万遂如
(中国畜牧兽医学会动物传染病学分会,吉林长春130122)
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加快我国生物兽药产业的发展
万遂如
(中国畜牧兽医学会动物传染病学分会,吉林长春130122)
随着生物科学技术的飞速发展,世界各国均把生物技术制药产业作为国家经济发展新的增长点之一。目前,国内外生物技术制药产业已成为21世纪生物科学技术研发中最为活跃和进展最快的领域,给人们展示出生物药物发展更加广阔的前景。本文就当前我国生物兽药产业的发展问题谈点意见,仅供同仁参考与指正。
自20世纪以来,全球生物技术制药产业发展很快,目前全球已有上市的生物药物产品100多个,另有400多个品种已进入临床试验待投放市场。据有关统计,2010年生物药物销售约占全球医药市场销售总额的17%,在全球销售额排名前30的药物中生物药物占据1/3。从2011年到2015年,全球生物药物产业保持7%的平均增长率,高于全球医药产业其它领域3%的预期平均增长率。2010年,全球生物制药产业规模达到1 400亿美元,预测到2020年,生物制药产品有望占全球药品总销售收入的1/3。我国生物药物已批准生产上市的产品有50多种,如干扰素α1b、干扰素α2a、干扰素α2b、干扰素y、白细胞介素-2、白细胞介素-11、乙肝疫苗、霍乱疫苗、痢疾疫苗、人胰岛素、表皮生长因子、集落刺激因子、抗肿瘤坏死因子等,另有100多种产品批准进入临床试验。据统计,1999—2008年中国生物制药平均增速为29.7%,2011年实现总产值近2万亿元,2015年生物产业化产值超过3万亿元。由此可见,我国生物制药产业呈现持续增长态势。
我国生物兽药的研究与开发虽然起步较晚,但随着国家“863”计划的总体实施,在广大畜牧兽医科技工作者和兽药企业的共同努力下,生物兽药的研发与产业化发展也取得了可喜的进步与较快的发展。先后研制了针对口蹄疫、禽流感、狂犬病、猪瘟、猪伪狂犬病等重大动物疫病的单价及多价基因工程疫苗10种;创造了针对猪链球菌病、猪支原体肺炎、鸡白痢、鸡伤寒沙门氏菌病和禽大肠杆菌病的基因工程疫苗9种;研制了针对血吸虫、猪囊虫、鸡球虫、羊泰勒虫等重要寄生虫病的基因工程疫苗15种。已有6种批准生产上市,大多数被批准进入临床试验。在新型生物兽药研发方面,以抗病毒、抗细菌、抗寄生虫为主要目标,研究开发了一批广谱高效,无毒副作用,低药物残留,不产生耐药性,具有保健预防、诊断治疗作用的生物兽药,如动物用基因工程干扰素、白细胞介素-2、白细胞介素-4、转移因子、免疫球蛋白以及生物抗菌新兽药抗菌肽、溶菌酶、细菌素和植物内生菌等。还先后构建了高产多拉菌素bkd基因缺失突变株、高产假黑盘菌素的转基因毕赤酵母、高效表达抗菌肽的大肠杆菌、高产南昌霉素与梅岭霉素的基因定点突变菌株、表达人防御素NHP4基因的大肠杆菌和毕赤酵母菌株等基因工程菌近30多株。同时还建立了细菌素、沃尼妙林、托拉菌素、泰乐菌素等新型兽药的发酵与制备工艺。改进了托拉菌素原药生产的制备工艺,使总收率提高到30.8%,比美国专利报道的15%提高了1倍,而且大幅度降低了生产成本。
我国的生物兽药产业发展速度缓慢,跟不上国家经济发展的新常态,阻碍了畜牧业健康持续的发展,其原因表现在以下方面。
(1)对生物兽药的研究与开发思想上认识不足、重视不够、支持不力,没有很好地运用国家的有关政策积极鼓励引导生物兽药产业的创新发展。
