Pneumococcal 7-valent conjugate vaccine(Pfizer Inc.)

大肠杆菌在重组DNA技术的发现中肩负了巨大的工作量。随着重组蛋白胰岛素在大肠杆菌中生产并用于治疗糖尿病，生物制药行业进入了一个新的时代。继胰岛素之后，许多由大肠杆菌生产的生物制药已获得美国食品药品监督管理局（FDA）和欧洲药品管理局（EMA）的批准，用于治疗各种人类疾病。尽管大肠杆菌存在一些缺点，如缺乏翻译后修饰和毒性，但它仍然是一个重要的宿主，具有许多优势，如在重组蛋白生产中是一个广为人知的细菌、生产成本低、生产系统简单且产量高。本研究考察了在大肠杆菌中生产并获得批准的生物制药，涵盖了肽类、激素、酶类、融合蛋白、抗体片段、疫苗和其他药物。这些生物制药的批准主题、生产时间、生产公司及其在该领域的应用和发展也进行了讨论。 简介 20世纪70年代，随着重组DNA技术的引入，发现大肠杆菌能够强效且经济地生产重组蛋白。此之前，猪牛的胰腺是治疗糖尿病所需胰岛素的来源。然而，1980年代初，美国食品药品监督管理局（FDA）批准了由大肠杆菌生产的首个重组胰岛素，开启了糖尿病治疗的下一阶段，并为生产更多的重组药物提供了途径。这一成就表明，尽管胰岛素是一个需要氧化蛋白折叠的异二聚体，但它可以在大肠杆菌中合成。从那时起，改进后的重组药物，如单克隆抗体，开始使用包括大肠杆菌、酵母、丝状真菌、昆虫细胞和哺乳动物细胞在内的多种表达宿主进行生产。与其他重组微生物相比，大肠杆菌仍然是其最具吸引力的宿主之一。该细菌的基因学已被充分研究，且多种克隆技术和表达系统使其能够有效生产多种蛋白质。图1展示了一种在大肠杆菌中生产重组生物制药的通用方法。 图1. 在大肠杆菌中生产生物药的一般方法。 大肠杆菌因其快速生长、低廉的营养需求、易于扩展规模以及能够生产高产、高质量的药物而在大规模生产中受到青睐。然而，大肠杆菌的应用也存在一些限制。例如，某些复杂蛋白的生产可能受限于无法进行特定的翻译后修饰，从而限制了蛋白的成熟和二硫键的形成。人们普遍认为，适当的糖基化和折叠对于复杂蛋白（如单克隆抗体）尤为重要。目前，欧洲药品管理局（EMA）和美国FDA已批准多种由大肠杆菌生产的重组治疗药物用于多种临床用途。本综述讨论了由大肠杆菌生产的关键生物制药，涵盖激素、酶类、肽类、疫苗、融合蛋白、抗体片段和其他生物制药类别。 大肠杆菌在生物制药生产中的应用 激素 激素是生物制药生产中的一个重要类别，大肠杆菌在该领域的发展中发挥了重要作用。人类胰岛素（Humulin）是首个由大肠杆菌生产的重组生物制药，用于治疗糖尿病，由Eli Lilly公司生产，并于1982年获得美国FDA批准。随后，Lantus，一种长效胰岛素甘精分子，由Sanofi-Aventis公司在大肠杆菌中生产，并于2000年在美国和欧盟获得批准。胰岛素甘精是通过重组方式生产的人类胰岛素类似物，能够与胰岛素受体结合。近年来，许多胰岛素类似物通过重组方式在大肠杆菌中生产。其中，Lyumjev（胰岛素Lispro），一种快速起效的胰岛素类似物，由Eli Lilly公司在大肠杆菌中生产，并于2020年获得FDA和EMA批准，用于治疗1岁及以上糖尿病患者。 生长激素是可以在大肠杆菌中生产的最早的生物制药之一。生长激素Somatropin（Humatrope）由Eli Lilly公司在大肠杆菌中重组生产，用于治疗儿童生长激素缺乏症（GHD），并于1987年获得FDA批准。Sogroya（Somapacitan-beco），一种长效生长激素，由Novo Nordisk公司使用重组DNA技术在大肠杆菌中生产。通过改造Somapacitan分子，使其能够可逆地与血液中的白蛋白结合，从而减缓Somapacitan的排出，延长其作用时间。它于2020年获得FDA批准，2021年获得EMA批准，用于2.5岁及以上的成人和儿童患者。在一项临床研究中，Somapacitan每周使用一次对成人GHD患者有效且耐受良好。在另一项III期研究中，每周使用Somapacitan与每日生长激素相比，在儿童GHD患者中显示出相似的疗效和安全性。Skytrofa（Lonapegsomatropin-tcgd），一种长效生长激素，由Ascendis Pharma公司使用重组DNA技术在大肠杆菌中生产。2021年，FDA批准其用于治疗1岁及以上患有生长激素分泌不足的儿童患者。 重组干扰素α-2b（Intron A）用于治疗生殖器疣、癌症和肝炎，由Merck Sharp & Dohme公司生产，并于1986年获得FDA批准。