来企业的技术创新点又有哪些?

  周莉:技术难点肯定伴随着技术创新点,我们的使命就是致力于解决这些行业的关键技术壁垒。相对来说,我们做规模化生产肯定是比不过那些传统企业的,我们也不擅长,那我们最擅长什么?——做好创新!

  在创新突破上,我们主要开展三个方面项目。第一个是实现高效药物的递送,比如实现血脑屏障突破。现在药物治疗通过血脑屏障是非常难的一个问题。如果有一种药物能够突破血脑屏障,能够实现高效性、靶向性、安全性的治疗,那将会是一个非常有意义而且很重大的一个技术的突破。

  第二个就是创新药物制剂技术方面,药物很大的一个难点就是它必须要注射,对于普通大众来说,从依从性或者是安全性方面,总是认为打针没有吃药好。我们也希望在这方面做一些对制剂技术方面的一个改良或者创新。

  第三个是我们正在做的创新合成技术。以往在多肽合成的过程中,往往需要进行纯化冻干。未来,我们也希望可以不用再依赖传统的、昂贵的进口纯化设备,实现无需纯化步骤,走经济绿色低碳环保的这样一条规模化发展道路。

  勇立行业潮头——品控一定是第一位

  知乎城市-合肥:科生景肽落地于合肥高新区是基于什么样的契机?在业务发展建设方面具体又做了哪些举措?

  周莉:我们是来源于高校的科研团队,我们最初是在高校承接几个德国拜耳的横向项目订单,然后逐渐发现一些国际药企存在对多肽创新方面的需求。

科生景肽所在地——合肥市高新区

  一方面,当时创始人认为我们有这方面技术实力,可以把一些优秀且志同道合的伙伴集中在一起创业做这样一件有意义的事情;另一方面,政府的支持力度也很大。特别是生物医药行业受政策影响是非常大的,而合肥市政府以及高新区都是给予我们企业最大力度的支持。我们是科技成果转化企业,如果没有高新区的种子基金的支持,那我们企业是没法落地的。而现在政府也在积极改善政策,往长三角一体化方面更多地去进行资源配置。虽然我们做得很好,但在生物药领域与长三角还是有一定差距的,而高新区和我们始终共同努力提升这样的竞争力。

  我们的客户群体主要是面向全球的制药企业、生物技术公司,还有科研机构以及大学实验室。而我们所提供的业务一方面是药物发现和临床前研究开发服务,另外就是高端的生物试剂,也叫工具类的产品。在定制服务过程中,我们交付的不仅仅只是一个产品,同时还提供对应产品或者服务的检测报告——对应产品的一些质控要求,或者所要达到什么样的水平。通过这样一种方式,确保我们所提供的产品或服务质量是过关的。对于我们来说,最重要的是交付客户产品的质量,品控一定是第一位的。

  近年来,我们也在不断参加类似中国多肽产业论坛、创新药物研发等诸多权威行业会议,一方面,希望加强相关人才团队的交流和引进;另一方面,也是希望进一步引导和参与多肽药物行业标准的制定,提升企业影响力。

企业获得第六届多肽药物研发及规模化生产前沿技术学术交流会「技术应用奖」

  采访结束之时,窗外的阳光和煦而又自然。无论是企业风格还是周莉本人,都给我留下了踏实而又自信的印象,也正如科生景肽的发展之路,不浮夸,不奢华,但坚实,且有力。

  文章来源:知乎城市-合肥

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