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长效注射制剂:从PLGA微球到下一代植入剂的技术跃迁与产业机遇
阅读次数:16  更新时间:2026-05-29

在GLP-1受体激动剂的全球热潮中,口服多肽技术试图攻克"每日打针"的依从性困境;但另一条路径——长效注射制剂(Long-Acting Injectable, LAI)——正在以"一次注射、数月无忧"的方案,从根本上重塑慢性病治疗的游戏规则。2025-2026年,这一赛道迎来了多项里程碑式突破:全球首款自主研发的阿立哌唑微球在中国获批上市;歌礼制药ASC30实现46-75天超长半衰期的皮下储库型制剂;Nature Chemical Engineering发表了自聚集微晶(SLIM)的全新剂型设计范式;膜乳化连续制造技术将微球生产效率从40%提升至99%。本期《知和研究》深度解析微球、植入剂与下一代长效注射技术——从PLGA平台的技术演进、产业竞争格局、CMC核心挑战,到知和医药在这一赛道的战略布局逻辑。

一、技术背景与核心机制:长效注射的四种范式

(一)PLGA微球:成熟平台的技术演进

聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)微球是长效注射制剂的"旧王"。自1989年FDA批准第一个PLGA微球产品Lupron Depot(醋酸亮丙瑞林)以来,全球已有27个基于PLGA/PLA的LAI产品获批上市(Park et al., 2025, Journal of Controlled Release)。PLGA微球的释药机制是"骨架溶蚀+扩散耦合":药物分散于PLGA基质中,通过聚合物水解降解逐步释放,理论上可持续1-6个月。

但PLGA绝非"昨日黄花"——2025年5月,丽珠集团自主研发的注射用阿立哌唑微球(商品名:阿丽唯)在中国获批上市,成为全球首个阿立哌唑长效微球制剂,每月一次肌肉注射治疗精神分裂症,并已纳入2025版国家医保目录和《中国精神分裂症防治指南(2025版)》(丽珠集团公告,2025年5月9日;丽珠集团2025年度业绩说明会,2026年3月26日)。这一事件标志着中国企业在PLGA微球领域的自主创新能力已进入全球第一梯队。

在释放机制层面,密歇根大学团队于2025年12月在Drug Delivery and Translational Research发表的研究提出了PLGA微球凝聚法(coacervation)制备的系统方法论,揭示了溶剂/非溶剂比例、聚合物分子量和混合速率对微球内部孔隙结构的关键调控规律——这是影响"初始突释"和"平台期释放速率"的核心变量(Li et al., 2025, Drug Deliv Transl Res)。

(二)原位固化植入物(ISFI):从大针头到小针头的跨越

原位固化植入物(In-Situ Forming Implant, ISFI)是另一种经典的长效注射策略。将聚合物(通常为PLGA)溶解于生物相容性有机溶剂(如NMP、DMSO),与药物混合后经注射注入皮下或肌肉组织,溶剂扩散后聚合物沉淀固化,在原位形成固体植入物,实现数月甚至更长的缓释效果。FDA已批准的产品包括Atridox(盐酸多西环素,牙周炎)、Eligard(醋酸亮丙瑞林,前列腺癌)和Sublocade(丁丙诺啡,阿片类药物依赖)。

ISFI的核心瓶颈在于注射器选型——传统ISFI体系需要较高聚合物浓度以维持植入物机械完整性,导致粘度增大,迫使使用18-20G大直径针头。这不仅造成患者疼痛,更限制了自我给药的可行性。

(三)SLIM微晶自聚集技术:2025年的范式突破

2025年3月,Nature Chemical Engineering发表了来自MIT Giovanni Traverso课题组的一项突破性研究:自聚集长效注射微晶(Self-aggregating Long-acting Injectable Microcrystals, SLIM)(Feig et al., 2025, Nature Chemical Engineering, 2:209-219)。这项技术的设计逻辑极具巧思:将药物微晶(粒径2-3 μm)悬浮于与水部分混溶的溶剂(如苯甲酸苄酯BB)中,配以极少量聚合物赋形剂(聚合物/药物重量比仅为0.0625:1,比传统ISFI低一个数量级以上)。注射后,溶剂缓慢与组织液交换,驱动微晶颗粒自聚集压紧,形成致密整体植入物。

SLIM的核心优势如下:

1、超高载药量——293 mg/ml,远超传统ISFI体系。

2、小直径针头——PCL配方可通过25G针头注射,无PCL配方甚至可通过30G针头注射(传统ISFI需18-20G)。

3、长效释放——大鼠97天体内数据显示,LNG-BB+PCL制剂的药物AUC仅为LNG-PBS的1/5.6(即释放速度降低5.6倍),μCT分析显示植入物堆积效率达99.5%。

