在制药制造中创造可持续的卓越运营 - 健康研究

制药公司正在推进可持续性倡议，包括投资可再生能源、将设施改造至净零排放，并承诺打造更绿色的行业[1]。此外，监管机构和世界卫生组织（WHO）等行业组织呼吁制药行业采取更可持续的制造实践[2]。

“解决医疗产品的环境影响不再是可选的，而是势在必行，”WHO负责药品和卫生产品获取的助理总干事Yukiko Nakatani医学博士、哲学博士表示。“监管实践的转变将对塑造一个既能满足当今健康需求又不损害地球未来的制药行业至关重要。”[2]

随着可持续性成为与速度和质量并行的核心成功指标，公司正在早期开发阶段锁定环境效率，确保项目以尽可能小的足迹进入制造环节。

《PharmTech》采访了安德林生物科学（Andelyn Biosciences）工艺开发和临床前制造主管Andrew Moreo；雷迪博士实验室（Dr. Reddy’s Laboratories）战略与创新主管Rahul Mittal；堀场（HORIBA）全球业务发展副总裁、生命科学领域官员Andrew Whitley博士；鸿基（Hongene）首席技术官David Butler；以及赛生命科学（Sai Life Sciences）HSE高级副总裁SreeKrishna Chopperla，探讨制药公司正在制定的向更可持续制造迈进的战略。

贵公司在药物制造实践中做了哪些具体改变以提高可持续性？

Moreo： 制造中的可持续性不是事后想法，而是实验室中的设计选择。在安德林，我们认识到药物对环境的最大影响是在开发阶段锁定的。为此，我们采用“优化设计”方法。该方法利用先进数据分析和实验设计，在进入洁净室之前就确定最有效的工艺参数。通过在工艺开发早期优化流程，我们确保当项目进入良好生产规范时，以最小的原材料和能源足迹进行。

Mittal： 雷迪博士实验室已在其制造实践中实施了有针对性的、可衡量的变革以加强可持续性。公司计划到2030年将所有站点过渡到100%可再生能源，并且已在实现碳中和范围1和2运营方面取得60%的进展。它还成为水正效益制造商，持续补充的水量超过消耗量。废物系统已重新设计，99%的危险废物被协同处理或回收，显著减少了对垃圾填埋的依赖。冷链包装已优化，超过90%的冷箱在配送点之间重复使用。这些努力符合全球最佳实践，公司最新的收益更新表明，能源效率和运营纪律也有助于提高利润率。

Chopperla： 我们的重点是通过绿色化学原则和技术驱动创新，系统地重新设计流程，以最大限度地减少有害输入、优化溶剂使用并提高水和能源效率。在各个项目中，我们通过数字监控支持的工艺创新，加强了溶剂循环利用、提高了质量效率并减少了废物。同时，我们正在部署先进制造和绿色工程解决方案，将资源效率结构性嵌入制造平台。

Butler： 我们专注于两个杠杆——工艺设计和现场运营——以提高稳定性。在工艺方面，我们正在推进寡核苷酸的化学酶促连接，以提高产量并减少与传统的固相合成相比的溶剂和纯化负担。在运营方面，我们增加了可再生能源元素（如太阳能外部照明）、实现了现场物流电气化（电动汽车），并投资了溶剂回收。我们还通过第三方ESG评估（EcoVadis）跟踪进展。

药物制造的哪个领域/流程对可持续性努力影响最大？

Mittal： 最大的可持续性影响来自API和化学合成操作，它们驱动了大部分能源消耗和排放。这就是制造商优先考虑脱碳并报告在碳中和运营方面稳步进展的原因。这些步骤还需要大量水用于纯化和清洁，因此水管理计划至关重要，包括支持水正效益结果的回收循环。危险废物产生是另一个主要因素；公司现在报告超过99%的此类废物被大规模协同处理和回收。相比之下，包装和物流的环境强度较低，但冷链重复使用有助于减少二次废物。

Chopperla： 最大的可持续性影响在工艺设计阶段就已确定。反应途径和下游分离步骤（特别是结晶和过滤）在很大程度上决定了溶剂强度、能源消耗、水使用和废物产生。当这些要素早期优化时，公司可以应用绿色化学原则和技术驱动的工艺改进，显著减少环境负担和运营变异性。我们认为，可持续性本质上是工艺开发核心的化学和工程决策。

Butler： 在核酸制造中，可持续性通常使用工艺质量强度（PMI）来评估，PMI主要由合成和纯化中的溶剂和试剂消耗驱动。传统的固相寡核苷酸合成高度依赖溶剂，并产生大量化学废物，使PMI升高。我们正在优先考虑采用生物催化的下一代技术，以提高产量、降低PMI和能源消耗，同时降低成本。

Moreo： 在病毒载体制造中，低效是浪费的主要驱动因素。我们能产生最大影响的领域在于制造平台的底层能力，这就是为什么我们如此专注于AAV Curator平台。该平台使我们能够利用材料、设备和系统的标准化，同时具备灵活性，从而从一开始就实现更高的产量和更好的全空衣壳比。通过显著增加每批次的可用产品，我们有效减少了满足临床目标所需的制造批次数量。在先进疗法领域，产量是最终的可持续性杠杆，因为更高的生产率直接转化为更少的耗材和每剂更小的碳足迹。

