MUROMONAB-CD3

投资要点创新药是本轮牛市的核心结构性主线之一，当前正处于估值修复下半场向业绩驱动主升段过渡的关键期，建议重点关注具备全球竞争力管线与清晰出海路径的龙头企业。核心判断：1. 主线地位确认：创新药板块具备扎实的基本面支撑，81家创新药上市公司归母净利润同比增长13.84%，港股通创新药指数年内涨幅超90%，成为最强板块。资金通过ETF持续流入，27只创新药主题ETF总规模突破1000亿元。2. 当前阶段定位：板块估值处于历史低位，中证创新药指数PE-TTM为28倍，处于近3年30%分位。行业正从"研发投入期"迈入"商业化收获期"，百济神州等龙头企业实现扭亏为盈。3. 历史比较结论：本轮行情与美国1980-1990年代生物技术革命初期和2000-2010年代生物药黄金期高度相似，中国创新药产业发展阶段类似日本2000年前后的"二次腾飞"期。4. 投资评级：给予创新药板块"强于大市"评级，建议重点关注恒瑞医药、百济神州、信达生物等龙头企业。一、创新药主线地位的深度验证1.1 市场表现验证：强势反弹确立主线地位2025年11月以来，创新药板块展现出强劲的反弹态势，充分验证了其作为本轮牛市核心主线的地位。从具体表现来看，11月13日创新药ETF国泰（517110）收涨3.12%，科创创新药ETF国泰（589720）收涨2.99%，港股通创新药ETF（520880）涨幅稳居2.5%上方，成交超5.2亿元，较上日激增130%。更为重要的是，百济神州作为"创新药一哥"当日摸高8.8%，股价创三年新高，充分体现了市场对创新药龙头企业的认可。从指数层面分析，中证创新药指数自10月以来累计上涨16.2%，其中11月6日单日涨幅达4.87%，创下近3个月最大单日涨幅。这一表现不仅体现了创新药板块的强劲反弹动能，更重要的是确认了其在当前市场环境中的主线地位。相比之下，同期上证指数上涨2.15%，创业板指上涨3.72%，创新药板块的涨幅远超市场平均水平。从更长的时间维度来看，恒生创新药指数在2025年1-8月实现了104.86%的惊人涨幅，成功实现了指数点位的翻倍。尽管在9-10月经历了约22%的回调，正式进入"技术性熊市"区间，但11月以来的强势反弹表明，创新药板块的主线地位并未发生根本性改变，而是在经历正常的技术性调整后重新走强。值得注意的是，港股创新药与A股创新药表现出明显的分化特征。港股通创新药指数年内涨幅高达98.81%，即将翻倍，而中证创新药指数年内涨幅仅为27.8%。这种分化主要源于两地市场的投资者结构、流动性环境以及对创新药价值认知的差异。但从另一个角度来看，港股创新药的强势表现恰恰印证了全球资本对中国创新药产业发展前景的认可。1.2 资金流向验证：机构资金持续涌入创新药板块的主线地位得到了资金流向的有力支撑。从ETF资金流向数据来看，呈现出明显的持续净流入态势。港股通创新药ETF南方（159297）近9天获得连续资金净流入，合计净流入3.79亿元，港股通创新药ETF（520880）近10个交易日累计资金净流入超2.1亿元，其中10月28日单日净申购3318万元。更为重要的是，创新药主题ETF的整体规模实现了历史性突破。Wind资讯数据显示，截至11月7日，27只创新药主题ETF总规模已突破1000亿元。这一里程碑式的突破不仅体现了投资者对创新药板块的强烈关注，更反映了机构资金对创新药长期投资价值的认可。从具体的ETF产品表现来看，建信中证创新药ETF（159835）近12天获得连续资金净流入，合计"吸金"4640.88万元。医疗创新ETF（516820）近5个交易日获得连续资金净流入，合计6641.98万元。恒生创新药ETF（159316）本月（10月以来）净流入超10亿元。机构资金的持续流入还体现在对创新药龙头企业的增持上。从近期的机构调研活动来看，创新药企业成为机构调研的重点对象。特别是在2025年三季报披露期间，百济神州、恒瑞医药、信达生物等龙头企业的业绩表现获得了机构的高度关注，推动了资金的持续流入。1.3 基本面支撑验证：业绩拐点确立创新药板块的主线地位最重要的支撑来自于基本面的实质性改善。2025年前三季度，创新药板块整体营收同比增长约25%，显著高于A股整体水平。更为重要的是，81家创新药上市公司归母净利润同比增长13.84%，这一业绩表现为板块的持续上涨提供了坚实的基本面支撑。从龙头企业的业绩表现来看，呈现出明显的分化特征，但整体向好趋势明确。百济神州前三季度营收达275.95亿元，同比增长44.2%，净利润为11.39亿元，同比扭亏为盈。这一业绩表现具有里程碑意义，标志着百济神州正式进入盈利周期。第三季度单季营收超过100亿元，同比增长41.1%，其中产品收入实现99.54亿元，同比增长40.6%。恒瑞医药作为国内创新药龙头，前三季度实现营业收入231.88亿元，同比增长14.85%；归母净利润57.51亿元，同比增长24.50%。公司在创新药领域的持续投入开始显现成效，创新药产品的销售占比不断提升，为公司的长期发展奠定了坚实基础。从行业整体来看，创新药板块的盈利能力正在显著改善。根据2025年上半年的数据，剔除百利天恒授权交易影响，科创板创新药企业合计实现营业收入306.77亿元，同比增长31%；归母净亏损8.75亿元，同比减亏84%。亏损的大幅收窄表明创新药企业正从研发投入期向商业化收获期转变。值得特别关注的是，创新药企业的海外授权交易成为业绩增长的重要驱动力。2025年上半年中国创新药海外授权首付款总额达240亿美元，创历史新高。ADC药物海外授权单价突破10亿美元，较2023年增长150%。这些授权交易不仅为企业带来了可观的现金流，更重要的是验证了中国创新药的国际竞争力。1.4 政策面催化验证：双目录体系构建2025年创新药行业迎来了历史性的政策突破，首次设立的商保创新药目录为高价值创新药开辟了全新的支付渠道。2025年10月30日至11月3日，为期五天的国家医保谈判正式落幕，在延续医保目录常规调整机制的基础上，首次正式引入"商保创新药目录"机制。根据谈判结果，参与基本医保目录谈判竞价的目录外药品有127个，参与商保创新药目录价格协商的药品有24个，覆盖肿瘤、罕见病、慢性病、自身免疫等多个重大疾病领域。这一制度创新的意义在于，它为高价值创新药提供了一个年支付规模约200亿元的潜在增量资金池。在价格协商机制方面，国家医保部门对药企降价幅度的建议区间是15%-50%，这一降幅明显低于基本医保目录的平均降幅63%。更为重要的是，商保创新药目录的价格协商机制由医保局联合保险业协会协助谈判，非强制性干预，这为创新药企业提供了更大的定价自主权。政策层面的支持还体现在对创新药研发的直接补贴上。《关于进一步完善医药创新激励机制的指导意见》于9月落地，明确对进入III期临床的创新药给予最高500万元的研发补贴，截至10月末已有28家企业申报并获得补贴资金。此外，新一轮"创新药物研发国家科技重大专项"已正式启动，作为接续2008-2020年"重大新药创制"专项的国家级战略部署。地方政府的支持力度也在不断加大。以重庆市为例，《重庆市全链条支持创新药高质量发展若干措施》提出25条政策举措，对创新药每个奖励1000万元，改良型新药、生物类似药每个奖励500万元，中药经典名方产品每个奖励100万元。对于实际到位首付款1亿元以上的海外权益许可交易，按实际到位首付款的3%给予许可企业最高500万元奖励。二、当前阶段的精确判断2.1 估值水平分析：历史低位提供安全边际当前创新药板块的估值水平处于历史低位，为投资者提供了显著的安全边际。从A股创新药板块来看，中证创新药指数PE（市盈率）为28倍，处于近3年30%分位，即比过去70%的时间都便宜。更为重要的是，根据10月底的数据，中证创新药产业指数的PE是27.8倍，处于2019年以来的8%分位，比过去92%的时间都便宜。从港股创新药板块来看，估值水平更是处于极端低位。截至2025年6月，国证港股通创新药指数（987018）动态PE-TTM约25-30倍，处于近5年约11%分位，意味着比近90%的时间更便宜。