随后，干扰素分子的改良变体（干扰素α-2a、α-2b、α-1a、α-1b）被开发用于治疗各种疾病（如肾癌、肾细胞癌、非霍奇金淋巴瘤、皮肤T细胞淋巴瘤、慢性髓性白血病、黑色素瘤）。Besremi（ropeginterferon alfa-2b-njft）由PharmaEssentia公司使用重组DNA技术在大肠杆菌中生产，并于2021年获得FDA批准，用于治疗成人多血症（PV）（一种以血细胞增多为特征的罕见血液疾病）。在多血症患者接受3年治疗后，ropeginterferon alfa-2b被证明有效且安全，且对标准治疗反应更好。也有研究评估了ropeginterferon alfa-2b在妊娠期多血症患者中的疗效和安全性，但这些研究强调了需要更多的案例研究。 Forsteo（teriparatide），一种人类副甲状腺激素类似物，由Eli Lilly公司在大肠杆菌中生产，并于2003年获得EMA批准用于治疗骨质疏松症。随后，许多类似Forsteo的生物仿制药（如Movymia、Terrosa和Sondelbay）在大肠杆菌中生产。其中，Sondelbay（teriparatide），一种人类副甲状腺激素片段，由Accord Healthcare公司使用重组DNA技术在大肠杆菌中生产，并于2022年获得EMA批准，用于治疗骨质疏松症。Natpara（副甲状腺激素）由NPS Pharmaceuticals公司在大肠杆菌中重组生产，并于2015年获得FDA批准，用于治疗副甲状腺功能减退症（低钙血症）。重组副甲状腺激素疗法的临床研究持续了5年和12个月，结果表明该疗法能改善副甲状腺功能减退症患者的生化参数，并确认了治疗的疗效和安全性。此外，Natpar，一种重组人类副甲状腺激素，由Takeda Pharmaceuticals公司在大肠杆菌中生产，并于2017年获得EMA批准用于治疗副甲状腺功能减退症。 最近的研究旨在调查在大肠杆菌中生产新的激素类似物和改性。超快速起效的胰岛素类似物，如VIAject/Linjeta、Biodel胰岛素（BIOD-531）、BioChaperone Lispro和LY900014，正在进行临床研究。这些制剂在作用速度和血糖控制方面优于传统胰岛素，如Humalog、NovoLog和Fiasp。另一种策略是将胰岛素类似物与重组人透明质酸酶结合。研究发现，胰岛素-透明质酸酶组合能在健康志愿者和1型糖尿病患者中引起更快的起效和更低的餐后高血糖。公司还在进行针对2型糖尿病的新型胰岛素的测试。例如，Eli Lilly正在测试LY3209590，这是一种设计的胰岛素，结合了抗体Fc结构域，具有长效基础型特性，并与甘精胰岛素进行了比较。 酶类 酶在多种生物过程中发挥重要作用，是另一类可以在大肠杆菌中生产的治疗蛋白。Pegloticase（重组人尿酸氧化酶，Krystexxa）于2010年在美国获得批准，用于治疗成人慢性痛风，由Savient Pharmaceuticals公司在大肠杆菌中重组生产。最近的一项研究表明，在无法控制的痛风患者中，将Pegloticase与甲氨蝶呤（MTX）联合使用可引发更高的治疗反应和更低的免疫原性。 Voraxaze（葡萄糖氨酸酶），一种羧肽酶，由BTG International公司生产，用于减少肾功能受损患者体内的甲氨蝶呤（MTX）。葡萄糖氨酸酶将MTX转化为谷氨酸和2,4-二氨基-N（10）-甲基叶酸。在大肠杆菌中重组生产的葡萄糖氨酸酶于2012年获得FDA批准，2022年获得EMA批准。 Calaspargase pegol（Asparlas），一种天冬氨酸酶，由Servier Pharmaceuticals公司在大肠杆菌中生产，用于治疗1个月至21岁急性淋巴细胞白血病（ALL）患者。使用重组DNA技术生产的Calaspargase pegol于2018年获得FDA批准。在一项ALL患者研究中，Calaspargase pegol的天冬氨酸酶活性比天然来源于大肠杆菌的Pegaspargase更为持久。 Pegvaliase-pqpz（Palynziq）由Biomarin公司在大肠杆菌中生产。这种酶可以减少血液中的苯丙氨酸含量，并于2018年获得FDA批准，用于治疗成人苯丙酮尿症患者。在一项研究中，介绍了使用Pegvaliase治疗苯丙酮尿症患者的病例经验。此外，最近还进行了一项临床试验，研究了使用Pegvaliase治疗过程中的治疗中断和剂量调整。 