(2)研发力量不足,研发投入少,缺少人才资金,无法形成良好的生物兽药科学研发体系。
(3)缺乏前沿性的研发,大多模仿外国产品,处于跟进阶段。
(4)自主创新能力薄弱,科技成果转化率低。
(5)专业化领军企业少,小规模企业多,技术力量弱,缺乏竞争力。
(6)与生物兽药产业发展相关的体制机制不完善,在生物兽药注册审批、投融资、产品评价及定价、产品质量标准、质量控制、检验与检测、市场准入等方面没有形成科学体系与统一规范,难以实现大规模的产业化生产。
进入21世纪以来,生物技术制药发展日新月异,新技术、新成果、新产品层出不穷。面对现代生物技术突飞猛进的技术,我们要奋起直追,加快我国生物兽药产业的发展速度,为畜牧业健康持续发展和人类的健康作出新贡献。
3.1 充分认识生物兽药的重要作用
生物技术是现代生物科学和工程技术相结合的一门实用技术,已广泛应用于医药卫生、农牧业生产、食品工业、动物、植物及海洋生物的研究。生物技术制药是利用现代生物技术研究、开发和生产用于临床预防、治疗和诊断的药物。生物兽药是利用生物体、生物组织、细胞、细胞分泌产物、体液等,综合应用现代生物技术的原理和方法加工制造的一大类用于预防、治疗和诊断动物疾病的生物制品。生物兽药的生产原料是以天然的生物材料为主,包括微生物、动物、植物及海洋生物等。但随着现代生物制药技术的发展,按人们意愿事先设计的人工制得的生物原料也成为目前生物制药原料的重要来源,如用改变基因结构或基因重组制得的微生物或其他细胞原料、免疫方法制得的动物原料等。生物兽药具有生物活性高、作用效果好、毒副作用小、不良反应少、营养价值高、无药物残留、不易产生耐药性和绿色环保的特点。目前我国先后研发的生物兽药有细胞因子制剂,如基因工程干扰素、白细胞介素及转移因子等;单克隆抗体、多克隆抗体、免疫球蛋白、免疫增强剂、基因工程疫苗、酶制剂、小肽制剂、多糖类、氨基酸、维生素以及新型抗菌生物兽药,如抗菌肽、溶菌酶、细菌素和植物内生菌等。这些产品在畜牧业生产中应用,对保障动物健康与生产安全、疾病防控,保障动物性食品安全、保护生态环境、保障人类健康和公共卫生安全等方面均具有重要作用与现实意义。
目前,我国生物兽药产业的发展,已与化学制药和中兽药产业形成了三足鼎立,但最具有发展前景的还是生物兽药产业和中兽药产业,其市场潜力很大,产业发展前景十分广阔。当前,我国动物养殖生产过程中生物安全、生态环境、食品安全和公共卫生安全等方面出现的新情况和新问题,只有通过使用生物饲料、生物兽药和中兽药、保护生态环境、限制滥用抗生素与化学药物,才能从根本上解决这些难题,促进畜牧业健康持续发展。因此,广大畜牧兽医科技工作者和兽药行业的企业家们要充分认识生物兽药的重要作用与发展前景,共同努力投入于当代生物科学技术高速发展的新时代。
3.2 生物兽药的研究与开发要注意与相关新兴学科融合发展
现代生物科学技术的发展与进步,不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖许多新兴的相关学科的走向,如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器技术和生物信息工程技术等学科。因此,生物兽药的研究与开发一定要把相互渗透的多学科知识和生物制药技术融为一体,综合运用,创新发展,才能使研发的生物兽药真正达到活性高而稳定、安全有效、质量可控、价格合理的目标。目前基因组技术、克隆技术、遗传修改技术、生物制药工程、生物转化技术、基因治疗技术与基因测试技术等方面发展的步伐正在不断地加快,将会成为我国生物兽药产业发展中的新亮点。如果将生物技术制药与这些新兴的生物科学技术融为一体,其生物兽药产业的发展前景十分可观,必将会在我国兽药行业中占据重要地位。