中证港股通创新药指数PE仅23.4倍，位于近3年1.3%分位，处于极端低位。从估值修复的角度来看，当前创新药板块的估值水平为未来的上涨提供了充足的空间。根据历史规律，当一个赛道的估值处于"10%分位以下"时，后续12个月的上涨概率超过80%。这一历史规律为当前创新药板块的投资价值提供了有力支撑。需要注意的是，尽管近期创新药板块出现了明显的反弹，估值有所回升，但整体仍处于合理偏低水平。截至11月13日，中证创新药指数的市盈率（TTM）为38.2倍，较10月初的32.5倍上涨17.5%，虽低于历史均值45.6倍，但部分个股的估值已处于相对高位。因此，在投资策略上需要注意个股的分化，重点关注估值仍处于合理区间的优质标的。2.2 基本面演进判断：从投入期向收获期转换创新药行业正经历着从"研发投入期"向"商业化收获期"的历史性转变，这一转变的核心标志是企业盈利能力的显著改善。2025年三季报标志着中国创新药行业正从"研发投入期"迈入"商业化收获期"，头部企业通过"研发－临床－销售"的闭环能力验证了转型成效。从费用率的变化趋势来看，创新药企业的运营效率正在持续提升。2025年上半年，21家样本创新药企业销售费用率和研发费用率2021-2025H1持续下降，这也驱动百济神州、信达生物等公司盈利预期改善。具体到龙头企业，恒瑞医药2025年上半年研发费用率20.48%（-1.86pp），销售费用率27.85%（-1.11pp），管理费用率8.15%（-0.48pp），各项费用率均呈现下降趋势。盈利能力的改善更为明显。以恒瑞医药为例，公司2025年上半年毛利率86.58%（+0.35pp），净利率28.26%（+3.05pp），归母净利率28.23%（+3.00pp），利润率稳步提升。百济神州2025年Q3毛利率85.9%同比提升3.1%，其中产品毛利率86.3%同比提升1.4%，公司前三季度归母净利润11.39亿元，Q3单季度归母净利润6.89亿元、净利率6.84%。从行业整体来看，2024年板块毛利率提升0.6个百分点至55%，净利率同比上升0.8个百分点至12%，四费率同比下降1个百分点至40%，销售费用率的持续优化成为核心驱动因素。这些数据表明，创新药企业的商业模式正在从"烧钱研发"向"盈利增长"转变。商业化收获期的到来还体现在创新药产品的销售放量上。以恒瑞医药为例，2025年上半年创新药销售收入达75.70亿元，较2024年上半年的66.12亿元增长约14.5%。百济神州的百悦泽（泽布替尼胶囊）上半年在中国的销售额为11.92亿元，同比增长36.5%。这些数据表明，创新药企业的核心产品已经进入快速放量期。2.3 产业周期定位：技术突破与政策共振从产业周期的角度来看，中国创新药产业正处于技术突破与政策支持的共振期。在技术层面，中国在ADC、双抗、GLP-1等领域已进入收获期，研发效率显著提升。特别是在ADC领域，中国企业展现出了全球领先的实力。2025年上半年，中国创新药License-out交易持续升温，仅ADC领域就贡献了巨大比例，在2025年AACR年会上，中国ADC近乎占据半壁江山。政策环境的改善为产业发展提供了强有力的支撑。2025年出台的《支持创新药高质量发展的若干措施》与美国1984年《Hatch-Waxman法案》具有相似的里程碑意义，为创新药产业提供全链条支持。从药品审评审批制度改革来看，中国临床试验审批周期压缩至87天（美国平均180天），2024年中国NMPA批准48款I类新药，创历史新高。从国际比较的角度来看，中国创新药产业发展阶段与日本2000年前后相似，正经历从"仿创结合"向"自主创新"的转型，处于"二次腾飞"的初期。这一判断的依据在于：技术发展阶段相似，中国目前处于从跟随创新到原始创新的过渡期；政策环境相似，中国在2015年后推出一系列审评审批改革，并于2025年出台全链条支持措施；资本环境相似，中国在经历了2019-2022年的调整后，2025年迎来估值修复。2.4 市场情绪判断：从悲观到乐观的转换市场情绪的变化是判断创新药板块所处阶段的重要指标。从近期的市场表现来看，投资者对创新药板块的情绪正在从悲观转向乐观。这种情绪转换的背后，是对创新药行业基本面改善的认知逐步深化。从技术形态来看，创新药板块已经出现了明显的趋势反转信号。港股通创新药ETF（520880）在阶段低点位置收出光脚大阳线，放量上穿5日、10日均线，成交翻倍激增，显示多头报复性进攻，趋势可能发生反转，MACD绿柱显著缩短同样预示空头败退。更为重要的是，机构投资者对创新药板块的态度正在发生根本性转变。从近期的机构研报来看，越来越多的机构开始看好创新药板块的投资机会。兴业证券指出，近期创新药板块情绪回落，但当前板块景气度可持续，"创新+国际化"产业趋势不变，短期调整后弹性将进一步提升。从市场预期来看，投资者对创新药板块未来的业绩增长充满期待。根据中信证券的测算，2025年医保谈判后，创新药企业的平均净利率预期从12%上调到了18%，这是估值修复的核心前提。随着更多创新药产品进入收获期，市场对行业未来的发展前景越来越乐观。三、美国历史可比行情的深度剖析3.1 1980-1990年代生物技术革命初期美国1980-1990年代的生物技术革命初期为我们理解当前中国创新药行情提供了重要的历史参照。这一时期的核心特征是技术突破与制度创新的双重驱动。在技术驱动方面，DNA重组技术的突破为生物药研发奠定了基础，首个单克隆抗体药物Orthoclone OKT3于1986年获批。更为重要的是，1982年基因泰克重组人胰岛素上市，同年登陆纳斯达克，生物科技股开始进入主流视野。这一技术突破不仅开创了生物制药的新纪元，也为后续的创新药发展奠定了技术基础。政策催化方面，1984年《Hatch-Waxman法案》的通过具有里程碑意义。该法案建立了仿制药审批途径，同时延长了创新药专利保护期，为创新药企业提供了明确的市场独占期保障。1980年美国还通过了《拜杜法案》，允许大学和中小企业保留联邦资助的专利，推动生物技术商业化。资本市场的支持为这一时期的发展提供了重要动力。1986年纳斯达克生物技术指数（NBI）设立，为生物科技企业提供了融资渠道，风险投资开始大量涌入生物技术领域。从1983年至1992年，Biotech公司股价几乎一直处于上涨趋势中，甚至麦当劳的钟点工也开始加入医药投资者队列。然而，这一黄金十年在1993年因Synergen公司败血症药物的临床失败而终结。经过1992年-1995年的验证后，一批像基因泰克、安进这样具备产品核心竞争力的公司，凭借过硬的研发实力以及前瞻性的战略规划，成功在21世纪迎来了真正的巅峰。3.2 2000-2010年代生物药黄金发展期美国2000-2010年代的生物药黄金发展期是创新药行业发展的另一个重要历史阶段，这一时期的特征是技术成熟与商业化成功的完美结合。在技术驱动方面，单克隆抗体技术的成熟催生了多个重磅炸弹药物，如阿达木单抗（Humira）等。这一时期，生物药从概念验证阶段进入了大规模商业化阶段，多个年销售额超过10亿美元的重磅药物相继诞生。政策环境的进一步优化为行业发展提供了有力支撑。2012年《处方药用户付费法案（PDUFA V）》加速了新药审批流程，平均审批时间缩短至10个月以内。这一政策创新大大提高了新药上市的效率，为创新药企业带来了更大的商业机会。资本市场的表现尤为亮眼。纳斯达克生物科技指数（XBI）在2010年代经历了显著上涨，从2010年的约200点上涨至2020年的约1200点，涨幅超过500%。更为惊人的是，从2010年至今，纳斯达克生物科技指数上涨358%，年化回报率约31.9%。这一时期的成功不仅体现在股价表现上，更重要的是创新药企业实现了从亏损到盈利的转变。安进凭借EPO（促红细胞生成素）成为首个市值超千亿美元的biotech公司。这一里程碑事件标志着创新药企业商业模式的成功验证。3.3 2020年至今AI与基因技术驱动期美国2020年至今的AI与基因技术驱动期代表了创新药行业发展的最新阶段，这一时期的特征是人工智能技术与传统药物研发的深度融合。技术驱动方面，AI药物发现、基因编辑（CRISPR）、细胞与基因治疗等前沿技术推动创新药研发进入新阶段。