Внедрение современных достижений биотехнологии в медицину

Есть ли шанс у России внедрить современные достижения биотехнологии в медицинскую промышленность?

Часть 1. Медицинская биотехнология: ситуация в мире

 Писарев В.В., к.х.н., МВА, заведующий сектором аналитической биотехнологии, ФГУП "Государственный научный центр по антибиотикам", Москва (vladimir@pisarev.ru)

Без существенной и немедленной поддержки правительством научных разработок в области медицинской биотехнологии Россия рискует навсегда отстать в создании современной медицинской промышленности с использование достижений биотехнологий и потерять независимость в области лекарственного обеспечения современными высокоэффективными и безопасными средствами.

Ключевые слова: биотехнология, медицина, биобезопасность, генно-инженерные препараты.

Can Russia stay with modern biotechnology?

Part 1. Medical biotechnology worldwide: an overview

Pisarev V.V., PhD, МВА, Head of laboratory of analytical biotechnology, National Research Center of Antibiotics, Moscow (vladimir@pisarev.ru)

Without a significant step-up in government efforts to encourage biotechnology, Russia risks becoming detached from modern bio-industry progress. As a result it can be problem with bio-safety.

Key words: biotechnology, medicine, bio-safety, recombinant medication.

Мировой рынок медицинской биотехнологии

Важнейшей по объему и развивающейся самыми быстрыми темпами отраслью биотехнологии является медицинская биотехнология. Мировой рынок фармацевтической продукции, произведенной биотехнологическими методами, составляет около половины всего биотехнологического рынка; в 2000 г. его объем достиг 29 млрд. $. Фармацевтическая биотехнологическая продукция представлена классическими продуктами: наиболее крупный сегмент рынка (более 10 млрд. $) - это антибиотики различного назначения (для лечения заболеваний человека и животных, а также для кормовых добавок и премиксов). Далее идут витамины, вакцины, ферменты. Продуктами "новейшей биотехнологии" являются генно-инженерные лекарственные препараты и вакцины и диагностикумы нового поколения.

Одним из показателей темпов роста биотехнологии может служить сопоставление количества зарегистрированных биотехнологических субстанций по сравнению с остальными субстанциями (рис. 1). Кроме этого можно отметить, что за последние 2-3 года зарегистрировано от 15% до 30% числа патентов в различных отраслях биоиндустрии за 20-летний период.

Рисунок 1

 Источник: Year of Launch.

Генно-инженерные лекарственные препараты являются наиболее крупным сегментом медицинской биотехнологии. Генно-инженерные лекарственные препараты, появившиеся на рынке в последнее десятилетие, представляют собой естественные природные биорегуляторы и биологически активные вещества, синтез которых для медицинских целей вне организма невозможен или весьма затруднителен. Тем не менее, такие препараты как инсулин, гормон роста, урокиназа, факторы свертывания крови, эритропоэтин и т.д., уже производятся биотехнологическими способами и имеют сложившиеся рынки сбыта. Успех внедрения их генно-инженерных аналогов, несмотря на достаточно высокую стоимость, объясняется меньшей степенью аллергенности (благодаря идентичности естественным структурам) и более высокой степенью чистоты. Другие препараты (интерлейкины и их ингибиторы, колониестимулирующие факторы и факторы роста, артериальный натрийуретический фактор, супероксиддисмутаза, ангиогенин, тканевый активатор плазминогена, вакцины, моноклональные антитела) не имеют аналогов на рынке, обладают широким спектром биологических свойств или широкими возможностями применения и, следовательно, имеют большой потенциальный рынок, составляющий от 1 до 5 млрд. $ для каждого продукта. К тому же, коммерческий потенциал продуктов современной медицинской биотехнологии связан не только с выпуском новых продуктов, но включает также возможности модификации методами генетической и клеточной инженерии традиционных биотехнологий получения лекарственных веществ и других продуктов.

