單克隆抗體(mAbs)已用于治療癌癥、自身免疫疾病及 RSV 和 COVID-19 等傳染病。盡管單抗療法成效顯著,其高昂成本仍限制了在中低收入國家(LMICs)的普及。單抗生產(chǎn)的主要成本驅(qū)動(dòng)因素是制造能力 —— 自建或擴(kuò)建產(chǎn)能需大量風(fēng)險(xiǎn)資本投入,且面臨商業(yè)需求和監(jiān)管審批的不確定性。隨著成本和供應(yīng)受到更多審視,多種制造模式(自建 vs 合同制造)和規(guī)模化策略成為提升效率、降低成本的關(guān)鍵。為滿足患者需求的大規(guī)模生產(chǎn),單抗制造主要有三種規(guī)?;呗裕饔袃?yōu)劣:擴(kuò)大規(guī)模(Scale Up)、增加數(shù)量(Scale Out)和延長時(shí)間(Scale By Time)。
策略對比
選擇策略時(shí)需綜合考慮成本、速度、靈活性等關(guān)鍵因素。圖 1 展示了三種策略的優(yōu)缺點(diǎn):
圖1 說明:通過三個(gè)維度對比單抗商業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)?;呗裕?/p>
Scale Up(擴(kuò)大規(guī)模):增加反應(yīng)罐體積
Scale Out(增加數(shù)量):增加反應(yīng)罐數(shù)量
Scale By Time(延長時(shí)間):延長反應(yīng)罐運(yùn)行時(shí)間
對比指標(biāo)包括資本投入、設(shè)施建設(shè)時(shí)間、耗材成本、開發(fā)與商業(yè)化階段的規(guī)模差異及工藝復(fù)雜度。符號數(shù)量表示影響程度(1 個(gè):低;2 個(gè):中;3 個(gè):高)。改編自 Chen C. et al.(2025),CC BY-NC 許可。
三種策略詳解
擴(kuò)大規(guī)模(Scale Up)
方法:使用 12,000 升以上的不銹鋼發(fā)酵罐。
優(yōu)勢:高需求產(chǎn)品易實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
劣勢:前期資本投入高、設(shè)施建設(shè)周期長(需更大空間及配套基礎(chǔ)設(shè)施);大型罐體清潔滅菌成本顯著。
增加數(shù)量(Scale Out)
方法:采用 2,000-6,000 升的一次性生物反應(yīng)器,增加反應(yīng)罐數(shù)量。
優(yōu)勢:前期投資低于 Scale Up,設(shè)施建設(shè)更快;產(chǎn)能不足時(shí)可靈活復(fù)制罐體或新建工廠;單批次污染僅影響小罐體,風(fēng)險(xiǎn)可控。
劣勢:多罐體運(yùn)營復(fù)雜度增加;一次性耗材成本上升,經(jīng)濟(jì)性未必優(yōu)于 Scale Up。
延長時(shí)間(Scale By Time)
方法:通過工藝強(qiáng)化和連續(xù)制造技術(shù)延長生物反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)間(通常超兩周),而非依賴更大或更多罐體。
優(yōu)勢:最小化工廠占地面積、建設(shè)時(shí)間和設(shè)施成本;消除生產(chǎn)間隙設(shè)備周轉(zhuǎn)所需 “空白時(shí)間”。
劣勢:若單批次規(guī)模不足,設(shè)備維護(hù)、設(shè)施運(yùn)營等固定成本可能抵消收益;工藝開發(fā)需投入更多時(shí)間和資源。
持續(xù)分析的重要性
針對有價(jià)格或供應(yīng)壓力的產(chǎn)品,制造商需在全生命周期內(nèi)進(jìn)行成本與供應(yīng)評估。早期及持續(xù)的生產(chǎn)成本(COGs)分析對 LMICs 產(chǎn)品尤為關(guān)鍵,可指導(dǎo)工藝開發(fā)與決策(如選擇制造模式和規(guī)?;呗裕?。
現(xiàn)有軟件工具(如圖 2)可輔助評估設(shè)施、工藝及產(chǎn)品相關(guān)因素:
圖2 說明:左側(cè)為建模輸入(黃色:設(shè)施相關(guān);藍(lán)色:工藝相關(guān);紅色:產(chǎn)品相關(guān));中間為工具類型;右側(cè)為輸出功能。改編自 Chen C. et al.(2025),CC BY-NC 許可。
例如,基于 Excel 的流程模擬器可分析設(shè)施、工藝、設(shè)備及原材料與人工成本,支持定制化數(shù)據(jù)對比不同策略的成本、供應(yīng)及環(huán)境影響。
結(jié)論
制藥商需保持高效、敏捷和靈活,以在競爭中生存并實(shí)現(xiàn)單抗在 LMICs 的疾病控制潛力。以比爾及梅琳達(dá)?蓋茨醫(yī)學(xué)研究所開發(fā)的瘧疾單抗為例,持續(xù)成本與供應(yīng)分析已用于指導(dǎo)低成本工藝開發(fā)(如選擇最適配的規(guī)?;呗裕?。若成功為 LMICs 開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的瘧疾單抗,該模式可推廣至其他單抗,提升高收入國家(HICs)的可及性與利潤。
單抗開發(fā)機(jī)構(gòu)和制造商已具備技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和工具服務(wù) LMICs 市場。通過工藝創(chuàng)新和成本優(yōu)化,生產(chǎn)可負(fù)擔(dān)單抗不僅可行,更是全球健康的關(guān)鍵。未來應(yīng)將 LMICs 視為潛力未被充分挖掘的重要市場,而非僅作為補(bǔ)充。
參考來源:
https://www.bioprocessonline.com/doc/strategies-for-mab-manufacturing-how-do-you-choose-0001
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