特别是在AI制药领域，美国占据全球市场的54.4%，处于绝对领先地位。根据波士顿咨询集团的调查，在15种人工智能辅助候选药物中，有5种药物在不到4年的时间内进入临床试验，少于5-6年的历史平均水平。政策支持方面，拜登政府推出《生物技术和生物制造计划》，加大对生物科技领域的投资。FDA也在积极推动AI技术在药物研发中的应用，2025年4月宣布的政策调整逐步以AI模型替代动物试验。资本市场的表现呈现出明显的波动性。受疫情后流动性宽松影响，2021年纳斯达克生物科技指数创下历史新高，但2022-2023年经历了深度调整，2024-2025年有所回升。这种波动反映了市场对新技术应用前景的不确定性，但也体现了创新药行业的高成长性特征。3.4 中美创新药行情的比较分析通过对美国三个历史阶段创新药行情的分析，我们可以发现当前中国创新药行情与美国历史上的多个阶段都有相似之处，但也具有自身的独特性。相似性分析：首先，技术突破的驱动机制相似。美国1980-1990年代的DNA重组技术突破、2000-2010年代的单克隆抗体技术成熟，与中国当前ADC、双抗等技术平台的突破具有相似的意义。中国在ADC领域的领先地位，类似于美国当年在单克隆抗体领域的突破。其次，政策支持的模式相似。美国1984年《Hatch-Waxman法案》与中国2025年《支持创新药高质量发展的若干措施》都具有里程碑意义，为创新药产业提供了全链条支持。两国都通过制度创新来激励创新药研发和商业化。再次，资本市场的推动作用相似。美国1986年纳斯达克生物技术指数的设立与中国当前创新药ETF规模突破1000亿元都体现了资本市场对创新药行业的支持。差异性分析：第一，发展阶段不同。中国创新药产业目前处于从跟随创新到原始创新的过渡期，而美国在上述三个阶段都已经处于技术领先地位。中国FIC（首创新药）数量占比约30%，而美国超过50%。第二，市场结构不同。美国创新药市场已经高度成熟，产品全球销售，创新药价格全球最高。而中国创新药市场仍在发展中，2024年海外收入占比约15%，预计到2040年，中国III期资产的全球转化率将达32%。第三，支付体系不同。美国创新药主要依靠商业保险支付，而中国正在构建"基本医保+商保创新药"的双轨制支付体系，这是中国特色的制度创新。四、本轮创新药行情的独特性与风险分析4.1 独特性因素分析本轮中国创新药行情具有多个独特性因素，这些因素决定了其不同于美国历史上任何一个阶段的发展路径。国际化进程的加速是本轮行情的最大特色。2025年上半年中国创新药海外授权首付款总额达240亿美元，创历史新高，首次超过美国同类交易规模。特别值得关注的是，ADC药物海外授权单价突破10亿美元，较2023年增长150%。这种"反向输出"的模式是中国创新药产业发展的独特路径。技术平台的跨越式发展也是重要特色。中国企业在ADC、双抗、CAR-T等前沿技术领域实现了快速突破。以百利天恒的BL-B01D1（EGFR/HER3双抗ADC）为例，其在鼻咽癌III期试验中客观缓解率达53.6%，成为全球首个完成III期的双抗ADC。传奇生物的BCMA CAR-T获FDA批准，成为中国首个获得美国批准的细胞治疗产品。支付体系的制度创新具有中国特色。2025年首次设立的商保创新药目录为高价值创新药提供了新的支付渠道，这一制度创新在全球范围内都具有开创性意义。与基本医保目录平均63%的降幅相比，商保创新药目录15%-50%的降幅为创新药企业提供了更大的定价空间。AI技术应用的后发优势值得关注。尽管美国在AI制药领域占据全球市场的54.4%，但中国企业在AI药物研发方面展现出了快速追赶的态势。中国电信联合拜耳、恒瑞等药企推出"AI药物研发公共服务平台"，字节跳动的PXDesign系统在蛋白质靶点实验中，命中率比国际先进方法提升了2-6倍。4.2 风险因素识别在看到机遇的同时，我们也必须清醒地认识到中国创新药行业面临的风险和挑战。研发风险依然是最大的挑战。创新药研发具有高投入、长周期、低成功率的特点。根据最新数据，中国创新药临床试验成功率在一期临床阶段约为60%-65%，二期临床成功率预计在30%-35%之间，三期临床阶段的成功率进一步下降至10%-15%之间。从药物发现到成功上市，总体成功率仅约7.9%（从临床Ⅰ期算起），若从最初的药物发现开始算起，成功率甚至低至0.02%。同质化竞争问题日益严重。全球TOP10靶点的中国研发占比约60%-70%，大量项目因重复布局导致资源分散，临床推进效率与差异化优势受限。这种同质化竞争不仅浪费了研发资源，也增加了企业的市场竞争压力。支付压力仍然存在。尽管商保创新药目录的推出缓解了部分压力，但2024年国内创新药销售市场规模估算达1620亿元，其中个人现金支付占比高达49%，医保基金支付占比为44%，商业健康险支出仅占7.7%。患者负担过重与商保功能缺位并存的问题仍然突出。国际化面临多重挑战。中国创新药企业在国际化过程中面临专利壁垒、法规差异、知识产权纠纷等多重挑战。特别是在地缘政治因素的影响下，美国对中国创新药企业的贸易限制和技术封锁可能会进一步加剧。2025年中国创新药海外授权终止案例数量显著增加，涉及金额达数十亿美元。4.3 投资策略建议基于对创新药行业主线地位、发展阶段以及风险因素的综合分析，我们提出以下投资策略建议：重点关注具备全球竞争力的龙头企业。建议重点关注百济神州、恒瑞医药、信达生物等已经实现国际化突破的龙头企业。这些企业不仅在国内市场具有领先地位，更重要的是已经在国际市场上证明了自己的竞争力。布局高成长性的细分赛道。建议重点关注ADC、双抗、细胞治疗等具有技术优势的细分领域。特别是在ADC领域，中国企业已经展现出了全球领先的实力，相关企业具有较大的成长空间。关注政策受益标的。建议关注那些在商保创新药目录谈判中具有优势的企业，以及那些能够充分利用政策红利的创新药企业。特别是对于那些临床价值高、患者需求迫切的创新药企业，续约时降价幅度不超过10%的政策将带来显著的利好。注意风险控制。鉴于创新药研发的高风险特性，建议投资者采取分散投资的策略，避免过度集中于单一标的。同时，需要密切关注企业的研发进展和临床试验结果，及时调整投资组合。五、未来展望与投资评级5.1 行业发展前景展望展望未来，中国创新药行业正站在历史性发展机遇的起点上。根据我们的分析，中国创新药产业正处于类似日本2000年前后"二次腾飞"的关键时期，未来发展前景广阔。从产业发展阶段来看，中国创新药行业已经完成了从"仿创结合"向"自主创新"的转型准备，正在进入自主创新能力全面提升的新阶段。预计到2030年，中国FIC药物数量和占比将显著提高，在全球创新药市场的份额有望提升至20%以上。从技术发展趋势来看，AI技术与传统药物研发的深度融合将带来革命性的变化。根据ARK Invest的预测，AI将使DNA等生物信息的读取成本降低100倍、写入成本降低1000倍。这种技术进步将大大降低创新药研发的成本，提高研发效率。从市场规模来看，中国创新药市场具有巨大的增长潜力。随着人口老龄化的加剧、中产阶级的扩大以及健康意识的提升，创新药的市场需求将持续增长。预计到2035年，中国创新药市场规模将达到5000亿元以上。5.2 投资评级与目标价基于对创新药行业基本面、发展阶段以及未来前景的综合分析，我们给予创新药板块"强于大市"的投资评级。板块目标涨幅：20%-30%（未来12个月）我们预计，在基本面持续改善、政策支持力度加大以及估值修复的多重驱动下，创新药板块在未来12个月内有望实现20%-30%的涨幅。其中，港股创新药板块由于估值更低、弹性更大，涨幅可能更为可观。5.3 风险提示投资者在投资创新药板块时需要注意以下风险：1. 研发失败风险：创新药研发具有高风险特性，临床试验失败可能导致前期投入全部损失。2. 政策变化风险：医保政策、药品审评政策等的变化可能对创新药企业的经营产生重大影响。3. 市场竞争风险：随着越来越多企业进入创新药领域，市场竞争将日趋激烈，可能导致产品价格下降、利润率降低。4. 汇率风险：对于有海外业务的创新药企业，汇率波动可能对业绩产生影响。5. 估值风险：部分创新药企业估值已经处于相对高位，需要警惕估值回调风险。结语中国创新药行业正处于历史性发展机遇期，创新药作为本轮牛市的核心结构性主线地位已经确立，当前正处于估值修复下半场向业绩驱动主升段过渡的关键期。通过与美国历史上创新药牛市的比较分析，我们发现中国创新药行业具有独特的发展路径和后发优势。在技术突破、政策支持、资本青睐的三重驱动下，中国创新药行业有望迎来黄金发展期。但同时，我们也要清醒地认识到行业面临的风险和挑战，采取科学的投资策略，在把握机遇的同时控制风险。对于投资者而言，当前是布局创新药板块的良好时机。建议重点关注具备全球竞争力、技术优势明显、国际化进程顺利的龙头企业，通过长期投资分享中国创新药行业发展的红利。我们相信，在各方共同努力下，中国创新药行业必将迎来更加辉煌的明天。