Revcovi（Elapegademase-lvlr）由Leadiant Biosciences公司在大肠杆菌中重组生产。该酶于2018年获得FDA批准，用于治疗腺苷脱氨酶重症联合免疫缺陷症（ADA-SCID）患者，包括成人和儿童。临床研究显示，Elapegademase治疗ADA-SCID患者的疗效和安全性，且使用Revcovi能够有效治疗ADA-SCID。 近年来，使用大肠杆菌生产的酶类在临床前研究中得到了评估，旨在开发新的酶候选药物用于各种临床应用，以增强现有治疗的效果并最小化副作用。 肽类 肽类是生物制药中的一个基础类别，涵盖了广泛的治疗药物，并在临床应用中具有重要作用。本节重点讨论可以在大肠杆菌中生产的肽类。Natrecor（nesiritide），一种重组人类利尿肽，由Johnson & Johnson/Scios公司在大肠杆菌中生产。2001年，FDA批准其用于治疗急性失代偿性心力衰竭患者。 FDA于2005年批准Increlex（mecasermin），一种由重组DNA技术在大肠杆菌中生产的类胰岛素生长因子-1（IGF-1），用于治疗严重原发性IGF-1缺乏症或生长激素基因缺失的儿童生长失败。临床研究表明，mecasermin有效促进这些患者的线性生长。 Fortical（降钙素），一种用于治疗骨质疏松症和其他骨骼疾病的激素，也是在大肠杆菌中生产的。该肽由Unigene Laboratories公司生产，并于2005年获得FDA批准。研究表明，它能够有效减少骨吸收并增加骨矿物质密度，尤其在骨质疏松症患者中。 Gattex（teduglutide），由NPS Pharmaceuticals公司生产，于2012年获得FDA批准，用于治疗短肠综合症。研究表明，teduglutide治疗能显著改善短肠综合症患者的肠道吸收能力，并减少对外源性营养支持的需求。 Voxzogo（Vosoritide），一种利尿肽，由Biomarin Pharma在大肠杆菌中生产。2021年，FDA和EMA批准其用于治疗儿童患者的软骨发育不全。在一项针对5岁及以上（<18岁）软骨发育不全儿童的III期研究中，发现52周的Vosoritide治疗是一个重要的治疗选择。随后，Vosoritide治疗被报告为安全并能促进软骨发育不全儿童的持续生长。 Oxervate（cenegermin），一种神经生长因子，由Dompé U.S.公司使用重组DNA技术在大肠杆菌中生产。它于2017年获得EMA批准，2018年获得FDA批准，用于治疗神经营养性角膜炎（一种眼部疾病）。一项研究报告称，Cenegermin治疗能有效改善角膜上皮、角膜感觉和视力，但需要更全面的研究。然而，另一项研究报告指出，使用Cenegermin进行局部治疗时，如果与包带型隐形眼镜一起使用，可能会在镜片和眼表面造成药物沉淀。 另一种在大肠杆菌中生产的肽类是Idefirix（imlifidase）。该药物用于预防身体排斥移植肾脏，由Hansa Biopharma公司在大肠杆菌中使用重组DNA技术生产，并于2020年获得EMA批准。研究表明，Imlifidase治疗可能是使肾脏移植受者去敏感化的有效且有前景的方法，但仍需要更多的临床数据以了解其使用和应用。 近年来，在大肠杆菌中生产的生物制药肽类有助于生产那些可能难以化学合成的长肽或复杂肽。通过在大肠杆菌中生产的肽类生物制药包括了用于靶向各种疾病（如心血管病、代谢病、感染、癌症和自身免疫性疾病）的创新临床前方法。 疫苗 疫苗的开发和生产是生物制药领域的一个关键前沿，旨在保护公共健康并预防各种传染性疾病。在这一背景下，大肠杆菌被用作生产疫苗的多功能且宝贵的工具。Hecolin（Innovax）是首个基于病毒样颗粒的乙型肝炎病毒疫苗，由大肠杆菌生产，并于2011年获得中国食品药品监督管理局（CFDA）许可。在中国，针对16至65岁成人的III期研究报告显示，Hecolin有效预防了乙型肝炎病毒感染。 人乳头瘤病毒（HPV）L1 VLPs疫苗（Cecolin；Innovax）也是由大肠杆菌生产，并在中国批准上市。在一项III期研究中，该HPV疫苗对生殖器损伤和持续性感染有效。 Strangvac疫苗，含有马链球菌CCE、mEq84和IdeE抗原，是由Intervacc公司使用重组DNA技术在大肠杆菌中生产的，用于防治马链球菌引起的马脖腺炎，并于2021年获得EMA批准。一项研究报告称，Strangvac疫苗接种是安全的，且能有效保护马匹免受由马链球菌引起的脖腺炎。 