Lo sviluppo della biomedicina
Lo sviluppo della biomedicina.
Che cos'è il biofarmaceutico?
Il biofarmaceutico è l'uso della biotecnologia per produrre sostanze attive naturali negli organismi viventi. I suoi ingredienti efficaci sono solitamente alcune proteine bioattive, DNA, virus, cellule o tessuti, ecc. il metodo di somministrazione è l'iniezione diretta di tessuti. La preparazione dei farmaci dipende molto dalla coltura diretta di tessuti/cellule biologici e di solito non può essere replicata accuratamente.
Queste caratteristiche sono ovviamente diverse dalla farmacia chimica. La farmacia chimica è una specie di droga sintetica, che può essere somministrata in un'ampia gamma di modi, inclusi orale, inalazione e iniezione, e la preparazione è più flessibile.
Il principio terapeutico dei farmaci biologici è principalmente quello di stimolare il sistema immunitario del corpo a produrre sostanze immunitarie per esercitare i suoi effetti e generare immunità umorale, immunità cellulare o immunità cellulo-mediata nel corpo umano, in modo da ottenere l'effetto terapeutico. Può essere utilizzato per il trattamento di tumori, AIDS, malattie cardiovascolari e cerebrovascolari, epatiti, malattie autoimmuni, malattie metaboliche, ecc.
Storia dello sviluppo dell'industria biofarmaceutica
Lo sviluppo dell'industria biofarmaceutica è strettamente correlato all'innovazione delle biotecnologie. Dal 20° secolo, con il graduale approfondimento della comprensione da parte delle persone della genetica, dell'evoluzione della vita e della biologia e la continua svolta della biotecnologia, anche l'industria biofarmaceutica si sta sviluppando rapidamente.
Già nel 1868, le persone avevano scoperto due tipi di acidi nucleici: DNA e RNA. Ma a quel tempo, le persone erano più inclini a pensare che le proteine fossero materiale genetico.
Fino al 1953, la rivista britannica Nature pubblicò l'articolo"struttura molecolare dell'acido nucleico - struttura del DNA"di Watson e Crick. La scoperta della struttura a doppia elica del DNA fa capire alle persone che è la differenza del DNA e del funzionamento del gene che porta alla differenza dell'evoluzione biologica e del processo vitale.
Nel 1958, Crick propose il principio del centro molecolare, indicando che la direzione del flusso dell'informazione genetica va dal DNA all'RNA e quindi dall'RNA alla proteina.
Successivamente, la ricerca di biologia molecolare è entrata nella corsia di sorpasso. Nei dieci anni successivi, gli scienziati hanno scoperto la DNA polimerasi, la DNA ligasi e l'endonucleasi di restrizione.
L'endonucleasi di restrizione è come un paio di forbici per il DNA, che possono tagliare il DNA bersaglio da una lunga lunghezza di DNA. E la ligasi è come la colla, che può unire frammenti del gene bersaglio e del gene plasmidico. Questi risultati hanno gettato le basi per la tecnologia di ricombinazione genica.
(1) Anni '70: il germoglio della ricerca sui farmaci biotecnologici
Nel 1973, due scienziati Cohen e Boyle hanno integrato con successo il plasmide contenente il gene Xenopus in E. coli, completando il primo taglio e legatura del DNA, ed è nata la tecnologia di ricombinazione genica.
Più tardi, Robert Swanson, un partner del fondo KPCB nella Silicon Valley, si è appassionato alla loro ricerca. Dopo alcuni scambi, Swanson e Boyle fondarono insieme una società di biotecnologie: Genentech.
Dopo la costituzione della società, Swanson, un venture capitalist, riteneva che l'insulina fosse un buon prodotto, perché dalla quotazione dell'insulina bovina nel 1923, ha portato notevoli profitti a Lilly. Se la tecnologia del DNA ricombinante può essere utilizzata per produrre una grande quantità di insulina, il costo sarà inferiore e il profitto sarà maggiore.
Nel 1978, Genentech ha sintetizzato l'insulina umana ricombinante.
Oltre alla tecnologia di ricombinazione genica, negli anni '70 è nata anche un'altra grande tecnologia.
Nel 1975, Kohler e Milstein scoprirono la tecnologia dell'ibridoma. Utilizzando cellule di ibridoma, gli anticorpi monoclonali possono essere prodotti in grandi quantità, aprendo così il preludio dell'ingegneria anticorpale.
Già negli anni '50 nel mondo esistevano tecnologie per la coltura di cellule animali. Le cellule animali possono essere coltivate ed espanse in vitro per produrre prodotti biologici. Tuttavia, prima dell'avvento della tecnologia dell'ingegneria genetica, il livello di proteine espresse dalle cellule era molto basso. Pertanto, la prima tecnologia delle cellule animali può essere utilizzata solo per produrre vaccini e una piccola quantità di interferone e urochinasi.
