生物制药上游产业分析-细胞培养基市场及发展趋势

    2022-06-22 10:58

    中国生物制药市场概览

    生物药市场概览和分类  

    生物药主要包括疫苗,血液和血液制品,抗体及重组蛋白,基因和细胞治疗及其他。得益于我国生物药研发投入的不断增加,以及国家对于生物创新药的大力支持,近年来,我国生物药市场增长迅速,并带动了其上下游产业的蓬勃发展。

    中国生物药市场规模按化学药和生物药拆分

    生物药目前在中国医药市场中的占比较小,但增速数倍于同期的化药及中药板块。按照收入计算,2016年至2020年的复合年增长率达到17.1%。生物药市场预计于2025年达到8,116亿人民币,2020年至2025年的复合年增长率预计为18.6%。

    来源:弗若斯特沙利文分析

    中国抗体市场概览

    2017年以来,我国上市抗体药物持续增加,抗体药物市场不断扩大,带动其上游的生物制药工艺不断完善和进步,并催生出一批国产生物工艺公司,覆盖的行业包括细胞培养基,生物反应器,一次性生物工艺耗材,过滤及纯化产品等。

    来源:弗若斯特沙利文分析

    单克隆抗体药物在中国的种类较少、覆盖率低。从2017年开始, 国家医疗保险制度在单抗药物覆盖面方面显著扩大, 这将提高未来单抗处方的渗透率。同时, 免疫治疗产品的引入,例Opdivo、Keytruda等PD-1抑制剂在中国的获批,将进一步促进中国单抗市场的扩大。2020年,中国单克隆抗体市场规模为411亿人民币,预计到2025年, 该市场将增长到2,066亿人民币,2020年到2025年的年复合增长率为38.1%。

    来源:弗若斯特沙利文分析

    中国疫苗市场概览

    中国人用疫苗市场包含一类疫苗和二类疫苗。整体疫苗市场规模从2016年的271亿人民币增长至2020年的744亿人民币,2016年到2020年的复合年增长率为28.7%。疫苗市场规模在未来几年将继续保持增长,预计于2025年达到1,801亿人民币,2020至2025年的复合年增长率为22.9%。

    来源:弗若斯特沙利文分析

    随着新冠疫情的爆发和新冠疫苗的不断上市,国际与国内对于疫苗的产能需求提高,对用于疫苗生产的细胞培养基的需求也随之增加。此外,新型新冠疫苗,如腺病毒疫苗,mRNA疫苗等需要区别于传统人用疫苗(如狂犬疫苗等)的细胞培养基进行生产,促进了细胞培养基工艺的进步及多样化发展。

    中国培养基市场概览

    生物药生产流程概览

    生物药的生产流程主要包括上游细胞株的构建与细胞培养,以及下游蛋白的分离纯化及质控与制剂。相比于传统化药的生产,生物药的生产总体上难度更高、更为复杂。

    来源:弗若斯特沙利文分析

    生物药的生产过程中,需要具体且精准地设置参数与控制条件,任何一个环节的轻微变动都可能引起生物药性能改变,如:免疫原性、副作用、药效等等。除了药物本身的有效性和安全性之外,生物药的大规模商业化生产离不开成本、效率等等商业因素的考量,因此,生物药上游的工艺开发和大规模生产的重要性十分凸显,并反映在生物药生产的不同层级的要求之中。

    来源:弗若斯特沙利文分析

    在商业化生产中,细胞培养技术主要包括批次流加培养和连续灌流培养,批次流加培养技术是目前的主流。通常从细胞复苏到最终生物反应器培养需要经历4-5步的放大过程以保持工艺的稳定性和一致性。每一生产批次往往需要花27-3天的时间以及一百万到两百万人民币。细胞培养后,额外需要大约5-7天进行蛋白的捕获及纯化。

    来源:弗若斯特沙利文分析

    细胞培养基介绍

    细胞培养现在已成为应用于生命科学的主要技术之一,它是从生物机体中取出部分组织分散成单个细胞或直接从机体取出单个细胞,并将它们在有利于生长的人工环境中培养的统称。细胞最适生长的基本环境要求是:控制的温度,良好的细胞附着基质和适当的培养液和培养箱,能够保持正确的pH值和渗透压。

