适应个性化精准医疗的超小批量生产
本文节选自《Adapting Manufacturing for Super Small Batch》，由于水平有限，详细内容，请参考原文。
在COVID-19疫苗研发和生产取得成功的兴奋气氛中，人们很容易忘记其它研究领域的巨大发展。其中之一就是个性化医疗的兴起，这在制药行业引起了轰动。
许多读者可能已经对使用基因或其它生物标记信息来针对每个患者的个体特征量身定制治疗方法的潜力很熟悉了。在制药领域，生物制药公司已经在开发靶向疗法，并基于对遗传变异及其对候选药物安全性和有效性的影响的日益了解而开展创新性的研究。这种方法日益突出，具有非常实际的潜力，可以治疗以前无法治愈的疾病，并大规模地减少人类痛苦。
不再需要“一刀切”的医疗干预方法。相反，我们将有个性化的或精确的治疗，我们知道其将对特定的个体有效，而对其他人可能无效。
自从沃森和克里克在1953年发现了双螺旋结构以来，我们对基因组的知识已经有了许多令人震惊的应用，这些应用具有深远的意义。尤其是在医药领域。
现在，个性化医疗有可能产生最大的影响。据知情人士透露，美国食品和药物管理局(FDA)已经收到了数百份“涉及基因疗法的积极研究性新药申请”，预计到2022年底，将有40多份药物付诸生产。
更小的批次
科学家们一直在努力研究人类基因组。例如，在英国，一个名为“10万基因组项目2”(the 100,000 Genomes Project 2) 的项目已经开始分析罕见病和肿瘤患者的基因组，以确定针对个人或小群体的干预性治疗机会。
虽然该领域已经取得了很大的进展，但我们仍处于开发的早期阶段。自体干细胞移植是最早成功的例子之一，它是一种针对单个肿瘤患者的独特产品。
精确药物需要分批生产，并与具有某些遗传属性的患者群体相匹配。随着这项技术从现代医学的边缘发展到发挥更核心的作用，它意味着制造商将需要生产更多种类的复杂药物，而且每种药物的生产规模都要更小。
随着科技和生物工程的进步，也带来了额外的财务风险。基因修饰材料的成本可能非常高。某些生物药的价格可能超过每毫升10万美元。虽然不是所有的个性化药物都是由活性生物体生产的，或者含有活性生物体的成分，但这表明了哪些方面可能正处于危险之中。
损失有可能是巨大的，这强调了对复杂工艺进行细致计划和调度的必要性。对于主要的生物药制造商来说，了解如何将新方法融入他们的商业模式将是至关重要的。
改变商业模式
这点在我们与客户之间的对话中得到了支持。许多公司正在为此做计划，这对于制药供应链来说可能是颠覆性的。从制造商和供应链的角度来看，个性化药物带来了许多挑战。
例如，正如我们在大规模生产COVID-19疫苗中所看到的那样，生物制药企业的庞大生态系统很好地适应了大规模生产。个性化的方法需要将生产转向更小批次的复杂药物，无论是可能涉及许多不同治疗方法的精准药物，或是针对个别患者的自体治疗。
这种生产方法需要一种更以患者为中心的方法，即使在临床试验期间，都几乎是模拟基于实验室生产的短期运行方式。在一些例子中，在发现病人之前，治疗药物甚至不会开始生产。
这标志着生物药制造商的商业模式会发生重大转变。传统上，生物药制造商依赖于提前预测需求，然后再将产品推销给批发商，进而推销给医生和药房。
对于传统上一直关注规模化经济的合同制造商来说，这对他们的生产方法以及他们的系统和工艺提出了重大的问题。
调整供应链
随着制造商开始着手生产个性化药物，医疗保健提供商和药房开始采用创新的新疗法，更广泛的供应链也必须适应这种改变，以为正确的患者提供正确的治疗。
例如，如果一种独特的癌症治疗方法被送到了错误的诊所或患者，甚至没有正确的产品标识，这可能会导致患者治疗的严重延误，更不用说潜在的生命危险。虽然这些错误目前并不常见，但如果对更广泛的个性化药物的需求如预期的那样继续增长，供应链将需要得到相应的发展，以改善控制和透明度。
个性化医疗的兴起将需要对每个产品进行端到端的跟踪，从生产到客户交付，独特的包装要求，增加温度监测以及额外的海关检查等服务。
