當制藥行業(yè)以7%的平均速度發(fā)展時,，生物藥物卻以22%的速度大步向前。2013,，多達907種生物制藥產(chǎn)品在美研發(fā),，而銷售額排名前十的藥物中，它們已占據(jù)六席,。生物制藥到底是什么,，它究竟會給我們帶來什么幫助呢？

　　生物制藥 近30年醫(yī)藥領(lǐng)域大熱門

　　1982年的秋天,，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準人類歷史上第一個基因工程藥物胰島素上市,，由此生物制藥登上了歷史舞臺。經(jīng)過短短的30多年,，至今已有百種生物藥物被批準上市,，用于治療腫瘤、心腦血管疾病,、糖尿病以及各種傳染病等,。

　　生物制藥最大的特點是能充分運用生物現(xiàn)有的這部精良機器。在生產(chǎn)上,，利用它們的高效能,，提高生產(chǎn)效率，比如1982年的胰島素,，就是運用大腸桿菌的基因工程表達取代原先效率極低的在動物臟器中提取分離,。在治療上，也具有傳統(tǒng)化學藥物無法實現(xiàn)的功能,，比如抗體藥物,，它們可以特異地識別體內(nèi)的腫瘤或者病毒，進行精確攻擊,。生物制藥的高效性也很突出,。2014年2月在西非爆發(fā)埃博拉疫情后，美國ZMapp生物技術(shù)公司研發(fā)的生物藥物單克隆抗體,，注射入兩名患者體內(nèi),，1小時后便出現(xiàn)了好轉(zhuǎn),，現(xiàn)如今已治愈。

　　基于這些原因,，2010年《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》將生物產(chǎn)業(yè)列為我國七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,。生物制藥因此也成為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)最前沿的領(lǐng)域。

　　生物藥物仍有諸多缺陷待彌補

　　眾所周知,，人類還遠未了解生命的奧秘,，因而以其為基礎(chǔ)的生物制藥自然也存在著不少缺陷。最主要的集中在三個地方：1.壽命短,，這是生物藥物最大的一個特征,，如胰島素、生長激素在人體內(nèi)半衰期只有幾十分鐘左右,，兩三個小時便在人體內(nèi)清除殆盡,。2.效價低，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、體積龐大,，生物藥物容易被人體的免疫系統(tǒng)識別，從而針對它們產(chǎn)生抗體,，令藥物失效,。3.給藥途徑單一，因生物藥進入胃部就會被消化系統(tǒng)消化破壞,，因而它們通常需要依靠注射給藥,。

　　生物藥物的本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，因而是可以被人工修飾的,。1977年,，高聚物聚乙二醇（PEG）首次開拓性地修飾在蛋白質(zhì)藥物腺苷脫氨酶上，就好像為蛋白質(zhì)編織了一件衣服,，幫它們躲避機體免疫系統(tǒng)的識別,，抵抗機體內(nèi)酶類的降解，延長了它們在體內(nèi)的壽命近4倍,。目前,，PEG化已成為非常成熟的一種常規(guī)技能，患者可從原來的每日注射,，變成每周甚至每月注射一次,。

　　不過，當科學家們想要進一步升級PEG這種技術(shù)的時候,，卻發(fā)現(xiàn)構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸中,，PEG通過哪個氨基酸與蛋白質(zhì)連接、連接幾個并不是人為能夠控制的，而這些不確定性在制藥中就意味著難以控制質(zhì)量,，應(yīng)用存在風險,。

　　基因密碼子拓展技術(shù)幫我們“過關(guān)”

　　為突破生物制藥的上述難題，我們課題組利用基因密碼子拓展技術(shù),，擺脫天然20種氨基酸限制,，將人工合成的非天然氨基酸作為生物合成蛋白質(zhì)的原料，通過生物正交的,、快速反應(yīng)的“點擊化學”偶聯(lián),，成功將PEG與蛋白質(zhì)定點均一偶聯(lián)，突破了PEG化質(zhì)量控制難的難點,。簡而言之,，我們在蛋白質(zhì)20種氨基酸之外，人為制造了第21種非天然氨基酸,，并由它專門負責與PEG的連接,，由此大大降低了以往生物藥分離純化的步驟，真正獲得單一藥物,，使PEG化的質(zhì)量控制成為可能,，減小了患者的使用風險,。這個藥物制備方法也被稱為基因密碼子拓展技術(shù),。利用基因密碼子拓展技術(shù)，我們?yōu)樯L激素,、干擾素和一些抗體藥物都定點插入了非天然氨基酸,，減少了PEG對蛋白質(zhì)天然構(gòu)象的干擾。

　　通過生物藥物ADC（單抗-藥物偶聯(lián)物）治療腫瘤是生物制藥的重點發(fā)展方向,。ADC由兩部分組成：單抗蛋白質(zhì)分子作為能夠發(fā)現(xiàn)目標的載體或“彈體”,，小分子藥物作為摧毀目標的“彈頭”，兩者用技術(shù)手段結(jié)合就是治療腫瘤的“導彈”,。進入21世紀,，生物技術(shù)的開發(fā)成熟，全人源化的抗體,，以及強效細胞毒裝載物相繼被開發(fā)成功,，掀起了研發(fā)ADC的熱浪。目前,，有約80個ADC藥物處于研發(fā)階段,，截止2013年11月，已有35個進入臨床試驗階段,。

　　生物技術(shù)發(fā)展至今天,，我們已經(jīng)可以創(chuàng)造出新的物種、新的機制，讓生命為我們所用,。而對于與生命科學最相關(guān)的生物醫(yī)藥行業(yè),，這將是一個不平凡的世紀。