谁能想到,一团尘封17年的小分子,能在科学家手中脱胎换骨,成为帕克洛韦德(Paxlovid,或名帕罗韦德),并有望给研发药企带来220亿美元的年收入。在本文中,果壳硬科技团队带你认识这款全球第一个获FDA批准的新冠口服药,尝试回答这些问题:帕克洛韦德是如何研发出来的?制造起来难吗?能结束疫情吗?还有哪些同类新冠口服药值得期待?
帕克洛韦德的故事可能相当久远,让我们先从猫聊起。
猫传染性腹膜炎(猫传腹),由一种冠状病毒FIPV(feline infectious peritonitis virus)引发,一度是猫的不治之症。本世纪初,人们开始研究使用一种代号GC376的药物来治疗该病。GC376是一种3CL蛋白酶抑制剂,其作用原理是:通过抑制冠状病毒3CL蛋白酶(3C-like protease),从而抑制病毒蛋白的形成,最终使病毒合成和复制失败。
2018年,动保公司Anivive从堪萨斯州立大学动物学院的两名研究者手中买下专利,进行全球商业化开发。
不过,这款GC376的商业化之路并不平坦。2015年的一项试验结果表明,在注射了GC376之后,参与试验的20只猫仅有7只活了下来;2020年一项研究表明,GC376还需要与阿莫地喹合用。这意味着,GC376对猫的实际效果一般。于是,GC376很快让位于GS441524(俗称GS441)。
GS441是一种核酸类似物,其代谢产物可以竞争性地令病毒RNA复制出错,进而终止病毒复制,治疗猫传腹的效果更好。
虽然GS441的发明者吉利德在2018年3月为该药申请了治疗猫传腹的专利,但认为该药更适合治疗埃博拉病毒和人类冠状病毒感染,因此也为该药申请了治疗丝状病毒感染和冠状病毒感染的专利。但吉利德至今没有将GS441作为兽药生产和销售,导致这款猫传腹“神药”,至今还是成为养猫人“黑市”抢手货。
爱猫心切的人类治疗猫传腹的两种药,也代表了对抗冠状病毒的两条技术路线:一个是3CL蛋白抑制剂(GC376),另一个是核酸抑制剂(GS441)。新冠疫情爆发后,人们也从这两条技术路线中获取灵感。
沿着核酸抑制剂的路线,人们找到了GS441的药物前体GS5734,一种同样对猫传腹效果明显的药物分子,2020年,它被称为“瑞德西韦”(Remdesivir),广为人知;默沙东的莫努匹拉韦(Molnupiravir,或名莫匹拉韦)也是一种核酸抑制剂。只不过实践证明,瑞德西韦和莫努匹拉韦的抗新冠效果都不甚出色。
沿着GC376代表的3CL抑制剂的路线,辉瑞最终发现了帕克洛韦德(Paxlovid)组合疗法。2022年4月22日,世界卫生组织更新新冠肺炎治疗指南,强烈推荐住院风险最高的轻中度新冠患者使用帕克洛韦德,同时更新指南,建议住院风险高的轻中度新冠患者使用瑞德西韦。帕克洛韦德略胜一筹。
帕克洛韦德的研发并非从零开始,而是辉瑞研究人员翻检故纸堆的结果。
2002年底,“非典”(SARS)爆发,各大药企也针对SARS冠状病毒研发特效药,其中就有辉瑞。后者在2003年研发出一款候选药物,代号PF-00835231,但当研究人员准备进行临床试验时,SARS疫情得到了控制,开发计划也就此搁置。17年后,新冠疫情爆发。2020年3月,辉瑞在与拜恩泰科开展mRNA新冠疫苗研发的同时,也启动了口服药的研发工作。
研究人员发现,PF-00835231与“非典”病原SARS-CoV的结合位点,同样存在于新冠病原SARS-CoV-2,这意味着PF-00835231也许对新冠病毒同样有效(测试证明,确实如此),但静脉注射剂型太过繁琐,辉瑞决定将之改造成口服剂型。
到2020年7月22日,适合口服的新候选药物诞生了,2020年9月1日,实验大鼠的药代动力学研究结果揭晓,才确定了这个代号PF-07321332的候选药物是辉瑞口服药的最终研究成果。PF-07321332被命名为奈玛特韦(Nirmatrelvir)。
2021年11月2日,辉瑞研究团队在《科学》杂志在线发表了辉瑞口服药PF-07321332的完整研究论文;两周后的11月16日,辉瑞将奈玛特韦(Nirmatrelvir)与利托那韦(Ritonavir)合为帕克洛韦德(Paxlovid),向FDA申请紧急使用授权。2021年12月22日,帕克洛韦德成为首款获得FDA紧急批准的新冠口服药。
在获批前的11月18日,美国政府以52.9亿美元的价格向辉瑞订购了1000万疗程;2022年1月4日,又向辉瑞追加1000万疗程订单。先来算一笔账:一盒帕克洛韦德为一疗程,为五天的口服量,包含五板药(每板供一天两次服用),每次150mg的两粒奈玛特韦和一粒100mg的利托那韦。也就是说,每一个疗程需服用1.5g奈玛特韦,1g利托那韦。因此美国政府2000万疗程的订单,共需30吨奈玛特韦。