Prevnar 13疫苗用于预防13种肺炎链球菌血清型引起的肺炎，由Wyeth Pharmaceuticals公司使用棒状分枝杆菌生产，并于2010年获得FDA批准。此外，辉瑞公司于2016年宣布，Prevnar 13是唯一获得批准用于所有年龄段人群的肺炎球菌疫苗。随后，肺炎球菌结合疫苗（蛋白质多糖）也在大肠杆菌中重组生产，并显示其在与Prevnar 13疫苗相比时，能够用于预防肺炎球菌感染。此外，还进行了一项研究，旨在提高在大肠杆菌中生产的肺炎球菌生物结合疫苗的产量并减少内毒素的形成。 Trumenba（B组脑膜炎球菌疫苗），也称为MenB-FHbp，由Wyeth Pharmaceuticals（辉瑞子公司）在大肠杆菌中生产。Trumenba包含两种重组的Neisseria meningitidis B群的因子H结合蛋白（FHbp）变体。2014年，FDA批准其用于10至25岁人群预防由B群脑膜炎球菌引起的疾病，2017年EMA批准该疫苗用于预防该病。一项最新的III期研究表明，MenB-FHbp在青少年和年轻成人中应用良好，耐受性好，安全性高，并能增加保护性抗体反应。2018年至2020年间进行的接种研究报告称，Trumenba接种后没有出现死亡或免疫后的不良事件。另一种脑膜炎球菌疫苗，Bexsero（含有B群脑膜炎球菌的片段），也称为4CMenB，由GlaxoSmithKline公司在大肠杆菌中生产。Bexsero于2015年获得FDA批准，适用于10至25岁患者，2013年获得EMA批准，适用于2个月及以上人群。在美国进行的一项研究显示，Bexsero疫苗没有引发新的安全问题，且所有的副作用大多为轻微的。根据9年的数据报告，4CMenB的使用在不同年龄组中并未引起显著的安全问题。然而，接种后婴儿可能会出现短暂的发热。一项最近的研究报告称，使用4CMenB能有效预防5岁以下儿童的侵袭性脑膜炎球菌病。 在大肠杆菌中生产的间日疟原虫抗原已被证明能够增强小鼠的细胞免疫和体液免疫反应，并可能成为针对基于间日疟原虫的疟疾的潜在疫苗候选者。此外，首批动物疫苗之一，p45猫白血病病毒包膜抗原（Leucogen；Virbac），是由Hansa Biopharma使用重组DNA技术在大肠杆菌中生产，并于2009年获得EMA批准。Letifend（LETI Pharma），一种来自利什曼原虫的蛋白质Q疫苗，用于治疗犬类利什曼病，也是使用重组DNA技术在大肠杆菌中生产，并于2016年获得EMA批准。 大肠杆菌继续被用于生产各种疫苗抗原。例如，1998年，FDA批准了一种包含重组生产的由博莱氏螺旋体产生的外表面脂蛋白OspA的莱姆病疫苗。然而，由于担心严重的副作用，该疫苗在2002年被撤回市场。一个改进版本VLA15，仍然在大肠杆菌中生产，目前正在进行III期临床试验。 融合蛋白和抗体片段 在大肠杆菌中生产融合蛋白和抗体片段已成为开发生物制药的关键策略，并为各种治疗应用提供了特定的解决方案。Ranibizumab分子（Lucentis）由Genentech/Roche公司在大肠杆菌中生产，用于治疗年龄相关性黄斑变性（AMD），并于2006年在美国获得批准。Ranibizumab是一种单克隆抗体片段，针对所有血管内皮生长因子A（VEGF-A）同种型。该结合物可防止与细胞表面受体如VEGFR1和VEGFR2的二聚化，从而减少血管生成、内皮细胞增生和血管泄漏。Ranibizumab是治疗糖尿病性黄斑水肿的重要选择，并能改善增殖性糖尿病视网膜病变。随后，Byooviz，一种与Lucentis类似的生物相似药，在大肠杆菌中生产，并于2021年获得FDA和EMA批准，用于治疗AMD、视网膜静脉闭塞后黄斑水肿和近视性脉络膜新生血管。Susvimo（ranibizumab），一种VEGF抑制剂，由Genentech公司在大肠杆菌中生产，并于2021年获得FDA批准，用于治疗AMD。 曲妥珠单抗（Herceptin）单克隆抗体由Genentech/Roche公司在中国仓鼠卵巢细胞中生产，并于1998年获得FDA批准用于临床治疗。然而，已有研究表明该分子也可以在大肠杆菌中生产。人类表皮生长因子受体2（HER2）蛋白位于细胞表面，在调节细胞生长和通信中起着至关重要的作用。约四分之一的乳腺癌患者发现该受体表达过高。曲妥珠单抗（抗HER2）针对HER2受体，已报告其可以减缓由于HER2信号传导引起的癌症发展。 