В настоящее время производство генно-инженерных лекарственных препаратов в биотехнологической фарминдустрии является ведущим сектором. Мировой рынок генно-инженерных препаратов в 1989 г. составлял около 1,1 млрд. $. В 1993-1994 годах эксперты прогнозировали его рост в 1995 г. до 4,3 млрд., а в далеком в те времена 2000 г. - до 11,4 млрд. $. Однако уже оценки объемов продаж рекомбинантных медикаментов в 1999 г. колеблются от 11,5 до 15 млрд., а в 2000 г. - от 14 до 16 млрд. $, т.е. этот сегмент рынка уже превысил весь объем рынка антибиотиков и составляет в настоящее время от 6 до 10% всего объема лекарственных средств. В долгосрочной перспективе он составит свыше 25% рынка медикаментов.

Самым крупным производством (его объем исчисляется в сотнях килограммов) является производство генно-инженерного инсулина, доля которого в мировом рынке продуктов новейшей биотехнологической промышленности составила 18%, что в денежном выражении превышает 3 млрд. $. Лидерами продаж на рынке генно-инженерных медикаментов гормональной природы в течение последних трех лет были препараты рекомбинантного эритропоэтина, различные модификации которого применяют при лечении анемии, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. В 1991 г. объем их продаж составлял от 200 до 400 млн. $, в 1998 г. он возрос до 4,7 млрд. В 1999 г. он составлял, по различным оценкам, от 5,2 до 5,7 млрд. $, а в 2000 г. - более 6 млрд., в том числе в США -3,5 млрд. $. При этом продажи препарата Epogen (фирма Amgen) выросли с 1,1 млрд. $ в 1997 г. до 1,6 млрд. в 2000 г. В 2001 г. Amgen выпускает на рынок другой препарат, Aranesp, для больных анемией при почечной недостаточности, рассчитывая на объем продаж более 1 млрд. $ в год и прогнозируя увеличение его рынка до 7 млрд. в 2005 г. При этом только в США рынок рекомбинантных средств для лечения анемии у больных, которым необходим диализ, составит 2 млрд. $. По расчетам аналитиков фирмы Amgen, в 2001 г. суммарные продажи препарата Aranesp и готовых к выпуску на рынок препаратов пептида-регулятора секреции гонадотропных гормонов Abarelix (лечение рака предстательной железы и эндометриоза) и IL-1RA (рецептор интерлейкина-1a для лечения ревматоидного артрита) составит более 6 млрд. $. В 1997 г., когда на рынок были выпущены рекомбинантные препараты Epogen и Infergen (интерферон для лечения гепатита С), Amgen объявил о намерении выпустить на рынок 5 новых препаратов в течение ближайших 5 лет - и выполняет свое обещание.

Объем продаж различных модификаций генно-инженерных соматотропинов - гормональных факторов роста человека - в 1991 г. составил около 200 млн. $, а в 1999 г. превысил 1,2 млрд. $ и показывает стабильный рост. Препаратов для лечения бесплодия (рекомбинантные альфа- и бета-фоллитропины) продано в 1998 г. на сумму свыше 400 млн., а в 2000 г. - свыше 550 млн. $.

Значительную долю рынка генно-инженерных медикаментов представляют рекомбинантные альфа-, бета- и гамма-интерфероны, различные формы которых эффективны при лечении опухолевых заболеваний, болезней крови, вирусных инфекций. Объем мировых продаж интерферонов в 1991 г. не превышал 200 млн. $, в 1998 г. составлял около 1,4 млрд., в 2000 г. превысил 2.0 млрд. $. Лидерами продаж являются Avonex (интерферон бета-1а, Biogen) и Betaferon (интерферон бета-1в, Berlex Laboratories). Avonex выпущен в 1997 г., объем продаж в 1998 г. составил около 400 млн. $, в 1999 г. - 620 млн. Объем продаж препарата Betaferon в 1998 г. был равен 330 млн. $, в 1999 г. - 409 млн. Ожидается стабильный рост производства интерферонов на 20% в год.

