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重组胶原蛋白迎新规:步入规范期,原料研发还能有哪些惊喜?

文章作者:作者 人气:发表时间:2023-04-18 10:38:35

重组胶原蛋白市场的新物种有了新规。

近日,国家药品监督管理局审定通过YY/T 1888-2023《重组人源化胶原蛋白》医疗器械行业标准(以下简称重组胶原蛋白行业标准)。巨子生物、锦波生物、暨源生物、创健医疗、丸美股份、华熙生物、福瑞达生物股份等国内聚焦化妆品的企业或在原材料研究和应用上越来越“卷”。

多位业内人士对中国商报记者表示,重组胶原蛋白市场仍处于“试水”阶段,新规的发布或将推动更多新企业进入。但是,对于企业来说,目前重组胶原蛋白相关产品的标准尚不明晰,研发成本较高。后期进入重组胶原蛋白市场的企业若未能产生更多的成果转化,新概念或将成为其“新枷锁”。

胶原蛋白的分子量比较大,且有三螺旋结构,现在能用合成生物技术做成全链长、具有三螺旋结构胶原蛋白的公司很少。从技术成熟度上看,如果说玻尿酸的生物合成技术已经可以做到95分,重组胶原蛋白可能只能打70多分。

尽管重组胶原蛋白赛道已产生了“阶段性龙头”,但由于技术尚未完全突破,下游应用于医疗器械方向的三类证寥寥无几,各家仍在功效护肤、二类器械拓展渠道,重组胶原的市场教育尚未如玻尿酸那么成熟,导致营销费用不断上涨。不过,技术上存在未被满足的需求,也意味着重组胶原蛋白并非单纯的巨头游戏,刚入局的新技术玩家仍有破局机会。

1、技术突破:菌株改造、工业量产

2023年初,国家药监局审核通过了《重组人源化胶原蛋白医疗器械行业标准》,将于2023年7月开始实施,也被认为是行业走向规范的风向标。

重组胶原蛋白迎新规:步入规范期,原料研发还能有哪些惊喜?

重组胶原蛋白开发的技术难点包括:目标DNA序列提取、工程菌制备、工程菌后期的培养表达;复制的氨基酸序列较长时,能否形成较牢固的三螺旋结构;分离纯化工艺和规模化量产等。选取的氨基酸序列片段长短及能否形成三螺旋结构,成为重组胶原蛋白技术突破的关键要点。

根据国家药监局发布的《重组胶原蛋白生物材料命名原则》,按照选取的氨基酸序列片段长短、与人胶原同源性从低到高,依次分为重组类人胶原蛋白、重组人源化胶原蛋白、重组人胶原蛋白。

以“豆角”作为类比,若将天然豆角看作人自身的胶原蛋白,那么重组人胶原蛋白就是通过基因工程制造出一模一样的豆角,即具有与人胶原一致的全长氨基酸序列、三螺旋结构;而重组人源化胶原蛋白,则只选取部分氨基酸序列片段,进行重复拼接,类似于下图拼接的豆角;重组类人胶原蛋白,是指短氨基酸片段拼接、且同源性较低,功能片段组合可能会影响胶原原有的功能。

“胶原蛋白是一个大分子结构,非常复杂。基础科研对胶原蛋白的研究还没有透彻,比如全长上千个氨基酸序列的作用机理是什么,哪些需要,哪些不需要。且长链的胶原蛋白很难通过基因工程生产出来,即便技术先进的以色列公司CollPlant ,也是做了5段拼接整合(将五种人源化基因引入烟草植物底盘),很难直接生产出全链长的重组胶原蛋白。”一位胶原蛋白行业资深从业者介绍道。

据了解,基于氨基酸序列的选择和长短,各家差异显著。山西锦波生物选择了三型胶原蛋白上30个氨基酸高活性功能区,将这一片段首尾相接,复制了16倍;江苏创健生物选取了三型胶原蛋白上的229个氨基酸基础序列和活性点位,复制了2倍;聚源生物选择了500多个氨基酸序列,上述三家都是主攻重组人源化胶原蛋白。

重组胶原蛋白所选取功能性氨基酸序列片段是否与人胶原蛋白一致,影响着产品的安全性和有效性,通常同源性,即和人胶原序列的一致性要在60%以上。不过,在复杂的体系中,这只是影响要素之一,最终功效和安全性还是需要看人体试验结构。

另外,在生物合成过程中,底盘菌株的选择和改造,对最终重组胶原蛋白的产率、内毒素、后续分离纯化工序等影响显著。据了解,当前主要的模式菌株仍是大肠杆菌和毕赤酵母菌,锦波生物和巨子生物选择了大肠杆菌作为主要底盘,创健生物和聚源生物则选择了毕赤酵母菌,两者微生物表达体系各有利弊。

除了前端的菌株改造,在生产过程中,后续的分离纯化工艺也非常重要,既决定着生产成本,也决定着产品纯度及售价区间。据了解,此前这一环节缺乏人才,但随着抗体药物生产技术的成熟,在制药领域积累的人才也可迁移至胶原蛋白的分离纯化。蛋白的纯度和回收率,主要由相应的技术和设备调控影响,依赖于有经验的生物发酵工程师。、

在产能方面,当前巨子生物胶原蛋白年产能10.88吨,正在扩产至212.5吨;创健医疗具备30吨规模稳定发酵纯化技术,原料供给量超2.5吨;聚源生物10吨原料产线于2023年初建成,并完成试生产;锦波生物目前年产能约0.1吨,除重组胶原蛋白外,还有抗HPV生物蛋白等产品。

2、步入规范期,原料研发还能有哪些惊喜?