    培养基是生物医药核心原料之一,其性能可直接影响产物表达量的高低,进而影响生物药的生产效率和生产成本。培养基开发的技术壁垒高 、工艺复杂, 配方一般包含 70-100种不同化学成分(包括糖类、氨基酸、维生素、无机盐、微量元素、促进生长的因子等),需要通过分析细胞特性和工艺试验确定适合细胞生长的配方组份,并经工艺优化实现大批次稳定生产。

    来源:弗若斯特沙利文分析

    中国细胞培养基市场

    2020年,中国培养基市场规模达到了15.2亿人民币,2016-2020年的复合年增长率为32.3%,预计2025年中国细胞培养基市场规模将达到54.4亿人民币,2020-2025年的复合年增长率为29.0%。

    来源:弗若斯特沙利文分析

    培养基市场发展驱动力分析

    1)     抗体药物市场快速放量。随着近年来的一系列改革政策的出台和深入执行,抗体药物在研发、生产和临床使用都得到了极大的改善,创新抗体药物不断上市以对接未被满足的临床需求,药物价格谈判进入医保极大改善病人的支付能力,本土科研的发展使得生物类似药不断加入市场竞争,进一步增加惠及更广大支付能力有限的病人群体。一系列因素将持续驱动抗体药物市场快速发展,并增加上游生产中对培养基的用量。

    2)     政策环境利好。2021年工业和信息化部,国家发展和改革委员会等组织联合发布的《“十四五”医药工业发展规划》中,提出要重点开发超大规模(≥1 万升/罐)细胞培养技术,双功能抗体、抗体偶联药物、多肽偶联药物、新型重组蛋白疫苗、核酸疫苗、细胞治疗和基因治疗药物等新型生物药的产业化制备技术,生物药新给药方式和新型递送技术,疫苗新佐剂。此外,政策中还提出要紧跟疫苗技术发展趋势,基于应对新发、突发传染病需求,支持建设新型病毒载体疫苗、脱氧核糖核酸(DNA)疫苗、信使核糖核酸(mRNA)疫苗、疫苗新佐剂和新型递送系统等技术平台,推动相关产品的开发和产业化。此外,国家出台多条政策大力支持创新生物药发展,不断上市的新型生物药将持续促进其上游细胞培养基市场的增长。

    3)     培养基工艺的不断完善。培养基是生物药生产的关键原材料之一,是人工模拟细胞在体内生长的营养环境,提供细胞营养和促进细胞生长增殖的物质基础,由于血清价格高昂、质控困难等原因,无血清培养基正在逐渐成为主流,但其在开发过程中有较大的技术难度,需要丰富的经验和技术积累以论证不同添加剂对细胞系的作用,最终实现增加生物药表达量的目的。培养基开发技术的不断演进将对生物药产率有积极作用,将有效降低成本,增加竞争力或可及性,驱动整体培养基市场不断发展。

    中国培养基市场发展趋势分析

    1)     国产替代。随着价格谈判及带量采购等举措的深入实施,生物药正在面临前所未有的价格压力,生产成本的降低能有效缓解厂商的竞争压力,国产培养基厂商将通过灵活的定价策略不断占领国内市场。随着国产公司在培养基工艺技术开发和定制化服务方面的技术积淀和质量的提升与改进,在部分产品已经具有较强的竞争力。此外,国产厂商经过多年的商业化耕耘,培养了一批用户黏度较高的工业培养基用户,随着其产品从临床阶段逐步上市后,预计其相应的国产培养基需求量会迎来放量。

    2)     市场持续增长。随着近年来的一系列改革政策的出台和深入执行,抗体药物在研发、生产和临床使用都得到了极大的改善,创新抗体药物不断上市以对接未被满足的临床需求,药物价格谈判进入医保极大改善病人的支付能力,本土科研的发展使得生物类似药不断加入市场竞争,进一步增加惠及更广大支付能力有限的病人群体。这些因素将持续驱动抗体药物市场快速发展,并增加上游生产中对培养基的用量。

    3)     培养基产品定制化。除了较为成熟抗体药物、疫苗产品市场的有机增长不断带动培养基的需求,培养基在生物药生产中的应用范围也正在向细胞疗法、基因治疗等领域不断延伸,此类疗法对产品的生产工艺流程技术以及质量要求高,更多需要定制化的生物工艺。 

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