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mRNA疫苗爆发后,CDMO设施如何应对柔性生产需求?

2025年01月

全球 mRNA 疫苗需求激增的背景下,合同研发生产组织(CDMO)正面临前所未有的柔性生产挑战。从新冠疫苗到个性化肿瘤疫苗,CDMO 企业需快速切换产线、适应多品种小批量生产,同时满足严格的法规和质量要求。以下是行业应对这一挑战的核心策略与实践案例。


一、模块化生产与自动化技术突破传统瓶颈

CDMO 企业通过引入模块化生产设施和自动化技术,彻底改变了传统固定产线的局限性。例如,印度某 CDMO 巨头采购了 50 套 CEM Liberty PRO™全自动多肽合成系统,将多肽生产从大型反应釜模式转变为灵活的小型单元模块,可在 cGMP 框架内根据订单需求自由组合设备,实现大规模单一生产与小规模多样化生产的无缝切换。该系统采用聚焦微波电磁技术和免洗工艺,合成速度提升 5-20 倍,试剂使用量减少 95%,显著降低了生产成本和风险。


国内奕安济世则打造了高度集成的 T-BLOC 模块化 GMP 设施,通过整合连续流生物工艺(HiCB)平台,实现了日容积生产率超过 8g/L 的业界领先水平。其 2000L 生产线可支持多产品同时生产,且通过一次性技术避免交叉污染,显著缩短了从实验室到商业化生产的周期。东曜药业引入的智能化灌装联动线则配备六轴机械臂和自动称重系统,实现了西林瓶灌装、加塞、加盖全流程自动化,生产效率提升 30% 以上,同时通过 100% 在线检测确保产品质量。


二、供应链与数字化管理优化资源配置

为应对原材料波动和物流中断,CDMO 企业加强了供应链韧性建设。勃林格殷格翰在疫情期间通过增加关键物料库存、动态排班和政府协作,保障了抗肿瘤药物的持续生产,原液产能维持在 70% 以上。迈百瑞上线的 WMS 系统则实现了对 2400 余种 GMP 物料和近 2 万种研发物料的全流程智能化管控,日均处理单据超 5500 项,数据流转效率提升 60%,显著优化了仓储管理和生产调度。


数字化转型还延伸至生产全流程。博腾股份在 PROTAC 药物开发中,通过工艺数据实时采集与追踪系统,实现了从克级到 50 公斤级生产的精准控制,并在 6 个月内完成交付,支持客户 IND 申报。这种端到端的数字化管理不仅提升了效率,还为多项目并行提供了坚实支撑。


三、质量控制与法规合规的双重保障

针对 mRNA 疫苗的高敏感性和个性化生产需求,CDMO 企业采用一次性技术和严格的操作规范应对交叉污染风险。默克的 Pellicon® Capsule 一次性超滤膜包被某全球知名 mRNA 厂商采用,避免了传统膜包清洗验证的难题,同时通过密闭设计和 Gamma 辐照预灭菌,确保了生产过程的无菌性和稳定性。在个性化肿瘤疫苗生产中,CDMO 企业需为每个患者单独批次生产,通过分区分流、专用设备和强化清洁验证,将核酸残留风险降至最低。


法规合规方面,勃林格殷格翰等企业建立了覆盖全球的质量管理体系,从临床前研究到商业化生产均严格遵循 ICH Q7、Q9 等国际标准,并通过 FDA、EMA 等多机构审计。奕安济世则在工艺开发阶段嵌入基于风险的阶段性 CMC 策略,确保产品从早期研发到上市的全生命周期合规性。


四、技术合作与生态协同加速创新转化

CDMO 企业正通过深度合作构建开放生态,以应对复杂技术挑战。博腾股份与国内外药企合作开发 PROTAC 药物,通过优化合成路线和结晶工艺,将钯残留控制在 2ppm 以下,并成功支持多个 IND 申报。奥咨达医疗器械则通过 “柔性生产资源池” 模式,整合厂房、设备和合规资源,帮助创新企业降低 90% 的初期投入,加速产品上市。


在个性化疫苗领域,CDMO 与生物技术公司的协同更为紧密。例如,北京立康生物的 “LK101 注射液” 通过 CDMO 合作完成临床申请,而 Moderna 与默沙东的 mRNA 癌症疫苗 3 期试验也依赖 CDMO 的定制化生产支持。这种产学研结合的模式,正推动 mRNA 技术从传染病领域向肿瘤、遗传病等更广泛场景延伸。


五、未来趋势:智能化与绿色制造并行

随着工业 4.0 和合成生物学技术的发展,CDMO 设施正朝着智能化和可持续方向升级。东曜药业的智能车间通过 AI 质量预警系统和机器人操作,实现了生产效率与安全性的双重提升。同时,CEM Liberty PRO™等设备通过减少试剂消耗和废弃物排放,践行了绿色制造理念。2025 年工业和信息化部的政策导向也鼓励 CDMO 企业整合数字化工具和模块化产能,以应对未来多品种、快速迭代的市场需求。

结语

mRNA 疫苗的爆发不仅考验 CDMO 企业的产能扩张能力,更推动其在技术、管理和生态合作上的全面革新。通过模块化生产、数字化管理、供应链韧性和严格的质量控制,CDMO 正重塑生物医药制造范式,为全球健康危机提供灵活、高效的解决方案。这一转型不仅加速了疫苗和创新药的可及性,也为行业未来应对突发公共卫生事件和个性化医疗需求奠定了坚实基础。


END