一位工程院士亲历：生物药产业化四十年巨变

王晨李昀 | 撰文

王晨| 编辑

2012年，在生物药开发与制造领域拥有20多年的杰出产业经验，国际知名的细胞培养工程与生物药制造领域的专家周伟昌决定回国，只身奔赴彼时国内大分子制造这片尚算贫瘠的土壤。

那一年，他已经在生物制药行业工作了二十多年。从德国和瑞士的化学工程和生物技术训练，到美国生物药最早的产业化探索；从默克、 PDL BioPharma到健赞（Genzyme），他几乎完整经历了生物药从实验室走向医院，走向患者的过程。

按照常理，那时的他完全可以继续留在美国——美国拥有全球生物药，抗体药产业化最成熟的体系。

然而，回国前的一场危机改变了他的想法。2009年，他所在的罕见病龙头企业健赞位于美国马萨诸塞州奥尔斯顿的工厂遭遇病毒污染，两款核心药物被迫停产。

周伟昌带领团队，用了整整两年时间调查，清理污染源，帮助恢复药物生产。那两年，也是他见健赞CEO Henri Termeer，和他交流最多的时候。

工厂停摆、供应中断、监管调查、股价震荡，整个公司都被卷入危机中心。但令周伟昌印象深的是，最先找上公司的亟待用药的患者们。那是他作为一家制药公司的后端支持人员第一次如此频繁地接触一线病人。病情恶化的患者们，一次次来到工厂，只想知道：药什么时候才能恢复供应？

而更让他不能接受的是，中国患者几乎被排除在整个体系之外，当时，健赞也曾尝试将相关药物供应中国。但药物的稀缺，高昂的价格和有限的支付能力，使真正能够用上药的人寥寥无几。

这让周伟昌第一次意识到一个残酷的现实：再先进的药物，如果无法被生产出来、无法被供应、无法被负担，对于患者来说依然等于不可及，不存在。

也是从那时起，一个问题开始反复出现在他的脑海里：这些药，什么时候才能真正出现在中国？那时，欧美创新药进入中国，往往需要等待七八年或更长。

危机中间，健赞被赛诺菲低价收购，而周伟昌，在帮助解决病毒污染带来的生产问题，全面恢复药物供应后，则做出了回国的决定。

2012年在中国考察了一段时间之后，周伟昌最终选择加入药明康德——一家平台型CDMO公司，而不是传统药企。

在Merck、PDL BioPharma和Genzyme工作的二十年里，他参与过多个重要项目。但在一家药企里，一个人职业生涯能够真正参与的开发新药项目终究有限。

药明则完全不同，它面对的是全球客户。能够获得大量来自欧美日和中国的Biotech和跨国药企的订单，意味着他第一次能够在同一时间参与远超以往数量的新药开发项目。

更重要的是，它是一家服务型公司，如果一家创新药企业成功，它能够改变一个产品的命运；而如果一个平台成功，它能够帮助成百上千个产品走向临床和产业化。

这种放大效应，是周伟昌过去从未经历过的。

他回国的那一年，距离中国真正建立起自己的生物药，抗体药工业体系，还有近十年时间。

而那时的人们还不知道，未来十几年，中国将成为全球生物医药工业变化最快的地方之一。周伟昌也不会想到，自己职业生涯的下半场，将不再只是服务几家公司，他将参与并建设一个产业。

十多年后，当他从药明生物退休时，公司员工已经由几百人到超过12000人；而他本人，也于2026年当选美国国家工程院院士（NAE）——对于一个工程学家而言，这几乎是职业生涯能够获得的最高荣誉。

美国国家工程院认可的，不只是论文和专利，也包括他把生物药真正带到全球患者面前的能力。

此次当选，是国际工程界对周伟昌三十余年深耕生物制药领域及持续创新成果的高度肯定,以及他展现出的在生物药的制造和开发领域的工程创新与卓越全球领导力。

从实验室到工厂

上世纪80年代初，当周伟昌还在国内求学时，中国的生物药产业几乎还是空白。

说是空白也许并不准确。

科研界已经知道什么是重组DNA技术，也知道单克隆抗体意味着什么。人工合成牛胰岛素甚至一度成为举国瞩目的科技成果。但真正的问题在于，实验室里的成果走不出来。研究成果没法转化成产品，来治病救人，更谈不上产业。

