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　　制藥行業(yè)智能化還太遙遠(yuǎn)，眼前的連續(xù)制造技術(shù)正在成為藥業(yè)未來(lái)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)和產(chǎn)業(yè)的保護(hù)新焦點(diǎn)，全球各國(guó)學(xué)界、業(yè)界和監(jiān)管機(jī)構(gòu)正在對(duì)這一新技術(shù)話題展開(kāi)大規(guī)模的研究、試驗(yàn)、實(shí)踐與思考。

　　美國(guó)FDA前局長(zhǎng)Margaret Hamburg在參觀Vertex工廠時(shí)候所說(shuō)：“制藥行業(yè)對(duì)于新技術(shù)的接納進(jìn)程十分緩慢，已經(jīng)比其他行業(yè)晚了幾十年，也許現(xiàn)在該向其他行業(yè)那樣向前一步，也許是時(shí)候擁抱新技術(shù)了?！?/span>
　　
　　“連續(xù)”早已不是新鮮事
　　
　　早在1900年工業(yè)革命前后就已經(jīng)出現(xiàn)了最早的連續(xù)制造雛形，被用在生鐵的高爐冶煉當(dāng)中。將礦石、燃料和助熔劑連續(xù)填充進(jìn)高爐，連續(xù)接觸熔化的生鐵和爐渣，去除硅和硅氧化的化學(xué)反應(yīng)同時(shí)在爐里連續(xù)發(fā)生。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，制造業(yè)已有多種形式實(shí)現(xiàn)了連續(xù)制造，目前常見(jiàn)的連續(xù)工藝包括：石油精煉、基礎(chǔ)化工、合成纖維、化肥加工、制漿造紙、冶金精煉、天然氣加工、中水處理、浮法玻璃等等。涉及加工工藝和產(chǎn)業(yè)投資結(jié)構(gòu)，制藥行業(yè)與化工石油等有著巨大差別，但近年來(lái)隨著控制技術(shù)的推進(jìn)，“鄰居行業(yè)”食品工業(yè)也逐漸向連續(xù)制造的階段邁進(jìn)，制藥業(yè)有其在產(chǎn)品特征和監(jiān)管環(huán)境上的獨(dú)特之處，但相比之下，在加工和控制技術(shù)上，制藥行業(yè)的進(jìn)展仍稍遜于其他制造業(yè)。
　　
　　制藥行業(yè)對(duì)于連續(xù)制造的探索從未停止過(guò)，上世紀(jì)90年代初，為了規(guī)避工藝方法帶來(lái)的各種問(wèn)題，德國(guó)就已有連續(xù)制粒和連續(xù)干燥的注冊(cè)專利，并且嘗試投入了生產(chǎn)。而當(dāng)時(shí)在化工廠的連續(xù)合成技術(shù)，也使得不少原料藥工廠開(kāi)始了“半連續(xù)”加工進(jìn)程。2000年前后，在線清洗和在線除菌的技術(shù)讓藥品生產(chǎn)向在線繼續(xù)過(guò)渡。2010年前后，在線控制和監(jiān)測(cè)方法在設(shè)備上的嵌入與整合技術(shù)發(fā)展快速，QbD概念也讓建模預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方法更好地域制藥生產(chǎn)過(guò)程聯(lián)結(jié)起來(lái)。時(shí)至今日，從FDA到華爾街日?qǐng)?bào)，從業(yè)界到學(xué)界，再提藥品的“連續(xù)制造”，并非偶然。
　　
　　從“Batch”到“Flow”
　　
　　以片劑生產(chǎn)為例，傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的基本單元操作如圖1所示，突出的特點(diǎn)為：
　　
　　物料/產(chǎn)品在每一步單元操作后統(tǒng)一收集，轉(zhuǎn)至下一單元操作（事實(shí)上目前已有部分設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)某些單元操作的半連續(xù)制造，如部分制粒和壓片操作）
　　
　　最終的制劑是在所有操作完成后，在離線的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行檢驗(yàn)的。
　　
　　實(shí)際生產(chǎn)用時(shí)（每批）=幾天到幾周不等

　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　傳統(tǒng)片劑生產(chǎn)單元操作舉例
　　
　　需要同樣操作的片劑連續(xù)制造，連續(xù)制造的概念如圖2所示。同樣混合、制粒、壓片和包衣的操作，通過(guò)設(shè)備和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使得每一單元操作之間物料/產(chǎn)品不間斷通過(guò)。片劑的例子中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制將制粒操作后測(cè)得的粒度分布、最終混合操作后測(cè)得的多組分含量均勻度、以及壓片操作后測(cè)得的片重和硬度構(gòu)成實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)的反饋控制系統(tǒng)，并結(jié)合物料的物理和化學(xué)性質(zhì)，生成模擬出用于放行的溶解度模型，并對(duì)包衣后的制劑進(jìn)行實(shí)時(shí)放行檢驗(yàn)。突出的特點(diǎn)為：
　　
　　物料/產(chǎn)品在每個(gè)單元操作之間持續(xù)流動(dòng)
　　
　　生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
　　
　　整個(gè)工藝的微調(diào)基于在線檢測(cè)結(jié)果和評(píng)估
　　
　　實(shí)際生產(chǎn)用時(shí)=幾分鐘到幾小時(shí)