赛妥珠单抗（Cimzia）单克隆抗体片段由UCB Pharma公司在大肠杆菌中生产，用于治疗克罗恩病和类风湿性关节炎（RA）。它也是一种肿瘤坏死因子（TNF）抑制剂。该Fab（抗原结合片段）分子以可溶性形式生产，并于2008年获得FDA批准。 罗米普利司汀（Nplate）融合蛋白由Amgen公司在大肠杆菌中生产，用于治疗免疫性血小板减少性紫癜。这种蛋白在细胞质中以包涵体的形式生产，并于2008年获得FDA批准，2009年获得EMA批准。 莫昔单抗帕苏多毒素（Lumoxiti）融合蛋白由AstraZeneca公司生产，并于2018年获得FDA批准。该重组蛋白特异性结合B细胞表面的CD22受体，并在大肠杆菌中生产，用于治疗毛细胞白血病。 Caplacizumab（Cablivi）抗体由Ablynx/Sanofi公司生产，用于治疗获得性血栓性血小板减少性紫癜，并于2019年获得FDA批准。该单克隆抗体在大肠杆菌中以可溶性形式生产，靶向冯·维尔兰德因子。EMA也于2018年批准其用于12岁以上儿童和成人。 Brolucizumab（Beovu）是一种由诺华公司生产的单克隆单链可变片段，用于治疗AMD。该分子结合VEGF受体，并通过重组DNA技术在大肠杆菌中生产，于2019年获得FDA批准。另一个单克隆抗体片段是Bentracimab（PB2452）。Bentracimab能逆转抗血栓药物替卡格雷（Brilinta）的作用。在健康志愿者的研究中，Bentracimab显示出有效性和安全性。目前，Bentracimab的III期临床试验——替卡格雷快速持续逆转干预试验正在进行中。此外，2023年达成协议，宣布SFJ Pharmaceuticals将负责Bentracimab的持续临床研究。 在大肠杆菌中生产的融合蛋白和抗体片段也用于癌症治疗。Tebentafusp（Kimmtrak）融合蛋白由Immunocore公司在大肠杆菌中生产，用于治疗转移性葡萄膜黑色素瘤，并于2022年获得FDA和EMA批准。Oportuzumab monatox（Vicineum）融合蛋白由Sesen Bio公司在大肠杆菌中生产，用于治疗膀胱癌，并已开发至III期研究。通过重组DNA技术生产的这种可溶性形式的蛋白靶向上皮细胞黏附分子抗原，该抗原在大多数实体肿瘤中高表达。然而，2022年7月18日，公司宣布决定停止在美国进一步开发Vicineum。 近年来，Genentech和Sutro Biopharma已在临床研究中探索了大肠杆菌生产的去糖基化抗体。Genentech在II期和III期研究中探索了抗MET抗体onartuzumab（OA-5D5，RG3638），用于治疗多种晚期实体瘤；然而，由于缺乏显著的临床效果，III期试验被停止。此外，Genentech的全长IgG4双特异性抗体BIT7201A（RG7990）也在I期研究中测试，用于哮喘治疗，并显示出良好的耐受性。Sutro Biopharma的三种单克隆抗体药物偶联物和一种双特异性单克隆抗体药物偶联物目前都处于I期临床试验阶段。STRO-001正在评估用于治疗多发性骨髓瘤和B细胞恶性肿瘤；STRO-002用于治疗过度表达FolRα的铂耐药性卵巢癌和其他实体瘤；ispectamab debotansine（CC-99712，BMS-986352）用于治疗多发性骨髓瘤；M1231用于非小细胞肺癌和食道癌。这些都在I期临床试验中。 其他生物制药 大肠杆菌生产的生物制药的范围不仅限于疫苗、抗体、酶、融合蛋白、抗体片段和激素，还包括具有独特应用的各种治疗药物。本节重点介绍了在大肠杆菌中生产的其他生物制药。Filgrastim分子（Neupogen）是由安进公司在大肠杆菌中生产的重组人粒细胞集落刺激因子，用于治疗中性粒细胞减少症，并于1991年在美国获得批准。2002年，同一公司开发了Filgrastim分子的聚乙二醇化形式（Neulasta），用于治疗癌症相关感染。随后，许多Neulasta（聚filgrastim）生物相似药被生产出来。Stimufend（聚filgrastim-fpgk）是由Fresenius Kabi公司生产的，用于治疗中性粒细胞减少症，并于2022年获得FDA批准。 Beromun（tasonermin）是一种肿瘤坏死因子（TNF-α），由Boehringer Ingelheim公司在大肠杆菌中重组生产，用于治疗软组织肉瘤，并于1999年获得EMA批准。 