更没有人知道，怎样把一个科学发现变成一种生物药。那时候做生物药是一件非常费劲的事情。细胞养不活、长不快、表达量低。今天看来理所当然的培养条件和工艺参数，在当年几乎都需要研究人员一点点摸索出来。

当时做生物药主要还是微生物发酵。”周伟昌回忆，“但微生物生产出来的蛋白和动物细胞生产出来的蛋白有很大区别，最大的差异就在糖基化。很多蛋白必须经过正确的糖基化修饰，才能在人体内发挥正常功能。”

而一旦转向动物细胞培养，面对的便是另一套完全不同的工业体系——昂贵、缓慢、精密，而且极难放大。但也正因为如此，它代表着一种尚未被征服的新大陆。而周伟昌也因为这个难题，踏上了世界的另一片大陆。

1985年，周伟昌前往德国留学，在汉诺威大学攻读化学工程博士。彼时的全球制药产业仍属于化学药，全球销量最高的药物几乎清一色都是小分子产品，生物药还只是一个新兴领域。

但另一场变革已经悄然开始，1976年，Genentech成立，第一次证明生物技术不仅是一门科学，也可能成为一个产业。随后几年里，Amgen、Biogen、Genzyme、IDEC、Protein Design Labs （PDL）， Medarex， Abgenix等公司陆续出现。那些后来定义整个行业的名字，大多诞生于那个时代。

周伟昌至今记得当时行业里的那种兴奋感。“有点像今天的AI。”他说。“应用还不成熟，但大家都相信未来会发生大事。”大量资金开始涌入，新的技术不断出现。许多公司甚至把“Gen”和“Bio”直接写进名字里——它来自“Genetic Engineering（基因工程）和Biotechnology”。

然而，在这场技术浪潮中，最受关注的依然是科学家、创业公司和那些充满想象力的新技术。很少有人注意到另一群人，他们不负责发现靶点，也不设计药物分子。他们研究的是细胞生长、培养基、发酵罐，纯化工艺，生物药分析技术，制剂，产品质量和产业化——和CMC相关的领域。而未来几十年的产业发展证明，真正决定抗体药能否走出实验室、进入医院的，不只是科学突破，还有产业化能力。

距离抗体药真正改变世界，只差最后一步。

改变“一万多美元一克”的时代

上世纪90年代，在德国化学装置、化学工程与生物技术协会、瑞士苏黎世联邦理工学院以及美国明尼苏达大学做完博士后研究工作后，周伟昌加入了美国的默沙东，在这家老牌制药，疫苗公司中，他主要的工作是生物药的工艺开发。在那里，他看到了抗体药进入主流制药工业所遇到的挑战。

彼时的默沙东是一家典型的化学药和疫苗巨头。管理层大多出身于小分子药领域，对生物药始终抱有一种复杂态度。

于是决策层陷入了“做也不行，不做也不行”的尴尬局面——既不想重金投入，又害怕在未来被甩下车。整个传统制药行业都处于类似的观望状态。

周伟昌参与过公司一个抗HIV中和抗体项目。上世纪90年代初，正是全球抗HIV药物研发最炙热的年代。

那时，大量资金涌入生物技术领域，新的公司不断成立，新的技术层出不穷。抗体药也被寄予厚望。许多人相信，它有机会成为继小分子药物之后的下一代治疗技术。周伟昌参与的抗HIV抗体项目，正诞生于这样的时代背景之下。

但对于周伟昌来说，更大的挑战来自制造。上世纪90年代，抗体药最大的障碍不只是疗效，还有生产成本和规模化。当时抗体表达量通常只有0.1克/升左右。为了获得足够的产量，只能不断扩大反应器规模。投资建设大厂房。即便如此，生产一克抗体的成本仍高达1万多美元。产品即使有效，也很难真正进入市场，满足病人的需要。

“产品再好，也没人负担得起。”周伟昌回忆。

经过团队的努力，周伟昌所在的团队最终将抗体滴度提高到当时全球最高的3克/升左右。今天看来，这个数字并不惊人如今行业普遍已经达到10克/升甚至更高。但在上世纪90年代初，这是一场革命：从0.1克/升到3克/升，意味着三十倍的提升。也意味着抗体生产成本第一次下降到能够商业化的区间，可以支持产业化。