　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　以片劑為例的連續(xù)制造概念
　　
　　目前研究和實(shí)踐進(jìn)展
　　
　　雖然歐美國(guó)家對(duì)于連續(xù)制造的熱情燃燒已久，但真正有實(shí)際進(jìn)展的企業(yè)還是屈指可數(shù)。
　　
　　Vertex：Vertex是第一個(gè)申報(bào)連續(xù)制造制劑產(chǎn)品的公司，在波士頓地區(qū)耗資3千萬(wàn)美元，建起一座4000平方英尺（合372平方米）的連續(xù)制造工廠，用以支持這份以連續(xù)制造的方法生產(chǎn)的治療囊性纖維化藥品申請(qǐng)。
　　
　　Novartis- MIT：Novartis與頂尖工程師云集的MIT簽訂一項(xiàng)為期10年，價(jià)值6500萬(wàn)美元的投資，通過(guò)借助MIT實(shí)驗(yàn)室的博士生、博士后、研究員、教授等的科研力量，結(jié)合Novartis的科學(xué)家在生產(chǎn)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，共同開(kāi)展連續(xù)制造在工程、工藝和控制方面的開(kāi)發(fā)和研究。目前，MIT的試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已完成使命，Novartis在瑞士建起“網(wǎng)球場(chǎng)大小”的連續(xù)制造車間，用于開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)從起始物料到制劑的完全連續(xù)制造片劑（end-to-end）

　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Novartis-MIT連續(xù)制造中心實(shí)驗(yàn)設(shè)備（左），諾華新建連續(xù)制造車間（右）
　　
　　ICT CMAC：英國(guó)連續(xù)制造控制技術(shù)中心（ICT CMAC, Intelligent Decision Supportand Control Technologies for Continuous Manufacturing and Crystallisation of Pharmaceuticals and Fine Chemicals）成立于2011年，包括劍橋在內(nèi)的7所研究機(jī)構(gòu)的13名學(xué)者發(fā)起，通過(guò)企業(yè)資助的化學(xué)、工程、控制博士后、博士、碩士項(xiàng)目的培訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展制藥和精細(xì)化工領(lǐng)域的連續(xù)制造和連續(xù)結(jié)晶研究，2014年籌備起研究用車間，并于多個(gè)跨國(guó)藥企合作。
　　
　　GSK：新加坡耗資2900萬(wàn)美元的連續(xù)制造工廠，計(jì)劃在2016年上線，目前更多關(guān)注原料藥連續(xù)或半連續(xù)制造，目標(biāo)亞洲市場(chǎng)。