Anakinra分子（Kineret）是一种白介素-1受体拮抗剂，由瑞典孤儿生物技术公司Biovitrum在大肠杆菌中重组生产，用于治疗类风湿性关节炎，并于2001年在美国获得批准。 Meterleptin（Myalept）是一种类脂素，由Aegerion Pharmaceuticals公司在大肠杆菌中重组生产。2014年，FDA批准其用于治疗获得性或先天性广泛性脂肪营养不良患者的类脂素缺乏症。虽然脂肪营养不良是一种罕见疾病，且治疗选择有限，Meterleptin的研究较少，但一项研究表明，它显著改善了接受Meterleptin治疗者的生活质量。 Tagraxofusp-erzs（Elzonris）是一种细胞因子，由Stemline Therapeutics公司使用重组DNA技术在大肠杆菌中生产。2018年，FDA批准其用于治疗儿童和成人的爆发性浆细胞状树突状细胞肿瘤，并于2021年获得EMA批准。 结论 大肠杆菌具有诸多优势，如良好的遗传结构知识、克隆技术应用简便、生产快速、对营养培养基要求简单以及易于大规模生产。然而，它在生产复杂蛋白质时存在一些局限性（如缺乏后期翻译修饰和二硫键形成的限制）。尽管如此，大肠杆菌仍然是生产生物制药的一个有吸引力的宿主。 本文回顾了FDA和EMA批准的大肠杆菌生产的生物制药，包括激素、酶、疫苗、融合蛋白和抗体片段。本文按时间顺序讨论了从胰岛素开始，到目前为止，在大肠杆菌中生产并获得批准的生物制药，并介绍了这些生物制药用于治疗的疾病。此外，还提到了相关领域中一些正在进行的治疗研究。 因此，大肠杆菌仍然是许多已经生产并将来会生产的生物制药的重要宿主，用于治疗各种疾病。未来，随着生物技术的研究和发展，可以消除大肠杆菌重组蛋白生产中的局限性，提高其效果。因此，来自大肠杆菌的生物制药可能在治疗疾病和制药行业中占据重要地位。 原文：İ.İncir, Ö.Kaplan, Escherichia coli in the production of biopharmaceuticals. Biotechnology and Applied Biochemistry, 2024.

1848年的秋天，两个二十多岁的德国年轻人踏上了驶往美国的轮船。 他们来自德国符腾堡王国的路德维希堡，是一对表兄弟。表哥叫查尔斯·厄哈特，跟着叔叔学了一手做糖果的手艺；表弟叫查尔斯·辉瑞，当过药剂师学徒，懂一些化学知识。 两个人揣着理想，揣着对"美国梦"的想象，和那个时代数以百万计的欧洲移民一样，奔赴新大陆。 他们大概不会想到，175年之后，"辉瑞"这个名字会成为人类医药史上最具分量的两个字之一。 这是一家有着177年历史的公司。 它的故事，是现代制药工业的缩影，也是商业史上最跌宕起伏的传奇之一。 一、2500美元和一块太妃糖 1849年，表弟查尔斯·辉瑞向父亲借了2500美元。 这在当时已是不小的一笔资金。 两兄弟在纽约布鲁克林的威廉斯堡租下了一栋双层红砖楼，挂上"查尔斯·辉瑞公司"的招牌，开始了他们的创业生涯。 公司初期的主营业务，是生产高质量的化学品： 碘制剂、酒石酸、硼酸、柠檬酸。 放在今天来看，这与"制药企业"几乎没有关系，更像是一家精细化工作坊。 然而，正是这段看似不起眼的起步，奠定了辉瑞最初的立足之本。 真正让辉瑞完成第一次商业突破的，是一块太妃糖。 彼时的美国，卫生条件远未达到现代标准，肠道寄生虫病极为普遍。 市面上有一种名为"山道年"（Santonin）的驱虫药，药效不错，但味道苦涩难咽，许多患者、尤其是孩子拒绝服用。 这个市场需求真实存在，却无人能优雅地解决。 表弟辉瑞有化学知识，表哥厄哈特有糖果手艺。 两种看似不相干的技能，在这一刻产生了奇妙的化学反应。 他们将山道年与杏仁太妃糖混合调制，制成了一种口感甜润、药效不减的驱虫制剂——在中国，这种剂型后来被亲切地称为"宝塔糖"。 产品一经推出，迅速在市场上引发轰动。 这款"好吃的药"赚到了辉瑞公司历史上的第一桶金，也确立了公司最初的经营逻辑： 用技术解决真实的医疗需求，用工艺让药物更容易被接受。 从这个意义上说，辉瑞从诞生的第一天起，就不是一家纯粹的化工厂，而是一家以人为出发点的公司。 二、战争，是最大的加速器 在此后的将近一个世纪里，辉瑞稳步经营，持续扩张柠檬酸等化工产品的生产，逐渐成为美国最重要的精细化学品供应商之一。 然而，真正意义上的历史性跨越，来自第二次世界大战。 1928年，英国科学家亚历山大·弗莱明发现了青霉素，但受限于提纯技术，青霉素在此后十余年间始终无法实现大规模工业化生产。 