2021全球生物制药产能调研：得到改善 vs. 继续恶化
本文节选自《Total Global Capacity Finally Shows Improved Productivity》 ，由于水平有限，详细内容，请参考原文。
自2018年以来，全球生物工艺产能从1,650万升增长到了1,740万升。尽管产量总体上继续以12%左右的速度增长，但随着行业朝着更高的生产率和效率迈进，这个速度代表着产能增长的显著放缓。我们追踪了BioPlanAssociates生物制药产能和产量近17年的年度报告，发现其趋势与上述结论一致。滴度在不断提高，一次性使用技术减少了对大体积不锈钢罐的需求，且随着需要大体积生产的重磅生物药获批数量的减少，全球范围内对超大尺寸、刚性10,000L工厂的需求也随之减少。最佳的产能利用将需要对灵活性和高峰需求策略进行新的规划。此外，旨在提高生产率的努力已经导致了更多工厂的构建和运行，但总体积并没有随着上升。
尽管COVID-19生物工艺无疑增加了全球整体生物生产，但随着行业对可用产能的优先利用和进一步优化，与大流行相关的产能需求很可能由现有的合同制造能力和内部产能来满足。毫无疑问，这一战略将提高今年的整体产能利用率。
BioPlan的全球1,000强生物制药工厂目录数据库自2011年以来一直在跟踪全球的产能。在过去的10年里，我们的指数追踪并按以下项目对目前全球1,643家生物工艺工厂进行了排名：
已知或估计的生物工艺产能 (累积的现场生物反应器体积)
临床规模生产的生物制品数量
商业规模的生物制品数量
生物工艺相关人员数量
通过整合关键因素，包括产能、人员配备和生产的生物制品数量，我们创建了一个生物制造“指数”，可以整体评估特定州、国家和地区的生物工艺集中度。我们的目录也记录了工厂类型 (例如，合同生产组织，CMO)和处理的产品类别，如单克隆抗体 (mAb)和基因治疗类产品。
产能随时间增长
在过去的25年里，生物制品的销售额和销量以每年12 - 14%的速度持续增长。然而，最近，实际产能和工厂数量的增长趋势表明，一个日益成熟的行业会专注于在现有基础设施内提高生产率。例如，在我们2020年的报告中，我们看到mAb的表达滴度从2008年的平均1.95 g/L上升到了2020年的3.5 g/L。
生产率连续12年的提高 (5.5%的复合年增长率，CAGR) 表明，仅通过提高滴度就能满足近一半的年需求增长。其它创新技术和工艺优化步骤也正被引入行业。例如，添加灌流生物反应器，以提高种子培养性能，可以降低对更高体积的需求。
图1. 按平台或系统划分的全球生物制药百分比。
如表1所示，尽管在过去几年中，生物工艺领域增加了100多座工厂，但这些增加的工厂并没有显著提高大规模生物反应器的总体积。这一发现表明，工厂正在采用更小的一次性使用平台，而不是像10年前那样，在固定的不锈钢产能上进行巨额投资。
表1. 按各种参数统计的2018至2021产能趋势和复合前增长率。
尽管诸如细胞和基因疗法等先进疗法正在生物制药领域迅速占据一席之地，但它们仍然只占总产能的一小部分。例如，基因疗法仅占全球总产能的0.5%。相比之下，哺乳动物平台占据了超过三分之二的市场份额 (67.7%) (图1)。
在评估全球产业规模时，我们发现，超过1,000座工厂的产能 > 500 L，这可以被认为是临床规模生物工艺 (表2)。尽管大多数生产临床物料的工厂位于发达市场，但也有越来越多的工厂坐落于新兴地区 – 特别是中国和印度。
表2. 按工厂规模统计的当前产能分布
全球比较
我们现在的数据库显示，在1,740万升的总产能中，有550万升(31.7%)位于美国和加拿大，546万升(31.4%)位于西欧，220万升(12.5%) 位于日本和其它亚太地区，180万升位于中国 (高于2018年的87万升)，110万升位于印度 (2018年为94.1万升) (图2)。
图2. 按区域划分的全球生物制药产能
特别是在新兴地区，我们的产能数字高于其它一些报告的产能数据，因为我们包括了所有活跃的全球产能，包括生产人类和动物疫苗的工厂以及那些生产"生物仿制药"的工厂 - 即针对管制较少的特殊地区、不按良好生产规范进行生物制品生产的工厂。我们将这些非GMP工厂纳入统计的原因，是因为这些来自欠发达地区的工厂，特别是来自新兴国家的工厂，可能最终将为西方市场生产生物制品 (就像它们对小分子药物所做的那样)和活性药物成分(API)。