　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　GSK的API連續(xù)制造試點(diǎn)車間
　　
　　J&J：位于波多黎各的Johnson&Johnson工廠也在如火如荼的開(kāi)展研發(fā)和準(zhǔn)備生產(chǎn)工作，以準(zhǔn)備向FDA申報(bào)連續(xù)制造的HIV藥品Prezista。
　　
　　Genzyme、Amgen等公司也紛紛準(zhǔn)備建廠和研發(fā)工作。
　　
　　國(guó)內(nèi)進(jìn)展：海正藥業(yè)對(duì)速釋片劑的連續(xù)制造研究，以及東富龍對(duì)噴霧凍干機(jī)在無(wú)菌核心區(qū)域連續(xù)制造的潛力的研究，是我國(guó)對(duì)于連續(xù)制造領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的先行者。
　　
　　潛在的革新空間
　　
　　1.縮短供應(yīng)鏈：
　　
　　這可能是目前美國(guó)監(jiān)管部門（也包括美國(guó)政府其他部門）最為關(guān)注的話題。供應(yīng)鏈縮短不單意味著大大降低了原輔料供應(yīng)、運(yùn)輸過(guò)程中帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)、短缺風(fēng)險(xiǎn)和監(jiān)管負(fù)擔(dān)，減少了長(zhǎng)供應(yīng)鏈帶來(lái)的不確定性和額外成本，更意味著制藥行業(yè)的回歸，和由此帶來(lái)的資本回歸。
　　
　　2.迅捷靈活：
　　
　　生產(chǎn)迅速。大大減少生產(chǎn)用時(shí)，縮短生產(chǎn)周期。據(jù)Novartis連續(xù)制造團(tuán)隊(duì)的估計(jì)，按以往的訂單量，（理論上）2-3周可以生產(chǎn)一年訂單所需產(chǎn)品。當(dāng)然，這種優(yōu)勢(shì)是為原研藥量身定做，對(duì)于訂單量大并且不穩(wěn)定的仿制藥行業(yè)來(lái)說(shuō)，提前快速生產(chǎn)帶來(lái)的庫(kù)存和消耗價(jià)值也是必須考慮的因素。
　　
　　無(wú)需工藝放大。產(chǎn)品量增大的同時(shí)，不需要考慮放大帶來(lái)的各種問(wèn)題，尤其是當(dāng)突破性療法和臨床急需產(chǎn)品出現(xiàn)市場(chǎng)需求時(shí)，能夠迅速滿足臨床需求，更容易應(yīng)對(duì)藥品短缺和疫情爆發(fā)，在快速響應(yīng)的同時(shí)為企業(yè)縮短產(chǎn)品的上市耗時(shí)。
　　
　　劑型設(shè)計(jì)靈活。能夠?yàn)楦鼜V泛的劑型創(chuàng)新提供可能，尤其是對(duì)于組合產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，由于控制的范圍更加精確，相應(yīng)確認(rèn)和驗(yàn)證的減少能夠使得組合制劑的使用更加方便。
　　
　　3.質(zhì)量和成本
　　
　　更有可能在浪費(fèi)最少的情況下保證均一的高質(zhì)量
　　
　　提供更有意義的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和更為及時(shí)穩(wěn)定的工藝控制
　　
　　實(shí)時(shí)的可控系統(tǒng)及有效數(shù)據(jù)可減少過(guò)分監(jiān)管，將監(jiān)管資源集中于更高風(fēng)險(xiǎn)的領(lǐng)域
　　
　　減少庫(kù)存，縮短供貨周期，提高服務(wù)水平，緩解環(huán)境污染壓力
　　
　　不容忽視的爭(zhēng)議與挑戰(zhàn)
　　
　　對(duì)仿制藥行業(yè)：不論在工程的設(shè)計(jì)、實(shí)施或者產(chǎn)品研發(fā)和過(guò)程控制上，前期的投資巨大，以低成本大量獲利的仿制藥行業(yè)目前并未在連續(xù)制造中發(fā)現(xiàn)合理的盈利模式和可持續(xù)的發(fā)展動(dòng)力。新藥申報(bào)使用的縮窄后工藝，使得仿制難度不斷增大，仿制藥行業(yè)可盈利的品種減少。
　　
　　技術(shù)和監(jiān)管的對(duì)接：對(duì)于“批”（lot/batch）的定義，對(duì)貨架期的定義，物料追溯系統(tǒng)的完善程度，對(duì)于“flowprocessing”中最重要的參數(shù)之一流速的控制，對(duì)于滯留時(shí)間（residencetime）的判斷，對(duì)于中斷/故障發(fā)生后選擇性棄置產(chǎn)品量的選擇，抽樣和放行的方法
　　
　　社會(huì)和行業(yè)發(fā)展：技術(shù)革新可能帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，重心可能逐步向設(shè)備行業(yè)傾斜，可能的規(guī)模性工廠關(guān)閉和裁員，相關(guān)人才的缺失，對(duì)藥品價(jià)格的潛在影響等。國(guó)內(nèi)的情況，似乎比美國(guó)更為復(fù)雜，國(guó)際化技術(shù)和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有的矛盾仍待消解轉(zhuǎn)化。
　　
　　準(zhǔn)備好開(kāi)始“擁抱”了嗎？
　　
　　2016年3月9-10日，在近年來(lái)連續(xù)制造國(guó)際專題研討會(huì)中最高水準(zhǔn)之一，北京大學(xué)連續(xù)制造研討會(huì)上，將能夠與來(lái)自Pfizer、Merck、GSK、Novartis、Lily、BMS、Vertex的連續(xù)制造直接負(fù)責(zé)人交流工業(yè)界對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)的最新探索，分享來(lái)自美國(guó)FDA、歐盟藥監(jiān)部門和CFDA監(jiān)管部門的審評(píng)專家對(duì)于連續(xù)制造的關(guān)注和思考，了解國(guó)內(nèi)先進(jìn)藥企和藥機(jī)制造企業(yè)在先進(jìn)制造技術(shù)上的研究進(jìn)展，并且與行業(yè)同仁共同討論對(duì)于連續(xù)制造的見(jiàn)解、問(wèn)題、甚至是質(zhì)疑。
　　

　　在研討會(huì)上，除了會(huì)議第一天的行業(yè)前沿報(bào)告，最重要的能夠通過(guò)一整天大量生動(dòng)的實(shí)際案例和互動(dòng)參與深入地了解學(xué)習(xí)連續(xù)制造目前的研究和實(shí)踐進(jìn)展，勇敢探索制造業(yè)的發(fā)展方向，準(zhǔn)備擁抱連續(xù)制造的最新技術(shù)。

　　作者：識(shí)林-柯(來(lái)源：精進(jìn)咨詢)