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康碼生物:摘下生物醫藥“聖杯”,讓癌症治療與治感冒同價

作者:浦東國際人才港

實作中國高水準科技自立自強。

康碼生物:摘下生物醫藥“聖杯”,讓癌症治療與治感冒同價

郭敏博士是康碼生物創始人、CEO。11月29日,在上海科技創新成果展上獲習近平總書記親切會見後,他的思緒閃回到7年多前——

2016年6月22日晚,蔡倫路781号,張江藥谷孵化器康碼實驗室内,經前期無數次嘗試與檢測,相關裝置終于顯示出信号與噪聲比勉強大于3的結果。這是判定郭敏腦海中理論路線可能走通的突破性起點。

這同樣是康碼生物而今建起無細胞蛋白質合成領域全球唯一實作百噸級以上量産生産線“夢開始的地方”。

唯有深知其意義且抱定信仰,唯有親曆從0到1之艱難,才會對中國“高水準科技自立自強”産生刻骨銘心的了解,才能收獲被榮譽與自豪完全充盈的幸福感。

這一切,郭敏都經曆了。

康碼生物:摘下生物醫藥“聖杯”,讓癌症治療與治感冒同價

2023年11月29日,習近平總書記在上海考察科技創新成果展時,親切會見包括康碼生物創始人郭敏等在内具有自主創新能力的高科技企業家代表。(據新華社)

康碼生物:摘下生物醫藥“聖杯”,讓癌症治療與治感冒同價

2023年11月29日,習近平總書記在上海考察科技創新成果展時,親切會見包括康碼生物創始人郭敏等在内具有自主創新能力的高科技企業家代表。(據央視新聞聯播)

一樽“聖杯”

為着一袋血液替代品即人造血,全球研發已持續進行了上百年,但大多聚焦于從動物身上提取,或通過幹細胞培養。這兩條傳統技術路線面臨的困惑是:産量、效率及品質始終難以有效突破。

而另一頭,輸血、手術、急救,血漿是生物醫藥界迄今供需關系最緊張的一類藥物。中國每年實際血漿需求量接近2萬噸,全球則超過6萬噸。血漿保存期限僅15天,業内不得不疲于采集新鮮血液,而且總繞不開血型之分的煩惱,以及病毒、雜質、排異等潛在風險。

康碼生物:摘下生物醫藥“聖杯”,讓癌症治療與治感冒同價

血漿是生物醫藥界迄今供需關系最緊張的一類藥物

是以,人造血被稱作生物醫藥行業的“聖杯”。

郭敏介紹,關于人造血的第一條技術路線,即從豬或牛血中提取血紅蛋白,随後經化學處理與消毒再輸入人體,南非已實踐十餘年,但制約因素在于血源少、動物血中病毒無法全部去除等。在國内,也有團隊從豬血中提取血紅蛋白,且已開展I期臨床。然而豬源自出生起就需在無菌條件下飼養,成本高企、産量有限。第二條技術路線,即利用幹細胞來培養血紅細胞,同樣難以突破量産、有血型之分及污染風險等核心問題。

對于這樽“聖杯”,郭敏鑽研了20多年。在中科大完成本碩博連讀後,他去了全美最大的私立非營利研究所Scripps,并且留校成為副教授、博導。他能在美國《科學》等期刊發表論文,研究38億年前的地球如何挑選氨基酸進行原始蛋白質合成,自然也有理論底氣與志氣,利用人類對于DNA的了解,去嘗試實作蛋白質合成領域的“工業革命”。

康碼生物:摘下生物醫藥“聖杯”,讓癌症治療與治感冒同價

康碼生物創始人、CEO郭敏

三個“第一”

合成生物學是生命科學領域的颠覆性技術,推動了人類由解讀生命到編寫生命、創造生命的跨越。通俗來講,合成生物學是把細胞當作一超級工廠,通過改造底盤細胞的基因資訊,加入低廉原料,運用發酵等一系列工藝,産生高價值的化學或生物原料。mRNA新冠疫苗、CAR-T惡性良性腫瘤治療革命性療法、風靡全球的人造肉,都是合成生物的産物。

但在細胞内合成蛋白質的步驟相對繁瑣低效,規模有限,特别是有些蛋白質如血紅蛋白、細胞毒性蛋白、複雜的人工設計蛋白等,在細胞内難以表達。如何提升蛋白質的生産效率?康碼生物用自主研發的D2P(DNA-to-Protein)無細胞蛋白質合成創新技術作答。這是一種快速且能高通量表達目标蛋白質的技術,是以外源DNA等為模闆,在多種酶的作用下,直接通過底物氨基酸和能量物質來實作蛋白質的體外合成。簡單來講,就是将原本在細胞内進行的生産搬到細胞外,從單個細胞各自為戰的小作坊,變為集團化大生産,實作蛋白質合成從細胞培養的“養殖”向無細胞工業化制造的變革。

2020年,康碼生物完成了世界上第一條5噸級蛋白質工廠産線。2022年,康碼啟動160噸級D2P蛋白質工廠生産基地建設,現已達産。

康碼生物:摘下生物醫藥“聖杯”,讓癌症治療與治感冒同價

康碼生物啟動160噸級D2P蛋白質工廠生産基地建設,現已達産

回到人造血。在康碼生物的生産線上批量合成的血紅蛋白,破除了血型限制,是天然的“熊貓血”,而且再無病毒、微生物、動植物源幹擾,安全性更高;因為沒有細胞膜,血紅蛋白的氧氣和二氧化碳傳輸效率增加了85倍。除了産業化、實效性外,更關鍵在于成本效益。規模化生産之下,人造血的價格可以做到低于市場上血漿的平價水準。而一針數萬的抗癌靶向藥、一毫克就達上億元天價的肉毒毒素蛋白,通過康碼無細胞法合成,它們的價格更有望降低10至100倍。