重组DNA (rDNA) 技术通过实现安全、清洁、有效的rDNA表达产品的大规模生产，彻底改变了人类医疗保健。目前，各种rDNA产品正在被开发用于人类，包括治疗性激素、治疗性酶、溶栓剂、凝血产品、白介素、抗凝剂、干扰素和造血生长因子。本文将讨论rDNA产品的几个方面，例如表达系统、生产、纯化、分析和药物应用，以及各种产品的监管方面和市场潜力。 简介 1971年至1973年间，一项新技术应运而生，并引领了后来的重大科学转折点。这项技术就是基因工程，也称为重组DNA（rDNA）技术，至今仍是许多生物技术程序的基础。斯坦福大学的保罗·伯格（Paul Berg）于1972年首次合成了rDNA，他获得了1980年诺贝尔化学奖。1973年，由加州大学旧金山分校的赫伯特·博耶（Herbert Boyer）指导的团队将重组质粒引入大肠杆菌细胞，并随后建立了基因工程技术。 有三件事对人类生活有重大影响：食物匮乏、健康挑战和环境问题。除了清洁安全的环境外，人类的基本需求还包括食物和健康。对其中一个或多个因素的管理不当每年导致全球大量人员死亡。根据网站http://GlobalIssues.org/ 的数据，癌症、糖尿病、艾滋病毒、结核病、疟疾等非传染性疾病和传染性疾病每年导致全球近 3600 万人死亡。在过去的几十年里，基因治疗策略已经成为治疗和控制人类疾病的重要工具。根据目前的估计，一个基因突变就可能导致 10,000 多种人类疾病。 rDNA 技术的较新进展，即成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)，在治疗多种健康疾病方面发挥了关键作用。尽管 CRISPR 技术有望成为一种安全有效的治疗策略，但其作为治疗方法的实施仍处于早期阶段，仍存在许多障碍和未解决的问题。在用于治疗遗传疾病之前，应该对这项技术进行更彻底的研究和测试；否则，不受限制地使用这种方法可能会对子孙后代产生有害影响。这些健康问题通过开发新型药物和疫苗来克服，治疗策略（诊断试剂盒、监测设备和新的治疗方法）也通过使用现代基因工程方法和 rDNA 技术得到改进。 rDNA技术是一种人工DNA开发方法，该方法涉及将来自两个不同来源的DNA分子组合，并将其引入宿主生物体，以生成供人类使用的产品。多种微生物，包括大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、毕赤酵母、汉逊酵母和黑曲霉，已被用作宿主并用于生产治疗性rDNA蛋白。 图6.1. 重组DNA技术的步骤 由于冠状病毒疾病（COVID 19）的突然出现，世界对此措手不及，生物技术迎来了开发药物和疫苗以拯救人类生命的重大机遇。例如，出现了基于蛋白质、DNA 和 mRNA 的疫苗（辉瑞-BioNTech、牛津-阿斯利康、国药集团 BIBP、Moderna、CoronaVac、Covaxin、Novavax、Convidecia 和赛诺菲-葛兰素史克）。rDNA 技术助力了COVID 疫苗的研发，Katalin Karikó 和 Drew Weissman 也因同样的方法获得了 2023 年诺贝尔奖，他们发现了核苷碱基修饰，从而开发出了有效的 COVID-19 mRNA 疫苗。随着rDNA技术的不断发展及其在医疗保健行业的应用，如今已有多种治疗性rDNA产品可供人类使用。本文概述了特定rDNA产品的医疗保健用途，这些产品（例如治疗性激素、治疗性酶、溶栓剂、凝血产品、白细胞介素、抗凝剂、干扰素和造血生长因子）对人类医疗保健的重要性日益增强。 治疗性r-DNA产品 具有治疗意义的激素 生长激素或人类生长激素 (hGh) 是一种非糖基化的 22 kDa 蛋白质，含有191 个氨基酸残基和 2 个二硫键。主腺体（也称为脑垂体）产生生长激素。这种生长激素具有多种功能，包括维持正常的身体组成和转化。以前，从尸体脑垂体中提取的 hGh 曾用于治疗目的，但由于克雅氏病等安全问题而停止使用。基因泰克团队于1981 年发现的重组 hGh 解决了这个问题，并于 1985 年获得批准。该策略现已用于各种医疗应用。哺乳动物、酵母和细菌细胞均已被用作表达宿主来生产重组 hGh。因为非糖基化 hGh 被证明是一种生物效应物，大肠杆菌因其诸多优势而被广泛用于生产 hGh，包括易于细菌改造、生产成本低、细胞生长快以及能够培养高密度细胞。所有这些因素使其成为一个有价值的系统，尤其是从经济角度来看。hGh 基因已被克隆并主要在大肠杆菌的细胞质中以包涵体的形式表达。一般来说，在克隆过程中，由垂体mRNA 产生的互补 DNA (cDNA) 与化学合成的 DNA 一起克隆，以产生细菌形式的hGh。正在设计一种化学合成的 DNA 片段，该片段编码 hGh 的前24 个氨基酸，保留了第 23 和 24 个氨基酸残基的HaeIII 限制位点，与 hGh cDNA 中的天然序列相似。这种设计有利于将来与完整的 hGh cDNA 进行组装。由 HaeIII 产生的 551 个碱基对(bp) 长的 hGh 特异性 cDNA 包含hGh 的第 24 至 191 个氨基酸的编码序列。ATG起始密码子和 hGh 的第 1 至23 个残基的编码序列包含在化学合成的 DNA“接头”片段中，该片段可独立于该 cDNA 片段克隆。这些DNA 片段的组合将创建一个合成的天然杂交基因。当该基因被引入质粒中适当的细菌启动子和核糖体结合位点的下游时，它可以调节 fMet-hGh 的合成。由于大多数细菌蛋白缺乏 N 端蛋氨酸残基，因此fMet 应该被有效消除，从而直接产生 hGh。这一工艺为rhGh的工业化生产奠定了基础。本质上，原始rhGh的作用机制与脑垂体产生的生长激素（主要形式，22 kDa）相同。 必须记住的是，大规模 rhGh 生产不仅需要合成细胞的培养（发酵），还需要后续的下游工艺步骤，旨在消除所有非激素成分。rhGh产品有两种纯化方法，包括通过 SDS-PAGE 进行结构分析、色谱法（例如 HI-HPLC）、激光密度测定法和蛋白质测序。此外，免疫学测定、放射受体测定和生物测定可作为验证产品与垂体衍生的 22 kD hGh 的化学和生物等效性的工具。制药行业对 rhGh 药物的生产和审批有严格的规定，例如有效性和安全性证明。药物审批分为两个步骤：临床前测试（在实验室和动物中）和临床试验（在人体中）。 1985 年，美国食品药品监督管理局 (FDA) 批准使用rhGh 治疗生长激素缺乏症 (GHD)（例如，肌肉力量下降、身体成分改变、能量消耗低和生长减慢，甚至肥胖）、特发性矮小症、特纳综合征、普拉德-威利综合征、慢性肾功能不全和人类免疫缺陷病毒 (HIV)、侏儒症、骨折、皮肤烧伤、出血性溃疡和艾滋病。 糖尿病已成为当今社会最常见的代谢紊乱之一，且发病率持续大幅上升。世界卫生组织 (WHO) 估计，全球糖尿病患者人数达 1.71 亿，预计到2030 年将翻一番。解决糖尿病治疗中尚未解决的问题对于维护人类健康至关重要。自 20 世纪 20 年代Banting 和 Best 首次发现胰岛素以来，其在糖尿病治疗中的应用一直是药物科学最伟大的成就之一。 胰岛素是由 51 个氨基酸组成的胰腺激素的一种，它可以控制体内的葡萄糖水平，因为糖尿病可能由低胰岛素水平引发。