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(报告出品方/作者:华创证券,郑辰、万梦蝶)
一、细胞培养基行业概览
(一)细胞培养基概念、分类及发展历程
细胞培养是指在体外模拟体内无菌、温度、酸碱度和营养条件,使细胞在体外生长、繁 殖并维持主要结构和功能的技术。从最初细胞仅能体外存活几个小时,到可以连续增殖 供基础研究,到成为“细胞工厂”生产药物,再到被充分调控分化以细胞本身作为药物, 细胞培养技术是生物技术中最基础和核心的技术,其进步代表生物医学的发展方向。细 胞培养基成分一般 70-100 种左右,通常包括适当的细胞能量来源和调节细胞周期的化合 物。典型的细胞培养基还需要补充氨基酸,维生素,无机盐,葡萄糖和血清等。细胞培 养基对细胞成长意义重大,可提供细胞营养成分、提供促生长因子及激素、调节渗透压、 调节 pH 并提供无毒、无污染的细胞生长环境,是细胞培养最关键和必不可少的原材料。
细胞培养基按照配制原料来源可分为天然培养基和合成培养基。天然培养基包括生物液 体样品(如血浆、血清等)、组织提取物等,仅由天然生成的生物液体组成,适用于多种 不同的动物细胞培养,但成分具有不确定及不稳定性,培养可重复性差。合成培养基通 过人为添加营养物质(有机物和无机物)、维生素、盐、血清蛋白、碳水化合物、辅因子 等制备而成,根据蛋白/多肽提取物等不确定成分含量可进一步划分为含血清培养基、低 血清培养基、无血清培养基(无血清、无血清无蛋白、化学成分确定),成分确定性递增。 早期含血清/低血清培养基配方相对简单,营养物质含量低,需要添加一定浓度血清,但 血清中补体、抗体、细菌毒素等会影响细胞生长甚至造成细胞死亡,而且血清成分复杂 未知、批次间差异大、易引入污染物(包括外源病毒及支原体等),归属低端培养基产品。 无血清培养基具备多种优势:1、避免血清对细胞的毒性和血清源性污染;2、组分稳定, 成分明确,便于下游分离和纯化;3、特异性高,一般会针对特定细胞进行成分优化,为 细胞提供更优的生长条件,能够支持细胞高密度生长,维持较高细胞活率,进一步提高 蛋白和病毒表达量,属于中高端培养基产品。
自 19 世纪末使用温生理盐水至今,培养基已发展了百余年,经历了从天然培养基到合成 培养基,从含血清培养基到低血清培养基到无血清培养基,从无血清培养基到无蛋白培 养基和完全化学成分确定培养基的发展过程。1997 年 Gibco 推出 CD CHO,第一个完全 化学成分确定培养基(CDM),标志着培养基开发从此进入一个全新的时代。2000 年后, 无动物源 CDM 持续优化,从而支持高密度培养和高产物表达。
(二)细胞培养基是生物工艺解决方案重要产品之一
细胞培养基产业链上游是培养基原材料如氨基酸、糖类、无机盐、维生素等供应商;中 游是培养基生产商,海外厂商包括赛默飞、丹纳赫、默克等,国产厂商包括奥浦迈、澳 斯康、倍谙基、多宁生物等;下游应用场景主要包括科学研究和生物制药生产领域。科 学研究一方面用于基础研究,另一方面用于药物研发;生物制药生产领域主要包括疫苗、 蛋白抗体、细胞/基因治疗药物生产,因此下游主要包括高校及科研院所、生物制药研发 生产企业。
生物药包括疫苗、血液和血制品、过敏原、体细胞、基因治疗、组织和重组治疗性蛋白 质。生物药既可由糖、蛋白质、核酸或这些物质的组合组成,也可以是生物实体如细胞、 组织。生物药可以从各种天然来源中分离,也可以通过生物技术和其他技术培养产生。 与化药比,生物药生产通常更复杂,需要设定精确参数和对照,任何关键步骤的细微变 化均可能引起生物药性能改变。除生物药疗效和安全性外,大规模商业生产还取决于成 本/效率/稳定性及商业考虑等。生物工艺解决方案服务生命科学研究及多项实际应用(如 抗体/CGT/疫苗),是生命科学行业发展核心基础。
关键生物工艺阶段有三个:上游细胞培养、下游纯化及制剂灌装。上游细胞培养涉及生 物工艺产品主要包括培养基、生物反应器及一次性产品;下游纯化涉及生物工艺产品主 要包括过滤器、层析产品及一次性产品;制剂灌装涉及生物工艺产品主要包括过滤器及 一次性产品。培养基是生物工艺解决方案重要产品之一,2021 年全球/中国生物工艺解决 方案市场占比分别为 10%/8%。
以单抗为例,单抗表达量从 0.05g/L 逐渐提高到 10g/L+,细胞密度从 2*106Cells/mL 逐渐 提高到 40*106Cells/mL,而这主要得益于上游细胞系构建技术的突破、细胞培养工艺的 升级,细胞系开发离不开培养基,大规模培养工艺的发展也离不开培养基的开发与优化。 合适的培养基是支撑细胞达到最高代谢效率从而提高细胞密度和产量的基础,培养基成 分对产物质量如糖基化水平、电荷变异、聚合水平等也有较大影响,培养基直接影响产 物的高效表达和质量属性,进而影响生物制药的生产效率和成本。
