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1、 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 證券研究報告 | 行業深度 2022 年 05 月 28 日 化妝品醫美化妝品醫美 膠原蛋白:膠原蛋白:新材料,新藍海新材料,新藍海 膠原蛋白膠原蛋白:新材料、:新材料、新藍海、新藍海、新風口新風口。膠原蛋白占比真皮組織 95%,獨特的三螺旋結構具有水溶性、相容性、可降解性等生物學活性,在細胞結構支撐、刺激增殖分化、修復受損皮膚屏障與補充營養等方面功效突出。制備方法可分為動物源提取與基因工程重組,其中基因重組工程可克服動物源提取法在生產成本與安全性方面痛點,為未來技術發展主流。供給端政策支持與重組技術創新使膠原低成本規模量產成為可能,需求端醫
2、美與護膚場景發展契機下行業成長空間廣闊,預計至 2027 年我國膠原蛋白終端消費市場規模達 1738 億元,五年 CAGR 達34.35%,其中醫用敷料與護膚品規模占比分別達 21.17%/44.59%。我們積極看好中短期內膠原蛋白在敷料與化妝品領域的滲透率提升,以及長期內在注射針劑領域的商業化機會。 醫美針劑醫美針劑注射場景:向再生針劑與重組膠原蛋白注射劑演繹。注射場景:向再生針劑與重組膠原蛋白注射劑演繹。復盤美臺市場,美國經驗下膠原蛋白填充趨勢向再生領域轉變,PLLA 與 PMMA 兩大再生產品占據美國 91%的膠原蛋白注射市場份額;中國臺灣市場用戶精準定位與渠道低價出貨策略為傳統膠原蛋白
3、注射劑發展另辟蹊徑,雙美生物憑借三代膠原蛋白植入劑成為當地唯一合規膠原蛋白針劑廠商。內地膠原蛋白市場起步較晚,多款創新產品獲批背景下,我們認為內地膠原蛋白注射行業成長潛力豐富,未來仍以再生針劑與重組膠原蛋白注射劑兩大路徑發展。1)再生新品突破海外增長瓶頸:對比海外Sculptra 等老牌針劑,我國再生新品直擊當下求美痛點,艾維嵐/少女針/天使針/愛塑美分別主打 PLLA/PCL/PLLA-PEG/PDLLA 成分, 不斷實現注射效果、體驗與持久度等性能優化。 2) 膠原蛋白注射劑精準把握眼周與水光市場: 四款已上市的 III類膠原蛋白填充劑,應用場景仍集中在眼周市場,在面部填充功效創新、在單一
4、水光向復合功效轉變的趨勢下,合規廠商有望推新加速搶占市場份額,我們測算至 2025 年我國膠原蛋白類注射劑出貨規模達 56 億元,四年 CAGR 達 70.2%。 護膚護膚及醫療及醫療/創新食品創新食品場景:械與妝共舞的新興市場。場景:械與妝共舞的新興市場。1)醫用敷料:修復與抗衰功效獨特,應用前景光明。醫用場景與功效護膚場景發展推動敷料需求高增,我們測算至 2025 年貼片式醫用敷料消費規模達 136 億元, 對應四年 CAGR31.98%,對應需求總量超 18 億片。當前我國敷料競爭格局分散,品牌 CR5 僅 26.5%,未來核心膠原蛋白廠商有望突破重組膠原蛋白產能瓶頸,以研發為背書加速競
5、爭格局集中。2)護膚品:新成分新產品,滲透率加速提升。雅詩蘭黛/貝泰妮/珀萊雅/巨子生物等海內外品牌入局加速膠原蛋白在護膚領域滲透率提升, 實現妝字號與械字號聯動發展,預計至 2025 年膠原蛋白敷料與功效性化妝品市場規模達199/196 億元,對應 CAGR35.88%/35.95%。3)醫療/創新食品:蛋白類再生材料在中高端創傷與基體移植應用廣泛,蛋白類保健品為口服第一大產品,契合抗衰等保健品需求。 投資建議投資建議:膠原蛋白終端應用廣泛,技術創新及產品供給增加將推動行業規模與滲透率持續提升。政策引導與重組技術升級趨勢下,國內內地膠原蛋白廠商有望在兼顧生物活性、高純度、低內毒素的同時實現制