3.3 大力开展新型生物兽药的研发
我国先后成功研发了动物用基因工程干扰素、白细胞介素、转移因子、免疫核糖核酸、基因工程疫苗以及新型生物抗菌药物等,已在畜牧业生产中被广泛使用。随着基因组学技术和基因操作技术的日益成熟,致使基因药物和基因测序技术、转基因技术用于构建转基因动物和转基因植物已逐步产业化生产,用转基因羊生产有药理活性的蛋白,如白细胞介素-2、凝血管第Ⅸ因子和尿激酶等;用转基因牛生产β-干扰素,具有抗病毒感染等功能。这些生物药物的出现与使用,大幅拓宽了我们研发新型生物兽药的空间,也展示出了新型生物兽药研发的广阔前景。运用现代生物制药技术可以从动物各种疾病发生的生理生化过程中找出其致病的关键基因、酶或受体,再利用基因工程技术大量生产这种关键酶和关键受体,设计建立药物筛选模型。用来筛选天然来源于动物、植物、微生物或海洋生物等的活性物质或化学合成的化合物,从中获取对致病性产生改变有对症治疗作用的特异性酶制剂,配体—受体结合拮抗剂、基因复制表达的封闭阻断剂等,均可成为新药的先导化合物,进而可研发成治疗各种动物疾病的新型生物兽药。可大力开展研究与开发,使新型生物兽药的筛选达到分子水平,其筛选率很高,并能加快新型生物兽药的研发速度和提高其产品的质量。
动物用的疫苗,除了传统的灭活疫苗和减毒活疫苗之外,我国还先后开展了基因工程疫苗的研究,批准生产上市的一批动物用的基因工程疫苗、重组亚单位疫苗、基因缺失疫苗、活载体疫苗及合成肽疫苗等。但在DNA疫苗、抗独特型抗体疫苗及转基因植物可食疫苗等方面的研究与开发有些滞后,进展缓慢。特别是转基因植物可食疫苗和抗独特型抗体疫苗国外已取得丰硕的研究成果,在临床上使用显示出独特的效果和优势,传统的疫苗无法比拟,我们应加快研究与开发的力度,国内市场潜力很大,应用前景十分广阔。
3.4 加强中兽药的研发力度
中兽医药是中华民族传统中医药学文化宝库中的瑰宝之一,是人们在长期防治动物疾病中积累的科学知识与实践相结合的宝贵财富,有5 000多年的悠久历史,其渊远流长,内涵丰富。我国有中草药12 807种,其中植物药物有11 146种、动物药物约1 600种、矿物药物有82种。中兽药产品具有天然的多功能性和多靶点作用、毒副作用小、无药物残留、不易产生耐药性、安全、标本兼治的特点。当前,我们可以运用现代生物制药技术在分子水平和基因水平上研究中兽医学基础理论的实质和研究中兽药有效成分的作用机理,从微观上阐明中兽药药性理论;建立中兽药活性成分检测系统;或以受体和基因为靶点研发新型的中兽药;在基因水平上对中兽药品种进行鉴定与药物筛选;以及中兽药的组方、生产工艺、药品质量控制与质量标准检定等都将成为中兽药产业研发中的领域。应加强研发力度,为我国中兽药产业的快速发展、走出国门作出贡献。
3.5 积极开展海洋生物兽药的研发