1978年，大肠杆菌被用作生产重组人胰岛素的宿主，首次成功生产重组胰岛素。在细菌系统中，胰岛素以前体形式产生并储存在包涵体中，然后溶解并重新折叠为活性胰岛素。前体胰岛素也称为胰岛素原，由三条多肽链组成：A、B 和C。链 A 和 B 通过C 链连接在一起。胰岛素原分解成其活性形式胰岛素。这是通过分离两条链（A 有 21 个氨基酸，B有 30 个氨基酸）并用二硫键连接它们来实现的。在此过程中，在成熟的胰岛素释放之前，一条额外的链（C链）被去除。大肠杆菌或酿酒酵母通常在重组人胰岛素的商业化生产中起着至关重要的作用。A 链和 B 链的DNA 序列是化学生成的，并分别放入两个 pBR322 质粒中，与 β-半乳糖苷酶基因放在一起。将这些质粒分别插入两个宿主系统，例如大肠杆菌，在那里它们以 β-半乳糖苷酶-A 和β-半乳糖苷酶-B 的融合链形式表达和分泌。然后，A 和B 胰岛素多肽链通过化学方法从 β-半乳糖苷酶多肽中分离出来，并与通过连二亚硫酸钠和亚硫酸钠通过二硫键连接的纯多肽链结合，从而产生功能性重组胰岛素，如图6.2所示。使用 RP-HPLC 去除剩余的杂质或试剂。Zielinski等人报告称，他们开发了 20 种独特的大肠杆菌菌株，并创建了创新的 pIBAINS 表达载体，从而提高了每升培养基中重组胰岛素的产量。然后，制药行业可以包装和商业化纯化的活性人重组胰岛素。重组胰岛素具有多种药用应用，并获得了 FDA 的批准。重组胰岛素产品已被发现可有效治疗糖尿病，其中，门冬胰岛素比常规人胰岛素、甘精胰岛素、长效重组胰岛素和赖脯胰岛素吸收更快，其主要实际优势是起效迅速。 图6.2. 链式法微生物表达重组人胰岛素 治疗酶 酶对于人体内进行的多种细胞呼吸作用都至关重要，许多疾病都是由于酶缺乏或酶活性不足引起的。这些类型的疾病和紊乱可用治疗性酶（生物催化剂）来治疗。图6.3显示了治疗性酶在疾病治疗中的各种应用。治疗性酶通过两种方法获取：第一，从天然来源获取；第二，使用 rDNA 技术。在过去的一个世纪中，几种治疗性酶已在制药行业中得到重要用途，包括L-天冬酰胺酶、链激酶、胶原酶、核糖核酸酶、尿酸酶、葡萄糖苷酶等。在这里，我们将讨论这四种主要酶中的 L-天冬酰胺酶。 图6.3. 治疗性酶及其在治疗各种疾病中的健康应用 L-天冬酰胺酶，又称 L-天冬酰胺酶酰胺水解酶，用于化疗（治疗癌症）已得到广泛认可。这种酶具有天冬酰胺酶和谷氨酰胺酶的功能，可催化 L-天冬酰胺和 L-谷氨酰胺的水解。它专门从L-天冬酰胺侧链中去除氨基，将其转化为 L-天冬氨酸并释放氨。氨基酸和天冬酰胺的损失会导致肿瘤细胞营养降低，最终导致死亡。大多数L-天冬酰胺酶来自天然存在的微生物，但有些也是在细胞内设计和产生的，除了少数分泌到细胞外。这种酶由多种细菌产生，包括大肠杆菌、胡萝卜软腐欧文氏菌和普通假单胞菌。基于 Tandon 等人的早期研究结果，研究已经鉴定出几种可大规模生产的细菌 L-天冬酰胺酶，它们已获得 FDA 批准用于治疗肿瘤相关疾病。此外，来自酿酒酵母的 L-天冬酰胺酶也已被证实可有效治疗急性淋巴细胞白血病。科学家利用酿酒酵母分离出编码天冬酰胺酶 II 的 ASP3 基因。然后，将该基因整合到表达载体pET28a 中，并与 6x 组氨酸标签融合以便于纯化。最后，将该构建体引入大肠杆菌BL21 (DE3) 细胞以表达重组天冬酰胺酶 II 蛋白。从微生物菌株中产生的酶的纯化程序涉及层析技术，例如离子交换和尺寸排阻以及使用硫酸铵的沉淀法。L-天冬酰胺酶以胞内可溶性分子形式高水平表达（225.6 IU/g），然后用镍亲和层析技术从上清液中分离出来。重组天冬酰胺酶用于治疗多种疾病，包括慢性淋巴细胞白血病、霍奇金病、急性髓性白血病、危重淋巴细胞白血病和髓性白血病。此外，它还被证实可以治疗由肉毒梭菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌和化脓性链球菌等有害微生物引起的感染性疾病。在治疗自身免疫性疾病和炎症等疾病时，L-天冬酰胺酶因其免疫抑制和抗炎作用而成为一种常见选择。 血栓溶解剂 血栓溶解疗法在治疗各种循环系统疾病（例如心血管疾病、肺栓塞、深静脉疾病、血栓形成和心肌梗死）中至关重要。在全球范围内，循环系统疾病正逐渐成为现代人死亡的主要原因。血栓是由血液成分凝结而成，在血管内形成。这些阻塞物会阻碍氧气输送到周围组织，导致组织降解和坏死。为了最大限度地减少组织损伤并提高存活率，成功的血栓治疗优先考虑快速分解血栓。根据 Adivitiya 和 Khasa 的研究，血栓溶解疗法主要有四种治疗方法：第一代纤溶酶原激活剂、第二代血栓溶解剂、第三代纤溶酶原激活剂和其他纤溶酶原激活剂。第一代纤溶酶原激活剂包括链激酶和尿激酶型纤溶酶原激活剂（简称尿激酶）。它们不仅可以激活血液中的纤溶酶原，还可以分解纤维蛋白原和其他凝血因子（除了纤维蛋白本身）。选择溶栓治疗方案需要考虑多种因素，包括药物成本、不良反应、稳定性、半衰期、纤维蛋白特异性和免疫原性。 链激酶 (SK) 是由某些细菌菌株产生的蛋白质。这种蛋白质可以激活纤溶酶原，而纤溶酶原是血液中的一种物质，可以溶解血栓。SK（47 kDa，单链，414个氨基酸）通过激活血液循环中的纤溶酶原间接发挥纤溶酶的作用。SK 是第一种用于治疗急性心肌梗死的药物，大约在 40 年前问世。此外，它还可以溶解肾脏透析过程中分流形成的血栓纤维蛋白。这种药物在新形成的血栓中溶解效果最显著，它通过插入动脉的导管释放到血栓部位。通过在大肠杆菌表达系统中生产重组链激酶 (rSK) 可以避免链球菌中产生的固有 SK 的一些缺点，特别是产量有限、成本效益和存在额外的免疫原性分子。研究人员一直致力于优化 rSK，使其在体内持续更长时间、减少副作用并提高其有效性。rSK 蛋白的生产利用大肠杆菌BL21 (DE3) 作为宿主生物。为了实现高效表达，将针对不常见密码子和 mRNA 二级结构进行优化的成熟 SK 蛋白编码基因克隆到 pET-3a 表达载体中，然后插入大肠杆菌BL21 (DE3) 中。使用快速稀释法在 6 M 氯化胍中纯化、变性和重新折叠不溶性 rSK 包涵体抗体。采用阴离子交换层析分离折叠后的 rSK 蛋白，并用 ELISA 进行评估。为了延长溶栓治疗的半衰期，Wu 等人通过突变易受纤溶酶水解的 Lys 59和 Lys 386残基，制备了抗纤溶酶突变蛋白，使该突变蛋白在缺乏蛋白酶的枯草芽孢杆菌WB600中的半衰期延长了 21 倍。同时，他们利用毕赤酵母通过糖基化生产 rSK，形成了耐蛋白水解的分子。从β-溶血性链球菌中提取的药物 rSK 现在以商品名 Kabikinase ®和 Streptase ®上市。 尿激酶（UK）是一种参与多种生理过程的强效纤溶酶原激活剂 (PA)。UK裂解精氨酸-缬氨酸键，激活纤溶酶中的纤溶酶原。现在，血凝块中的纤维蛋白聚合物被先前形成的活性纤溶酶分解。这种活性纤溶酶在细胞迁移、组织重塑、补体激活、激素原转化和伤口愈合中发挥作用。它还在致癌作用和转移中发挥重要作用，并且是一种非常常见的心血管药物。UK 最初是从人类尿液中发现和分离的。从尿液中分离 UK 的过程耗时、昂贵且费力。自从rDNA 技术发展以来，人们已经探索了包括细菌（大肠杆菌、假单胞菌、枯草芽孢杆菌、嗜盐杆菌和肠球菌）、真菌（曲霉菌、青霉菌、单端孢菌和酿酒酵母）、酵母、哺乳动物细胞、昆虫细胞和植物在内的宿主来生产 rSK。虽然大规模培养细菌或真菌非常简单，但采用原核系统制造 UK 的最大缺点是这些生物缺乏翻译后修饰所需的机制。因此，产生的非糖基化 UK 缺乏天然 UK 的药效学特性和有效性。因此，建议使用哺乳动物细胞系来生产 UK。 近 20 年来，从人尿液或肾细胞培养物中提取的双链 uPA (tc-uPA) 一直被用作溶栓药物。由于它对纤维蛋白有特异性并且在血浆中呈惰性，因此最近已构建出单链 uPA 用于溶栓。Sc-uPA 已通过重组技术从几个来源生成，包括大肠杆菌、哺乳动物细胞和酵母。Tang 等人开发了一种从大肠杆菌生产单链尿激酶纤溶酶原激活剂 (sc-uPA) 的方法。