Die Entwicklung der Biomedizin
Die Entwicklung der Biomedizin.
Was ist biopharmazeutisch?
Biopharmazie ist die Nutzung der Biotechnologie zur Herstellung natürlicher Wirkstoffe in lebenden Organismen. Seine wirksamen Inhaltsstoffe sind normalerweise einige bioaktive Proteine, DNA, Viren, Zellen oder Gewebe usw. Die Verabreichungsmethode ist eine direkte Gewebeinjektion. Die Herstellung von Arzneimitteln ist sehr abhängig von der direkten Kultur biologischer Gewebe/Zellen und kann normalerweise nicht genau repliziert werden.
Diese Eigenschaften unterscheiden sich offensichtlich von der chemischen Pharmazie. Chemische Pharmazie ist eine Art synthetischer Drogen, die auf vielfältige Weise verabreicht werden können, einschließlich oral, Inhalation und Injektion, und die Zubereitung ist flexibler.
Das therapeutische Prinzip biologischer Arzneimittel besteht hauptsächlich darin, das Immunsystem des Körpers zu stimulieren, Immunsubstanzen zu produzieren, um seine Wirkung auszuüben, und im menschlichen Körper eine humorale Immunität, zelluläre Immunität oder zellvermittelte Immunität zu erzeugen, um die therapeutische Wirkung zu erzielen. Es kann zur Behandlung von Tumoren, AIDS, kardiovaskulären und zerebrovaskulären Erkrankungen, Hepatitis, Autoimmunerkrankungen, Stoffwechselerkrankungen usw. verwendet werden.
Entwicklungsgeschichte der biopharmazeutischen Industrie
Die Entwicklung der biopharmazeutischen Industrie ist eng mit der Innovation der Biotechnologie verbunden. Seit dem 20. Jahrhundert, mit der allmählichen Vertiefung des Verständnisses der Menschen für Genetik, Lebensevolution und Biologie und dem kontinuierlichen Durchbruch der Biotechnologie, entwickelt sich auch die biopharmazeutische Industrie rasant.
Bereits 1868 hatte man zwei Arten von Nukleinsäuren entdeckt – DNA und RNA. Aber damals dachten die Leute eher, Protein sei genetisches Material.
Bis 1953 veröffentlichte die britische Zeitschrift Nature den Artikel"Molekularstruktur der Nukleinsäure - Struktur der DNA"von Watson und Crick. Die Entdeckung der DNA-Doppelhelixstruktur lässt die Menschen erkennen, dass es der Unterschied der DNA- und Genoperation ist, der zum Unterschied der biologischen Evolution und des Lebensprozesses führt.
1958 schlug Crick das Prinzip des molekularen Zentrums vor, das darauf hinweist, dass die Flussrichtung der genetischen Information von DNA zu RNA und dann von RNA zu Protein verläuft.
Danach kam die molekularbiologische Forschung auf die Überholspur. In den folgenden zehn Jahren entdeckten Wissenschaftler DNA-Polymerase, DNA-Ligase und Restriktionsendonuclease.
Restriktionsendonuclease ist wie eine DNA-Schere, die die Ziel-DNA aus einem langen DNA-Stück herausschneiden kann. Und Ligase ist wie Klebstoff, der Fragmente von Zielgen und Plasmidgen zusammenkleben kann. Diese Erkenntnisse legten den Grundstein für die Genrekombinationstechnologie.
(1) 1970er: der Aufschwung der biotechnologischen Arzneimittelforschung
1973 integrierten die beiden Wissenschaftler Cohen und Boyle erfolgreich das Plasmid, das das Xenopus-Gen enthielt, in E. coli, wodurch die erste DNA-Schneidung und -Ligation abgeschlossen wurde, und die Genrekombinationstechnologie war geboren.
Später fand Robert Swanson, ein Partner des KPCB-Fonds im Silicon Valley, Gefallen an ihrer Forschung. Nach einigem Austausch gründeten Swanson und Boyle gemeinsam ein Biotechnologieunternehmen – Genentech.
Nach der Gründung des Unternehmens glaubte Swanson, ein Risikokapitalgeber, dass Insulin ein gutes Produkt sei, da es Lilly seit der Börsennotierung von Rinderinsulin im Jahr 1923 beträchtliche Gewinne eingebracht habe. Wenn die rekombinante DNA-Technologie zur Herstellung einer großen Menge Insulin verwendet werden kann, sind die Kosten geringer und der Gewinn höher.
1978 synthetisierte Genentech rekombinantes Humaninsulin.
Neben der Genrekombinationstechnologie wurde in den 1970er Jahren eine weitere großartige Technologie geboren.
1975 entdeckten Kohler und Milstein die Hybridoma-Technologie. Durch die Verwendung von Hybridomzellen können monoklonale Antikörper in großen Mengen hergestellt werden, wodurch der Beginn des Antikörper-Engineerings eröffnet wird.
Bereits in den 1950er Jahren gab es weltweit Tierzellkulturtechnologien. Tierische Zellen können in vitro kultiviert und expandiert werden, um biologische Produkte herzustellen. Vor dem Aufkommen der Gentechnologie war der von den Zellen exprimierte Proteinspiegel jedoch sehr gering. Daher kann die frühe Tierzelltechnologie nur zur Herstellung von Impfstoffen und einer geringen Menge an Interferon und Urokinase verwendet werden.
Das Aufkommen der Gentechnik und der Hybridomtechnologie ermöglicht nicht nur die Realisierung und Anwendung von Tierzellkulturtechnologie im großen Maßstab, sondern wird auch zu den zwei Rädern zur Förderung der Entwicklung von Biopharmazeutika.