智能技术正在为质量控制和产品完整性挑战提供解决方案。例如，监控和跟踪系统可以提供对温度、位置、冲击和方向等数据的实时访问。这允许进行定期检查，并在出现问题时，可以紧急响应。
适应生产过程
向个性化治疗的转变将需要从大批量生产转向小批量生产。精准药物的生产规模很难确保与治疗的安全性和有效性所要求的可靠性、速度和可追溯性相一致。
为了适应这种生产方法的转变，整个生物药供应链需要一些额外的考量，需要更强大的战略来应对日益复杂的情况。
一些领先的生物药生产专家建议，连续生产技术是一种解决方案，以在相对较小的生产规模下，确保药物生产的成本效益。
这一工艺与传统的批量生产不同，其允许药品不间断生产，并可能提供更大的灵活性，以适应个性化药物。当寻求扩大生产时，连续生产允许药品生产根据需求定制。
例如，如果一种个性化药物针对的是少数患者，那么生产它所需的专用反应器就会更少。如果需求增加，这个工艺可以延长，或者在现有生产的基础上增加更多的反应器。随着医疗技术发展的加速，这种方法可以帮助实现个性化药物的商业化生产，并更快地交付到患者手中。
虽然对某些人来说，转向连续生产可能是一种解决方案，但其他人也可能认为，现有的工艺和系统也可以帮助制造商将开发转向个性化药物。一些人认为，现在为我们的大规模生产提供如此好的服务的先进计划和调度(APS)工具、工艺和系统，将“难以为继”。对此，我们并不同意。
生产过程可能会改变，批次可能会变小，但APS仍将发挥基本作用，因为有限的设备、劳动力和材料仍然决定着生产约束。这些方面的有效管理和规划仍将是确保个性化药物可靠、安全和高效生产的最大因素。
精确的APS
虽然创造这些新型药物所需的工艺可能会不同，也更复杂，但对劳动力、设备和材料的管理仍是关键。事实上，随着复杂性的增加，可靠的APS可能会变得更加重要。
对于制药商来说，创建一个实时的单计划是至关重要的。减少交货时间和优化资源将允许制造商验证工艺，同时最大限度地增加批次的数量，可以真正符合计划。当生产大量的小批量产品时，这就变得更加重要。
情景规划也至关重要，因为要生产的药物种类越来越多，因此要策划的潜在情景也越来越多。基于数据做出这些决定将使决策更加有效。
一些主要的制造商在付出一定的代价后会发现，如果生产进度落后，或者没有经过适当的审核，整批产品可能会变得毫无用处，甚至更糟的情况是，变得危险。我们已经知道其代价有多高，而且在这个以患者为中心的药物新世界里，它甚至可能对患者的治疗产生直接的连锁反应。将复杂的生产工艺 (个性化药品生产的一个标志) 与即将到来的预防性维护和维修相匹配，意味着这种风险可以降低。这在制药行业只会变得更加关键，随着新的复杂而先进技术的推出，控制将会更加严格。
行业的新视野
随着研究人员对“个体”的分子生物特性如何影响其对特定药物的独特反应的理解不断加深，个性化药物为医疗行业提供了新的视野。
虽然对患者的潜在好处大幅增加，但错误或延误的风险也成倍增加。随着制造商和物流公司逐渐掌握越来越复杂的生产流程和供应链，错误的代价可能导致延误，甚至危及生命。
摆脱“一刀切”的做法意味着当前的生产过程必须适应“精确”生产。与所有复杂的工艺一样，获得对真相的单一视图对于有效地做出决策是至关重要的，特别是在工艺和系统仍处于开发的早期阶段。
随着个性化药物的广泛应用，这些挑战将会呈指数级增长。可能十年后，人工智能和机器学习的发展将使生物制药生产过程看起来非常不同，但与此同时，得到正确的系统来管理复杂的工艺将是提高效率的关键，以减少人为错误，提高药品的生产精度。
原文：R.Schregardus, Adapting Manufacturing for Super Small Batch, Precision Medicines. Contract Pharma, 2021,
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