制药制造商如何改进其制造流程以确保更好的可持续性？

Chopperla： 正如我强调过的，改进始于以不同方式设计流程，而不仅仅是更高效地运营它们。这涉及从一开始就优先考虑绿色化学、改进原子经济性、循环资源利用以及技术驱动的优化。从传统批次制造转向连续加工，并采用工艺强化和绿色制造技术，可以显著减少变异性、废物和能源消耗。最重要的是，可持续性必须在早期开发阶段就嵌入，因为那时的决策对环境和经济的长期影响最大。

Moreo： 一个主要的改进机会在于协调全球法规。拥有跨区域的单一监管标准来源将使供应商提供的材料、制造和最终产品运输的物流过渡更加顺畅。当全球要求一致时，制造商可以避免冗余系统、重复测试和不必要的供应链变通方案，这些都会增加成本、复杂性和浪费。同时，设施设计起着关键作用。从一开始就设计为高效运营的专用制造设施，比改造后的站点具有显著的可持续性优势。这就是为什么许多组织发现与CDMO（合同开发和制造组织）合作，比在不太优化的环境中建设或管理内部生产更可持续。一个有意建造的专用设施使制造商能够合理调整公用设施规模、优化物料流，并整合节能系统，以在设施整个生命周期中减少浪费。可持续性不仅关乎规模，还关乎有意设计决策，使大型复杂运营更高效、更一致地运行。

Mittal： 制造商可以通过扩大可再生能源采购和碳中和直接运营来提高可持续性。需求预测方法有助于批次处理。AI工具正在帮助公司缩短药物开发路径，减少化学溶剂和中间体的浪费，并节省电力。水效率必须通过先进回收、膜过滤和实时监控来提高，使工厂实现水正效益性能。废物减少需要更强的溶剂回收系统以及将几乎所有危险废物引导至协同处理的合作伙伴关系，一些公司已经达到了这一基准。数字工具如预测性维护和自动化分析可提高产量并减少批次失败，有助于提高利润率。可重复使用的冷链包装和更轻的材料进一步减少环境负荷。当这些措施规模化时，可持续性和效率将相互促进。

Whitley： 用光学光谱法替代或补充色谱法将减少对溶剂的依赖。光谱法通常不需要溶剂，因此没有化学废物产品。额外的好处是这也意味着显著降低拥有成本。人人受益。由于光谱法通常比色谱法快得多且能耗更低，获取所需信息所需的电力也显著减少。

Butler： 持续衡量并设定明确目标非常重要。跟踪PMI、能源使用、废物回收率和范围1-3排放，然后根据最大的驱动因素确定工作优先级。实际步骤包括减少溶剂密集型单元操作、增加溶剂回收，以及选择使用生物催化来减少返工和纯化负担的高产路线。更强的质量体系也有助于减少偏差和重复批次。最后，尽可能简化供应链，因为更少的交接和运输通常意味着更低的足迹和更好的控制。

您如何看待可持续性对未来行业的影响？

Whitley： 在许多欧洲国家，减少碳足迹、最小化废物以及环境安全地消除任何废物已被强制要求并受到监管。改进的推动只会增加。满足这些可持续性要求将具有挑战性，且可能非常昂贵。如前所述，使用光学光谱法将帮助制药行业满足这些要求。

Butler： 我们与制药公司的互动表明，可持续性正日益成为合作伙伴选择的标准，而不仅仅是报告主题。开发人员要求提供量化指标，如PMI、排放和废物，并期望有与公认标准一致的可靠改进计划。随着时间的推移，流程和技术将转向能够以较低PMI和更强供应可靠性进行扩展的平台。我们相信，胜出者将是那些能够证明可持续性，同时保持或提高供应可靠性和成本的制造商。

Moreo： 药物制造的可持续性挑战没有一刀切的解决方案。相反，我们必须同时从各个方面应对这一挑战，通过优化设计整合更好的科学、更高效的平台和更聪明的设施管理。随着行业成熟，可持续性将成为与速度和质量并列的核心成功指标。我们不会找到单一的银弹来解决可持续性问题。相反，我们将通过在整个制造生命周期中实现一千个微小、有意的效率来取得成功。

Mittal： 可持续性虽然在当前对话中至关重要，但预计将成为核心竞争要求，并出现在战略讨论和收益报告中。公司已经承诺实现碳中和、全面可再生能源转型和水正效益运营，这表明环境绩效将影响投资、采购和监管预期。由独立保证支持的年度可持续性披露将成为标准，增强透明度。运营效率和可持续性将趋同，因为收益评论越来越多地将能源管理和制造纪律与改善的利润率联系起来。供应链将围绕韧性、可再生投入和更低的范围3排放进行重新设计。法规将收紧，客户将偏好具有可验证可持续性记录的制造商。随着时间的推移，可持续性将定义药物如何制造、风险如何管理，以及公司如何在全球市场中脱颖而出。

Chopperla： 可持续性正在演变为战略差异化和行业基准。客户越来越多地评估环境绩效与成本和时间线的关系，包括流程效率、资源循环性以及与绿色化学原则的一致性。在未来几年，制造平台将从零开始设计，以实现韧性、效率和减少的环境足迹。那些将绿色化学与资源意识工程相结合，并得到创新和数字化支持的组织，将最有能力满足新兴的监管期望和市场需求。

参考文献