(2) 1980er-1990er: schnelle Entwicklung von Biopharmazeutika
In den 1980er Jahren begann die Entwicklung globaler Biopharmazeutika in einem beschleunigten Modus.
Nachdem Genentech rekombinantes Humaninsulin synthetisiert hatte, kam Lilly bald zur Tür, um eine Zusammenarbeit zu erreichen. 1982 wurde das weltweit erste genrekombinante Humaninsulin offiziell auf den Markt gebracht, das erste von der FDA zugelassene genrekombinante biologische Produkt.
1986 blühte die biopharmazeutische Industrie auf. Zunächst wurde eine humanisierte Antikörpertechnologie etabliert, die viele Mängel von Maus-Antikörpern überwand, die bei der Behandlung von Menschen verwendet wurden.
Darüber hinaus wurden in diesem Jahr auch viele wichtige Medikamente gelistet. Das erste therapeutische Medikament mit monoklonalen Antikörpern wurde vermarktet, um die Abstoßung von Nierentransplantaten zu verhindern;
Im selben Jahr wurde das erste biotechnologische Antitumor-Medikament α-Interferon gelistet und zur Behandlung von Leukämie eingesetzt, wodurch die Massenproduktion von Interferon wirklich realisiert wurde.
Der erste genrekombinante Impfstoff – Hepatitis-B-Impfstoff – wurde ebenfalls in diesem Jahr auf den Markt gebracht, das erste Impfstoffprodukt, das auf der Rekombination viraler Protein-Gensequenzen basiert.
In den 1990er Jahren wurde der erste monoklonale Antikörper zur Tumorbehandlung – Rituximab (Merrochin) – im Jahr 1997 gelistet, und die Entwicklung von Medikamenten mit monoklonalen Antikörpern trat in eine weitere neue Phase ein.
In den folgenden zwei Jahren hat die US-Zulassungsbehörde FDA sieben monoklonale Antikörper und ein den TNF-α-Rezeptor hemmendes Protein zugelassen, was die weltweite biopharmazeutische Industrie zu einer rasanten Entwicklung führte.
(3) 21. Jahrhundert: eine blühende Ära der Biopharmazie
Am 26. Juni 2000 veröffentlichten Wissenschaftler aus den Vereinigten Staaten, Japan, Großbritannien, Frankreich, Deutschland und China, die am Humangenomprojekt teilnahmen, der Welt den Arbeitsentwurf des menschlichen Genoms, der 97 % des genetischen Codes entzifferte des menschlichen Körpers und schloss die Basenpaarsequenzierung von 85 % der Gene ab und legte damit den Grundstein für den endgültigen Abschluss aller Sequenzierungsarbeiten. Seitdem hat die Biopharmazie eine florierende Ära eingeläutet.
In den 10 Jahren von 2001 bis 2010 hat die FDA 20 mAb-Medikamente zugelassen. Unter den Top 10 der weltweit verkauften Medikamente im Jahr 2010 waren 5 mAb-Medikamente. Im Jahr 2010 erreichte der weltweite Umsatz mit mAb-Medikamenten 44 Milliarden US-Dollar, mit einer rasanten Entwicklungsdynamik.
Gegenwärtig ist die Biopharmazie zum wichtigsten Teil des medizinischen Bereichs geworden und hat begonnen, chemische Medikamente als Mainstream-Medizin in einigen Krankheitsbereichen zu ersetzen.
Im Jahr 2020 belief sich der globale Pharmamarkt auf etwa 13841 US-Dollar, wovon Biopharmazeutika etwa 313,1 Milliarden US-Dollar ausmachten, was etwa 20 % ausmacht.
Der globale biopharmazeutische Markt wächst schnell, mit einer Wachstumsrate, die etwa doppelt so hoch ist wie die des gesamten pharmazeutischen Marktes und weit über der der Märkte für chemische und traditionelle chinesische Medizin liegt. Unter ihnen ist der monoklonale Antikörper das ausgereifteste und kommerzialisierte Biopharmazeutikum. Im Jahr 2020 wird der globale Markt für monoklonale Antikörper 181,9 Milliarden US-Dollar erreichen, und der Umfang von Chinas monoklonalen Antikörpern wird etwa 44,8 Milliarden Yuan betragen.
Chinas biomedizinischer Markt befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium, und auch das Branchenwachstum ist sehr stark. Von 2016 bis 2020 stieg Chinas biopharmazeutischer Markt von 183,6 Milliarden auf 387 Milliarden.
Von 2014 bis 2019 erreichte die zusammengesetzte Wachstumsrate des chinesischen biopharmazeutischen Marktes 22,4 % und übertraf damit die zusammengesetzte Wachstumsrate von 8 % des globalen biopharmazeutischen Marktes im gleichen Zeitraum bei weitem.
Rückblickend auf den gesamten Entwicklungsprozess von Biopharmazeutika waren die Vereinigten Staaten immer führend in der Entwicklung von globalen Biopharmazeutika. Mehrere wichtige Wellen der biotechnologischen Revolution haben ihren Ursprung in den Vereinigten Staaten. Mit ihrem absoluten Vorteil im globalen Pharmamarkt stellten die Vereinigten Staaten bereits 2014 die Hälfte des Weltmarktanteils.
Darüber hinaus machten 2018 unter den Top 10 der weltweit verkauften Medikamente 9 Biopharmazeutika fast 90 % des Umsatzes aus.