医药生物行业多肽产业链 -减肥适应症扩容行业 投资机会风起云涌.pdf
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1、0多肽产业链:减肥适应症扩容行业,投资机会风起云涌2023年6月22日证券研究报告|行业专题1请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。01020304GLP-1将带动多肽全产业链成长多肽合成工艺及产业链梳理附录:GLP-1管线梳理目 录CONTENTS风险提示DZcVuYuYMBkUhUqMmRbRbP6MsQpPtRmPfQpPsMeRpNnRaQoMsRxNsOnOxNtPtQ2请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。SEPARATOR PAGE01GLP-1将带动多肽全产业链成长3资料来源:弗若斯特沙利文,昂博制药招股书,圣诺生物招股书,德邦研究所图:各种类型药物特点比较图:各种类型药物
2、特点比较小分子小分子中低非生物性类型100道尔顿低低氨基酸氨基酸低生物性低高多肽多肽生物性10,000道尔顿抗体抗体生物性150,000道尔顿分子量特异性分子量生产难度阿司匹林青霉素示例100道尔顿谷氨酰胺天冬氨酸较高中中司美格鲁肽利拉鲁肽高高高非格司亭胰岛素高高高阿达木单抗曲妥珠单抗结构图多肽药物:兼具小分子+蛋白质药物优点 多肽药物兼具小分子化药及蛋白类药物优点。多肽:包含10-100个氨基酸,分子大小介于小分子化药(MW10000)之间。与蛋白质药物相比:多肽具有空间结构较简单、稳定性较高、免疫原性低等优势,同时兼具蛋白质类药物特异性强、疗效好的特点;与小分子化药相比:多肽药物在生物活性
3、、特异性以及解决复杂疾病方面更优,同时具有小分子药物质量可控、结构易确证的特点。多肽药物在生产制备和临床应用中由于其高活性、低剂量、低毒性、质量可控的优势,适用于解决小分子化学药难以解决的复杂疾病。4肿瘤,30%消化道,14%糖尿病,13%罕见病,11%抗菌类,9%心脑血管,6%免疫,5%骨科,5%产科,4%抗病毒,4%资料来源:肽研社,药智网,圣诺生物招股书,药渡数据库,德邦研究所多肽药物:应用广,集中抗肿瘤、消化道、糖尿病等领域 多肽药物发展历史悠久,市场规模巨大,应用集中于肿瘤、消化道等领域。自1902年首个多肽物质在人体内被发现,多肽研究至今已发展超过百年。1922年多肽(胰岛素)首次
4、应用于人体,开启了多肽药物波澜壮阔的新篇章,1963年多肽固相合成技术(SPPS)的发明为多肽药物带来了里程碑式的革命,其合成方便,迅速,成为多肽合成的首选方法,催生了多肽药物的快速发展。70年代以后,人工合成多肽开始陆续运用于临床。目前全球获批的多肽类药物约180种,根据肽研社统计,2021 年全球多肽药物(包含胰岛素)TOP32 销售额达505.3 亿美元,市场规模巨大。市场格局看,在获批多肽药物中,抗肿瘤领域数量最多(30%),其次消化道领域(14%)、糖尿病领域(13%)和罕见病(11%)。治疗领域治疗领域全球主要品种全球主要品种肿瘤戈那瑞林、丙氨瑞林、布舍瑞林、那法瑞林、奥曲肽、罗米
5、地辛、卡非佐米、硼替佐米、米伐木肽、依多曲肽免疫谷胱甘肽、胸腺五肽、胸腺法新、罗莫肽消化道精氨酸加压素、赖氨酸加压素、特利加压素、去氨加压素、生长抑素糖尿病艾塞那肽、普兰林肽、利拉鲁肽、利司那肽、贝那鲁肽、度拉糖肽、司美格鲁肽心脑血管卡培立肽、奈西立肽、依替巴肽、比伐芦定、肌丙抗增压素妇产科缩宫素、卡贝缩宫素、阿托西班罕见病兰瑞肽、艾替班特、帕瑞肽、艾卡拉肽骨科鲑鱼降钙素、依降钙素、特立帕肽抗病毒恩夫韦肽、艾博韦泰、1902年年首个多肽物质(胰泌素)被发现1922年年多肽(胰岛素)首次被用于人体治疗疾病1965年年中国科学家合成结晶牛胰岛素,为中国多肽行业筑基1963年年多肽固相合成法(SPP
6、S)出现,多肽合成里程碑2021年年全球多肽药物数量超180种,TOP32销售额超500亿美元1948年年杆菌肽获得FDA批准,多肽药物正式进入临床运用1970-1980s多肽药物蓬勃发展,人工合成多肽、基因重组多肽、新剂型多肽相继投入临床图:多肽药物发展历程图:多肽药物发展历程图:各领域多肽药物主要品种图:各领域多肽药物主要品种图:全球上市多肽药物治疗领域构成图:全球上市多肽药物治疗领域构成5 GLP-1类多肽药物减重的功能已被证实,理论上减重应该是最大的适应症。但包括诺和诺德和礼来在内的海外大药企并未止步于此,分别都在肥胖相关的并发症领域广泛布局新的适应症。2023年,司美格鲁泰将读出两项