6、備產業化,醫美注射針劑與再生材料、醫用敷料與護膚品、功能性食品等多領域出發逐步打通商業化道路。核核心推薦心推薦:再生產品落地,先發優勢顯著的【愛美客】對應 22 年 74 倍 PE,領跑大健康產業的功效護膚龍頭【貝泰妮】對應 22 年 62 倍 PE,以收購進軍膠原蛋白產業的玻尿酸龍頭【華熙生物】對應 22 年 67 倍 PE;建議關注建議關注醫藥領域轉型醫美賽醫藥領域轉型醫美賽道、產品管線布局豐富道、產品管線布局豐富的【華東醫藥】【江蘇吳中】以及待上市標的【巨子生物】【創爾生物】。 風險提示風險提示:重組技術進步不及預期;監管政策收嚴;行業競爭加??;消費者教育不及預期風險;產品研發及注冊風險
7、;醫療事故風險;假設和規模測算誤差風險。 增持增持(維持維持) 行業行業走勢走勢 作者作者 分析師分析師 鞠興海鞠興海 執業證書編號:S0680518030002 郵箱: 分析師分析師 趙雅楠趙雅楠 執業證書編號:S0680521030001 郵箱: 研究助理研究助理 張望張望 執業證書編號:S0680121120024 郵箱: 相關研究相關研究 1、 美容護理:美麗田園,打造領先的“生美+醫美”連鎖機構2022-05-17 2、 美容護理:美妝行業 2021 年報綜述:賽道強韌性,龍頭價值突顯2022-05-03 3、 化妝品醫美:醫美監管政策趨嚴,龍頭企業優勢凸顯2022-04-05 重點
8、標的重點標的 股票股票 股票股票 投資投資 EPS (元)(元) P E 代碼代碼 名稱名稱 評級評級 2021A 2022E 2023E 2024E 2021A 2022E 2023E 2024E 300896.SZ 愛美客 買入 4.43 6.61 9.64 13.68 110.46 74.03 50.76 35.77 300957.SZ 貝泰妮 買入 2.04 2.85 3.86 5.14 86.41 61.85 45.67 34.30 688363.SH 華熙生物 買入 1.63 2.05 2.80 3.92 84.29 67.02 49.07 35.05 資料來源:Wind,國盛證券
9、研究所 -32%-16%0%16%2021-052021-092022-012022-05滬深300 2022 年 05 月 28 日 P.2 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 內容目錄內容目錄 1. 行業概覽:新材料新藍海,多場景筑造新風口 . 6 1.1 膠原蛋白:獨特三螺旋,皮膚組織的生命支架 . 6 1.2 制備技術:動物源酶法提取 VS 人源基因重組體系 . 8 1.3 市場規模:千億容量,重組膠原蛋白最具看點 . 11 1.4 產業鏈:整合原料端和產品端,中下游一體化 . 13 2. 膠原蛋白注射劑:再生針劑與重組膠原的新藍海 . 15 2.1 美國市場:再生針劑占
10、比 90%,引領填充新潮 . 15 2.2 中國臺灣市場:渠道低價出貨及用戶精準定位破局 . 19 2.3 內地市場:技術創新及產品供給驅動增長 . 21 3. 醫用敷料與化妝品:獨特修復功能,械與妝共舞 . 28 3.1 醫用敷料:修復功能獨特,應用前景光明 . 28 3.2 護膚品:膠原蛋白成分崛起,消費者教育加速滲透 . 31 4. 醫療/創新食品:修復與再生材料,膠原保健品成長潛力大 . 34 4.1 醫療領域:組織與再生工程亟待開發 . 34 4.2 食品領域:保健品&零食終端空間廣闊 . 35 5. 投資建議:把握技術龍頭,關注商業化進程 . 37 5.1 愛美客:國產針劑龍頭,濡
11、白天使支撐業績高增 . 38 5.2 貝泰妮:領跑大健康產業的功效護膚龍頭 . 40 5.3 華熙生物:透明質酸全產業鏈龍頭,收購益而康進軍膠原蛋白 . 41 5.4 華東醫藥:醫藥基因賦能醫美,少女針打開再生市場 . 43 5.5 江蘇吳中:醫美布局及再生類產品蓄勢待發 . 44 5.6 巨子生物(未上市) :重組膠原蛋白第一股 . 46 5.7 創爾生物(未上市) :動物膠原貼敷料開創者 . 49 5.8 錦波生物(未上市) :重組人源化膠原蛋白驅動新增長 . 50 風險提示 . 51 圖表目錄圖表目錄 圖表 1:膠原蛋白在人體各部位的分布 . 6 圖表 2:膠原蛋白三螺旋結構示意圖 .