当一个技术驱动型的行业取得了大量关键技术突破时,建立标准、引导、规范行业正向有序发展已是迫在眉睫。2022年8月1日,中华人民共和国医药行业标准《重组胶原蛋白》(YY/T1849-2022)正式实施。该文件由国家药监局提出,中国食品药品检定研究院归口。除了四川省药品检验研究院(四川省医疗器械检测中心)、山东省医疗器械和药品包装检验研究院等单位之外,巨子生物、锦波生物等主打重组胶原蛋白的科研企业凭借核心技术和科研实力也成为起草单位参与其中。

标准内容显示,该文件规定了重组胶原蛋白的质量控制要求、检测指标及其检测方法等,这份文件的发布,将在很大程度上引导重组胶原蛋白的规范化、标准化发展。

随着重组胶原蛋白行业步入规范化发展,重组胶原蛋白背后所代表的合成生物学领域也正在涌现着国产科研力量。

不管是《胶原蛋白材料》入选“先进化工材料关键技术丛书”,还是巨子生物、锦波生物为代表的中国高新技术企业持续探索重组胶原蛋白更广阔的应用场景。上游端围绕原料展开的激烈战场里,中国企业参与原料核心技术研发的热情也明显提升。除开重组胶原蛋白外,更多的原料新探索正在出现。

例如,在人工晶状体赛道,西安眼得乐成功研发和生产出了第四代人工晶状体材料——交联聚烯烃。有关交联聚烯烃人工晶状体相关研究成果不仅在全球最具权威性的三大眼科会议之一——美国白内障和屈光外科学会(ASCRS)上获了奖,成为在该会议中首个获奖的中国本土企业,还启动了国内和欧洲、美国的临床试验,并期待未来获得全球上市许可。

从重组胶原蛋白到最新一代人工晶状体材料,从皮肤护理到眼科,中国本土企业们都在致力于完成从”me too”到”me better”甚至到“me only”的转变,都体现出中国本土企业对获取关键技术的不懈追求,而未来中国本土企业一定会在多个行业、多个赛道多点开花,走向全产业链一体化之路。

3、成就下一个“茅”,还需要时间

在玻尿酸赛道,已经跑出了“三剑客”爱美客、华熙生物、昊海生科,其中爱美客以千亿市值、百倍市盈率。当前,微生物发酵法已经成为玻尿酸制备的主流方法,而与之相比,当前胶原蛋白赛道中,动物源胶原市场份额超过半壁江山,重组胶原蛋白仍处于追赶阶段。

重组胶原蛋白迎新规:步入规范期,原料研发还能有哪些惊喜?

据弗利斯特沙利文数据显示,2021年重组胶原蛋白产品市场规模达108亿元,预计至2027年有望增长至1083亿元,期间复合年均增长率达42.4%,在胶原蛋白产品中的渗透率由37.7%提升至62.3%。而2021年,透明质酸原料销量已达到720吨/年,广泛应用于医药、日化和食品中,仅玻尿酸功效护肤品一项市场规模就达到78亿元(巨子生物招股书数据)。

现阶段,除了当前扎堆的III型重组人源化胶原蛋白外,也有厂商开始研发II型、XVII型重组胶原蛋白,以寻求差异化。在重组胶原蛋白原料领域,上游原料端尚未有企业达到在华熙生物在玻尿酸领域的龙头位置,未来行业是否会形成一超多强的格局,仍需持续观察。

在保湿、修复、美白、抗衰等功能加持下,重组胶原蛋白赛道已跑出了锦波生物、巨子生物两家上市公司。如何在功能保留最大化的基础上,实现生产环节的降本增效增量,成为重组胶原蛋白产业化的关键。

资本市场上,2022年华熙生物收购益尔康51%的股权,获得动物源胶原蛋白的同时,下场进入重组胶原蛋白赛道;资生堂官宣领投创健医疗近2亿元;未名拾光、溯华等初创公司也拿到新一轮融资;合成生物新锐企业蓝晶微生物、态创生物等也正在研发重组胶原蛋白。

重金驱动下,重组胶原蛋白市场迅速发展,巨子生物、聚源生物等厂商纷纷建设新产线、拓产能,有专家直言未来2-5年,重组胶原蛋白的成本将下降10倍以上。聚源生物创始人邹朝晖表示,考虑添加的起效剂量,当重组胶原蛋白价格降至玻尿酸的10倍左右,就有望大规模应用至妆品、功能食品等领域。