进入二战后，盟军在战场上面临极为严峻的感染问题——伤口感染造成的死亡，不亚于直接战斗导致的伤亡。 美国政府急需一种能够大批量生产青霉素的方案。 辉瑞站了出来。 凭借多年精细化学品生产中积累的发酵技术，辉瑞工程师团队完成了深层发酵法生产青霉素的关键技术突破。 1944年6月，诺曼底登陆战役打响，参与这场改变历史走向的战役的美国盟军所携带的青霉素，有90%来自辉瑞的工厂。 这不是一个商业数据，而是一个历史坐标。 战争结束后，美国政府于1946年解除了对青霉素的民用管制。 辉瑞抓住窗口期，迅速将生产能力扩大至极致，当年向公众出售青霉素的收入高达4300万美元。 随后数年，辉瑞的青霉素产量占到美国全国总产量的85%，同时占据全球市场大约一半的份额。 然而，青霉素没有专利保护。 随着竞争者蜂拥而入，价格急速下滑，单纯依靠青霉素显然无法支撑长期增长。 辉瑞开始寻找属于自己的、有专利保护的抗生素。 1949年，辉瑞在土壤样本中发现了一种全新的广谱抗生素——土霉素（Terramycin，学名氧四环素）。 经测试，土霉素对多达100种疾病有效。 更重要的是，这是第一款贴有"辉瑞"标签并由辉瑞自主销售的品牌药物，标志着辉瑞正式从化工企业向制药公司转型。 1950年，辉瑞做出了一个改变公司命运的决策： 不再将土霉素外包给其他公司销售，而是组建自己的销售团队。 时任辉瑞总裁约翰·史密斯对接班人约翰·麦基恩说了一句话： "我们自己来销售土霉素，如果需要，我们就进入制药行业。" 这句话，开启了辉瑞历史上最重要的一次战略转折。 1950年，辉瑞总销量达到6000万美元，土霉素在不到6个月内获得FDA许可，两年内贡献了公司42%的营收。 到1953年，辉瑞的销售团队已从最初的8人扩张至1300人。 1957年，辉瑞进军欧洲，在英国建立实验室——这个实验室日后将为辉瑞贡献两款划时代的重磅药物。 三、迷失与回归：多元化的代价 1960年代，一场席卷整个美国商界的多元化浪潮，将辉瑞卷入其中。 与其他大型药企一样，辉瑞对自身制药公司前景感到担忧——专利到期、政府药价管制、抗生素利润摊薄——于是开始将资本分散至更广泛的领域。剃须膏、护手霜、化妆品、香水、石油、宠物产品……辉瑞的产品线在这一时期蔚为壮观，公司形态更接近一个综合性消费品集团，而非专注的制药企业。 这种多元化策略在短期内确实奏效： 1965年，辉瑞的全球销售额达到2.2亿美元，完成了管理层设定的"5X5"目标——即到1965年实现5亿美元销量（包含全球业务）。 然而，代价是药品研发管线的严重萎缩。 资源分散意味着没有哪个方向能获得足够的投入，当多元化进入其必然的收益递减阶段，辉瑞发现自己在制药主业上已经落后于默克、礼来等坚守专业路线的竞争对手。 1972年，新任CEO爱德华·普拉特（Edward Pratt）上任，开始大刀阔斧地推行"回归制药"战略。 他砍掉大量不盈利的非制药业务，将研发费用占销售收入的比例从5%大幅提升至15%至20%。 这一决策的回报，在整整十年后才清晰显现。 1982年，辉瑞推出解热镇痛药吡罗昔康（Feldene），这款药物迅速成为全世界销量最大的处方消炎药，也是辉瑞历史上第一款年销售额突破10亿美元的产品。 紧接其后，高血压药物哌唑嗪、抗真菌药物氟康唑（大扶康）、糖尿病药物格列吡嗪相继问世，辉瑞的创新药研发能力正在以可见的速度恢复并超越历史最高水平。 在普拉特执掌辉瑞的20年间，公司年销售额从10亿美元增长至70亿美元，成为美国增长最快的制药企业之一。 四、两款改变历史的药物 1990年代，是辉瑞真正书写传奇的十年。 1992年，辉瑞推出降压药氨氯地平（Norvasc，络活喜）。 这款由辉瑞英国研发中心研发的钙通道阻滞剂，凭借疗效稳定、副作用小的优势，迅速占据全球降压药市场的重要份额。 至1999年，络活喜的全球销售额已达37.95亿美元。 1998年，那款让辉瑞真正成为全球最知名药企之一的产品问世了——万艾可（Viagra，西地那非～俗称“伟哥”）。 这款药物最初被研发用于治疗心绞痛和高血压，然而在临床试验中，研究人员注意到了一个意外的"副作用"： 它对勃起功能障碍具有显著改善效果。 辉瑞迅速调整战略，将其重新定位为治疗男性性功能障碍的药物。 1998年，万艾可获得FDA批准上市，在全球40个国家同步推出。 市场反应超出所有人的预期。 据当时的统计，在万艾可上市后的某个阶段，全世界每秒钟就有四粒万艾可被服用。 上市首年，这款药物便为辉瑞贡献了10亿美元以上的收入。 直至今日，二十余年过去，万艾可依然是辉瑞最具品牌认知度的产品之一。 