他们的方法利用 pET 表达系统，该系统将组氨酸标签连接到 sc-uPA 蛋白的C 端。该策略可高表达组氨酸标记的 sc-uPA (ch-sc-uPA) 并促进其纯化和重新折叠。目前，人类新生儿肾细胞被用于尿激酶（ Abbokinase® 、Kinlytic™）的商业化生产，该药物于1978年首次获得FDA批准。这些药物的活性成分是低分子量的u-PA。然而，在一项调查揭露病毒污染问题后，FDA于1998年12月停止销售该药物，原因是该药物不符合现行良好生产规范。自2002年起，尿激酶再次成为治疗肺栓塞患者的可行选择。 血液和凝血制品 当纤维蛋白和活化的血小板聚合在一起时，哺乳动物就会发生血液凝固。在这个过程中，会发生许多酶活化事件，其中酶原和辅因子由丝氨酸蛋白酶激活。这个过程有助于防止受伤时失血过多。如果这种血凝块在血管内形成，则称为病理性血栓形成，这会导致人类各种残疾，甚至导致死亡。为了触发血液凝固，组织因子途径（外在）和接触途径（内在）起着主要作用。这些途径与血友病 A 型和 B 型有关，因为如果凝血因子或蛋白质无法凝结血管中的出血，就会发生血友病。血友病 A 与因子 VIII（F8）缺乏有关。 Bashar 和 Jeong 研究了凝血因子VIII (F8) 重组 A2 和A3 结构域的生成。F8 缺乏会导致一种称为血友病 A 的先天性出血性疾病。A2和 A3 编码基因的合成基于人类 F8 基因序列。使用大肠杆菌表达载体pGEX-4T1保存 rF8-A2 和 rF8-A3 的表达。使用Ni-NTA 填料从上清液中纯化蛋白质，并使用 SDS-PAGE 测量浓度。进行间接 ELISA 以检查A2 和 A3 抗原的抗原-抗体结合能力。GST 标记的rF8-A2 和 rF8-A3 蛋白（大小分别为 50.5 kDa 和 51.6 kDa）以可溶形式纯化。通过在F8的5′端引入GST，将pET28a (+)转换为pGETX-4T1载体，提高了重组蛋白的产量。使用抗F8多克隆抗体时观察到较高的结合效率，表明rF8-A3上存在与抗F8抗体结合的表位。因此，rF8-A2和rF8-A3可用于生成针对A2和A3的重组抗体，这有助于识别血友病A患者的A2/A3结构域。 白细胞介素 白介素 (IL) 是一类重要的天然免疫调节蛋白，能够调节细胞间通讯。虽然此前人们认为只有白细胞才能产生这些蛋白质，但现在人们发现许多其他类型的体细胞也能产生它们。它们有助于促进免疫细胞的活化和分化，以及增殖、成熟、迁移和粘附。此外，它们还具有促炎和抗炎特性。IL 通过自分泌和旁分泌两种功能，粘附于细胞表面的高亲和力受体，从而诱导细胞和组织中的多种反应。目前，人类 IL 基因家族中已鉴定出 55 个IL 和 IL 相关基因。根据其独特的结构特征，大多数 IL 可分为七个不同的类别和亚组。重组细胞因子是彻底改变多种重大疾病治疗方法的技术之一。目前市场上有多种细胞因子免疫疗法可供选择。许多人类重组白介素具有造血活性，例如rIL-2、rIL-3、rIL-4、rIL-5、rIL-7和rIL-11。其中，由于rIL-2在免疫系统中发挥着核心作用，值得深入研究。 Devos 等人于 1983 年首次描述了人类IL-2 在大肠杆菌中的表达。天然人类 IL-2（nIL-2）和重组人类IL-2（rIL-2）之间存在细微差别。糖基化的 nIL-2 由133 个氨基酸的多肽链组成，这些氨基酸排列成四个反向平行的两亲性 α 螺旋。相反，由大肠杆菌产生的 rIL-2是非糖基化的，第一个氨基酸丙氨酸不存在，并且位置 125 的半胱氨酸残基已被丝氨酸残基取代。Halfmann 及其同事在大肠杆菌中表达了编码 nIL-2 的基因，以产生大量 rIL-2（Met-IL-2）。当他们在 pGF25 中高水平表达成熟的 IL-2 基因时，产生的rIL-2 会积累在包涵体中。Devos 等人也面临过这个问题，他们发现了第一个 rIL-2，但它积累在大肠杆菌的细胞质中。为了解决这个难题，Halfman 等人开发了一种策略，将 IL-2 靶向至大肠杆菌的周质，将IL-2 与细菌信号肽或位于周质的麦芽糖结合蛋白融合。为此，他们将 IL-2 与前体麦芽糖结合蛋白（preMBP）融合，这导致大量preMBP-IL-2 蛋白被适当消化并递送至周质区域。现在我们可以轻松纯化合成的 rIL-2。rIL-2的一种特定变体可用作治疗贫血、癌症和多发性硬化症等疾病的药物。转移性肾细胞癌和黑色素瘤均已成功利用rIL-2作为促进T细胞增殖的治疗药物进行治疗。 抗凝剂 抗凝疗法在过去 70 年里被广泛应用于治疗急性血栓栓塞，最近也被接受用于治疗慢性血栓栓塞性疾病。血栓栓塞会导致多种类型的心血管疾病（CVD），因为心脏和血管问题是 CVD 的根本原因。根据世界卫生组织的数据，到 2030 年，CVD 预计将继续成为死亡的主要原因，造成2330 万人死亡。对这一问题的最佳治疗方法可能是溶栓疗法，以及抗凝疗法，它有助于重新打开阻塞的血管。这些抗凝药物对凝血过程有不同的作用。维生素K拮抗剂、直接口服抗凝药 (DOAC) 和低分子量肝素(LMWH) 是三大类抗凝药物。抗凝药物的例子包括阿哌沙班、达比加群、依度沙班、利伐沙班、华法林和水蛭素。其中，水蛭素是最初的直接凝血酶抑制剂和蛋白酶抑制剂，是一种由65个氨基酸组成的蛋白质，由吸血水蛭（Hirudo medicinalis ）的唾液腺自然分泌。 酿酒酵母和大肠杆菌等细菌菌株可用于生产重组抗凝剂。与大肠杆菌相比，酿酒酵母具有多种优势，包括更高的细胞外表达效率和更类似于人类和其他真核生物的糖基化系统。酿酒酵母因其一般公认安全 (GRAS) 状态而成为治疗性蛋白质生产的热门选择。美国食品药品监督管理局(FDA) 批准酿酒酵母用于生产重组蛋白。一些研究集中在酵母酿酒酵母中水蛭素基因的表达和分泌。水蛭素基因已使用氨基酸序列合成。现在，该合成基因被克隆到酵母的 YEGα-1 表达载体中。这个载体还含有半乳糖诱导启动子 GAL10 和α-交配因子前原前导序列。已发现重组酿酒酵母将具有生物活性的水蛭素分泌到细胞外培养基中。从培养基中提取后，分泌的重组水蛭素 (rH) 用反相高效液相色谱和超滤法进行精纯。在不太理想的培养环境下，每升可形成1 毫克水蛭素，经过两阶段纯化后，纯度可提高到几乎 90%。Lipurin 是水蛭素的重组衍生物，与天然水蛭素相同，来源于酵母。该分子与水蛭素非常相似，但有两个主要区别：链开头（N 端）的异亮氨酸被亮氨酸取代，并且 69 位的酪氨酸缺少硫酸酯基。这种名为利匹卢定（lepirudin，rH）的药物用于治疗肝素诱导的血小板减少症。德西卢定（Desirudin）也是一种rH，它是一种凝血酶抑制剂，可以预防患者的深静脉血栓形成和血栓栓塞性疾病。 干扰素 干扰素 (IFN) 是人类的天然防御系统，由 Isaacs 等人发现。最初，人们认为干扰素在抗癌治疗和作为一种广谱抗病毒药物方面具有潜在应用。它是一组参与许多过程的蛋白质，包括调节免疫系统和细胞生长。干扰素目前分为三大类：I 型、II 型和III 型。I 型干扰素包括 IFN-α、IFN-β、IFN-ω、IFN-τ 和IFN-κ。这些干扰素在阻止病毒复制和细胞增殖方面发挥关键作用。II 型干扰素仅由 IFN-γ 组成，它对于刺激巨噬细胞和自然杀伤(NK) 细胞至关重要。 III 型干扰素由 IFN-λ 和白细胞介素(IL)-28/29 组成，它们也表现出与 I 型干扰素类似的抗病毒作用。尽管多种干扰素具有一些共同特性，但三种干扰素中 I 型干扰素的抗病毒作用最强。1980 年在大肠杆菌中成功克隆IFN-α 基因，使其成为哺乳动物基因克隆的模型系统。苏黎世大学 Charles Weissmann 实验室使用大肠杆菌质粒 pBR 322 作为表达系统，生物技术公司 Biogen 为该大学提供了这项研究的支持。该表达系统的建立首先是从仙台病毒刺激的产生干扰素的白细胞中分离mRNA。然后将该 mRNA 逆转录为双链互补 DNA (cDNA)。最后，将cDNA克隆到pBR322质粒载体中，大肠杆菌、酵母菌和哺乳动物细胞均能产生干扰素。 