前沿基础研究推动医药创新发展

前沿基础研究推动医药创新发展 施一公YigongShi 西湖大学WestlakeUniversity 2023年9月3日 生物医学：人类与疾病斗争史 Biomedicine:TheWaragainstDisease 中医中国古人对生巴斯德：现代微生物学弗菜明：青需素的发现命奥秘的探素 古代：近代：科学现代：基础研究在黑暗中摸索方法论的曙光推动疾病治疗 C 希波克拉底：西医之父达芬奇：近连曾纳医生与天花疫苗抗PD-1与肿瘤免疫 医学的启蒙治疗 01 前沿基础研究推动生物医药案例一： 癌症的免疫疗法 癌症免疫治疗：免疫系统不但可以识别异物-细菌 也可识别自身异常细胞-癌细胞 Innateimmunity rapidresponse Adaptiveimmunityslowresponse 抗感染 aicce 杀死肿瘤 CD4-Tcell CDe-Tel 自身免疫病 PD1 免疫细胞 PD-L1 T淋巴细胞燕细胞 治疗癌症新曙光：免疫疗法 Cancerlmmunotherapy Lambrolizumab[MK-3475] C6504H10004N1716O2036S46[!] MolecularWht:146.3kDaUm,that'sHUGE Ivenotmodeledit. BREAKTHROUGH DESIGNATION HumanPD-1 Receptor,or 美国前总统Programmed Death1"Receptor 詹姆斯·卡特 原始科学发现： 产生单克隆抗体方法 JamesAllisonTasukuHonjo ArleneSharpe陈列平 Kohler、Milstein1975年研究工作 1984诺贝尔生理学或医学奖 心血管疾病治疗他汀类药物的出现 90Tablets MDC0071-0155-23 Rxonly90Tablets NDC0071-0157-23 Rxonly 40 Lipitor Lipitor (atorvestatinceicium)tablets(atorvastatincalcium)tablets 10mg*40mg* PhizerParke-DaviePfizerParke-Davis blseDup LASKERAward2008 BreakthroughPrize2015 JosephGoldstein MichaelBrown EndoAkira（远藤章）HelenH.Hobbs Mevastatin1973 01 前沿基础研究推动生物医药案例三： 酿中的创新药物 里程碑：FDA首次批准LNP递送的体内 CRISPR基因编辑进行人体临床试验 2023年3月马斯克的脑机接口公司Neuralink官宣：首2023年5月 Intellia次人体临床试验获FDA批准 Therapeutics 马斯克表示，Neuralink正在设计一种将大脑信号转化为行动的设备，将首先专注于 两个应用：恢复人类视力，以及帮助无法移动肌肉的人控制智能手机等设备，甚至恢 复脊髓受损者的全身功能。 里程碑时刻：FDA受理首个CRISPR基因编辑疗法上市 申请据悉，这是FDA受理的首个CRISPR基因编辑疗法上市申请， 治疗后18个月，两名患者的骨髓和血液中等位基因编辑水平仍保持较高，骨髓中保持超过76%的编辑效 率，血液中的编辑效率也保持在60%。 2023年6月 2023年6月8日，VertexPharmaceuticals和CRiSPRTherapeutics宜布，美国食品药品监普管理局 （FDA）接受CRISPR基因编辑疗法exagamglogeneautotemcel（exa-cel）治疗严重镰状细胞病 （SCD）和输血依赖性β-地中海贫血（TDT）的生物制品许可申请（BLA），同时授予其治疗SCD的 优先审评资格。 01 前沿基础研究与转化医学： 美国为例 基础研究 作为推动生物医药突破发展的重要原动力受到高度重视 2020财年美国联邦政府约一半（50.1%）的基础研究经(HIN 费投入到生命科学领域，其中重点资助的学科是生物学 2000 和医学，分别占到生命科学领域经费的49.5%和36.1%。 总基础研究经费 00VID-19(0 2022年，美国正式成立“高级健康研究计划局" ARPA一H），覆盖癌症、传染病、阿尔茨海 默症和其他广泛影响公众的疾病，支持高风险，高回报的研究，以推动从分子到社会的生物医学和健康突破，从而为患者提供变革性解决方案。前期投入10亿美元启动经费。ARPA一H的成立旨在解决一些具备重大突 破潜质的项目难以获得资助的问题 2020生物学49.5%医学36.1%这类项目通常会具有高风险、周期过长 生命科学领域更倾向于学术前沿、预期市场规模不足 208亿美元（2020财年） 市场应用存在多方限制等特点 HISTORYOFSCIENCE AGoldenEraofNobelLaureates JosephLGoldsteinandMichaelS.Brown Theawardofthe2012NobelPrizein ChemistrytoRobertLefkowitzbrings Science Yearef NobellaureateNIHmentorInstituteNobelDiscowery toninethenumberofNobellaureatesPrize whotrainedinresearchattheUnitedStatesMichaelS,BrownEartStadtmanNHLBI1985 LDLreceptors NationalInstitutesofHealth(NIH)between 1964and1972—aremarkableoutpouring JosephL,GoldsteinMarshallNirenbergNHLBI1955LDLreceptors