五、并购帝国的构建：三场改变行业格局的交易 进入21世纪，辉瑞祭出了制药史上最为激进的并购策略，三笔大交易在短短十年内重塑了全球制药业的版图。 2000年，辉瑞以900亿美元的天价收购华纳兰伯特（Warner-Lambert）。 这笔交易最重要的战略目标，是将立普妥（Lipitor，阿托伐他汀钙片）纳入辉瑞的产品线。 立普妥是一种用于降低低密度脂蛋白胆固醇的他汀类药物，在此前数年已显示出极为可观的市场潜力。 事实证明，辉瑞的判断完全正确： 2006年，立普妥的全球销售额达到129亿美元，成为医药史上第一款年销售额突破百亿美元的药物，这一纪录至今仍具有历史性意义。 2002年，辉瑞以600亿美元收购法玛西亚（Pharmacia），将关节炎治疗药物塞来昔布（Celebrex）收入囊中。 通过这笔交易，辉瑞的体量跃升至前所未有的规模，"宇宙药厂"的江湖称号，正是在这一时期逐渐流传开来。 2009年，辉瑞以680亿美元收购惠氏（Wyeth），将依那西普（Enbrel，用于类风湿性关节炎治疗）和肺炎球菌疫苗沛儿13价（Prevnar 13）纳入旗下，同时开启了辉瑞涉足生物制药领域的历史。 这三笔总计逾2300亿美元的巨额并购，令辉瑞成为全球制药行业当之无愧的霸主。 与此同时，它也带来了难以回避的结构性矛盾： 研发管线愈发依赖外部并购而非内部创新，销售体量庞大却缺乏足够的内生增长动力。 自2000年以来，辉瑞的营收水平在很长时间内基本稳定在500亿美元左右，未能实现与其体量相匹配的持续高速增长。 六、新冠疫情：危机中的历史性逆袭 2020年，新冠疫情以任何人都未曾预料的方式席卷全球，也将辉瑞推入了另一段历史性时刻。 这一次，辉瑞的合作伙伴是德国生物技术公司BioNTech。 双方联合开发的新冠mRNA疫苗"复必泰"（Comirnaty），于2020年12月2日率先获得英国药品监管机构的紧急授权，随后在欧美各国相继获批。 这是人类历史上第一款获批用于大规模接种的mRNA疫苗，其技术路线在此之前从未在商业产品中实现过。 2021年，Comirnaty的全球销售额达到369亿美元，创下药品首年上市销售额的历史纪录。 凭借这一成绩，辉瑞的制药业务收入排名从2021年前的第8位一举跃升至全球第一。 2021年底，辉瑞研发的新冠口服药帕罗维德（Paxlovid）获得FDA紧急使用授权，成为又一款重磅新冠治疗产品。 该药由3CL蛋白酶抑制剂奈玛特韦与低剂量利托那韦组成的复方制剂，对高危新冠患者的住院和死亡风险有显著的降低效果。 2022年，辉瑞实现全年营收1003亿美元，首次突破千亿美元大关，创下公司历史上的最高纪录。 七、177年，一家公司与人类医学史的交汇 辉瑞进入中国市场的时间是1989年。 此后三十余年，辉瑞陆续在大连、无锡建立生产基地，在上海、北京设立研发中心，并于2019年将旗下成熟药物业务板块辉瑞普强的全球管理中心落户上海，成为首家在中国设立全球业务总部的跨国药企。 从历史的长河回望，辉瑞的177年，折射出一条清晰的轨迹： 它用一块太妃糖开局，用青霉素完成了第一次历史性跨越，用土霉素确立了制药公司的身份，用万艾可和立普妥站上了商业巅峰，用mRNA疫苗参与了20世纪以来人类应对全球大流行病的最重要战役。 这中间有过迷失——多元化年代的资源分散与研发萎缩； 有过震荡——千亿并购背后的整合阵痛与创新能力的相对下滑； 有过争议——围绕疫苗安全性、定价策略、市场推广伦理的持续质疑从未停止； 也有过确凿的伟大——那90%的诺曼底青霉素，那一颗颗将寄生虫从孩子体内驱走的"宝塔糖"，那在COVID-19最黑暗时刻被注入数亿人手臂的针剂。 有一个数据值得单独列出： 自2000年以来，辉瑞累计投入的研发资金超过1332亿美元，目前仍有逾百个项目处于临床研究阶段。 对于一家已有177年历史的企业而言，这种持续研发投入本身就是一种选择——选择相信科学，选择相信未来。 当然，辉瑞从不是一个完美的故事。 它的历史与人类医学进步的历史紧密交织，但它同时也是一家商业公司，受利润驱动，受资本逻辑支配，曾因定价争议被全球多个国家和机构提出批评，也曾因合规问题支付巨额罚款。 这些争议与阴影，同样属于这177年历史的一部分，不应被刻意遮蔽。 两个德国年轻人，一块太妃糖，2500美元，一栋布鲁克林的红砖楼。 这个开局平淡无奇，却在此后177年间演变成了一部关于科学、资本、战争、疾病与人类命运的宏大叙事。 历史并不会因为讲述而终结。 辉瑞的故事，仍在续写。