12、6 圖表 3:按結構劃分膠原蛋白類型 . 7 圖表 4:四類膠原蛋白特點及其應用方向 . 7 圖表 5:動物源膠原蛋白制備方法對比 . 8 圖表 6:國內膠原蛋白相關政策一覽 . 9 圖表 7:三類重組膠原蛋白技術分類與產品特點對比 . 9 圖表 8:動物源膠原蛋白與重組膠原蛋白對比 . 10 圖表 9:頭部膠原蛋白廠商技術分類 . 11 圖表 10:2016-2027 年全球膠原蛋白原料市場規模 . 11 圖表 11:2016-2027 年全球天然膠原產量 . 11 圖表 12:2019 年全球膠原蛋白原料主要應用領域占比 . 12 圖表 13:2016-2027 年全球膠原蛋白原料在醫療健
13、康領域的應用規模 . 12 圖表 14:2016-2027 年中國膠原蛋白原料端市場規模 . 12 mX8XoQtQsPsPrQqOmP7NcM8OpNmMsQoMiNoOrMiNmPqQaQoPpPwMtQoPwMrNsO 2022 年 05 月 28 日 P.3 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 15:2016-2027 年中國天然膠原產量 . 12 圖表 16:我國重組及動物源膠原蛋白產品市場規模(十億元;人民幣) . 13 圖表 17:我國膠原蛋白功效性護膚品及醫用敷料規模(十億元;人民幣) . 13 圖表 18:2027E 膠原蛋白產品市場規模及重組膠原蛋白產品
14、細分市場規模(十億元;人民幣) . 13 圖表 19:膠原蛋白產業鏈分環節及加價倍率拆解 . 14 圖表 20:膠原蛋白細分領域部分生產商一覽 . 15 圖表 21:美國市場獲 FDA 批準上市的膠原蛋白填充劑產品 . 16 圖表 22:膠原蛋白與玻尿酸注射劑對比 . 16 圖表 23:美國膠原蛋白注射劑市場規模、產品均價及療程數 . 17 圖表 24:美國玻尿酸注射劑市場規模、產品均價及療程數 . 17 圖表 25:膠原蛋白再生劑產品與膠原蛋白注射劑對比 . 17 圖表 26:美國獲批膠原蛋白再生劑產品僅兩款 . 18 圖表 27:膠原蛋白再生劑獲批后成為膠原蛋白注射產品的主流(%) . 1
15、8 圖表 28:膠原蛋白再生劑美國產品均價及療程數 . 18 圖表 29:膠原蛋白再生劑美國市場規模(百萬美元) . 18 圖表 30:膠原蛋白在美國注射劑市場占比遠低于肉毒素與玻尿酸(%) . 18 圖表 31:中國臺灣膠原蛋白填充劑產品獲批情況(截至 2022 年 3 月) . 19 圖表 32:中國臺灣消費者對眼周應用的需求上升 . 19 圖表 33:雙美近年來大力推廣膠原蛋白在眶周的應用 . 19 圖表 34:雙美歷代膠原蛋白注射劑升級特點 . 20 圖表 35:雙美生物臺灣地區膠原蛋白注射劑銷售情況 . 20 圖表 36:雙美生物營收及歸母凈利潤(百萬元;人民幣) . 21 圖表 3
16、7:雙美生物大陸營收情況(百萬元;人民幣) . 21 圖表 38:中國臺灣膠原蛋白再生劑產品獲批情況及售價(截至 2022 年 3 月) . 21 圖表 39:2020 年美國膠原蛋白注射療程與玻尿酸對比(萬例,%) . 22 圖表 40:2019 年中國膠原蛋白注射療程與玻尿酸對比(%) . 22 圖表 41:國內市場膠原蛋白與玻尿酸注射劑對比 . 22 圖表 42:內地已獲批及膠原蛋白注射劑與再生劑類產品 . 23 圖表 43:膠原蛋白及再生類產品注射部位及追求效果 . 23 圖表 44:2021 年消費者選擇醫美時效果自然為考慮因素 . 24 圖表 45:2021 年產品效果維持時間短在
17、醫美抗衰項目痛點中排第一 . 24 圖表 46:三款內地膠原再生產品推廣進度 . 24 圖表 47:中國獲批膠原蛋白注射劑產品(均為 III 類證產品) . 25 圖表 48:2021 年調查顯示消費者在眼周部位年均抗衰花費最高 . 25 圖表 49:膠原蛋白注射改善黑眼圈的原理 . 25 圖表 50:我國注射類醫美器械細分市場規模變化 . 26 圖表 51:2020 年中國醫美用戶注射針劑使用情況 . 26 圖表 52:我國獲得 III 類醫療器械證的水光產品梳理 . 26 圖表 53:國內在研膠原蛋白注射劑與再生劑類產品 . 27 圖表 54:膠原蛋白注射劑與再生針劑市場規模測測算 . 2