海洋生物药物是从海洋生物体上获取的具有药用价值的活性物质。海洋占地球面积的71%,海洋中生活着40多万种生物,占地球生物物种的80%以上,是一个巨大的天然产物宝库。海洋生物具有特殊的化学结构和生理活性,是开发海洋生物药物、功能性食品、化工产品、生物纺织品及生物化妆品的重要资源。随着海洋生物工程技术的发展与进步,海洋天然产物的生物活性物质的筛选技术、提取与分离、纯化技术等都取得了重大的突破。目前国内外应用生物培养技术、基因工程技术与DNA重组技术等从6 000多种被发现的海洋天然产物中,先后研制出抗病毒、抗细菌、抗肿瘤、抗炎消肿、止血镇痛及防治心血管疾病的海洋生物药物,大多数已批准生产上市,部分已进入临床试验。日本学者研究发现,约有27%的海洋生物代谢产物具有抗菌活性。从海绵、珊瑚、海鞘、海藻等海洋生物中分离出萜类、核苷类、生物碱、多糖及杂环类化合物等均具有高度的抗病毒活性。对海洋生物的研究与应用,兽药界投入不够,发展滞后,要尽快改变这种无所作为的状态。海洋生物兽药的开发与应用是今后生物兽药产业发展的一个重要方向,要积极运用海洋生物工程技术开发海洋生物兽药,其发展前景十分可观。
3.6 重视生物兽药新剂型的研发
由于生物兽药大多数分子量较大,稳定性较差,易受动物消化道酸碱环境的影响以及各种消化酶的降解作用而失去药理活性;生物兽药在动物机体内生物半衰期比较短、生物膜渗透性差、生物利用度不高;许多多肽类与蛋白质类药物又不易被亲脂性膜所摄取,很难通过生物屏障等。要想很好地解决这些问题,一定要高度重视生物技术药物的给药系统和新剂型的研究与开发。比如对药物进行化学修饰、制成前体药物、应用吸收促进剂、添加酶制剂、增加药物透皮吸收及设计各种给药系统等,可研发出使用方便、安全、合理、保持高药理活性的给药途径和新的生物兽药剂型。目前,根据各种动物不同的生理特点,除了开发口服制剂和注射制剂之外,还可开发喷雾剂、滴鼻剂、涂搽剂、控释微球剂及肠溶性的微囊包被颗粒剂等生物兽药。由此可见,药物生产中的制剂技术是生物兽药产业化发展的重要一环。
3.7 以企业为主体,走产学研相结合的生物兽药产业发展之路
2016年5月30日习近平总书记在《为建设世界科技强国而奋斗》的讲话中指出:“企业是科技和经济紧密结合的重要力量,应该成为技术创新决策、研发投入、科研组织成果转化的主体。”广大兽药企业要按照习近平总书记重要讲话精神,积极与人才齐备、科研实力雄厚的科研院所及高等农业院校强强联合,打破部门界限,把产、学、研有机地结合起来,建立国家及地方多层次企业主导的生物兽药产业创新发展体系,创造科学资源开放共享创新平台。只有这样才能集中优势互补的科技力量,充分发挥各方的人才优势、技术优势、设备优势、资金优势等,有规划、有目标地开展新产品的攻关,才有可能在科技创新中研发出新成果与新产品,以促进我国生物兽药产业不断发展与进步。
3.8 强化兽药企业自身科技人才队伍的建设
科学技术人才是企业创新发展最关键的因素,因此企业要大兴识才爱才敬才用才之风,在科技创新实践中发现人才,在创新活动中培育人才,在创新事业中凝集人才,建设成一支规模适度、结构合理、素质高尚、能够承担企业科技创新、跟踪技术前沿、具有较强研究与开发能力的科研团队,这对兽药企业的长远发展、提升产业品牌、提高企业知名度和市场竞争力都具有重要的实际意义。科学技术是第一生产力,高质量的科学技术人才队伍和科技创新能力,是生物兽药产业发展进步的永久动力与生命线。
(编辑:柳青)
S859.79.7
A
1002-1957(2016)05-0001-03
2016-08-15
万遂如(1938-),男,江西南昌人,教授,主要从事家畜传染病的教学、科研及临床工作,现任中国畜牧兽医学会家畜传染病学分会秘书长.