HaroldE,Varmus IraPastan NIDDK Cellidlaroncogenes AlfredG.Gilman MarshallNicenberg NHLBI 1994 Gproteins StanleyB.Prusiner tartStadtman NHLBI 1997 Prions FeridMurad MarthaVaughan NHLBI 1998 Nitricoxidesigaling RichardAxel GaryFelsenfeld NIDDK 2004 Odorantreceptors Robert],Lefkowitz JeseRothand NIDDK 2012 Gprotein-coupledrecepters 1.MichaelBishopLeonLevintowNIAID1989 oversuchashortperiodfromasinglebio-medicalinstitution(seethefigure). 1964-1972年，9位MD在 NIH进行基础研究，后来 获得诺贝尔医学或生理奖 IraPastan Celldlar-otogenes CreditisduetoTheresearchemphasisofNIHhasgrad thecourageousleadersofthevariousinsti-uallyshifted.Theprimaryfocusisnolonger tuteswhochosetoappointbasicscientistsonacquisitionofknowledgeinbasicbio evenwhentheirworkdidnotdealdirectlylogicalmechanisms.Currentemphasisonwiththedisease-orientedmissionofthe "translationalresearch"relegatesbasicsci- instituteencetoabackburner. 转化医学 是推动生物医药产业发展的重要路径 NCATS 美国国立卫生研究院早在2003年就提出转化医学发 展路线图，并先后设立临床与转化科学基金、国家转 化科学促进中心（NCATS），统筹整合医学院、医院研究所、制药公司等资源，促进基础医学、临床医学、药物研发和医疗实践之间紧密便捷的互动。 Toxicologyinthe21stCentury(Tox21)Program 21世纪毒理学计划 N3C(NationalCOVIDCohortCollaborative) 美国国家COVID队列协作数据飞地 ··美国生物医药产业以其雄厚的研发和创新实力引领全球 65 55 53 45 353637 25 25 15 美国FDA批准上市的新药数量 .·全球药企20强分布 企业 排名2022年总营收 （亿美元） 欧11武田制药300.0 美洲 亚 排名 企业2022年总营收洲 ） （亿美元） （亿美元 3 罗氏 662.6 14 拜耳 266.4 6 诺华 505.4 16 勃林格殷格翰 252.8 8 赛诺菲 452.2 17 诺和诺德 250.0 9 阿斯利康 443.5 19 默克 191.6 （亿美元） 辉瑞 1003.3 2 强生 949.4 4 默沙东 592.8 5 艾伯维 580.5 7 百时美施贵宝 461.6 12 礼来 285.5 排名企业 2022年总营收 排名企业2022年总营收 13吉利德272.8 15安进263.210葛兰素史克361.520BioNTech182.0 18莫德纳192.6FiercePharma:Thetop20pharmacompaniesby2022revenue 02 我国的生物医药产业 2008年-2020年实施“重大新药创制”科技重大专项 ■总体目标 针对恶性肿瘤等10类（种）重大疾病，自主研制和技术改造一批药物，完善国家药物创新体系 提升自主创新能力，加快医药产业发展，加速我国医药研发由仿制向创制、医药产业由 大国向强国的转变。 支持3000+课题中央财政投入233亿元 获批上市国产1类新药 2008-2020年合计上市1类新药68个，2021年仍有受该专项活动影响的1类新药获批上市。 2016年《“健康中国2030”规划纲要》 党的十九届五中全会首次提出“面向人民生命健康”作为科技创新的主要方向之一 我国基础研究经费从2012年的499亿元增长到国家自然科学基金中生命科学和医学科研经费占 2022年的1951亿元，年均增长近15%，接近30%以上， 全社会研发投入增长速度的2倍。生命科学部2021年生命科学部 2021年17.56亿元青年科学8.51亿元 2022 1951 40% 2021 1814 23.90% 2020 1467 9.80% 2019 1335.6 22.50% 2018 1090.4 11.80% 2017 975.5 18.50% 2016 822.9 14.90% 2015 716.1 16.70% 2014 613.5 D.60% 2013 555 1.30% 2012 498.8 21.10% 面上项目 111亿元 基金项目 医学科学部63亿元医学科学部 24.98亿元15.12亿元 医药制造业规上工业企业研发投入逐渐增加 2021年达942.4亿元。 1.73%1.97% 488.5534.2 2.43%2.55%3.13%3.19 784.6 580.9609.6 942. ■基础研究经费支出（亿元）201620172018201920202021 数据来源：全国科技经费投入统计公报研发费用（亿元） 数据来源：全国科技经费投入统计公报 中国在生命科学领域的世界排名（根据文章总引用数 生命科学领域高被引文章分布 （包含ESI数据库中生物学与生物化学领域、免疫学、 分子生物学与遗传学、植物与动物科学