18、8 圖表 56:2018-2022E 中國醫美終端消費市場規模(億元) . 28 圖表 57:2016-2023E 中國輕醫美用戶規模(萬人) . 28 圖表 58:2021 年國內醫用敷料前五大參與者市場份額(按零售額計) . 29 圖表 59:2021 年醫用敷料主流廠商收入占比 . 29 圖表 60:已獲批醫用修復敷料主要廠商對比(單位:元/片) . 29 圖表 63:我國含透明質酸和膠原蛋白成分的醫用皮膚修復敷料的批文情況 . 30 2022 年 05 月 28 日 P.4 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 64:膠原蛋白原料及產品主流生產商產能擴張計劃 . 30
19、 圖表 65:膠原蛋白醫用皮膚修復敷料規模測算 . 31 圖表 66: 2015-2020 中國皮膚學級護膚市場規模 . 32 圖表 67:2021 年國內功效性護膚品市場競爭格局(零售額:億元) . 32 圖表 68:真皮層膠原蛋白減少使皺紋出現 . 32 圖表 69:淘寶在售膠原蛋白類護膚品列舉 . 32 圖表 70:膠原蛋白/膠原蛋白肽護膚品廠商及品牌產品情況 . 33 圖表 71:膠原蛋白功效性護膚品市場規模測算 . 34 圖表 72:全球高端創傷敷料市場規模情況(億美元) . 35 圖表 73:全球膠原類高端創傷敷料市場規模情況(億美元) . 35 圖表 74:口服膠原蛋白產品趨勢
20、. 36 圖表 75:膠原蛋白保健品趨勢 . 36 圖表 76:膠原蛋白保健品 Top 10 品牌 . 36 圖表 77:膠原蛋白零食銷售 Top 10 . 36 圖表 78:功能性食品品牌商列表 . 37 圖表 79:核心標的總結表(單位:億元) . 38 圖表 80:濡白天使與再生競品分析 . 39 圖表 81:愛美客 2018-2022Q1 營收及歸母凈利情況 . 39 圖表 82:愛美客 2018-2022Q1 毛凈利率(%) . 39 圖表 83:愛美客 2018-2022Q1 費用率(%) . 39 圖表 84:愛美客 2019-2021 凝膠類注射產品收入及增速. 39 圖表 8
21、5:貝泰妮 2017-2022Q1 營收、歸母凈利及增速(億元,%) . 40 圖表 86:貝泰妮 2017-2022Q1 毛凈利率(%) . 40 圖表 87:貝泰妮 2017-2021 營收構成情況(億元) . 41 圖表 88:貝泰妮 2017-2022Q1 期間費用率(%) . 41 圖表 89:貝泰妮布局膠原蛋白醫用敷料產品 . 41 圖表 90:貝泰妮 2017-2021 護膚、彩妝及醫療器械毛利率(%) . 41 圖表 91:華熙生物 2018-2022Q1 營收及歸母凈利情況 . 42 圖表 92:華熙生物 2018-2021 營收構成情況(億元) . 42 圖表 93:華熙生
22、物 2018-2021 毛凈利率情況(%) . 42 圖表 94:華熙生物 2018-2022Q1 期間費用率(%) . 42 圖表 95:華東醫藥 2017-2022Q1 營收及歸母凈利情況 . 43 圖表 96:華東醫藥 2017-2022Q1 毛凈利率(%) . 43 圖表 97:華東醫藥醫美業務營收及增速(億元,%) . 43 圖表 98:醫美業務盈利能力及業務占比(%) . 43 圖表 99:少女針線上渠道布局 . 44 圖表 100:少女針線下推廣活動 . 44 圖表 101:江蘇吳中 2017-2022Q1 營收及歸母凈利情況 . 45 圖表 102:江蘇吳中 2017-2022
23、Q1 毛凈利率(%) . 45 圖表 103:江蘇吳中 2017-2022Q1 營收構成情況(億元) . 45 圖表 104:江蘇吳中 2017-2022Q1 期間費用率(%) . 45 圖表 105:AestheFill 愛塑美第三代童顏針競品分析 . 46 圖表 106:巨子生物發展歷程 . 46 圖表 107:巨子生物核心產品枚舉 . 47 圖表 108:巨子生物 2019-2021 營收與凈利潤及增速(億元,%) . 47 圖表 109:巨子生物 2019-2021 毛凈利率 . 47 2022 年 05 月 28 日 P.5 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 1
24、10:巨子生物 2019-2021 分渠道收入及占比(億元,%) . 48 圖表 111:巨子生物 2019-2021 期間費用率(%) . 48 圖表 112:巨子生物功效性護膚品、醫用敷料及醫美產品研發進度(截至 2022 年 4 月) . 48 圖表 113:創爾生物營收、歸母凈利及增速(億元,%). 49 圖表 114:膠原貼敷料及多效修護面膜貢獻創爾生物主要營收(%) . 49 圖表 115:創爾生物產品線分布 . 49 圖表 116:膠原貼敷料經銷模式覆蓋終端以公立醫院為主(家) . 50 圖表 117:創爾生物毛凈利率(%). 50 圖表 118:錦波生物主要產品 . 50 圖表