这只是成品规模,还不算全部步骤的原料。
接下来,辉瑞要解决的问题是:如何大规模生产帕克洛韦德。2020年7月,美国政府首次向辉瑞下单购买mRNA新冠疫苗,规模多达1亿剂。相比之下,2000万疗程的口服药并不算很多。但从辉瑞的表态来看,这显然不容易。拿到第二笔订单之后,辉瑞表示,即使加速,首批1000万的订单也要在2022年6月才能交付,第二批1000万疗程交付时间则为9月。
在2022年摩根大通医药年会期间,辉瑞CEO阿尔伯特·伯拉披露了更详细的产能和交付进度:2022年第一季度可制造600万~700万疗程,到二季度末,帕克洛韦德的总产量将达到3000万疗程,年底达到1.2亿疗程。
帕克洛韦德包含两种成分:奈玛特韦和利托那韦。其组合原理是:虽然奈玛特韦可抑制新冠病毒蛋白的合成,但该药会被肝脏中一种名为CYP3A4的酶快速降解。这时就需要用利托那韦抑制CYP3A4的活性,进而将奈玛特韦的血药浓度维持在一定水平,以保证一日两次的治疗效果。
从专利分布和当前市场行情来看,利托那韦并不难造。
利托那韦最早由雅培的子公司雅培生命研发,1996年,FDA批准利托那韦注射液和胶囊用于治疗HIV感染,2013年,雅培生命拆分独立成新公司艾伯维,后者继承了利托那韦的专利,生产利托那韦片“艾治威”。新冠大流行初期,洛匹那韦-利托那韦(即抗HIV组合药物“克力芝”)曾用于新冠治疗试验,但效果有争议。利托那韦的专利已于2017年到期,国内外有不少公司做出了相关仿制药。
中国国家药监局官网显示,有三家国内药企分别生产利托那韦原料药、口服液和片剂。
不过,对全球药企来说,制造奈玛特韦是个全新的课题。美联社报道援引辉瑞官方专家称,生产帕克洛韦德(主要是奈玛特韦)像搭积木,关键原料都在不同地区,制造商涉及超10个国家的20多个地点,其生产周期已从最初的9个月缩短至7个月。但奈玛特韦遇到的困难并不只是生产步骤之繁琐,还有供应链问题。
这个生产链条可能会有不少问题:不少生产步骤涉及Boc基团,即二碳酸二叔丁酯(DIBOC),但DIBOC的产能并没有那么多,因为它的上一级原料是叔丁醇钠,后者需要用叔丁醇和金属钠合成。这就是包括美国在内的绝大多数国家遇到的上游供应链瓶颈:没有足够多的金属钠。生产金属钠需要大规模电解冶金产业。
2020年,全球金属钠产能装置约16.05万吨。其中,中国装置产能为13.25万吨。仅中盐化工一家的金属钠产能就达到6.5万吨,占全球产能的40.5%。
因此,如果必须按辉瑞的公布的工艺路线图制造奈玛特韦,那么中国必然成为奈玛特韦上游原料的核心生产地。那么,中国的原料和成品供应情况如何?
辉瑞在《科学》杂志发布的论文显示,他们在实验室合成150g奈玛特韦,关键原料包括以下几种:按辉瑞2022年1.2亿疗程的需求,推算奈玛特韦(PF-07321332)关键原材料及供需情况,可以发现,若按辉瑞2022年1.2亿疗程的计划产能,仅中国的原料供应量就能满足六成以上的需求。少量供应缺口集中在关键原料SM1、SM2。
先来看SM1。
民生证券研报指出,制造克级SM1的总收率为86%,高于制造公斤级的66%,但产业化难度更高,因此生产实践中仍需采用公斤级制造工艺。后者需要-120℃的工业级生产的低温和溴乙腈原料,因此生产难点在于超低温生产条件和氰化物原料的资质壁垒。不过,一位要求匿名的化工行业人士告诉果壳硬科技团队,在化工园区内,大型药企与本地政府通常关系良好。
对于新冠特效药这样的项目,本地更是会一路绿灯,环评、安评都不会有大问题。因此如果需要,经济利益应能驱使国内供应商,完全补足现有缺口,进而满足T13产量。
再来看SM2。SM2的生产难度小于SM1,虽然目前直接供应量不足,但按奈玛特韦的今年总需求量,倒推SM2中间体卡隆酸酐的需求量约为454吨/年,该原料目前的供应量270吨/年,拟建产能则超过1000吨。这就是说,SM2基本也不存在供应难题,只看在建生产线何时量产。
当然,以上反应产率、供应链需求量,只是相关研究机构按辉瑞官方文件做出的测算,这些都是理想状况,实际生产工艺可能大有不同。某高校化工专业研究人员告诉果壳硬科技团队,目前国内舆论都基于辉瑞2021年11月发表的论文,来推测和拼凑奈玛特韦的供应链,而实际生产过程可能和辉瑞给出的流程有所差异,且并不排除辉瑞或已开发出更优工艺的可能性。科研论文给出的产率不可尽信。
总之,无需怀疑中国生产奈玛特韦的实力,但非化工行业金融从业者通过公开资料讨论供应链,也只能点到为止,指导投资更应慎之又慎。但是,中国供应充足原料,就能顺利生产,及时供应吗?