7、心脑血管相关临床3期数据,包括心衰、心血管风险等。此外,诺和诺德还布局了慢性肾病、NASH,阿尔兹海默症。对于阿尔兹海默症,公司表示之所以开展该项临床研究是因为早在1代GLP-1利拉鲁肽的真实世界研究中看到了GLP-1可以通过消除神经炎症从而降低老年痴呆的发生。2023/6/12,美国默克在2023年EASL大会上公布Efinopegdutide治疗脂肪肝的数据:24周efinopegdutide 10mg组的肝脏脂肪降低72.7%,数据十分优异。我们认为,即便目前该类品种还没有获批NASH适应症,但随着减重适应症的普及,脂肪肝的发病率将会降低。图:司美格鲁肽适应症拓展数据来源:礼来,诺和诺德
8、官网,德邦研究所图:Tirzepatide适应症拓展 礼来Tirzepatide的睡眠呼吸暂停综合征OSA正在进行临床3期研究。由于肥胖导致呼吸道在睡眠时暂时性坍塌会严重威胁生命健康。目前该领域缺乏治疗型药物,最常用的治疗方案是睡眠呼吸机,但缺乏便捷性。此外,6/9礼来研发管理层表示正在探索该类药物对于戒烟,戒酒的治疗效果。行业变化:重磅品种GLP-1减肥适应症空间广阔60%100%200%300%400%500%600%礼来诺和诺德Ozempic获批Wegovy获批Mounjaro获批Wegovy产能恢复诺和诺德新增CDMO合作伙伴,上调全年指引Tirzepatide头对头司美减重效果更佳,
9、预计最早2023年底获批海外资本市场:GLP-1助力全球最大市值药企成长数据来源:wind,Drugs,医药魔方,健康界,德邦研究所7请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。SEPARATOR PAGE02多肽合成工艺及产业链梳理8多肽生产:化学合成、生物合成、半发酵(组合)利用生物酶降解大分子动物或植物蛋白,获得小分子多肽酶解法酶解法专一性强,可获得比原蛋白质更多的功能液相合成法液相合成法在液相中使氨基酸分子逐一连接形成目标肽段,分为逐步合成和片段缩合法保护基选择多,可随意进行非天然氨基酸修饰,成本低廉,易于放大,适用于合成短肽化学合成法化学合成法生物合成法生物合成法固相合成法固相合成法将目
10、标肽的第一个氨基酸以共价键与载体(树脂)相连,以此为起点依次连接氨基酸形成肽段原原理理优优势势缺缺点点费时费力,需对中间产物提纯,合成范围小,一般在10个氨基酸内方便迅速,后处理简单,自动化程度高,适用于合成中长肽,目前多肽合成的主要方法,可实实现自动化批量合成氨基酸投料需过量,纯度不如液相法,可能存在副反应发酵法发酵法利用微生物代谢获得多肽成本较低前期投入大,产物提纯复杂,放大难度较高(每升多肽收率可能随体积放大下降)基因工程法基因工程法高效表达难度大,分离困难,产率低,成本昂贵,难以用于规模生产基于DNA重组技术,通过DNA序列来控制多肽的序列生成表达定向性强,原料来源广泛,成本较低得到一
11、系列多肽,分离纯化难度较大,不适于合成单一的多肽 多肽API合成:化学合成+生物合成 多肽化学合成:液相合成+固相合成。1)液相合成:逐步一次连接、逐步纯化、可随意修饰、适合短肽(10个氨基酸以下);2)固相合成:主流方法:自动化程度高,适用于中长肽、缺点是物料投料量较大,且无法对中间产物进行纯化;多肽生物合成:包括发酵法、基因工程法、酶解法等。其中发酵法是商业端应用较多的方法,优势是物料成本较低,但前期设备投入较大,且提纯较为复杂,工艺放大难度较高(放大后单位体积菌液收率可能下降)。半发酵:对于结构较为复杂的多肽产品,在生产中通常将生物与化学合成法结合,即先利用发酵法制得多肽中间体,再通过化
12、学合成得到目标肽段。图:多肽合成方法对比图:多肽合成方法对比资料来源:肽研社,专肽生物,CNKI,德邦研究所9多肽生产:液/固化学合成VS生物合成方法方法液相合成法液相合成法固相合成法固相合成法生物发酵法生物发酵法前期投入适中适中较高产品纯度较高较高一般生产成本较高适中较低生产效率较低适中较高非天然氨基酸和结构修饰可实现可实现难以实现收率/纯度司美格鲁肽实验室规模的合成,粗肽总收率51.82%,纯度62.25%1、恩夫韦肽(36个氨基酸)百公斤级商业大规模合成,粗肽总收率约30%,纯度约75%;2、利拉鲁肽实验室规模的合成,粗肽总收率25.65%,纯度52.35%3、司美格鲁肽实验室规模的合成
