质粒的5个特点_质粒的5个特点有哪些( 五 ) _百科达人

病毒载体：主要基因载体工具。目前，细胞和基因疗法药物开发主要瓶颈之一在于病毒载体工艺及大规模 GMP 生产的难度极高、工艺复杂、产能短缺和制备周期较长，这也限制了整个行业的发展。更大规模的生产病毒载体（提高产率和收率）不仅能够降低细胞和基因疗法的成本，也能加快药物放量，这是创新药企业和 CDMO 企业最关注的方向。Cell&Gene Therapy Insights 数据显示 GMP 级质粒 DNA (pDNA)占 GMP 生产成本的很大一部分（每 g 约 10 万美元）。
目前基因治疗的递送方式可分为两大类，一类是病毒载体（生物学方法），一类是非病毒载体（包括物理和化学法）。病毒载体具备转导效率高、具有靶向组织特异性的核心优势，但存在免疫原性较高，慢病毒随机插入基因组致癌风险等安全性问题，以及规模化放大生产的瓶颈有待突破。经人工改造失去致病能力的病毒载体是当前被广泛应用的递送方式，关键优势在于其天然转导效率高。病毒因自身感染能力强十分适合作为载体向人体运送治疗基因，代表性的病毒载体包括腺相关病毒 AAV，慢病毒 LV，逆转录病毒 RV，腺病毒 AdV 等。非病毒载体免疫原性低，可搭载外源基因容量较大，且操作简单，成本低，但存在转染效果差，递送效率低，靶向性差等症结问题，代表性品种包括质粒或裸露的 DNA，脂质体 LNP，以及物理电穿孔法等。因此，目前人工改造的病毒是基因治疗中最常用的载体，据 Samantha L. Ginn 综述文章的统计，在 1989-2017 年间基因治疗的所有临床试验中，使用病毒载体的临床占总数的 67.3% 。
病毒载体是否整合进宿主细胞基因组，决定了药物的应用场景。从已获批上市的基因增补产品，可以发现，当前获批的三款体内基因治疗产品 Glybera、Luxturna 和 Zolgensma 均采用腺相关病毒 AAV 载体，而获批的三款体外基因治疗产品 Strimvelis、Zynteglo 和 Skysona 分别采用逆转录病毒载体 RV 和慢病毒载体 LV（第二代逆转录病毒）。这是因为，逆转录病毒载体 RV、慢病毒载体 LV 由于能整合进宿主细胞基因组这一特性，常用于体外 CGT 将目的基因导入造血干细胞或 T 细胞（细胞治疗 CAR-T）中，实现基因的长期表达；而腺相关病毒载体 AAV 和腺病毒载体 AdV 由于感染过程温和、表达长效等优势，常用于体内 CGT，避免外源基因随机插入致癌的风险。
腺相关病毒(AAV)和慢病毒(LV)是当前使用最广泛的两种病毒载体，其中 AAV 常用于基因治疗，LV 常用于细胞治疗。LV 基因组长度为 9kB，有更强的嗜性，能够感染非分裂细胞，同时在安全性上较逆转录病毒(RV)更安全； AAV 基因组长度为 4.8kB，其宿主范围极为广泛，长时程基因表达，治疗效果持久，同时其免疫原性极低，肝毒性低，但包装容量小，感染到表达的时间比较长。
2.3 CGT 较多依赖 CDMO 产业化服务
病毒载体的生产涉及多项工艺，步骤繁琐。病毒载体生产的上游主要包括病毒构建（转染）和细胞扩增培养，下游则包括细胞裂解、澄清、浓缩、洗滤、层析纯化、精制及除菌过滤等多项工艺。基因治疗产品研发和生产难度大、周期长、成本高，细胞和基因疗法在发现和临床前阶段的研发费用在 9 亿美元至 11 亿美元，临床阶段的费用在 8 亿美元至 12 亿美元，显著高于传统药物的 6-7 亿美元及 6.5-7.8 亿美元，约为传统药物的 1.2-1.5 倍。细胞基因治疗的研发费用明显高于传统药物主要是由于 CGT 药物生产成本高，工艺复杂，各类活性及安全性测试复杂，而 CGT CDMO 公司可以为 CGT 新药公司节省生产设备和生产团队投入，使其关注与 CGT 药物研发。
较多依赖 CDMO 产业化服务，生产外包渗透率高于传统药物：根据 ARM 报告、弗若斯特沙利文分析，截至 2020 年 12 月 31 日，全球约 500 家基因治疗公司中，79.1%的基因治疗公司为初创公司；截至 2021 年 7 月 20 日，在中国 CDE 有基因治疗产品临床试验公示的 48 家基因治疗公司中，75.0%为初创公司。据 J.P.Morgan 统计，基因治疗外包渗透率超过 65%，远超传统生物制剂的 35% 。2021 年，CRB 对 150 家基因治疗企业的调研显示，仅 23%的企业选择完全自主搭建产线，绝大多数企业选择完全（20%）或部分（57%）外包给 CDMO 生产。究其原因，药企选择 CDMO 外包的主要原因是缺少 GMP 产能（占 54%），另外 18%和 12%的企业从研发成本和研发周期角度考虑。另外，根据 CRB 调查，高达 81%的公司表示未来 5 年可能发生研发技术的更换，而FDA要求产品申报IND时必须明确生产工艺，一旦有重大变更需重新申报，因此 CDMO 为药企提供了多样化工艺的灵活选择，避免了药企由于技术变更导致的生产工艺变更的转换成本。