一次国际学术会议上，周伟昌介绍这一成果时，台下坐满了来自全球制药企业和科研机构的同行。报告结束后，大批研究人员围了上来，追问技术细节。那是他第一次真切感受到：工艺本身，也可以成为行业关注的焦点。

然而，就在制造问题逐渐被解决的时候，科学问题却没有放过他们，但是等到抗体做出来之后，HIV病毒发生变异，中和抗体没有效果，临床宣告失败。

这次失败对整个行业影响深远，许多传统药企原本就对抗体药持观望态度——研发周期长、工艺不成熟、投资巨大、结果未知。HIV中和抗体项目的失败，更像给了管理层一个理由：也许抗体并没有那么重要。

随后，大量资源重新流向疫苗和传统小分子药物，默沙东也在相当长一段时间里没有真正重仓抗体。今天回头看，这几乎是一场历史性的误判。后来改变整个肿瘤治疗格局的K药，也是默沙东2010年代通过并购其他公司获得的抗体药分子。在早期甚至一度差点被出售。

真正改变行业命运的，并不是某一个药物，而是一系列同时发生的技术革命。而随着类克、美罗华、安维汀、赫赛汀和修美乐的成功，传统大药企的心防逐渐被敲开：这些抗体药物分别开启了自身免疫疾病和癌症的抗体时代。它们最初都诞生于年轻冒险的biotech：这些biotech在整个抗体药产业的逐渐成熟后跃上历史舞台。

周伟昌回忆生物制药的发展史，在众所周知的抗体的人源化和靶点数量的增加之外，最容易被忽略，却同样重要的，是第三场革命：工艺和产业化革命。

上世纪90年代最具代表性的突破之一，是补料培养工艺。其核心思想并不复杂：不是一次性把所有营养加入培养体系，而是在培养过程中持续“喂养”细胞。但正是这种看似简单的改变，让细胞生长，表达能力发生了质的飞跃。随后，培养基优化、纯化工艺、一次性反应器、连续流技术和过程分析技术不断提高。整个行业像一台缓慢却巨大的机器，在降低成本和大规模生产的道路上持续前进。

很多年后，当新冠疫情席卷全球时，周伟昌常常会想起那个失败的HIV中和抗体项目。当年没有成功的抗体，并没有白做。

当年在HIV项目中积累下来的能力，最终没有改变艾滋病；却在另一场全球公共卫生危机中，以另一种方式发挥了作用。

重塑生物药产业

2009年，周伟昌已经在这个行业里工作了快20年，一切似乎都趋于稳定。但当年的一个事件对这名老兵产生了巨大冲击。

文章开头提到的健赞事件暴露了生物新药全球供应链的脆弱，也让周伟昌第一次开始反思当时生物药生产的高度垄断化和集中化，将对患者健康造成隐形风险。

他想到了中国：彼时，在欧美等发达国家市场卷起风暴之后，生物药因为工业化的成熟已经开始了由西向东的拓展——这时，距离周伟昌怀着把生物药技术的基础科学转化为药物产品的梦想出发，已经过去了近三十年。

最终，他选择和这个梦想一起回到了中国：2012年底，他加入了药明康德的生物药发现，开发和生产服务部。这个部门还处于极其早期的萌芽状态。

整个生物药业务部门只有200多名员工，他负责的团队不到100人。实验室、生产体系、人才梯队、客户网络，许多东西都还在从零搭建。回忆起当时的情景，周伟昌觉得最有意思的是，没有人真正知道未来会长成什么样。

在当时行业人的想象里，如果药明生物未来能够成长为一家十亿美元规模的公司，就已经算得上成功。

而2012年前后，中国生物药产业仍处于起步阶段。

修美乐已经成为全球最畅销的抗体药，而中国市场才刚刚开始理解什么是抗体药。

周伟昌记得，那几年回国交流时，无论是地方政府、投资人还是产业园区负责人，最常问他的都是同一个问题：“你带来了什么产品？”“什么时候能生产？”

当时在很多人的认知里，做药更像是拿着一个配方回来建厂。

事实上，当时中国创新药产业面临的最大难题，并不是缺少想法，而是缺少基础设施。很多创业团队拥有靶点、技术和科学家，却没有能力建设符合国际标准的开发和生产体系。也就无法获得融资， 把产品带到市场。这是当时创新药行业最典型的“鸡和蛋问题”。