13、,粗肽总收率35%司美格鲁肽实验室规模合成,起始样品量为1kg菌体的条件下,司美格鲁肽前体收率可达13g/kg菌体,司美格鲁肽总收率为3-4g API/kg菌体 多肽化学合成及生物合成对比:收率及成本方面,根据公开专利及文献,1)在百克级实验室合成中,以司美格鲁肽为例:液相合成粗肽总收率可达50%,纯度超60%(未纯化前),固相法总收率在35%左右,纯度在50%左右(未纯化前),通常液相法在纯度和收率方面略优于固相法,但商业应用中仅适用于合成短肽;发酵法(先通过菌体取得司美格鲁肽前体,再经合成修饰得到产物)收率约为3-4g API/kg菌体。上述收率及纯度根据具体技术手段不同亦会发生变化。2)
14、工业生产端看,以36个氨基酸的恩夫韦肽为例,目前百公斤级商业大规模合成依然以固相合成为主,粗肽总收率约为30%,纯度约为75%,且工业端可通过采用溶剂回收和再循环方法降低合成成本。图:主流多肽合成方法对比图:主流多肽合成方法对比图:商用固相合成反应器(图:商用固相合成反应器(150L150L)资料来源:MichaelCommercial manufacturing of current good manufacturing practice peptides spanning the gamut from neoantigen to commercial large-scale product
15、s,王硕冰固相片段法合成利拉鲁肽,发明专利索马鲁肽的固相合成方法,发明专利一种索马鲁肽的制备方法,观研报告网,德邦研究所userid:264617,docid:130495,date:2023-06-25,10近年批准上市的长效多肽缓释微球近年获批上市的融合蛋白药物改善蛋白多肽类药物半衰期的方式融合长效化片段PEG修饰缀合脂肪酸链环化或氨基酸替代药物递送系统开发钉合肽糖基化定点修饰突变含蛋白质和肽的长效制剂的主要制备策略多肽药物未来趋势:长效化+递送系统高顺应性蛋白多肽药物稳定性较低、易酶降解,半衰期较短给药途径多为注射,顺应性较差资料来源:丁源蛋白多肽类药物长效化技术研究进展,德邦研究所11
16、请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。多种改造策略使GLP-1受体激动剂的作用时间大大延长。由于天然结构的GLP-1半衰期极短,需频繁给药,造成使用上的不便,因此多种针对延长半衰期的改造策略被开发出来,包括关键位点氨基酸置换修饰、连接脂肪酸侧链、抗体偶联、白蛋白修饰等。贝那鲁肽与天然GLP-1完全同源,效果短暂。贝那鲁肽由上海仁会生物开发,并于2016年12月成功在国内上市,用于成人2型糖尿病患者控制血糖。贝那鲁肽通过基因工程技术获得,其活性成份的氨基酸序列与人体内GLP-1完全相同,同样易受到体内DPP-4的攻击而迅速失活,因此使用贝那鲁肽需要每日三次进行皮下注射,患者顺应性较差。利拉鲁肽
17、在天然GLP-1的基础上改造而来,需每天一次给药。针对天然CLP-1在体内易被酶降解的问题,诺和诺德将GLP-1的27位赖氨酸(Lys)残基用精氨酸(Arg)取代,并在肽链上修饰了十六碳脂肪酸侧链(C16),使得修饰后的多肽具有较高化学稳定性,不易被二肽基肽酶-4降解,因此,利拉鲁肽的体内半衰期较长,达12-14小时,仅需每日一次皮下注射,顺应性好于贝那鲁肽。司美格鲁肽在利拉鲁肽的基础上改造而来,需每周一次给药。将利拉鲁肽第8位的丙氨酸残基(Ala)被稀有氨基酸-氨基丁酸(Aib)取代,可以抵抗酶的切割;将利拉鲁肽的十六碳脂肪酸侧链(C16)替换成具有一个游离羧基的十八碳脂肪二酸侧链(C18)
18、,可提高对GLP-1受体的亲和力和血浆蛋白结合力,极大延长了药物半衰期,仅需每周进行一次皮下注射。提高药物半衰期是GLP-1受体激动剂的重要开发策略案例:GLP-1长效化发展路径12请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。已上市GLP-1受体激动剂结构名称公司改造策略血浆达峰时间给药频率贝那鲁肽仁会生物无,与人体内GLP-1完全相同19min每日3次艾塞那肽阿斯利康将GLP-1第2位的甘氨酸(Gly)被丙氨酸(Ala)取代,使得29位的亮氨酸(Leu)与39位丝氨酸(Ser)之间的片段可形成三级折叠,保护21-39位的残基不被DPP-4酶降解2.1h每日2次利司那肽赛诺菲GLP-1的C端用6个
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