6月5日是世界环境日。今天我们来关注一种医药行业的绿色科技——酶催化。

酶催化,就是用酶这种天然的生物催化剂代替常规化学反应的化学催化剂。传统上,没有酶参与的化学反应就像翻山,司机必须加大马力才能越过,无形中需要更多能耗;而有酶参与的生物催化则像打通了隧道,开车通过高效而节能。

因此,相比于传统的化学反应,酶催化反应更加绿化环保,生产成本也更低,其条件温和,收率更高,杂质也更少。而在这一领域,有一些低调的CXO公司,当药企提出特殊的酶催化反应设计时,他们也用自身的能力储备与高效执行帮助落地,就像“酶”一样,助力候选药物的开发更高效、更易行。

知易行难的酶催化

对于医药行业而言,酶催化并不是一个新鲜的概念。早在2007年,全球头部大药企,如阿斯利康、礼来、葛兰素史克、强生、默克、辉瑞等公司就联合发起了在制药工业实施绿色化学研究的议程,并将其付诸于实践。

为了优化治疗的有效性和安全性,在如今的新药研发过程中,药物分子被不断进行修饰和改造。当反应步骤越多,则引入的杂质往往会变多,面临的稳定性挑战也越大。酶催化则可以化繁为简,将多步反应,变成一步生物催化反应,减少无效构型浪费,减少合成步骤和物料消耗。

头部CXO公司药明康德在《2022年环境、社会及管治报告》中收录过一个应用酶催化的客户项目案例。在一个临床2期关键手性胺中间体合成项目中,其子公司合全药业通过应用酶催化成功将一个原来的七步化学反应的工艺流程缩减到了一步,大大提高收率,减少了90%有机溶剂使用。

不过,听起来简单的数字背后仍有着复杂艰深的探索,酶催化在实际应用中要做好并不容易。

由于酶具有极高的底物特异性,天然酶在面对千变万化的药物中间体时,常常“力不从心”,市面上能直接商业购买的酶选择也往往有限。因而,若想将酶催化更好的应用于制药工艺中,必须具备酶设计、筛选、定向进化等能力,往往需要组建专业的团队,对专业度和经验有着极高的要求。选择一个能力全面、执行力强的合作伙伴,此时就显得至关重要。

CRDMO:助力候选药物“加速跑”

如今,越来越多的药企的创新理念,需要优秀的CXO来帮助落地,在酶催化领域也不例外。

正如化学反应需要以酶催化,来更高效、高产率地推进,新药研发的征途本身也需要优秀的CXO作为催化剂,降低新药研发的门槛和成本,提高研发效率和成功率。为了满足药企和患者的需求,优质的CXO都会尽早储备能力,并跟随科学和行业的发展不断迭代自身。

仍以药明康德为例,其旗下合全药业早在十多年前就捕捉到了酶催化在化学合成反应中的巨大潜能,开始在工艺研发中使用酶。2013年起,合全药业逐步建立了酶催化研发团队,并在20多种新药生产研发中,实现了基于酶制备关键手性中间体的核心工艺研发,成为CXO行业内较早开始探索酶催化的公司。

合全药业官网

多年来,药明康德持续提升从筛选到生产的一体化酶催化平台技术,持续扩大酶库。根据该公司《2024环境、社会及管治报告》披露,2024年,药明康德酶催化平台拥有超过 3,000 种酶和 200,000 多种突变体可以快速被筛选,并且已经利用合成生物学方法开发了2个用发酵法直接制备 API 和关键性中间体的工艺。该公司已支持超过50家全球客户在80多个项目中应用酶催化工艺,有效减少了有机溶剂使用约1,800吨。

同年,合全药业在江苏常熟的早期中间体生产工厂继续新增了一个发酵生产车间,总发酵产能提高至22,850 L。合全药业表示:“该车间的投入使用进一步加强公司的生物催化能力”。

药明康德酶催化平台的发展壮大有两个可见的底层逻辑,其一是其自身看重可持续发展,有意愿拥抱绿色科技,不断降低对环境的影响;其二则是其作为一家平台型公司,其始终以客户为先,愿意不断进化自身,满足客户各式关于新药研发和生产的需求。

在这两大底层逻辑的加持下,药明康德的能力发展自然也不会只局限于酶催化。根据公开信息,在酶催化之外,药明康德已经成为行业内罕见的CRDMO平台,服务贯通从新药早期研究发现(R)到开发(D)及商业化生产(M)的全流程,并且能够覆盖各种不同的分子类型。

这类优质的“催化酶”,无疑可以助力候选药物“加速跑”。也期待此类平台助力医药行业整体更加高效、可持续地发展。