25、 119:錦波生物營收與歸母凈利潤(億元,%) . 51 圖表 120:錦波生物營收按核心成分拆分(%) . 51 圖表 121:錦波生物毛凈利率(%). 51 圖表 122:錦波生物期間費用率(%) . 51 2022 年 05 月 28 日 P.6 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 1. 行業概覽:行業概覽:新材料新材料新藍海,多場景筑造新風口新藍海,多場景筑造新風口 1.1 膠原蛋白:膠原蛋白:獨特三螺旋,皮膚組織的生命支架獨特三螺旋,皮膚組織的生命支架 膠原蛋白膠原蛋白是是構成動物生命基礎的不溶性纖維型蛋白質構成動物生命基礎的不溶性纖維型蛋白質, 占人體總蛋白含量的 2
26、5%33%,主要存在于皮膚、肌肉、骨骼、牙齒、內臟與眼睛等處,起到支撐器官與保護機體的作用,同時又與細胞增生、成熟、分裂與信息傳遞具備密切聯系。 獨特三螺旋結構獨特三螺旋結構兼具兼具生物學活性生物學活性與與水溶性。水溶性。膠原蛋白屬于細胞外基質的結構蛋白,約占真皮組織的 95%,并在所有皮膚組織(包括表皮和皮下組織)中占據 75%,獨特的三螺旋結構使得膠原蛋白兼具生物學活性與水溶性等優勢,良好的生物學特性可在多領域得到廣泛應用: 水合作用:由甘氨酸、羥脯氨酸和羥賴氨酸形成的三螺旋結構可與水分子結合發生水合作用,使部分水以間質水的形式橋接在酰胺基和羧基之間,促進膠原自組裝并起到補水、鎖水的保濕作
27、用,可作為功效性成分應用于護膚美容領域。 生物相容性:三螺旋結構為細胞外基質構建網絡支架并起到錨定和支持作用,為細胞提供增殖分化的良好環境, 可作為角膜修復與疤痕敷料等材料用于細胞增生修復。 低免疫原性:膠原蛋白刺激機體形成特異性抗原或致敏淋巴細胞的性質較弱,可作為軟骨再生支架、微創整形器械等藥械植入人體內。 生物降解性:膠原酶的特異性作用下,可破壞膠原蛋白的三螺旋結構,將其降解為二氧化碳與水,并被人體吸收利用或代謝排出。 圖表 1:膠原蛋白在人體各部位的分布 圖表 2:膠原蛋白三螺旋結構示意圖 資料來源:Marinex、國盛證券研究所 資料來源:創爾生物招股說明書,國盛證券研究所 1)按類型
28、劃分按類型劃分:人體所含膠原蛋白有 28 種之多,其中 I 型、II 型、III 型膠原合計占比高達總膠原含量的 80-90%。1)I 型膠原蛋白:纖維直徑粗大,呈致密條束狀,是構成皮膚的主體;2)II 型膠原蛋白:主要由軟骨細胞產生,多存在于骨骼、關節、肌腱等組織;3)III 型膠原蛋白:呈疏網狀散布于 I 型膠原周圍,起到支撐組織和締結組織的作用, 并維持皮膚組織細膩柔滑。 由于成人自身真皮成纖維細胞只能合成 I 型膠原蛋白,因此隨年齡增長,人體皮膚中 I 型和 III 型膠原蛋白的比例逐步形成不可逆的下降趨勢。 I 型型及及 III 型型膠原蛋白在皮膚護理領域應用廣泛膠原蛋白在皮膚護理領
29、域應用廣泛。1)面膜領域:)面膜領域:高濃度的 I 型膠原蛋白分子間具有可形成彈力網的吸附力,應用于面膜敷料可使水分子停留在角質層,減少凈表皮失水率,達到保濕功效。2)醫療器械醫療器械:重組 I 型膠原蛋白可構筑皮膚中的膠原支撐力,重組 III 型膠原蛋白具有肌膚年輕修護力,對維持皮膚健康狀態作用明顯。3)醫美)醫美填充:填充:I 型膠原蛋白可重塑纖維網架結構,解決松弛塌陷問題;III 型膠原蛋白可恢復皮膚彈性,解決膚質膚色問題。I 型和 III 型膠原蛋白的合理配比既能鎖住皮膚儲水層中的水分又能為各種皮膚細胞提供支撐,具備良好的美容效果。 2022 年 05 月 28 日 P.7 請仔細閱讀
30、本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 3:按結構劃分膠原蛋白類型 膠原分類膠原分類 膠原類型膠原類型 分子結構分子結構 組織分布組織分布 結構結構特點特點 原纖維膠原 型 1(I)22(I) 骨骼、皮膚、肌腱、韌帶、角膜 帶狀原纖維 型 1(II)3 軟骨、玻璃體、髓核 型 1(III)3 皮膚、血管壁、網狀纖維 型 1(V)2(V) 3(V) 肺、角膜、骨骼 型 1(XI)2(XI) 3(XI) 軟骨、玻璃體 基膜膠原 IV 型 1(IV)22(IV) 基底膜 非纖維網狀結構 微纖維膠原 VI 型 1(VI)2(VI) 3(VI) 真皮、軟骨、胎盤、肺、靜脈血管壁、椎間盤 微纖維網絡