与辉瑞同步,或受市场前景激励而投入研发的药企,让3CL赛道格外拥挤。这里是果壳硬科技团队不完全统计的3CL新冠药的在研信息。通观这些在研3CL新冠药,中美英等国的不少项目,都处于早期临床甚至未进入临床阶段。
实际上,辉瑞还曾同步研发另一款3CL蛋白抑制剂Lufotrelvir(奈玛特韦的磷酸前药),不过辉瑞年报显示,该研究已在2022年2月终止。
其它如君实则为核酸抑制剂和3CL抑制剂(VV993)双路线推进;歌礼则企图复制辉瑞的成功路径,将在研ASC11与已大量仿制生产的利托那韦结合;盐野义的S-217622则无需利托那韦辅助,直接口服单药,由于Ⅱ/Ⅲ期临床数据不错,日本厚生省已向盐野义下订单,一旦获批,将购买100万疗程的药物。
这些在研的3CL新冠药物,市场前景如何?辉瑞过去一个季度的表现告诉我们,业绩不一定是敲敲计算器就算数的。表面上,辉瑞可能从不会担心帕克洛韦德的销量,因为需求就摆在那。由于能将高危患者住院率降低89%和死亡率降低88%,第一季度,全球各地都对帕克洛韦德翘首以待。而自获批至今,辉瑞已在中国寻找代工厂下单,还与MPP签协议授权中低收入国家的36家药企进行仿制,但仿制药面向的中低收入国家市场,不包括中国。
看起来辉瑞新冠口服药供不应求,然而,订购多少是一回事儿,到手多少是另一回事儿。实际情况是好运并不常伴辉瑞。2022年第一季度刚过完,产业分析师就对辉瑞新冠口服药帕克洛韦德的销售情况相当悲观:在一季度的美国市场,该药销售额或为6.2亿美元,还不及辉瑞此前19亿美元预估额的三分之一。为何会有如此之大的落差?
第一,太贵了。
再生元鸡尾酒抗体疗法定价2100美元/剂,默沙东的口服药莫努匹拉韦定价700美元/疗程,与这些昂贵的新冠药前辈们相比,辉瑞帕克洛韦德定价529美元/疗程,算是较“便宜”的,但依然是普通人难以承受的价格,政府采购前也得掂量一下。药品专利池执行董事查尔斯·戈尔估计,帕克洛韦德的成本也不过20~25美元/疗程,未来可能下降至10美元/疗程。只要辉瑞还坚持高价,帕克洛韦德的销售数据就不会太好看。
第二,服药要求有些特别。辉瑞建议患者在确诊后出现症状的五天内服用帕克洛韦德,但卫生专家指出,由于医生在开处方前,要考虑患者常用药是否与帕克洛韦德相互作用,这导致一些患者无法按要求及时服药。即便患者符合服药标准,也可能因为预约不到医生拿不到处方,或者拿到处方而附近药店又没货,导致“用时没有,不用时闲置”的窘况。
第三,产能实在上不去。
辉瑞在2021年6月即开始筹备产能,并在2021年9月生产出第一批帕克洛韦德。虽然辉瑞已向多家中国CDMO公司派单,而MPP也授权36家公司进行仿制,但2022年上半年,帕克洛韦德将主要销往富国(而且远不够卖),至于仿制药,根据“无国界医生”组织的估计,可能要到2023年才能面市。
从产能爬坡,到价格,再到全球分配,帕克洛韦德又将重复疫苗的故事:科技只能眼睁睁看着全世界因经济实力、医疗资源和认知水平的巨大差异,陷入又一轮不平等,无力改变。
对深陷疫情泥潭的人类来说,帕克洛韦德带来了希望。但辉瑞新冠口服药的出现不是终点,我们依然需要通过切断传染途径、保护易感人群、管理传染源的“传染病预防三环节”,备足弹药,综合抗疫。唯有团结起来,回归常识,人类才能迎来真正的曙光。