Моноклональные антитела (МА) занимают ведущее место среди разрабатываемых биотехнологических продуктов. МА давно нашли применение в иммунодиагностике, а в последнее десятилетие растет их роль в терапии рака и других заболеваний. В 1997 г. на рынок было введено 4 новых МА, в 1998 г. - 6, в 1999 г. - 10. В ближайшее время заканчиваются клинические испытания и ожидается выпуск на рынок большого числа препаратов моноклональных антител - блокаторов факторов роста клеток для лечения различных форм рака. Производство рекомбинантных продуктов этой группы имеет большие перспективы применения. Объем продаж рекомбинантных антител для терапии рака в 1991 г. был около 45 млн. $, в настоящее время объем продаж только моноклональных антител для лечения острой лейкемии характеризуется ростом 16% в год. В 1998 г. объем продаж этих препаратов составил 344 млн. $, а в 2008 эксперты прогнозируют его рост до 1,5 млрд. $. Рынок препаратов на основе моноклональных антител для предотвращения реакции отторжения трансплантатов составлял в 1998-1999 гг. более 500 млн. $. Только соглашения о предоставления другим фирмам лицензий на продажу препаратов Zenapax (предотвращение отторжения при пересадке почек), Synagis (легочные заболевания) и Herceptin (рак груди), разработанных Protein Design Labs, Inc. (PDL), принесли этой фирме доход свыше 25 млн. $ в 1999 г. и свыше 50 млн. - в 2000 г. В настоящее время PDL разработано более 40, а фирмой Serono (Швейцария) - более 30 новых препаратов гуманизированных моноклональных антител, в том числе рецепторов и антагонистов колониестимулирующих факторов, препаратов для лечения аутоиммунных заболеваний, лейкемии, рака груди, рака кожи, рака кишечника, вирусных инфекций у детей, препаратов для предотвращения реакций отторжения трансплантатов и пр. Более половины разработанных препаратов уже находятся на стадии клинических испытаний (рис. 2).

Рисунок 2

Стремительный рост производства ожидается также для препаратов на основе моноклональных гуманизированных антител, блокирующих фактор некроза опухолей (TNF) (лечение ревматоидных артритов, воспалительных процессов у онкологических больных, псориаза, сердечно-сосудистых заболеваний). Рынок препаратов антагонистов TNF в 1991 г. не достигал 400 млн. $, в 2000 г. он превысил 1 млрд. (90% продаж относится к США). Наблюдается рост продаж на уровне 50% в год, и в 2001 г. он должен превысить 1,5 млрд. $. Аналитики фирмы Merryll Lynch видят основания считать, что к 2005 г. объем продаж блокаторов TNF превысит 4,7 млрд. $.

Значительное увеличение продаж прогнозируется для генно-инженерных препаратов колониестимулирующих факторов (CSF) и эпидермальных факторов роста (EGF) для лечения ран и ожогов, лучевой болезни, а также блокаторов CSF и EGF на основе моноклональных антител и других пептидов. В 1991 г. рынок CSF составлял около 300 млн. $. В 1998 он превысил 2 млрд. $, в том числе годовой объем продаж препарата колониестимулирующего фактора Neupogen (Amgen) (кроветворение) в 1998 и 1999 гг. превысил 1 млрд. $. Имеет коммерческий успех препарат рекомбинантного эпидермального фактора роста (лечение ран и ожогов) Regranex R, фирма Ortho-McNeil, объем продаж которого составил более 80 млн. $ в 1997-1998 гг. Вместе с препаратами культуры эпидермальной ткани Apligraf R, выпущенными на рынок в 1998 г., этот рынок в 2000 г. составил 106 млн. $. С появлением других препаратов "живой" кожи, полученными с помощью клеточной инженерии, а также рекомбинантных факторов роста, продажи генно-инженерных средств для лечения ожогов, по прогнозам Datamonitor, к 2005 г. превысят 240 млн. $. В настоящее время в США и странах Европы проводятся разработки более 20 препаратов макрофагальных и гранулоцитарных колониестимулирующих факторов для лечения различных заболеваний кроветворения, более половины из них проходят клинические испытания.