Rajabi Memari 等人使用带有 T7 lac 启动子和peIB 信号序列的 apET 26b (+) 载体在大肠杆菌系统中表达 IFN-α2b。为了分析表达情况，使用蛋白质印迹法确定蛋白质在大肠杆菌系统中表达，并使用免疫测定法测量蛋白质浓度。IFN-α2b 对多种细胞类型有免疫调节和抗增殖特性。重组 IFN-α2b 在全球范围内获批用于治疗超过 14 种疾病，例如毛细胞白血病、尖锐湿疣、卡波西肉瘤和肝炎，这表明这些多重益处具有实际意义。利用大肠杆菌BL21 (DE3) 质粒建立了重组人干扰素-γ (rhIFN-γ)。采用一种结合阴离子和阳离子交换层析的新型层析纯化技术，从包涵体中纯化重组人干扰素-γ (rhIFN-γ)。采用高效液相色谱 (HPLC) 评估重组人干扰素-γ (rhIFN-γ) 的纯度。重组人干扰素-γ (rhIFN-γ) 能够降低与慢性肉芽肿性疾病相关的严重感染的发生频率和严重程度。 造血生长因子 目前，市场上有三种合成的造血生长因子可供医疗使用：G-CSF（非格司亭）、GM-CSF（沙格司亭）和促红细胞生成素（epoetin；EPO）。促红细胞生成素 (EPO) 在所有造血生长因子中确实是独一无二的，因为它具有激素的功能。重组人促红细胞生成素 (rhuEPO) 被广泛用于治疗与肾衰竭、HIV 感染、癌症和手术等疾病相关的贫血。rhuEPO主要有三种：epoetin alfa、epoetin beta 和epoetin omega。EPO 是一种造血生长因子，在调节红细胞成熟为功能性红细胞的最后阶段起着关键作用。 促红细胞生成素（EPO）是一种合成的促红细胞生成素，而促红细胞生成素是调节红细胞生成的主要激素。EPO最初用于治疗肾衰竭相关的贫血，现已成为一种成熟的疗法。它也用于治疗其他各种患者群体的贫血。20 世纪 70 年代末，内源性促红细胞生成素的分离和纯化，以及其产生基因的分离和克隆，为重组人促红细胞生成素（rhuEPO）的开发铺平了道路。这种合成激素通常是通过在中国仓鼠卵巢细胞中表达促红细胞生成素基因而产生的。EPO 是一种重组人促红细胞生成素，已被用于治疗肾衰竭以外的贫血。它还用于辅助手术前的自体献血。 基因工程的突破促成了促红细胞生成素β（epoetin beta）的诞生，这是一种合成的人类蛋白促红细胞生成素（r-HuEPO）。科学家首先分离了编码促红细胞生成素的基因，然后将该基因导入中国仓鼠卵巢细胞，使其能够产生促红细胞生成素β。这种糖蛋白激素在骨髓中红细胞前体的生长和成熟过程中起着至关重要的作用。使用促红细胞生成素β治疗贫血与多种心血管健康指标的改善相关，包括降低心输出量和静息心率。此外，接受血液透析治疗的慢性肾衰竭 (CRF) 患者在接受 12 个月的促红细胞生成素β治疗后，左心室肥大和运动诱发的心脏缺血有所减少，同时运动能力也有所提高。然而，值得注意的是，这种治疗可能会导致血细胞比容和外周血管阻力升高，从而导致血压升高。 继促红细胞生成素α和β问世后，科学家们开发了第三种重组人促红细胞生成素（rHuEPO），并将其命名为促红细胞生成素-ω。它由BHK细胞产生。它也用于治疗肾衰竭和心脏相关疾病引起的贫血。 单克隆抗体 抗体是我们免疫系统的一部分，可以消灭抗原（外来颗粒）。单克隆抗体，通常称为 mAb，是合成蛋白质，其功能类似于人体内的抗体。这些重组抗体 (mAb) 因其高特异性、敏感性和可重复性而成为诊断检测的金标准。20 世纪 80 年代初，治疗性单克隆抗体首次得到商业开发，1986 年，第一个治疗性单克隆抗体 Orthoclone OKT3 获批用于预防肾移植排斥反应。作为大量生产 mAb 的先驱，米尔斯坦和科勒获得了 1984 年诺贝尔生理学或医学奖。这得益于“杂交瘤”技术（骨髓瘤细胞系与血浆 B 细胞融合），该技术永久改变了mAb 的生产方式。早期的单克隆抗体（mAb）采用小鼠蛋白（鼠类）制备，但事实证明，其并不适合长期人体使用。这种不兼容性促使人们重新评估生产方法，最终促使人们通过技术进步开发出完全人源化抗体。抗排斥药物 Muromonab-CD3 是首个在美国获得 FDA 批准的人源化单克隆抗体。 细菌能够产生抗体，这使得研究人员可以更直接地根据抗体的功能成功程度来选择所需抗体，这为抗体开发带来了令人着迷的新机遇。微生物细胞，即酿酒酵母、毕赤酵母和大肠杆菌，被用作生产重组抗体的表达系统。重组抗体还有许多好处有待发现，它们比传统的单克隆抗体有更大的潜力。优势源于两个关键特点：首先，可以在大肠杆菌系统内测试免疫球蛋白基因，从而可以使用成熟的基因操作方法。其次，由于抗体的较短片段（而不是整个 IgG 分子）尺寸较小且没有 Fc 区，因此可以使用它们。由于二硫键对于抗体的完整构象和结合能力至关重要，因此分子需要在氧化条件下折叠。即使面临来自替代表达系统的竞争，第一个生产重组生物制药的革兰氏阴性细菌大肠杆菌仍然保持着该领域的领先地位，占目前市场上所有生物制药的 40% 左右。 重组蛋白在细菌宿主中的表达通常由携带强启动子的自我复制多拷贝质粒触发，例如噬菌体 T7 的启动子、大肠杆菌中的乳糖操纵子 (lac)或合成的色氨酸操纵子(trp)，以及允许高基因剂量的核糖体结合位点。虽然多拷贝质粒提高了体积生产力，但它们对大肠杆菌的代谢负担是一个主要问题，导致细胞生长抑制和死亡。这导致了无质粒表达系统的开发，该系统使用定点技术将所需的 DNA 直接整合到大肠杆菌染色体中。这些系统提供了一种更有利的替代方案，具有较低的代谢负担。一旦触发产生抗体，大肠杆菌细胞就会破裂（通过添加溶菌酶或使用温和的渗透休克技术提取周质内容物来实现）。经过筛选后，抗体可以单独生产并进行大批量精纯。分泌可溶性抗体片段的菌落通常采用单步亲和层析法纯化，该方法利用与抗体片段C端融合的肽标签。与传统单克隆抗体类似，纯化的物质大部分可以分成几部分并冷冻保存。单克隆抗体的开发和应用已经改变了感染、癌症、器官移植、自身免疫性疾病以及心血管、呼吸系统和其他神经系统疾病的治疗。 r-DNA产品的监管方面 通过既定的监管措施，实施全面的风险评估框架来保障发酵相关的完整性。在这方面，根据 (EC) 第 1831/2003 号法规，受管制的产品和/或生产生物只有在被认为对人类、动物和环境安全的情况下才允许使用。确保所选生物无致病性且无毒性是维护安全性的首要任务。大多数众所周知的发酵物种都符合上述标准。另一方面，基因组测序为发酵行业的新手提供了重要的见解。它允许对菌株进行准确的分类学鉴定，并表征可能引起关注的功能特征，例如已知毒素的产生、毒力因子和抗生素耐药性。 1989年，印度政府制定了处理危险微生物、转基因生物 (GMO) 和细胞的法规。这些法规由环境与森林部根据通知号 GSR 1037 (E) 发布，并属于1986年《环境保护法》的范畴。该法规构成了临床试验和1988年《药品和化妆品法规》（第八修正案）的基础。印度政府环境与森林部和科技部生物技术开发委员会(DBT) 负责实施这些法规，也称为“1989年法规”。1999年，印度生物技术部为审批采用重组DNA (rDNA) 技术生产的生物制药制定了更清晰的路径。他们的指导方针“生成基于 r-DNA 的疫苗、诊断产品和其他生物制品的临床前和临床数据”要求公司首先获得基因操作审查委员会 (RCGM) 对与现有药物类似的药物（类似生物制品或 SBP）的批准。为确保按照 DBT 发布的指南和标准操作程序采取适当的安全预防措施和控制条件，RCGM 密切关注正在进行的重组 DNA 项目和涉及转基因生物/危险微生物活动的安全相关方面。之后，数据被发送给印度药品管理总局 [DCG(I)]，以获得最终的商业许可和临床试验批准。在 DCG(I) 批准产品后，中央和州药品管理局联合检查设施，然后由中央许可审批机构颁发生产许可证。 rDNA产品市场规模 重组DNA (rDNA) 蛋白质生产是生物技术的支柱，而生物技术目前是且很可能将继续是一个研发密集型领域。自20世纪70年代初以来，由于分子生物学和基因工程的发展，人们对人类疾病生物分子根源的认识取得了巨大进步。