回顾新药研发历史,行业经历了从小分子化学药到大分子生物药,再到细胞/基因治疗的数个浪潮,药物结构的复杂程度越来越高,新药研发难度越来越大。
外包服务行业(CRO/CDMO行业)是药物研发产业链复杂化、精细化的必然产物,二者在发展历程中相辅相成,相互作用。医药研发的巨大需求是CRO/CMO行业蓬勃发展的源头之水,后者的高效率与低成本为新药研发加装了更为强劲的发动机。
对于CRO组织来说,即依附于药物研究活动,又与药物创新相互促进,相得益彰,从全球药物发展历程,可以更好的理解CRO的过去,现在和未来。
药学、化学与生物学的发展为新药研发提供了更坚实的理论基础。化学药时代区别于自然物质时代之处在于,人们不止局限于利用药物的治疗效果,开始深入研究化合物的结构、发挥治疗作用的机制与原理,这一进步离不开化学、药理学与生物学在理论和实验上的进步,也使得大规模合成与生产药物成为一种可能。
临床试验的科学方法的确立,为新药研发提供了有力的工具。19世纪以来,随机对照、单盲试验、安慰剂、双盲试验、队列研究、多中心对照等一系列的临床试验原则的确立和发展,使得药物研发有了规范化的研究方法,从而显著提高了新药的安全性与有效性,也在客观上提高了新药研发的难度。
成功药物的研发并非一蹴而就的,小分子化合物在持续优化迭代。随着化学理论的发展,人类开始有能力认识与改造天然药物的结构和属性,寻求药物的疗效与安全性的提升:1)许多具有治疗作用的自然物质可能副作用较大,提取更高纯度或合成副作用更小的药物将大大提高其治疗作用;2)针对相同或相似的作用机理,可能通过优化分子结构、制剂剂型,成为疗效更佳、副作用更小的“mebetter”药物。
自此,药物的研究从被动接受进入到化学发明,拉开了化学药物时代的新篇章。
18世纪以来:从发现到优化,追求更好的疗效、更高的安全性
从柳树皮到阿司匹林,新药合成使药物更为安全有效。与奎宁类似,另一种影响深远的药物也来自于树皮——阿司匹林,作为第一种非甾体抗炎药(non-steroidalanti-inflammatorydrug,NSAID)由拜耳在1897年发现,其起源可以追溯到公元前1500年就已经被用于药用的柳树皮。18世纪,柳树皮中的有效成分水杨苷(salicin)被发现,其可在消化过程中被水解为活性镇痛成分水杨酸(salicylicacid)。然而无论是水杨苷还是水杨酸作为药物都具有显著的副作用,它们会破坏肠道,导致出血、腹泻甚至致死。研究人员一直在努力寻找一种水杨酸的衍生物,以降低其副作用,1897年拜耳公司对百余种水杨酸的衍生物进行了分析,最终研发出较为温和而有效的乙酰水杨酸,即阿司匹林,最终成为了一种风靡全球的镇痛药物。
19世纪~20世纪:临床试验规范逐步确立,科学方法为新药研发指明方向
1747年出现了第一个现代意义的临床对照试验,使用柑橘和柠檬治疗坏血病有效性的研究。进入19世纪,使用安慰剂(pIacebo)的试验开始出现,安慰剂是一种没有治疗作用的物质,可能因患者的自我暗示、对药效的期望、对医生信任等因素而发挥缓解病情作用,通常在临床试验中被设置为对照组比较药物的有效性。1854年病例对照研究的雏形开始出现,伦敦霍乱大流行期间,JohnSnow医生通过统计水源与霍乱爆发在地理上的关系,证实了霍乱的传播途径不是空气而是饮用水。
进入20世纪,临床研究的理念愈发体系化。
随机对照试验、控制变量、回顾性队列分析、大规模多中心临床试验、双盲试验、荟萃分析等方法为临床试验提供更多有力的工具,新药有效性与安全性提升的同时,开展临床试验研究的复杂度与困难度也显著提升。
20世纪上半叶:药物安全事件频发,临床试验进入规范化时代
监管法案规范化,各国建立专业药监机构。1906年,为了遏制日益严重的无效药、假药、“万能药”的交易,美国政府颁布了《纯净食品和药品法案》,被认为是美国第一部真正意义的药品管理法案。同年美国食品药品监督管理局(FDA)成立。此后FDA颁布了一系列药品监管法案。
药品安全性与有效性监管规范化,临床试验需求提升。20世纪50~60年代,一系列药品安全事件造成了严重的后果。其中反应停(沙利度胺)的悲剧在全球引起约8000名婴儿的畸形,还有数千名婴儿在出生前即因畸形死亡。1962年美国政府颁发了《Kefauver-Harris药品修正案》,首次要求制药企业在药品上市前证明产品的有效性,且FDA将对药品生产设施进行至少2年一次的现场检查。至此,上市前的临床试验开始规范化,新药上市的难度和研发成本均开始大幅提升。
20世纪中叶~21世纪初:重磅炸弹药物时代开启,化学药时代达到巅峰。
重磅炸弹频出,化药开发工艺更加成熟。20世纪下半叶,是全球药物发现的黄金时代。多个年销售额超过10亿美元的“重磅炸弹”药物(BlockbusterDrugs)开始陆续出现,在极大地改善了人类生活质量的同时,也催生了医药工业的迅猛发展。1986年,史克公司研发的用于治疗消化性溃疡的药物西咪替丁(商品名:泰胃美)年销售额超过10亿美元,成为史上第一个创造该记录的重磅炸弹药物(BlockbusterDrug)。
Me-too与Me-better的追赶。在重磅新药上市后,往往有大量药企围绕专利保护内的新药,基于其作用原理寻求绕过专利的类似分子结构,以期望获得类似或更好的疗效,按照这种方法开发出的新药即为Me-too药物。若能够对专利药物的分子结构进行较大幅度的优化,使得化合物在活性、代谢、毒性等方面较原有专利药物具有一定优势,即为Me-better类新药。
世纪之交是化学药时代的巅峰。史上销售额最高的化学制剂立普妥(阿托伐他汀)1998年上市后迅速锋芒毕露,1999年上市的舒利迭(氟替卡松沙美特罗)和波立维(硫酸氢氯吡格雷)都将在未来数年试图与立普妥争夺全球药物销售榜首,2001年上市的耐信(埃索美拉唑,奥美拉唑的左旋体),作为第二代质子泵抑制剂(PPI)的代表,将这类消化道溃疡药物的生命周期又延长了十余年。2000年占据全球药物销售排行TOP10的均为化学制剂,但也是在这一时期,诸多单抗类生物制剂开始蓄势待放,并即将迎来一个生物药大爆发的21世纪。
重磅炸弹药物的爆发带来了丰厚的利润,进一步促进了医药行业研发投入的加大,也提高了对新药研发周期的要求,医药行业的精细化分工开始显著体现。
CRO/CMO行业正是在重磅炸弹药物迭出的20世纪下半叶应运而生,开启了高速成长之路。愈发复杂的临床研究设计与试验,催生了大量的临床前与临床试验需求,CRO/CMO行业的规模化与专业化优势,能够为大型药企提供药物研发的支持。而正是这些外包服务企业的努力,大幅提升了医药企业的研发与试验效率,使得医药企业能够更专注于核心的创新性研发工作,推动了重磅炸弹药物不断涌现,又进一步吸引更多的资本投入到医药研发领域。正是医药企业与CRO/CMO企业的合作,加快了人类医药研发的历史进程。