Среди наиболее активно разрабатываемых генно-инженерных продуктов находятся препараты группы цитокинов - интерлейкины, а также вещества родственной группы - антагонисты рецепторов интерлейкинов. Эти препараты перспективны для лечения опухолевых, воспалительных, автоиммунных заболеваний, а также тяжелых форм болезней крови. В США и странах Европы на различных стадиях разработки находятся более 20 препаратов этой группы. В настоящее время рынок этой группы препаратов не превышает 300 млн. $, но имеет большие перспективы роста. В частности, прогноз продаж препарата IL-1RA фирмы Amgen (рецептор интерлейкина-1a для лечения ревматоидного артрита) в 2001 г. - более 250 млн. $.

Препараты тканевого активатора плазминогена присутствуют на рынке с начала 90-х гг. и применяются для лечения сердечно-сосудистых заболеваний. Объем их продаж в 1991 г. составлял 196,5 млн. $, в 1998 г. он вырос до 1,85 млрд. $. В настоящее время выпущены на рынок препараты рекомбинантной урокиназы - активатора плазминогена (UPA), также применяемые для лечения сердечно-сосудистых заболеваний. На рынке доступны препараты урокиназа/рецептор урокиназы (UPA/UPAR) для диагностики ангиогенеза и распространения метастазов при опухолевых заболеваниях; в медицинской практике применение системы UPA/UPAR перспективно для контроля лекарственной терапии онкологических заболеваний.

Основные показатели медицинской биотехнологии приведены в табл. 1.

Таблица 1. Масштабы мирового фармацевтического рынка

Источник: French Biotechnology Industry Association.

Инвестиции в медицинскую биотехнологию

Биоиндустрия является одной из наиболее наукоемких отраслей промышленности. Ее специфика - тесная связь фундаментальных исследований и сопутствующих им прикладных разработок. Зачастую между ними нет временного разрыва: к промышленному освоению нового биотехнологического процесса и производству готовой продукции биоиндустрии приступают сразу. Поэтому в области биотехнологии многие компании финансируют фундаментальные работы, хотя обычно частные фирмы избегают вкладывать деньги в фундаментальную науку. Нередко занятые в биотехнологии ученые в случае новых открытий выступают в качестве учредителей и организаторов фирм в биоиндустрии, в связи с чем в этом направлении бизнеса наряду с промышленными гигантами много малых и средних фирм.

Как первые признаки бума биоиндустрии в середине 90-х годов был оценен тот факт, что биотехнологическим компаниям удалось собрать около 3 миллиардов долларов инвестиций. Однако эта цифра кажется не такой уж значительной сегодня, когда итоги рынка ценных бумаг 2000 года показали для десятков крупных биотехнологических компаний прирост капитала за счет инвестиций от 100 до 500%. Только западноевропейские биотехнологические компании в 2000 г. в результате продажи своих акций на бирже получили в общей сложности 2,5 млрд. $, что в 10 раз больше, чем в 1999 г. Капитализация биотехнологического сектора вследствие биржевых операций в мировом масштабе в 1993 г. (рекордном по тем временам) составила 9 млрд. $, за период 1994-1999 гг. она оценивалась в 31 млрд.; в 2000 г. она составила 31,4 млрд. (по оценкам Ernst & Young - 40 млрд. $), и в 2001 г. спада не наблюдается. По мнению специалистов, общие продажи в американской биоиндустрии в 2006 г. достигнут 24 млрд. $.

Две крупнейшие биотехнологические компании вошли в 10 крупнейших фармацевтических компаний мира (рис. 3).

Рисунок 3

Источник: IMS Health.