rDNA治疗领域蓬勃发展，强生、安进、诺和诺德和百健（Biogen IDEC）等110多家公司积极致力于创新rDNA产品的商业化。这些公司拥有强大的开发路径，目前有80多种潜在治疗药物处于临床试验阶段。他们的目标是扩大其现有的73种上市产品库。 印度政府制药部于2010年为生物制药行业设定了一个雄心勃勃的目标：到2020年，该行业应发展成为全球主要的高性价比生物治疗药物生产商。印度制药业在2023年迎来辉煌，产量位居全球第三。此外，印度在提供价格实惠的仿制药和疫苗方面也处于领先地位。目前，印度有20多家公司生产生物治疗药物，其中领先的公司包括雷迪博士实验室 (Dr. Reddy's Laboratories)、Ranbaxy、Biocon、Shanta Biotech、Reliance Life Sciences、Panacea Biotech、Bharat Biotech 和 Intas Biopharmaceuticals。目前，约有50种生物治疗药物已进入印度市场，价格比竞争对手低85%，使大多数印度人都能负担得起。在 2009-2010 财年，印度的促红细胞生成素销售额增加了 2200 万美元，粒细胞集落刺激因子（G-CSF 或GCSF）销售额增加了 1100 万美元，干扰素销售额增加了 2200 万美元，链激酶销售额增加了1500 万美元。尽管 2009 年全球经济衰退，2010 年逐渐复苏，但印度生物技术产业的收入仍保持在 1500 亿美元以上。在过去 10 年里，该行业持续扩张，年增长率超过10%，平均收入增长率超过 20%。到 2020 年，其营业额预计到4500 亿美元，这意味着它必须以每年近 30% 的速度扩张。 r-DNA产品的下游工艺挑战 发酵在受控条件下在密闭系统中进行，其中培养设计用于发酵的微生物或生产微生物。“下游”工艺 (DSP) 用于在此“上游”工艺程序之后回收产品。所需的产品纯度因应用和授权而异，这决定了DSP 的复杂性。DSP 通常包含以下工艺：生物质分离、产品回收/纯化和制剂配制。然而，DSP 存在许多问题，这些问题会严重影响rDNA 生产的成本和生产效率。 在消费者需求激增的推动下，各公司正在加大rDNA产品的产量。然而，高效地实现大规模rDNA生产并非易事。以下是他们面临的一些关键挑战： 1.表达缺失：靶基因必须产生足够的蛋白质才能获得高产量。多种因素可能导致重组基因沉默，包括基因本身的突变或基因从靶细胞中消失。维持理想温度、增加插入片段的拷贝数以及表达蛋白对宿主的毒性也可能影响克隆产量。表达稳定性问题可以通过外源基因的染色体整合来解决；然而，在染色体外元件系统中，过量的重组基因可以提高产量。翻译后加工：糖基化——复杂的翻译后修饰 (PTM)，一个多步骤的酶促过程；它如何保持形状、与水相互作用、与免疫系统相互作用、正确折叠、到达细胞内的正确位置、正常运作并保持活性。为了生产重组蛋白，科学家经常对各种生物体进行基因工程改造，例如大肠杆菌、酵母或昆虫细胞 (SF9)、小鼠细胞 (SP2/0) 和仓鼠细胞；然而，生产完全人源化的 PTM 却十分困难。常用的啮齿类动物衍生的哺乳动物细胞系可以进行与人类类似的糖基化。尽管重组蛋白与其天然对应物非常相似，但它们可能缺乏人类体内存在的某些糖分子（例如 2,6-链唾液酸）。相反，它们可能含有人类体内不存在的其他糖（例如末端半乳糖-半乳糖或末端唾液酸）。这些结构差异可能会触发免疫系统，从而可能导致不必要的免疫反应。由于治疗性蛋白质通常缺乏人类所发现的正确糖结构，研究人员越来越多地使用人类细胞系，甚至构建新的细胞系。这使我们能够生产完全糖基化的蛋白质，从而有可能带来更有效的治疗方法。在原核系统中，治疗性蛋白质的过表达可能导致包涵体形成。当大分子蛋白质表达且细胞内蛋白质快速聚集时，更容易发生聚集。积累的蛋白质受到保护，不会发生蛋白水解，因此更容易回收。当产生的蛋白质对宿主具有毒性时，细胞内聚集的蛋白质往往可以保护宿主。 与rDNA产品微生物生产相关的专利和临床试验 将重组蛋白 (rDNA) 等新疗法推向市场需要经过严格的三期临床开发流程。每一步都比上一步更艰难、耗时更长且成本更高。I期涉及对新疗法进行人体初步测试。I期试验优先考虑安全性，评估产品的初始耐受性以及不同剂量下的基本药代动力学/药效动力学。这些数据将指导第二阶段的进展，II期侧重于疗效以及在患者身上的进一步安全性评估。至关重要的III期试验将利用这些先导研究的数据进行设计，该阶段将对产品的安全性及其在特定患者群体中的疗效进行精确评估。III期试验数据表明了 FDA 或其他监管机构将在审批过程中考虑的确切指征。 塔夫茨药物开发研究中心通过公司调查和公开记录收集了 1980 年至 2002 年间进入临床研究的271 种 rDNA 药物的临床开发和监管审查数据。作为“治疗性疫苗”、治疗性单克隆抗体和现有产品的改良版（如新剂量或重新配方）的rDNA 产品并未包括在内。59 家美国公司资助了其中 271 种产品，其中222 种在美国研发或进入临床试验。10 家跨国公司获得了 FDA 一种或多种治疗性rDNA 产品的上市批准；其余 49 种产品来自这些公司。 1980年12月2日，美国专利局公布了新兴生物技术领域的首项重要专利。这项创新是后来被称为科恩-博耶重组DNA克隆专利的三项专利之一。它源于斯坦福大学的斯坦利·N和科恩大学及加州大学旧金山分校（UCSF）的赫伯特·W·博耶于1973年至1974年间开创的一项关键分子生物学程序。这项程序后来被称为重组DNA技术，彻底改变了该领域。 rDNA技术的未来发展 在操纵目标基因表达方面，rDNA 技术目前可以引入可用于改进现有技术的理想性状。使用 rDNA 技术可以大量生产治疗性蛋白质，这些蛋白质具有高度的稳定性和一致性。该技术的多学科应用可以解决生活中的重大问题，例如增进健康和改善食物资源。全球 rDNA 技术市场有望呈现爆炸式增长，分析师估计到 2022 年达到1455 亿美元。这一势头将持续下去，市场在 2022 年至 2023 年间以每年7.9% 的强劲速度增长。重大成功以及 rDNA 技术在治疗癌症、糖尿病和传染病等严重人类疾病方面的广泛用途预计将成为市场发展的主要驱动力。重组技术的进步使得用于药物研发和基因治疗的长效治疗蛋白（即新型分子药物）的开发成为可能。这对遗传疾病的治疗产生了积极影响，并促进了rDNA技术市场的增长。此外，科学家现在拥有了一种强大的工具，可以精确改变微生物、植物、小鼠、狗和人类细胞的DNA，这可以通过一种称为成簇规律间隔短回文重复序列（CRISPR）的新型基因编辑技术实现。该工具可用于靶向清除人类细胞中的异常基因。世界卫生组织（WHO）于2020年1月30日发布了公共卫生紧急状态，以应对始于2019年12月并已蔓延至全球100多个国家的COVID-19疫情。另一方面，由于COVID-19 疫苗研发中采用了创新的重组技术，COVID-19 大流行最终对国际 rDNA 技术领域产生了有利影响。 微生物生物技术取得了长足的进步，在rDNA技术发现后的四年内，人类胰岛素和人类生长激素就已通过细菌基因工程生产出来并上市销售。疫苗的生产过程也令人着迷，例如乙肝疫苗就是利用病毒表面抗原在酵母中生产的。 结论 重组DNA技术是一项历史性的科学创新，极大地改善了人类福祉。如今，利用rDNA技术生产的微生物药物已成为国际公认的医学领域，可用于治疗多种慢性疾病。本文讨论了rDNA技术转化的治疗性激素、治疗性酶、溶栓剂、凝血产品、白介素、抗凝剂、干扰素和造血生长因子的表达系统、生产、纯化、分析和药物应用。与传统方法相比，微生物rDNA产品具有诸多优势，包括适应性强、可重复性、纯度高、安全性高、成本效益高以及产品产量高。许多此类微生物产品专注于对多种疾病产生积极作用的治疗，并且它们在未来很可能将继续保持这一优势。 原文：I.Modasiya, P.Mori, S.Goswami, Microbial Production of r-DNA Products. Microbial Products for Health and Nutrition, 2024.