由此,康碼生物創下三項“世界第一”——

首先,這條無細胞蛋白質合成領域全球唯一實作百噸級以上量産的生産線,批次規模是該領域世界排名第二的美國公司的220倍;

其次,康碼生物在無細胞蛋白質合成領域的全球公開及非公開專利總數超過500件,知識産權逾1500項,位居世界第一;

再次,作為中國生物醫藥底層制造技術創新公司,康碼生物不僅将無細胞蛋白質合成技術的系統、産線建起來,更在全球率先做成了産品,完成了商業閉環。這些産品,包括即将投入臨床試驗的人造血、抗癌藥,以及生物醫藥GMP級别産線向下相容的化妝品、食品、生物基材等,比如疫情期間投放市場的康斯汀蛋白“Kansetin”産業化應用新品“Lencoron”欄冠防護噴霧,對奧密克戎等變異株阻斷效果遠超原始毒株。又如人工合成的類人彈性蛋白、抗衰老的SOD酶、可溶性膠原蛋白等高端醫美産品等,均已拿到國家藥監局批号并投放市場。

唯一意義

蛋白質占人體重量的16%(比蛋白質占比更高的是水,約占60%),是生物醫藥大健康領域最基礎的物質。蛋白質制造技術,是生物醫藥産業的底層制造技術與“卡脖子”技術,其對于産業的意義,就好比光刻機之于晶片。

此前,國内外幾乎所有生物醫藥廠家的蛋白質生産工藝均為傳統的細胞培養表達,生産線也幾乎100%依賴進口。而從2015年創立迄今僅8年即完成從0到1再到産業化路徑、用三個“世界第一”來實作大陸“高水準科技自立自強”的康碼,何以如此開挂?

這也是郭敏始終在複盤的問題。

他覺得,他和團隊20餘年長期從事基礎科學的理論研究,對蛋白質合成可以不依賴細胞這件事有着更本質、更純粹的了解,是最根本的底氣。

另一大原因在于,“我們全球獨一無二的底層制造技術與産線,沒有作業可抄,卻極大依托了大陸完整的工業制造體系和産業生态,包括重工業、自動化、智能制造、程式控制、大資料等,以至于除了極個别傳感器依靠進口之外,百噸級生産線的國産化率高達98%!”郭敏告訴記者,沒有現成裝置,康碼生物就共享方案與标準,聯合長三角、珠三角乃至東北地區的工廠合作開發。是以公司1500多項知識産權中,大量是關于裝置的。公司現200餘名研發人員中,一半為生物醫藥背景,另一半則涉及機械、電子、自動化、資料庫、人工智能、算法、視覺識别、軟體嵌入式開發等領域。“正是從全球全國彙聚到上海的優質豐富的人才資源、如熱帶雨林般繁榮的生态系統,成就了康碼的三個世界第一。”

康碼生物:摘下生物醫藥“聖杯”,讓癌症治療與治感冒同價

康碼生物啟動160噸級D2P蛋白質工廠生産基地建設,現已達産

采訪中,郭敏多次提及,要做“難而有意義”的事。2015年從美國辭職投奔上海前,他曾向他的導師、美國兩院院士、麻省理工大學生物系創始人Paul Schimmel教授尋求建議。這位導師告訴他:你唯一需要考慮的,就是如果這件事做成了,它的意義是否足夠大。

從現在來看,D2P技術比現有細胞培養技術先進了一代以上,在全球範圍可創造至少萬億級市場,可讓癌症治療與感冒治療同價。這樣的意義,還不夠大嗎?

但無細胞蛋白質合成的高效低成本在理論層面的可行,并不意味着實驗室和量産可行。此時,潛心蛋白質合成基礎理論研究的“軸勁”,以及對于接受失敗有着極高門檻值發揮了作用。郭敏特地向記者拆解了“Research”的含義,即“反複找尋”。“長期從事基礎理論研究,會更明白成功隻是偶發事件。”于是,郭敏傻傻地,願意為一個連1%都不到的機率,花光積蓄、賣了車房,借了父母的錢,甚至成功說服弟妹也抵押了唯一的住房以資助哥哥創業。

從2015年成立公司、埋頭實驗,直到2018年實作實驗室級别的成果,康碼生物才敢于開啟第一輪融資。這些現在看起來不計後果、不設退路的行為,都是被意義足夠大所驅動。

康碼生物:摘下生物醫藥“聖杯”,讓癌症治療與治感冒同價

該實驗展示通過康碼的D2P技術,用水杯就可以人工合成蛋白質

如今,康碼生物被投資人緊追不舍、連續三輪跟投。如今,其百噸級的生産線的性能,較7年前那個“張江之夜”的實驗資料提升了1000萬倍。但郭敏未敢懈怠。“要實作D2P技術的疊代,要推動生産線99%以上的國産化率,要推動審批難度更大的創新藥研發與審批上市,要看到中國技術造福世界……”

于是,在此次獲得習近平總書記接見後,郭敏在微信朋友圈寫下四字——“全力以赴”。激情,似要從字的背面滲出來。

康碼生物:摘下生物醫藥“聖杯”,讓癌症治療與治感冒同價

郭敏在微信朋友圈寫下四字——“全力以赴”

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文章、圖檔來源:上觀新聞APP

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