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。單抗生產的主要成本驅動因素是制造能力 —— 自建或擴建產能需大量風險資本投入,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、降低成本的關鍵。為滿足患者需求的大規(guī)模生產,單抗制造主要有三種規(guī)?;呗裕饔袃?yōu)劣:擴大規(guī)模(Scale Up)、增加數量(Scale Out)和延長時間(Scale By Time)。
策略對比
選擇策略時需綜合考慮成本、速度、靈活性等關鍵因素。圖 1 展示了三種策略的優(yōu)缺點:
圖1 說明:通過三個維度對比單抗商業(yè)化生產的規(guī)?;呗裕?/p>
Scale Up(擴大規(guī)模):增加反應罐體積
Scale Out(增加數量):增加反應罐數量
Scale By Time(延長時間):延長反應罐運行時間
對比指標包括資本投入、設施建設時間、耗材成本、開發(fā)與商業(yè)化階段的規(guī)模差異及工藝復雜度。符號數量表示影響程度(1 個:低;2 個:中;3 個:高)。改編自 Chen C. et al.(2025),CC BY-NC 許可。
三種策略詳解
擴大規(guī)模(Scale Up)
方法:使用 12,000 升以上的不銹鋼發(fā)酵罐。
優(yōu)勢:高需求產品易實現規(guī)模經濟。
劣勢:前期資本投入高、設施建設周期長(需更大空間及配套基礎設施);大型罐體清潔滅菌成本顯著。
增加數量(Scale Out)
方法:采用 2,000-6,000 升的一次性生物反應器,增加反應罐數量。
優(yōu)勢:前期投資低于 Scale Up,設施建設更快;產能不足時可靈活復制罐體或新建工廠;單批次污染僅影響小罐體,風險可控。
劣勢:多罐體運營復雜度增加;一次性耗材成本上升,經濟性未必優(yōu)于 Scale Up。
延長時間(Scale By Time)
方法:通過工藝強化和連續(xù)制造技術延長生物反應器運行時間(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、建設時間和設施成本;消除生產間隙設備周轉所需 “空白時間”。
劣勢:若單批次規(guī)模不足,設備維護、設施運營等固定成本可能抵消收益;工藝開發(fā)需投入更多時間和資源。
持續(xù)分析的重要性
針對有價格或供應壓力的產品,制造商需在全生命周期內進行成本與供應評估。早期及持續(xù)的生產成本(COGs)分析對 LMICs 產品尤為關鍵,可指導工藝開發(fā)與決策(如選擇制造模式和規(guī)模化策略)。
現有軟件工具(如圖 2)可輔助評估設施、工藝及產品相關因素:
圖2 說明:左側為建模輸入(黃色:設施相關;藍色:工藝相關;紅色:產品相關);中間為工具類型;右側為輸出功能。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施、工藝、設備及原材料與人工成本,支持定制化數據對比不同策略的成本、供應及環(huán)境影響。
結論
制藥商需保持高效、敏捷和靈活,以在競爭中生存并實現單抗在 LMICs 的疾病控制潛力。以比爾及梅琳達?蓋茨醫(yī)學研究所開發(fā)的瘧疾單抗為例,持續(xù)成本與供應分析已用于指導低成本工藝開發(fā)(如選擇最適配的規(guī)模化策略)。若成功為 LMICs 開發(fā)經濟有效的瘧疾單抗,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)機構和制造商已具備技術、經驗和工具服務 LMICs 市場。通過工藝創(chuàng)新和成本優(yōu)化,生產可負擔單抗不僅可行,更是全球健康的關鍵。未來應將 LMICs 視為潛力未被充分挖掘的重要市場,而非僅作為補充。
參考來源:
https://www.bioprocessonline.com/doc/strategies-for-mab-manufacturing-how-do-you-choose-0001
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