Для финансовой структуры промышленной биотехнологии характерно следующее: котировка акций и доверие инвесторов для биотехнологических компаний гораздо более существенны, чем для предприятий в любом другом секторе промышленности. В биоиндустрии именно инвестиции, а не сбыт продукции обеспечивают большую часть поступлений для подавляющего большинства компаний. Чтобы довести биотехнологический продукт, например новое лекарство, до контрольных органов, требуется от 5 до 10 лет на научно-исследовательские разработки, тестирование на животных, несколько этапов клинических испытаний. В течение всего этого времени компании нуждаются в средствах. Средства же поступают от сделок с потенциальными стратегическими партнерами и через публичные и частные выпуски ценных бумаг, за счет привлечения венчурного капитала.

Затухающий бум в интернет-бизнесе передает эстафету биотехнологической промышленности: в то время как акции "виртуальных" компаний стремительно падают в цене, биотехнологический индекс в системе торгов NASDAQ демонстрирует здоровый рост (рис. 4). За последние 5 лет акции Amgen выросли на 350%.

Рисунок 4. Динамика рыночной стоимости акций ведущей биотехнологической компании Amgen относительно стоимости акций компании Microsoft и общего индекса акций высокотехнологических компаний (Nasdaq Composite)

Источник: Nasdaq.

Кроме этого, 16 биотехнологических компаний вошли сейчас в рейтинг Nasdaq-100, который представляет 100 наиболее крупных нефинансовых компаний в области высоких технологий. Названия компаний приведены в табл. 2.

Таблица 2. Биотехнологические компании, входящие в рейтинг Nasdaq-100

Источник: FactSet Research Systems.

Сообщение в СМИ о завершении расшифровки первичной структуры генома человека - создании "атласа" человеческих генов - вызвало повышенный интерес инвесторов к акциям биотехнологических компаний. По оценкам специалистов, в ближайшие двадцать лет фонды биотехнологических компаний способны приносить в среднем по 30% прибыли в год.

Лидеры и аутсайдеры

Западноевропейские страны существенно отстают в области биотехнологии от США по многим показателям: стоимость произведенных ими в 1999 г. биотехнологических продуктов составила лишь 4,15 из около 15 млрд. $ мирового рынка. Кроме этого, европейские биотехнологические компании отстают от американских по рыночной капитализации (табл. 3), общему количеству компаний (рис. 5) и численности персонала (рис. 6).

Таблица 3. Рыночная капитализация биотехнологического сектора экономики (млн. евро)

Источник: ABN Amro

Рисунок 5

Источник: ABN Amro

Рисунок 6

Источник: ABN Amro

В Европе медицинская биотехнология наиболее развита в Великобритании. В конце 2000 года произошло эпохальное событие - британский парламент одобрил использование в научных целях клонированных клеток человеческого организма для борьбы с тяжелыми наследственными заболеваниями, что, по мнению обозревателей, предоставляет англичанам возможность первыми закрепиться на этом рынке и получить десятки миллиардов инвестиций, которые вскоре начнут перетекать в этот сектор. Расчеты британцев основаны на том, что в ближайшие десятилетия именно биотехнологический рынок будет источником суперприбылей, обещая принципиально иное медицинское обслуживание потребителям и фантастические дивиденды - инвесторам.

Стремясь ликвидировать свое отставание, страны Западной Европы увеличили государственную помощь компаниям, занимающимся разработкой биотехнологий: с 1994 по 1998 г. этим компаниям было предоставлено в общей сложности 8,5 млрд. $, из которых примерно 3/4 приходится на три страны - Германию (2,5 млрд., Великобританию (2 млрд.) и Францию (1,7 млрд.). В 1999 г. государственная поддержка биотехнологической отрасли в западноевропейских государствах составила 1,7 млрд. $. В последние годы увеличивается помощь и со стороны частных инвесторов. Так, в указанном году они вложили в отрасль 154 млн. $, преимущественно в малые предприятия. Основной механизм инвестирования в биотехнологические компании - создание инновационно-технологических центров (технопарков, инкубаторов).

Статья опубликована на сайте "НОВОСТИ МЕДИЦИНСКОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ" (http://www.bionews.ru). Перепечатана с небольшими изменениями с любезного разрешения автора.