L'emergere della tecnologia dell'ingegneria genetica e della tecnologia dell'ibridoma non solo consente la realizzazione e l'applicazione della tecnologia di coltura cellulare animale su larga scala, ma diventa anche le due ruote per promuovere lo sviluppo dei biofarmaci.
(2) 1980-1990: rapido sviluppo dei biofarmaci
Negli anni '80, lo sviluppo dei biofarmaci globali ha avviato una modalità accelerata.
Dopo che Genentech ha sintetizzato l'insulina umana ricombinante, Lilly è presto venuta alla porta per raggiungere la cooperazione. Nel 1982 è stata lanciata ufficialmente la prima insulina umana ricombinante genica al mondo, che è stato il primo prodotto biologico ricombinante genico approvato dalla FDA.
Nel 1986 fiorì l'industria biofarmaceutica. In primo luogo, è stata istituita la tecnologia degli anticorpi umanizzati, che ha superato molti difetti degli anticorpi di topo utilizzati nel trattamento umano.
Inoltre, quest'anno sono stati elencati anche molti farmaci importanti. Il primo farmaco terapeutico con anticorpi monoclonali è stato commercializzato per prevenire il rigetto del trapianto renale;
Nello stesso anno, il primo farmaco biotecnologico antitumorale α-Interferon è stato elencato e utilizzato per curare la leucemia, che ha davvero realizzato la produzione di massa di interferone;
Quest'anno è stato lanciato anche il primo vaccino ricombinante genico - vaccino contro l'epatite B, che è il primo prodotto vaccinale basato sulla ricombinazione della sequenza genica della proteina virale.
Negli anni '90, il primo anticorpo monoclonale per il trattamento del tumore - rituximab (merrochin) è stato elencato nel 1997 e lo sviluppo di farmaci anticorpali monoclonali è entrato in un'altra nuova fase.
Nei due anni successivi, la FDA statunitense ha approvato sette anticorpi monoclonali e una proteina inibitoria del recettore del TNF-α, l'industria biofarmaceutica globale ha inaugurato un rapido sviluppo.
(3) 21° secolo: un'era prospera del biofarmaceutico
Il 26 giugno 2000, scienziati provenienti da Stati Uniti, Giappone, Gran Bretagna, Francia, Germania e Cina, che hanno partecipato al progetto sul genoma umano, hanno rilasciato al mondo la bozza di lavoro del genoma umano, decifrato il 97% del codice genetico di il corpo umano e ha completato il sequenziamento della coppia di basi dell'85% dei geni, ponendo le basi per il completamento finale di tutto il lavoro di sequenziamento. Da allora, il biofarmaceutico ha inaugurato un'era prospera.
Durante i 10 anni dal 2001 al 2010, la FDA ha approvato farmaci da 20 mAb. Tra i primi 10 farmaci nelle vendite globali nel 2010, 5 erano farmaci mAb. Nel 2010, le vendite globali di farmaci mAb hanno raggiunto i 44 miliardi di dollari, con un rapido sviluppo.
Attualmente, i biofarmaci sono diventati la parte più importante del campo medico e hanno iniziato a sostituire i farmaci chimici come medicina tradizionale in alcuni campi di malattie.
Nel 2020, la scala del mercato farmaceutico globale era di circa 13841 dollari USA, di cui i biofarmaci erano di circa 313,1 miliardi di dollari USA, pari a circa il 20%.
Il mercato biofarmaceutico globale sta crescendo rapidamente, con un tasso di crescita circa doppio rispetto a quello del mercato farmaceutico complessivo, di gran lunga superiore a quello dei mercati della chimica e della medicina tradizionale cinese. Tra questi, l'anticorpo monoclonale è il biofarmaceutico più maturo e commercializzato. Nel 2020, la scala del mercato globale degli anticorpi monoclonali raggiungerà i 181,9 miliardi di dollari USA e la scala degli anticorpi monoclonali cinesi sarà di circa 44,8 miliardi di yuan.
Il mercato biomedico cinese è ancora nella fase iniziale di sviluppo e anche la crescita del settore è molto forte. Dal 2016 al 2020, la scala del mercato biofarmaceutico cinese è aumentata da 183,6 miliardi a 387 miliardi.
Dal 2014 al 2019, il tasso di crescita composto del mercato biofarmaceutico cinese ha raggiunto il 22,4%, superando di gran lunga il tasso di crescita composto dell'8% del mercato biofarmaceutico globale nello stesso periodo.
Guardando indietro all'intero processo di sviluppo dei biofarmaci, gli Stati Uniti sono sempre stati leader nello sviluppo dei biofarmaci globali. Diverse importanti ondate di rivoluzione biotecnologica hanno avuto origine negli Stati Uniti. Con il loro vantaggio assoluto nel mercato farmaceutico globale, gli Stati Uniti rappresentavano la metà della quota di mercato globale già nel 2014.
Inoltre, nel 2018, tra i primi 10 farmaci nelle vendite globali, 9 biofarmaci hanno rappresentato quasi il 90% delle vendite.