2017年12月，美國FDA批準(zhǔn)了Spark Therapeutics公司的Luxturna，這是第一個在美國贏得市場認可的基因療法。目前，其他一些基因治療項目也緊隨其后，例如：諾華的脊髓性肌萎縮基因療法AVXS-101已經(jīng)提交了上市申請?？梢钥闯觯@是一個即將騰飛的領(lǐng)域。

       FDA局長Scott Gottlieb博士稱，基因療法是“治療嚴重疾病的全新科學(xué)范例”。

       然而，快速發(fā)展的同時也帶來了新的障礙，在歷經(jīng)數(shù)十年的挫折之后，現(xiàn)階段的基因治療面臨著商業(yè)化的必經(jīng)之路— —大規(guī)模制造的挑戰(zhàn)。

       制造障礙

       Editas Medicine曾被認為是開展基因編輯技術(shù)人體臨床研究的首個制藥公司。但因為去年的原料制造問題，針對罕見遺傳性視網(wǎng)膜疾病的CRISPR療法EDIT-101提交IND的時間被推遲至2018年底。而CRISPR Therapeutics也成為了首個發(fā)起CRISPR基因編輯臨床試驗的公司。

       今年7月，由于臨床試驗制造批次中第三方提供的研究級質(zhì)粒存在痕量DNA片段，F(xiàn)DA要求將中止Sarepta Therapeutics針對杜氏肌營養(yǎng)不良的基因療法進行的臨床試驗。

       無論是從原理上，還是目前的種種跡象，都表明制造問題是基因療法繞不過去的一環(huán)！

        體外基因療法— —與CAR-T細胞療法類似，體外基因療法也是采用患者來源的細胞（自體細胞），在體外進行基因改造后再回輸至患者體內(nèi)。

       與傳統(tǒng)的小分子和蛋白質(zhì)藥物不同，制造活細胞作為終產(chǎn)品比生產(chǎn)非活體蛋白質(zhì)/抗體等更加復(fù)雜和容易出錯。體外基因療法的制造過程非常復(fù)雜，不是大規(guī)模生產(chǎn)的，是根據(jù)需要單獨制造的，此外，它們對溫度敏感并且壽命有限，需要一種全新的供應(yīng)鏈物流和制造方法。

        在體基因療法— —與體外基因療法不同，在體基因療法不是用患者細胞生產(chǎn)的。如Spark Therapeutics的Luxturna，其由無害的重組腺相關(guān)病毒（rAAV）顆粒組成，可作為RPE65基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)載體，可編碼視力所必需的蛋白質(zhì)。相對而言，病毒載體的制造顯得尤為重要。

       病毒載體制造障礙

       基因表達載體是各種基因療法的關(guān)鍵，正在評估的基因療法大多采用病毒載體進行修飾基因的遞送。隨著越來越多的基因療法從實驗概念驗證轉(zhuǎn)向臨床測試，大大小小的開發(fā)商一直在努力確保他們的病毒供應(yīng)鏈。

       然而，生產(chǎn)病毒載體的制造過程復(fù)雜、成本非常昂貴且受到高度調(diào)節(jié)。監(jiān)管方面，在臨床試驗的早期階段難以建立符合cGMP（Current Good Manufacture Practices）的所有方面。此外，還缺乏用于評估載體效力和安全性的標(biāo)準(zhǔn)化分析方法。運輸方面，病毒制造需要在遠低于大多數(shù)生物制劑的溫度下進行冷凍保存。

       這意味著，病毒載體的制造需要更高水平的可定制性和制造專業(yè)知識。但是，現(xiàn)在的情況是，相關(guān)的制造設(shè)施和合格的員工都缺乏，供不應(yīng)求。近年來，病毒載體的短缺已經(jīng)成為整個行業(yè)的瓶頸。

       合同開發(fā)和制造組織（CDMO）公司生產(chǎn)

       基因治療中使用的病毒載體具有高度多樣性和復(fù)雜性，其大量制造是非常耗時的，需要數(shù)年才能構(gòu)建相關(guān)的專業(yè)知識體系，因此對于新手來說并不容易。像Novartis和Kite/Gilead這樣的大藥企，已轉(zhuǎn)向CDMO為其生產(chǎn)慢病毒和逆轉(zhuǎn)錄病毒載體。

       其他大多數(shù)公司也都轉(zhuǎn)向CDMO，因為這些公司擁有可靠的臨床批量生產(chǎn)記錄，并且可以為使用cGMP生產(chǎn)的病毒載體產(chǎn)品提供專用資源。重要的是，藥企可以將精力集中在藥物的研發(fā)和臨床試驗上，而無需浪費更多的時間來建立符合cGMP的生產(chǎn)設(shè)備和其它資源。

        Bluebird bio公司在基因和細胞療法處于領(lǐng)先地位，對于病毒載體的制造，也十分重視。

       一方面，依靠4個外部合作伙伴為該公司的4種研究基因療法制造慢病毒載體，與Lonza、Brammer Bio、MilliporeSigma和比利時的Novasep達成了多年制造協(xié)議。

       另一方面，2017年11月，該公司宣布已花費1150萬美元收購了美國北卡羅來納州達勒姆市的一個125，000平方英尺的工廠，一旦構(gòu)建工作完成，將為該公司的基因和細胞療法生產(chǎn)慢病毒載體。