在周伟昌看来，CDMO模式真正解决的，正是这个问题——企业不必先建开发团队、工厂，不必先拥有完整生产能力，也能够验证产品价值。

研发、生产和资本之间原本封闭的循环，被第一次打通。“CDMO解决了鸡和蛋的问题。”周伟昌说。

周伟昌后来回忆，加入药明后的最初的几年里，自己接触的新药项目数量，甚至超过此前二十年职业生涯的总和。

恰好，中国创新药产业等来了最关键的历史机遇。2015年药审改革、2017年加入ICH，中国创新药研发开始全面融入全球体系。临床审批提速、研发周期缩短、资本持续涌入，中国创新药产业由此进入快速发展阶段。

周伟昌既是这一进程的参与者，也是见证者。

他带领团队建立了行业领先的生物药开发与生产体系，推动连续生物工艺、过程分析技术（PAT）、ADC及双抗等关键技术平台建设，持续提升生物药研发和生产效率，帮助创新疗法更快走向临床和市场。

除了技术创新，周伟昌还推动组建了全球化的生物药开发与生产团队，培养了大批产业人才。他的影响不仅体现在技术平台和产品管线上，也体现在中国生物制药产业能力建设的进程中——如今，药明生物已成为中国生物制药界的“黄埔军校”，无数现在在创新药领域闪闪发光的名字，履历上都有这一站。

2014年，药明生物从药明康德分拆为独立公司。2017年6月，药明生物在香港联交所挂牌上市。上市后，药明生物凭借“跟随分子（Follow the Molecule）”的创新商业模式一路狂飙，迅速超越众多跨国大厂，跃升为全球前三的生物药CRDMO巨头。

而等到他2024年退休时，公司员工人数已经超过12000人。他自己建立的和领导的团队也超过5000人，一年给公司带来的收入超过十亿美元。

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让中国生物制药站上全球舞台

在回国8年后，周伟昌没有想到自己会经历像在健赞那样的“紧张时刻”，2020年席卷全球的新冠疫情。

如果说药审改革和加入ICH让中国创新药产业获得了进入全球市场的门票，那么新冠疫情则像一场突如其来的极限测试——过去需要数年完成的研发和生产流程，被要求在数月内完成。

作为药明生物时任首席技术官，周伟昌带领团队参与支持多个新冠中和抗体项目。在与时间赛跑的竞赛中，不断突破生物药开发的传统边界。

在当时的行业惯例下，一个生物药项目从获得DNA序列到完成临床申报，往往需要一年多。而疫情期间，周伟昌团队将这一周期压缩至3至6个月，在部分项目中甚至创造了2.5个月的行业纪录。

在他的技术统筹下，药明生物不仅推动了全球重磅新冠中和抗体药物获批，更将从 DNA 序列设计到 FDA 紧急使用授权的周期压缩至 14 个月，刷新了生物药开发速度的历史纪录。

速度之外，更大的挑战来自生产。

新冠中和抗体的全球需求以吨计算。研发成功只是开始，真正的考验在于如何将实验室中的分子快速转化为能够供应全球患者的药物。疫情期间，周伟昌团队完成多个项目的大规模技术转移和商业化生产——其中仅一个新冠中和抗体项目，药明生物便累计交付超过1.8吨抗体原液。

在很多同行看来，疫情期间创造的纪录或许属于特殊时期。但更重要的是，这些能力并没有随着疫情结束而消失。此后，疫情期间形成的开发模式和工程经验被快速复制到ADC、多抗以及其他创新生物药项目中，持续缩短研发周期，提高开发效率。

某种意义上，新冠疫情让药明生物代表中国工艺制造的顶尖水平，让全世界看到。过去人们认为生物药研发需要十年，而疫情让行业第一次看到，通过工程创新和体系化能力建设，这个过程仍然存在被重新定义的可能。

新冠疫情也让周伟昌想起30多年前，职业生涯早期参与的HIV疫苗项目。同样是与病毒赛跑，当年的故事以失败告终，而这一次，多款抗体药物真正走向了患者。

两个相隔数十年的病毒故事，在某种意义上完成了一个闭环——那些年轻时未能实现的愿望，最终以另一种形式实现了。

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新目标：下一代抗体药

2024年，周伟昌从药明生物退休。

2025年，他加入成立仅五年的ADC公司宜联生物，担任首席技术官。

很多朋友问他，为什么还要回来产业？

但在周伟昌看来，中国创新药真正有意思的阶段才刚刚开始。过去很长一段时间，中国企业更多是在追赶，但最近几年，他开始看到一些不同的东西。2026年ASCO年会上，来自康方生物的依沃西双抗和国内的ADC产品成为全球肿瘤领域最受关注的创新药。