31、,珠狀纖維 錨定膠原 VII 型 1(VII)3 皮膚、口腔黏膜、子宮頸 二聚體結構 六邊網狀膠原 VIII 型 1(VIII)22(VIII) 內生細胞等 六邊形晶格 X 型 1(X)3 增生軟骨 FACIT IX 型 1(IX)2(IX) 3(IX) 軟骨、玻璃體、角膜 中斷三螺旋纖維 XII 型 1(XII)3 軟骨、韌帶、腱 XIV 型 1(XIV)3 真皮、腱、靜脈血管壁、胎盤、肺、肝 XIX 型 1(XIX)3 橫紋肌肉瘤 XX 型 1(XX)3 角膜上皮細胞、胚胎皮膚、胸骨軟骨、腱 XXI 型 1(XXI)3 靜脈血管壁 跨膜膠原 XIII 型 1(XIII)3 表皮、毛囊、肌內
32、膜、腸、肺、肝 二聚體結構 XVII 型 1(XVII)3 表皮 多重膠原 XV 型 1(XV)3 纖維原細胞、平滑肌肉細胞、腎、胰腺 多孔網狀結構 XVI 型 1(XVI)3 纖維原細胞、胞衣、角化細胞 - 資料來源:膠原蛋白與 VI 型膠原蛋白的結構概述、ChemicalBook、國盛證券研究所 2) 按纖維型劃分) 按纖維型劃分: 可分為成纖維膠原和非成纖維膠原兩大類。 人體中、 、 、 、 和型等含量最多的膠原均為成纖維膠原, 占據膠原總數的 90%, 可起到細胞支架、固定等作用;其余則為非成纖維膠原,是連接表皮與真皮的重要結構。 3)按制備技術劃分按制備技術劃分:按照制備技術可分為動
33、物源、明膠、水解、重組膠原蛋白四類: 動物源膠原蛋白由動物組織中提取純化而來,完全保留三螺旋結構與生物學特性,是當前的主要制備技術,可廣泛應用于醫學、化妝品、食品工業等領域。 明膠膠原蛋白為膠原蛋白在高溫下的變性產物,三螺旋結構受到破壞被打開,具有高親水性與安全性,多作為膠漲劑應用于糕點、果醬等食品加工領域中。 水解膠原蛋白為膠原在蛋白酶水解后得到的產物,缺少三螺旋結構,相對分子質量較小且易于降解,多應用于營養保健品與日用品等領域。 重組膠原蛋白是利用基因工程技術將人體膠原蛋白基因進行特定序列設計后重組產生, 具備更高的安全性與生物相容性, 可在原有領域實現對動物源膠原蛋白的替代。 圖表 4:
34、四類膠原蛋白特點及其應用方向 動物源膠原蛋白動物源膠原蛋白 明膠膠原蛋白明膠膠原蛋白 水解膠原蛋白水解膠原蛋白 重組膠原蛋白重組膠原蛋白 特點 保留三股螺旋結構、當前產量高 膠原蛋白在高溫下的變性產物,三股螺旋結構打開 膠原蛋白的水解產物,相對分子質量更小 高純活性、人源化、溶解性好、工藝無病毒無動物源成分 應用方向 醫療器械 藥物包被 保健食品 醫療器械 組織工程 血漿擴容 固體飲料 組織工程 再生醫學 食品添加 日化材料 再生醫學 藥物控釋 工業助劑 診斷輔助 細胞培養 資料來源:膠原的開發及利用,國盛證券研究所 2022 年 05 月 28 日 P.8 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀
35、本報告末頁聲明 1.2 制備技術:動物源制備技術:動物源酶法酶法提取提取 VS 人源人源基因基因重組體系重組體系 動物源提?。簜髦苽浼夹g,受限安全風險。動物源提?。簜髦苽浼夹g,受限安全風險。當前動物源提取法仍以技術成熟,應用廣泛等特點位居主流制備法,主要通過熱水法、酸法、堿法及酶法等四類方法提取后再由膜分離、免疫原性清除等方法分離純化后制得,其中酸法與酶法產業化進程領先: 酸提取法:將動物原料進行預處理后置于低離子強度的酸性介質中進行溶解,通過鹽析、透析等步驟得到酸溶性膠原蛋白。酸提取法處理后三螺旋結構完整,能保持較好的生物學特性,是目前較為常用的提取方法之一。 酶提取法:利用蛋白酶限制性切割
36、膠原蛋白的末端肽,剩余主體部分可溶于中性或酸性溶液中,提取出的酶溶性膠原蛋白膠原純度高、理化性質較好,是快速獲得高品質膠原蛋白的有效途徑, 酶法提取酶法提取以高效率、高產量、高純度以高效率、高產量、高純度占據技術占據技術上風上風。病毒感染風險與免疫原性是動物源膠原蛋白的痛點,因此在高純度與提取率的情況下,實現有效清除免疫原性片段并保證三螺旋結構穩定性與生物活性成為動物源提取技術的核心壁壘。 對比四類主流提取技術,酶法提取可完整保留膠原蛋白三螺旋結構,提取純度高、速度快、產率大、質量優,可用于高附加值產品開發。 圖表 5:動物源膠原蛋白制備方法對比 熱水提取熱水提取 酸法提取酸法提取 堿法提取堿
37、法提取 酶法提取酶法提取 原理 將原料進行脫灰和脫鈣預處理后浸入一定溫度的水中,通過純化過程提取 在低離子強度的酸性介質中破壞膠原蛋白分子間的鹽鍵,通過鹽析得到酸溶性膠原蛋白 利用堿性物質等浸漬處理提取膠原蛋白的方法 利用蛋白酶限制性切割膠原蛋白的末端肽,并提取出酶溶性膠原蛋白 制備時間 短 長 較長 較短 制備成本 低 較低 較高 較高 結構保留 高溫時三螺旋結構被破壞,結構發生改變 處理后三螺旋結構完整 提取時間過長會造成肽鍵水解 保留完整三螺旋結構及特有生物活性 提取效果 失去分子活性 端肽區域保留,含免疫原性風險 膠原蛋白分子量較低 膠原純度高、理化性質好 應用 基本不具備應用價值 成
