绿色浪潮下,国内原料药前沿技术突围与合成生物学的崛起
随着环境保护意识的日益增强,原料药生产行业的环境污染问题逐渐凸显。为应对这一挑战,国家层面出台了一系列政策意见,旨在引导原料药行业向绿色转型发展,构建具有国际竞争优势的新发展格局。在这一转型过程中,合成生物学以其独特的优势,成为推动原料药产业高质量发展的重要技术力量。
本文基于药融咨询《原料药产业白皮书》部分内容,将深入分析原料药产业在绿色转型过程中的政策引导、技术创新以及主流前沿技术的布局情况,以及合成生物学的兴起发展是如何成为推动原料药产业升级的关键力量。
一、绿色转型:政策引导下的必然路径
化学原料药属于重污染行业,原料药及中间体生产过程包含大量化学物质,“三废”排放量较大。为有效缓解原料药生产企业环境污染问题,行政主管部门不断出台政策意见采取一系列措施引导原料药行业绿色转型发展,构建具有国际竞争优势的原料药产业新发展格局。
传统原料药制造已经不能满足企业生产经营需求,高质量发展阶段原料药竞争已逐渐从成本竞争向“绿色”竞争转变。面对竞争新态势,指导原料药产业绿色发展、推进化学原料药生产工艺技术改造,是原料药产业升级的必由之路,生物酶催化合成和连续流动技术应用是工艺技术创新的重要发展方向。
关于印发《推动原料药产业绿色发展的指导意见》的通知
加快技术创新与应用。强化企业技术创新主体地位,健全产学研用协同创新体系,集聚创新技术人才,激发创新主体活力,增强原始创新和集成创新能力。聚焦产业绿色发展需求,加快推进绿色技术攻关和产业化应用,推广高效提取纯化、绿色酶法合成、微通道反应等绿色工艺,突破一批关键核心绿色技术,培育一批高质量创新型企业,打造一批创新平台、战略联盟、示范基地。
关于推动原料药产业高质量发展实施方案的通知
顺应原料药技术革新趋势,加快合成生物技术、连续流微反应、连续结晶和晶型控制等先进技术开发与应用,利用现代技术改造传统生产过程。推动骨干企业开展数字化、智能化改造升级,提升生产效率和质量控制水平。围绕原料药生产关键共性技术,支持发展一批外部性较强的公共服务平台。
二、原料药主流前沿技术及重点企业布局
原料药主流前沿技术涵盖了多个方面,包括合成生物学、连续流微反应技术、晶型控制、连续结晶、酶催化、共晶、不对称有机催化等。这些技术的不断发展和应用,将推动原料药产业向更高质量、更绿色、更可持续的方向发展。
原料药主流前沿技术概览
原料药重点企业在核心技术布局上展现出显著的实力和创新力。新和成、浙江医药、普洛药业、华海药业及凯莱英等作为原料药行业的领军企业,各自在核心技术布局上展现独特优势:新和成专注于合成生物学和微生物发酵技术,推动维生素及氨基酸类产品的高效生产;浙江医药则依托其在生物发酵和化学合成领域的深厚积累,强化高端抗生素及维生素类药物的研发与制造;普洛药业通过持续优化不对称合成和连续流技术,增强了特色原料药的创新与生产能力;华海药业则在高难度制剂技术及原料药绿色生产工艺上构建核心竞争力,特别是在API与制剂一体化方面表现突出;凯莱英作为CDMO领域的佼佼者,重点布局连续性反应和生物催化技术,为全球客户提供高效、环保的定制化原料药生产解决方案......
原料药重点企业相关核心技术布局情况
三、合成生物学:开辟原料药创新纪元
天然产物生产是合成生物学最有效且普遍应用之一
合成生物学(Syntheticbiology)是一门通过合成学设计、改造,使其拥有满足人类需求的生物功能,甚至创造新的生物系统的学科。它把“自下而上”的“建造”理念与系统生物学“自上而下”的“分析”理念相结合,利用自然界中已有物质的多样性,构建具有可预测和可控制特性的遗传、代谢或信号网络的合成成分。作为一门交叉学科,合成生物学不仅包含基因工程、蛋白质工程等传统学科,同时结合了系统生物学、化学、工程学等其它学科的研究思路。
随着合成生物学的迅速发展,其拥有的巨大潜力已经引起了全球的争相关注。目前,从全球研发的产品应用领域来看,其产品已经涉及天然产物合成、生物医药、生物能源、工业等诸多领域。
其中,微生物系统工程用于提高天然产物的生产是合成生物学方法最有效和最普遍的应用之一,代表产物包括番茄红素、虾青素等。工业方面,以绿色环保的途径生产化学品已经是促进经济可持续发展的一个重要趋势;利用合成生物学方法对自然界中微生物进行改造可以提高其利用可再生生物质资源合成不同化学品的能力。
DNA合成、基因编辑、DNA组装与测序等底层技术相继突破,推动合成生物学迈向新台阶
2012年,CRISPR技术横空出世,与ZFNs和TALENs技术相比,CRISPR/Cas9的设计要简单得多,而且成本很低,对于相同的靶点,CRISPR/Cas9有相当甚至更好的靶向效率。
2021年,每Mb碱基合成的平均费用已由2