发达国家和主要市场国家的生物制药产能虽稳定攀升，但趋势逐渐放缓，而发展中地区经常报告两位数的增长率。这种变化带来了重大的战略影响，特别是在新兴和发展中地区。随着生物制品的生产变得更加全球化，原料药在一个地区生产，灌装工作在另一个地区进行，而市场营销和销售可能又在其它的地区进行。随着更多的机会在美国和欧盟以外的市场发展，生物制药创新者及其供应商正在考虑这种增长变化将如何影响预测规划。衡量区域产能和使用集中指数是衡量区域部门战略相关性的重要方法。
COVID-19消退后，区域性和本地化生物工艺可能会扩大，供应链安全对关键原材料和设备生产的重要性将会增加。这将导致更多的工厂和更多的供应商，以帮助缓解甚至在COVID-19大流行之前就存在的瓶颈和库存短缺 (一些原材料和许多一次性使用设备)。
生物制药CDMO能力在中国持续增长，特别是自其法规改变后，即允许第三方生产临床和商业化生物制药产品。中国继续以比印度更快的速度建设产能和采用新技术，因此将继续在生物制造和相关服务方面领先印度。这些趋势将继续转化为大量投资的涌入。
在过去三年里，中国在继续构建生物工艺工厂和产能。虽然中国工厂的平均规模仍然比印度小25%左右，但它现在的工厂数量是印度的两倍。印度在生物制造方面的成熟专业知识和能力主要集中在疫苗生产上，而中国除继续加强其产能建设外，还打算扩大产品平台的范围。我们还注意到，随着中国对基础设施的投资和随后的快速扩张，中国的总体产能利用率可能低于世界其它地区。这种过度建设造成了一定程度的产能闲置，而且，考虑到中国国内市场需求的增加趋势，这种产能闲置的情况可能会持续数年。
非GMP工厂目前不在受严格监管的西方市场上销售生物制品，但它们在全球产能中日益重要。这些新兴的全球工厂需要自己的生物制造工具、技术和服务。非GMP工厂正在争夺全球供应链资源。随着它们对本国或区域药物市场重要性的增加，许多这些机构将为全球市场生产原料药、生物仿制药和创新的生物制品。追踪这种地区增长至关重要。发展中国家最初以国内市场为目标，但随着生物制造商实现生产质量目标、以及以向发达市场出口机会为目标，这种情况正在改变。
一个乐观的未来
虽然生物制药产能的扩张可能正在放缓，但对生物制品的需求在持续扩张，且没有减弱的趋势。随着生物工艺技术通过创新、工艺优化和改善工厂使用而逐渐成熟，这一差距正在得到有效填补。越来越多地，以升为单位的产能正变得不如生产率和产出重要。这一趋势继续推动供应和服务的增长，并继续跟上生物制药收入12-14%的年增长步伐。新兴市场的快速扩张以及对细胞和基因疗法等新技术的需求表明，市场将继续增长。我们有充分的理由认为，生物制药制造以及对原材料、设备和服务的需求将继续增长。
www.Top1000bio.com数据库包括世界范围内所有生产生物制品的工厂。产品包括生物技术衍生的治疗药物，包括重组和非重组，以及发酵衍生产品。覆盖范围包括销售的治疗性蛋白、单克隆抗体、疫苗、酶、培养的细胞产品和其它生物药品 (人和动物) 以及血液来源的细胞和血浆蛋白产品。
一座工厂的产能是其生物工艺相关的现场生物反应器累积体积，单位为升 (L)。产能由工厂确定，或从可用的信息、文章和在线来源估算。如果工厂使用的是一次性使用系统，那么它的产能要么是通常使用的总生物反应器体积，要么是估计的总生物反应器体积 (如果所有可用的装置都使用最大的相关生物反应器)。如果一座工厂报告了它的产能，通常只包括生产生物反应器，所以通常需要增加约15%的种子扩增、工艺开发和其它生物反应器。我们注意到产能利用率 (例如当生物工艺仅在50%的时间内进行时) 没有被考虑。取而代之的是潜在可达到的产能。如果使用灌流、转基因动物或任何非直接批次生物工艺的方法，则努力调整其产能，使其达到与传统生物反应器体积相当的总量 (例如，基于BioPlan和其它市场研究，500 L灌流生物反应器系统可与~2000 L生物反应器系统的产能相较)。源于发酵的抗生素和其它更小的小分子，包括次级代谢产物，不被认为是生物药，因此不包括它们。报告的在建能力包括在内，假设它将在12-24个月内投入使用的话。
需要注意的是，这个数据库涵盖了所有平台：哺乳动物，微生物和其它类型系统，包括先进疗法，如细胞和基因疗法。此外，因为我们报告总产能，即使它没有被立即使用，我们的估计往往比其它一些估计要高。此外，我们的方法包括了世界各地的生物工艺工厂，例如服务于国内人口的新兴地区的生物仿制药工厂，但可能不被视为可出口产品的良好生产规范(GMP)工厂。
原文：E.S.Langer,R.A.Rader, Total Global Capacity Finally Shows Improved Productivity, BioProcess International, 2021.
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