4、普适性——适用于logP>3的疏水性药物,特别适合低效力需高剂量以满足长期释放需求的品种。

以左炔诺孕酮(LNG)为概念验证,SLIM首次证明了"以预成型微晶替代大量聚合物赋形剂"的技术可行性。如果这一平台能成功转化至多肽类药物(GLP-1/GIP等分子量3-5 kDa的品种),将彻底改写长效蛋白多肽注射剂的制剂范式。

(四)植入式给药装置:6个月一次GLP-1的时代前夜

如果说微球和ISFI是"注射后原位成型"的化学/物理工程方案,那么植入式给药装置则是更激进的机械工程路径。Vivani Medical开发的NanoPortal植入式给药装置,目标是将司美格鲁肽(Semaglutide)的半衰期延长至6个月至1年。

Vivani此前已完成艾塞那肽植入剂的I期临床试验,但由于阿斯利康停产了市场上仅有的两款艾塞那肽产品(百泌达/Byetta和百达扬/Bydureon),公司已将战略重心转移至司美格鲁肽植入剂。临床前数据显示,91天试验中大鼠体重降低20%(PharmaVoice, 2025年8月27日)。

与此同时,歌礼制药(Ascletis)的ASC30——一款小分子GLP-1R激动剂——采用了截然不同的超长效皮下储库型(Ultra-Long-Acting Platform, ULAP)技术。2026年3月公布的美国II期24周临床试验数据显示:每月一次皮下注射(无需导入期),第16周达到安慰剂调整后7.5%的减重峰值,停药后第24周仍维持5.8%的减重效果。ASC30的观测半衰期达到46-75天,所有胃肠道不良事件均为轻度(1级),无任何参与者因不良事件退出试验(Ascletis公告,2026年3月10日)。

二、全球研发格局:百亿美元赛道的多线竞速

(一)市场规模与增长动力

据行业报告数据,2025年底全球长效注射微球市场规模已突破85亿美元,中国市场过去五年复合年增长率接近30%,成为全球产业链增长最快的区域(智研咨询,2026年2月)。市场增长的核心驱动力包括:

慢性病治疗向"长周期、高依从性"转型

精神分裂症、阿片类药物依赖、前列腺癌、子宫内膜异位症等领域的长效化需求

GLP-1类代谢药物从周制剂向月制剂/季制剂的制剂升级逻辑

(二)国际竞争态势:四类技术路线并行

当前全球长效注射领域呈现四类技术路线的并行竞争态势:

1、第一梯队:PLGA微球+改良平台。 代表产品包括艾伯维的Lupron Depot(醋酸亮丙瑞林1/3/4/6月制剂)、强生的Invega Sustenna/Trinza/Hafyera(帕利哌酮1月/3月/6月制剂)、Indivior的Sublocade(丁丙诺啡1月制剂)。这一赛道的"创新增量"主要来自新适应症拓展和长效周期间隔延长。

2、第二梯队:ISFI原位固化植入物。 代表产品包括Tolmar的Eligard(醋酸亮丙瑞林1/3/4/6月制剂)、Zoetis的Atridox。但ISFI技术受限于高聚合物浓度导致的注射针头直径问题,尚未实现在代谢慢病领域的大规模应用。

3、第三梯队:新型微晶/纳米晶悬浮液。 代表技术包括SLIM微晶自聚集(MIT/Traverso)、以及辉瑞正在开发的PF'3944超长效GLP-1RA注射液。辉瑞于2026年2月公布的临床数据显示,PF'3944在从口服danuglipron转换治疗后仍可持续减重,展示了超长效注射剂在GLP-1"维持治疗"中的独特价值(Pfizer Press Release, 2026年2月3日)。

4、第四梯队:植入式给药装置。 Vivani的NanoPortal、Intarcia的ITCA 650(艾塞那肽渗透泵植入剂,2023年被FDA因安全性问题拒绝)等。虽然植入式装置面临生物相容性和取出手术等挑战,但在"6个月至1年单次给药"这一依从性极限上,植入装置是唯一可行的路径——前提是安全性能经受住监管考验。

(三)中国力量:从仿制到创新的跨越

2025-2026年是中国微球制剂行业最具里程碑意义的年份:

1、丽珠集团。 注射用阿立哌唑微球(2025年5月获批,全球首款自主研制的阿立哌唑微球);布瑞哌唑微球IND于2026年初获受理,与阿立哌唑形成"精神分裂症微球制剂梯队";黄体酮注射液(II)2025年获批并纳入医保。丽珠集团2025年实现营收120亿元,创新药管线全面进入收获期(丽珠集团2025年度报告,2026年3月25日)。