这让他想起上世纪90年代的欧美生物技术行业：那时的人们也不知道未来哪种技术会成功，哪家公司能够走到最后。但整个行业都相信，一些新的东西正在诞生。

今天，中国创新药行业同样处于这样的阶段。中国 biotech 研发的分子已占全球管线 40% 以上，“中国创造”正在走向世界前列。

不过，对于一名CMC工程师来说，问题最终还是会回到制造。过去三十年，周伟昌一直在思考如何把药做出来。今天，他思考的则是如何让这些药更容易被生产出来。随着大量中国 ADC 和 双抗， 多抗，TCE项目在全球进入临床中后期或进入上市冲刺阶段，产业竞争正从“实验室研发（Discovery）”阶段迅速演变为“能否高质、稳定、大规模量产（CMC）”的淘汰赛。

在他看来，未来肿瘤治疗的重要趋势之一是联合用药，越来越多ADC开始与I/O药物联用，也有越来越多双抗和T细胞衔接器进入联合治疗方案。这种趋势的背后，是对疗效的进一步追求。

但疗效之外，成本依然存在。过去行业试图通过双抗、多抗等方式，把多个机制整合到一个分子中，从而降低开发和生产成本，随着工艺不断进步，这种思路正在发生变化，但联合用药会越来越多。

未来，人们或许会更愿意优先考虑疗效，再由制造体系去解决成本问题，而这恰恰又把问题带回到CMC。

如今，周伟昌依旧不放弃思考一个问题：标准化。

很多公司仍然拥有自己的细胞培养体系和工艺流程。即便生产出的产品功能相同，更换培养基、反应器或者部分生产条件时，依然可能涉及额外验证和监管要求，在他看来，这不仅增加成本，也影响效率，而且这并非中国企业独有的问题，即便在欧美市场，生物药供应链的标准化程度也远未达到成熟工业体系的水平。

这不仅是技术问题，也是一种产业协作能力。在他看来，公司之间需要形成更多共识，供应链需要变得更加开放，行业也需要建立更多共同标准。

答案或许不会很快出现，但行业已经和周伟昌刚进入这个领域时完全不同了

回头看，许多人记住的是药物、公司或者市场。而对于周伟昌来说，他对自己工作的理解和十几年前回国时一样，依旧没有改变：让实验室里的科学发现，能够真正进入生产体系，并最终以更低的价格和稳定的质量，到达患者手中。

周伟昌博士现任苏州宜联生物医药有限公司首席技术官，是国际知名的细胞培养工程与生物药制造领域专家，在生物药开发与制造领域拥有30多年的杰出产业经验。其专业领域涵盖工艺开发、工艺放大、技术转移、大规模生产、CMC策略制定及法规事务支持等多个关键环节。在加入宜联生物之前，周博士曾在美国默克、PDL BioPharma、健赞公司（现为赛诺菲的一部分）以及药明生物等国际知名生物制药企业担任重要技术管理职位。其开创性的科研成果、产业创新及技术领导力推动了多项重要生物工艺技术的发展，并发表90多篇学术论文，拥有17项专利成果。

周博士于1982年获得江西工学院有机化学工程学士学位；1989年获得德国汉诺威大学自然科学博士学位。随后，他先后在德国化学装置、化学工程与生物技术协会、瑞士苏黎世联邦理工学院以及美国明尼苏达大学开展博士后研究工作。

周伟昌博士于2002年当选为美国医学与生物工程院院士，2013年当选为美国化学学会会士。并于2009年担任美国化学学会生化技术部主席。2010年荣获美国化学学会颁发的 James M. Van Lanen 杰出服务奖。此后，他又获得多项国际重要奖项，包括2024年荣获2023年度亚太生物制药卓越奖“年度首席技术官”、2025年ECI细胞培养工程奖以及2025年ECI集成连续生物制造奖等。这些荣誉充分体现了他在全球生物制药产业中兼具学术造诣与产业实践能力的重要影响力。2026年，周伟昌博士因其在生物药开发与制造工程领域的技术创新与产业领导力，当选为美国国家工程院院士。