38、本較低,經濟價值高,是目前較為常用的提取方法之一 不適于生物利用,通常與酸提取相結合 可快速獲得高品質膠原蛋白,用于高附加值產品開發 資料來源:動物源膠原蛋白提取及應用研究進展、創爾生物招股書,國盛證券研究所整理 政策政策支持支持重組膠原蛋白產業規范化高質量發展。重組膠原蛋白產業規范化高質量發展。2021-2022 年國家藥監局先后頒布三項行業標準及政策,分別對重組膠原蛋白生物材料命名、產品監督管理及質量控制等作出規范要求, 其中 2021 年由國家藥監局頒布的 重組膠原蛋白類醫療產品分類界定原則明確規范三類重組膠原蛋白生物材料命名術語:強調 I、II、III 型別膠原蛋白特征詞區分,規定使用
39、重組人膠原蛋白、重組人源膠原蛋白、重組類膠原蛋白等三類 A 級核心詞與溶液、凍干粉、凝膠、海綿、纖維與其他等六類 B 級核心詞,奠定行業產業化發展基礎。行業標準的逐步完善為重組膠原蛋白良性發展構建良好的競爭環境,相關政策也為產品的合規性提供了有效背書,在確立安全有效質量可控的生產體系基礎上為新技術推廣應用提供有力保障。 2022 年 05 月 28 日 P.9 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 6:國內膠原蛋白相關政策一覽 時間時間 頒布主體頒布主體 政策政策 主要內容主要內容 2016.3 國務院 關于促進醫藥產業健康發展的指導意見 明確加強生物活性、 等效性、 利用度
40、等生物藥性能研究, 利用現代生物技術改進傳統生產工藝,大力推廣基因工程、生物催化等生物替代技術 2017.5 國家科技部辦公廳 “十三五” 醫療器械科技創新專項規劃 在生物醫用材料領域以“組織替代、功能修復、生物調控”為方向,加快發展生物醫用材料基因組及植入材料等新技術,促進組織工程與再生醫學臨床應用。 2021.3 國家藥監局 重組膠原蛋白生物材料命名指導原則 進一步規范重組膠原蛋白生物材料命名,推動新型生物材料高質量發展 2021.4 國家藥監局 重組膠原蛋白類醫療產品分類界定原則 進一步加強重組膠原蛋白類醫療產品監督管理,推動產業高質量發展 2022.1 國家藥監局 重組膠原蛋白行業標準
41、 規定重組膠原蛋白的質量控制要求、檢測指標及其檢測方法等 資料來源:國家發展和改革委員會,科技部,NMPA,國盛證券研究所 基因工程基因工程重組重組:安全高效的新興制備技術。:安全高效的新興制備技術。膠原蛋白重組技術以基因工程根據膠原蛋白基因序列構建重組表達質粒載體,并將表達載體電轉化至菌株獲得基因工程菌種,對其進行發酵罐發酵、純化及鑒定。根據重組膠原蛋白生物材料命名指導原則 ,重組技術可分為:1)重組類膠原蛋白:由人體膠原蛋白功能區域的 mRNA 逆轉錄為 cDNA,并重組修飾后形成的特定基因編碼的氨基酸序列或片段組合, 當前主要廠商為巨子生物; 2)重組人源化膠原蛋白:由人體中膠原蛋白功能
42、區基因序列的部分區域重組制成的人膠原蛋白特定型別基因編碼的全長或部分氨基酸序列片段,當前主要生產廠商包含錦波生物、創健醫療等; 3) 重組人膠原蛋白: 具備三螺旋結構的人膠原蛋白特定型別基因編碼的全長氨基酸序列,目前尚無規模廠商達到全人源重組水平。 基因序列、發酵與純化共筑重組技術壁壘?;蛐蛄?、發酵與純化共筑重組技術壁壘。三類重組膠原蛋白的核心區別在于表達體系建立、宿主選擇、蛋白表達、蛋白純化、蛋白保存等,且隨著基因序列同源性與相似度提升,膠原蛋白載體表達產率與生物活性功能性出現相應提升。1)基因工程構建:將人體膠原蛋白基因與質粒載體結合制成工程菌,并修飾工程去除端肽,其中合適的氨基酸序列有
43、利于蛋白形成三螺旋結構,質粒載體相當于生長的母體,兩者結合之后能夠形成比較完整、能繁殖的重組菌;2)高密度發酵決定產量:將制備好的重組菌置入發酵罐中進行定向轉化與繁殖,選擇高表達量的菌株,控制 pH 值、溫度及溶氧控制等發酵條件可決定菌種生長及膠原蛋白產量高低,這一過程提供豐富的營養物質(氨基酸、維生素等) ,讓重組菌在盡可能短的時間內繁殖更多;3)分離純化決定純度:選取金屬離子親和層析(IMAC)、免疫親和層析(FC)等先進純化方法可從發酵罐內分離雜質提取高純度的重組膠原蛋白。 微生物表達為主流重組蛋白構建體系。微生物表達為主流重組蛋白構建體系。重組膠原蛋白合成需構建表達體系,將目的基因和載