       該公司的首席制造和技術(shù)官Derek Adams說：“我們的目標(biāo)是在未來四年內(nèi)將多種基因療法推向市場，改變嚴重遺傳疾病和癌癥患者的生活。投資建設(shè)世界一流的制造基地是代表需要這些新型治療方法的人完成使命的關(guān)鍵一步。”

        2016年10月，總部位于上海的CDMO公司藥明康德宣布其在美國費城的創(chuàng)新細胞及基因療法研發(fā)生產(chǎn)新基地投入正式運營，新基地占地150，000平方英尺（約14，000平方米），將支持基因療法的臨床和商業(yè)化生產(chǎn)項目，包括使用2000升一次性生物反應(yīng)器的大規(guī)模生產(chǎn)。

        今年4月，瑞士生物制藥巨頭Lonza在德克薩斯州休斯頓附近開設(shè)了一個300，000平方英尺的細胞和基因治療工廠，這是世界上的細胞和基因治療工廠。該工廠將補充Lonza在美國新罕布什爾州、荷蘭和新加坡的現(xiàn)有細胞和基因治療中心。

       Lonza技術(shù)業(yè)務(wù)部負責(zé)人Andreas Weiler在聲明中說：“該設(shè)施有可能為數(shù)千名患有罕見遺傳疾病或威脅生命的疾病的患者提供治療，它將為生物制藥制造業(yè)樹立新的標(biāo)準(zhǔn)。”

       自家生產(chǎn)

       對于基因治療公司來說，將病毒載體的制造交給CDMO公司固然省心得多，然而要確保高質(zhì)量臨床級載體的可靠外部來源可能具有挑戰(zhàn)性，特別是對于在基因治療方面有新研發(fā)計劃的小型生物技術(shù)公司而言。

       因此，少部分公司也選擇挑戰(zhàn)自我，在內(nèi)部建立符合cGMP的工廠，俗話說得好“求人不如求己”。

       Spark Therapeutics

       與大多數(shù)擁有基因治療產(chǎn)品的公司不同，基因治療領(lǐng)導(dǎo)者Spark Therapeutics在內(nèi)部生產(chǎn)臨床和商業(yè)級病毒載體，其擁有48，000平方英尺的專用多層cGMP設(shè)施，總部設(shè)在美國費城。

       Sparks Therapeutics首席運營官John Furey說：“將功能基因成功整合到病毒基因組中是藝術(shù)與科學(xué)的結(jié)合。基因療法的生產(chǎn)達到安全、有效以及臨床和商業(yè)制造所需產(chǎn)量和質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，需要大量的病毒載體專業(yè)知識和經(jīng)驗。”

       這可能也是為什么，盡管Spark公司將美國以外Luxturna商業(yè)化的權(quán)利交給諾華，但是該公司仍然負責(zé)Luxturna的制造。

       BioMarin Pharmaceutical

       BioMarin是少數(shù)幾家選擇在內(nèi)部生產(chǎn)rAAV的公司之一。

       去年8月，該公司在美國加利福尼亞州諾瓦托成功開設(shè)了一家新的生產(chǎn)工廠，BioMarin全球研發(fā)總裁Hank Fuchs稱其為“第一個也是的基因世界制造工廠”。

       隨著該公司的針對A型血友病的基因療法valoctocogene roxaparvovec（BMN 270）在全球3期臨床試驗的發(fā)展以及為臨床研究和潛在的商業(yè)需求生產(chǎn)材料的需求，BioMarin將辦公室和倉庫建筑改造成18，000平方英尺的基因治療設(shè)施。

       今年3月，該制造工廠獲得了國際制藥工程學(xué)會（ISPE）的項目執(zhí)行年度設(shè)施獎，以表彰該公司用了不到一年的時間將基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)槭澜缟献钤绲幕蛑委熤圃煸O(shè)施之一。

       uniQure

       基因療法領(lǐng)域的先驅(qū)者uniQure在美國馬塞諸塞州列克星敦建立了最先進的制造工廠，使用其專有的基于昆蟲細胞的桿狀病毒表達載體系統(tǒng)（BEVs），正在進行臨床批次AAV基因療法的生產(chǎn)。

       最近，該公司開發(fā)了500升攪拌釜反應(yīng)器工藝，該工藝有可能顯著提高制造能力及可擴展性，分析表明：與較小規(guī)模的波動反應(yīng)器相比，產(chǎn)品的整體工藝性能、生物活性、含量和產(chǎn)物純度相當(dāng)。

       uniQure首席運營官Scott McMillan博士說：“AAV正成為基因療法的首選載體，導(dǎo)致對更大患者群體推進新療法的需求增加。我們相信uniQure專有的制造平臺在大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)上具有顯著優(yōu)勢。”

       結(jié)語

       基因療法將個性化醫(yī)療提升到一個新的水平，但同時，制造瓶頸也是一個現(xiàn)實問題。許多公司爭先恐后地確保可靠的載體生產(chǎn)，需求激增，但現(xiàn)有制造技術(shù)顯然未跟上基因療法開發(fā)浪潮。

       基因療法的制造復(fù)雜性也將體現(xiàn)在設(shè)定的價格上，據(jù)報道，制造成本高達銷售價格的75％左右。

       未來，隨著各大藥企和CDMO公司制造工藝的成熟、可拓展性和自動化水平的提高，以及監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)的進一步完善，制造成本有望大大降低，藥物質(zhì)量也將得到更好的保障。