2、绿叶制药。 帕利哌酮混悬注射液(ERZOFRI)2024年获FDA批准,2025年开始美国商业化,成为中国长效注射剂"出海"的先行者。

3、歌礼制药。 ASC30超长效皮下储库型制剂基于ULAP自主研发平台,已在美国完成II期临床,展示了小分子GLP-1RA在"每月一次注射+每季度维持"给药模式中的可行性,其75天半衰期在小分子药物中极为罕见(Ascletis公告,2026年3月10日)。

值得关注的是,中国微球制剂市场中国产占比已从2019年的34.6%跃升至2024年的49.7%(摩熵咨询报告,2025年3月),丽珠、绿叶等企业的自主创新能力正在重塑国内竞争格局。

三、关键技术难点与突破

(一)制造工艺:从批次均质到连续膜乳化

PLGA微球制备的传统"金标准"是乳化-溶剂挥发法(emulsion-solvent evaporation),但其固有的三大缺陷长期制约产业化:粒径分布宽(CV>30%)、批次间差异大、放大效应难以预测。更为致命的是物料浪费——某兽药客户案例中,约60%的产品因粒径不合格被丢弃(SelectScience, 2026年2月25日)。

膜乳化技术(Membrane Emulsification)正在从根本上解决这一问题。英国Micropore Technologies公司开发的错流膜乳化平台实现了三大突破:

1、直通型孔隙设计——钻孔而非烧结方式制造膜孔,杜绝堵塞。

2、连续制造——将膜乳化从半间歇式转变为真正的连续化工艺。

3、零放大效应——小试条件可直接平移至商业生产规模,约99%的产物可直接使用,几乎无需过滤剔除。

中国药科大学曹青日教授课题组也在微流控制备微球领域取得进展——其团队利用微流控芯片(microfluidic chip)实现了高均一性聚合物微球的可控制备,研究成果发表于Chemical Engineering Journal(2025 IF: 13.3),为PLGA微球GMP级别连续制造提供了新思路(苏州大学药学院新闻,2025年7月3日)。

(二)CMC控制的特殊挑战

CDE专家在《浅谈微球制剂的药学研究与评价》中系统指出了微球制剂的CMC核心挑战(CDE, 2023年发布):

1、体外释放度方法学。 微球释放周期长达1-6个月,常规的QC释放方法(通常72小时以内)能否预测体内行为是一大难题。FDA个药指南对醋酸亮丙瑞林微球的BE评价已从"体内PK"向"体外多条溶出曲线对比+体内预试验"方向探索(CDE《注射用醋酸亮丙瑞林微球生物等效性研究技术指导原则》,2024年征求意见稿)。

2、微球内部微观结构表征。 孔隙率、孔径分布、药物分布均匀度等参数直接影响释放行为,但目前缺乏标准化的表征工具和放行标准。PLGA分子量分布对微球降解速率的"非线性影响"(即同一批次PLGA中少量低分子量组分即可显著改变释放动力学)是CQA(关键质量属性)控制的关键盲点。

3、无菌保障。 微球制剂无法进行终端灭菌(高温/辐射均会加速PLGA降解),必须全程无菌生产。膜乳化设备因无运动部件、无密封件的设计优势,在广州等地GMP标准的P2洁净区域部署中已展现无菌友好特性(SelectScience, 2026年2月25日)。

4、载药量和包封率。 这是PLGA微球的"永恒矛盾"。高载药量(>30% w/w)往往伴随初始突释增大和包封率降低。SLIM技术以293 mg/ml的超高载药量同时实现了<5%的初始突释,其核心设计哲学——"用药物微晶本身代替聚合物赋形剂"——为这一矛盾的解决提供了全新思路(Feig et al., 2025, Nature Chemical Engineering)。

(三)临床开发策略:长效制剂的差异化终点设计

长效注射剂的临床试验设计面临独特的挑战:

1、BE评价策略。 对于改良型长效注射剂(2.2类),CDE要求进行完整的PK-BE研究,但对长效制剂而言,"单剂量稳态PK"还是"多剂量稳态PK"作为主要BE指标仍存在争议。微球制剂的释放曲线可能呈现"三相模式"(初始突释→扩散控制缓释→溶蚀控制加速释放),传统AUC和Cmax指标可能无法全面反映释放行为差异。

2、对照选择。 精分领域的阿立哌唑微球(1月制剂)对照普通片剂(1日制剂)的临床试验,需要同时证明"非劣效于片剂(疗效)"+"优效于片剂(依从性)",这对终点选择和样本量估算提出了双重挑战。

3、GLP-1长效注射剂的独特优势。 ASC30的II期临床试验采用了"3次给药+16周观察"的创新设计,在证明减重效果的同时,意外发现停药后效果可持续4个月——这意味着"周期性给药"(季度注射)而非"连续给药"的维持治疗模式具有临床可行性。这一发现有可能颠覆GLP-1"需长期连续使用"的传统认知(Ascletis公告,2026年3月10日)。

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