44、體連接后導入到不同宿主細胞(包括動物、植物及微生物) ,再進行發酵誘導表達重圖表 7:三類重組膠原蛋白技術分類與產品特點對比 類型類型 技術方式技術方式 載體表達產率載體表達產率 生物活性生物活性 代表代表廠商廠商 重組類膠原蛋白 由 DNA 重組技術制備經設計、修飾后的特定基因編碼的氨基酸序列或其片段,或是功能性氨基酸序列片段的組合;其基因編碼序列或氨基酸序列與人膠原蛋白的基因編碼序列或氨基酸序列同源性低 巨子生物 重組人源化膠原蛋白 由 DNA 重組技術制備的人膠原蛋白特定型別基因編碼的全長或部分氨基酸序列片段,或是含人膠原蛋白功能片段的組合 錦波生物、聚源生物、創健醫療 重組人膠原蛋白
45、由 DNA 重組技術制備的人膠原蛋白特定型別基因編碼的全長氨基酸序列,且有三螺旋結構 尚無廠商以全人源技術生產 資料來源:NMPA,國盛證券研究所 2022 年 05 月 28 日 P.10 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 組膠原蛋白。由于動植物表達體系培養難度大且成本較高,當前商業化生產主要選擇以大腸桿菌及酵母體系為主的微生物表達體系。1)大腸桿菌制備方法成熟:穩定性與可控性良好,因生長周期短、生產成本低等優勢占據較大生產份額,但由于是原核生物缺乏翻譯后加工系統。2)酵母表達系統發展完善:包含畢赤酵母的發酵體系、啤酒酵母的發酵體系。作為真核表達系統具有翻譯后修飾等優點,可用
46、于表達外源蛋白并不產生內毒素。其中畢赤酵母生長快速,分子遺傳學操作容易,且具有強烈好氧生長偏愛性,可進行細胞高密度培養并用于大規模工業化生產。 基因工程重組技術基因工程重組技術以高效、高質、安全等特點成未來行業主流以高效、高質、安全等特點成未來行業主流。較傳統動物源制備技術而言,基因工程可實現膠原蛋白生產成本與性能方面的顯著提升,已成為膠原蛋白行業的大勢所趨:1)技術與成本:動物膠原蛋白制備的單次設備成本較低,但提取原料成本高昂,制備周期較長;重組膠原蛋白技術研發與設備成本昂貴,但合成周期較短,原料成本便宜,規模效應明顯。2)穩定性對比:動物源膠原蛋白可保留多重螺旋結構,力學結構與穩定性優越,
47、重組膠原蛋白具備單螺旋結構,水溶性與保濕效果良好,可用于功能性敷料與護膚品領域。3)安全性對比:動物源膠原蛋白可能存在病毒感染風險或引起人體免疫反應,而重組膠原蛋白可有效避免病毒隱患與免疫反應,保證醫學應用安全。 圖表 8:動物源膠原蛋白與重組膠原蛋白對比 分類分類 動物源膠原蛋白動物源膠原蛋白 重組膠原蛋白重組膠原蛋白 原材料 牛蹄筋(占比達 1/3) 、豬蹄、豬皮、雞皮、魚皮、軟骨等 克隆一段 DNA,移植后用大腸桿菌或酵母菌進行發酵 提取方法 酸法提?。核岱ㄌ崛。禾崛r間長、產率較低;成本低 酶法提?。好阜ㄌ崛。悍磻獣r間短,產品純度高,理化性質好 基因工程:基因工程:將人體膠原蛋白基因進
48、行特定序列設計、酶切和拼接、連接,并通過發酵生產重組人源膠原 周期時間 周期長,全過程需要一個月 周期短,一般周期為 10 天左右 固定成本 一次性設備成本較低,提取對基礎設施空間要求較大 一次性設備成本(主要為發酵設備)和研發成本較高 生產成本 原材料成本高,全部采購過程需要備案 原材料成本低,具備規模效應,菌株可以重復使用 安全性 可能存在安全性疑慮,或引起免疫反應 無病毒隱患,源于人類基因,不會引起免疫反應 結構對比 多重螺旋結構,大部分不溶于水 重組類膠原蛋白:單螺旋結構,分子量小,溶于水 重組人源化/重組人膠原蛋白:具有完整三螺旋結構 保存環境 超過 40 度變性 超過 72 度變性
49、,可常溫保存 代表企業 雙美生物(膠原蛋白注射劑、護膚品) ) 創爾生物(醫用敷料、功能性護膚品) 益而康生物(人工骨、止血材料等) 重組類膠原蛋白:巨子生物(醫用敷料、功能性護膚品) 重組人源化膠原蛋白:錦波生物(重組膠原蛋白注射劑,化妝品) 資料來源:創爾生物招股書,雙美生物官網,錦波生物招股書,國盛證券研究所 量產與結構性問題仍為重組技術發展桎梏量產與結構性問題仍為重組技術發展桎梏。當前我國重組膠原蛋白技術仍處研發中,短期內仍面臨技術與規模復制難度。重組技術的核心是膠原蛋白的翻譯后修飾,具有熱穩定性的重組膠原蛋白需要高水平的表達體系與足夠的 P4H 進行活性催化。 但當前技術路徑難以實現
50、充分羥基化,并導致生理溫度下膠原蛋白的基本螺旋構象遇熱不穩定,影響其在針劑注射領域中的填充與支撐作用。從產量角度看,P4H 共表達技術階段限制重組膠原蛋白的大規模商業化進程,當前主流微生物重組表達宿主細胞不能提供充足 P4H,羥基化修飾能力較弱,對比天然膠原蛋白的羥基化效率較低,重組技術在制備產量與純度方面仍有提升空間。 中短期看好敷料與護膚品應用,長期針劑中短期看好敷料與護膚品應用,長期針劑商業化機遇可期。商業化機遇可期。當前頭部公司的膠原蛋白提取與重組技術均取得重大突破,膠原蛋白產品已具備突出的補水保濕、修復抗衰等皮膚護理功效,在輕醫美趨勢下,有望發揮其在敷料與功效性護膚品市場中高消費頻次