(三)细胞培养基三大壁垒
1、配方复杂,不同成分含量/粒径梯度大,经验科学属性强
培养基成分复杂,一般 70-100 种左右,各成分含量和比例搭配直接影响细胞生长、代谢、 表达及产物质量,决定培养基性能。培养基不同成分含量梯度大,从千万分之一到百分 之几十,不同成分颗粒大小梯度大,从毫米到微米,体积差别也非常大。
从成分种类的确定到各组份的配比到配方的优化最终形成稳定状态从而给予细胞良好的 生长环境,需要大量的研究工作、科学试验和长时间的经验积累。此外,细胞作为一个 活体,会根据培养基成分组成变化改变不同代谢途径,因此往往还需要根据细胞具体生 长情况调整培养基中的营养物质,进行补料策略优化,进一步提升培养基配方开发难度。
2、大规模生产并保证批间稳定性难度大
决定培养基批间稳定性的关键因素:原材料控制、生产工艺、质量体系等。 原材料控制:培养基原材料中的杂质会对最终培养基组成产生累积影响并影响细胞信号 通路和产物质量。不同供应商的同一种原料、同一供应商的不同批次原料,都会因杂质 含量不同导致细胞生长结果产生差异,因此需深度考察原材料供应商,并建立充分和关 键的原材料控制指标,确保供应商原材料质量和稳定性,将杂质水平控制在限度范围内。
生产工艺:培养基可分为干粉和液体培养基,液体培养基是最终使用物理状态,因此生 产工艺核心在于干粉培养基。培养基生产流程包括称量、前混合、研磨、后混合、分装 等步骤,其中研磨工艺是核心。培养基颗粒细度由研磨直接决定,一般小于 300nm,颗 粒越细同质量条件下比表面积越大,溶解性越好,但太细配液时会结团。研磨工艺包括 球磨、锤磨、针磨等,连续针磨工艺目前国际公认领先,进口厂商默克/丹纳赫、国产厂 商澳斯康/倍谙基等采用连续针磨生产工艺。 生产工艺难度大,主要体现在:1. 各成分含量差异大,工艺放大过程中需精准控制。需 要将配方中近百种成分混合研磨成均匀、一致的组份,而不同成分含量差别巨大,从微 克级到克级,给研磨和混匀带来较大难度,还需要对组份添加顺序和方法有深刻理解和 经验。2. 不同组份溶解性不同,批量生产时需要针对性调整。不同组份溶解度不同,有 的需要酸性环境,有的需要碱性环境,有的需要有机溶剂,需区别对待不同组份,配方 本身也会影响生产过程中的酸碱性,因此培养基生产需要稳定维持在合适条件,并在工 艺放大过程中保持不变。3、需充分考虑组份间的化学反应。培养基不同成分化学性质各 异,批量生产过程中难免发生化学反应,因此组份研磨和添加次序也很重要。生产过程 的检测和控制等直接影响产品的溶解性、批生产量及批间差异。
质量体系:建立基于培养基生命周期和行业特点的全流程质量管控体系对实现批间稳定 性非常重要,从原料进厂、产品生产、检测、入库、放行和发货建立完善的流程,具备 与生产和检测相适用的洁净场所、设施设备及实验室,从人、机、料、法、环几个方面 对产品生产全过程进行控制,确保批间均一、稳定。通过相关 SOP、记录、方案或报告、 质量标准、检测报告、年度数据回顾等溯源,确保整个过程可追溯。优秀质量管理体系 是市场准入证。奥浦迈通过了由德国 TUVNORD 和德国莱茵公司的 ISO9001:2015 和 ISO13485:2016 认证,澳斯康先后通过了 ISO9001、ISO13485 等质量管理体系认证,倍 谙基通过了由英国标准协会 BSI 颁发的 ISO13485:2016 和 MDSAP 认证证书,源培生物 也通过了 ISO9001:2015 和 ISO 13485:2016 质量管理体系认证。
3、客户粘性高,品牌壁垒强
培养基选用需多维度考量如产品性能、品牌、价格、质量体系、供应链等。产品性能是 第一位的,能达到产物更高表达量和更优质量是选择培养基首要因素。性能基础上,厂 家生产规模、质量体系、供货周期和稳定性也需认真考量,因为培养基属于重要原材料, 参与生物药开发和商业化全生命周期,培养基关键成分变更均据实际情况纳入变更参考 类别,按要求提供说明和材料。变更耗时长(已商业化生产的产品重大变更一般需 1-2 年以上)、需增加额外成本且有较大风险,因此客户选培养基供应商会非常谨慎,会严格 考察供应商技术水平、生产工艺、质量控制及批间稳定性,一般不会轻易变更,培养基 行业天然的下游客户粘性大,对供应商认证周期长,具有较强的品牌壁垒。
二、下游商业化应用领域蓬勃发展,培养基行业迎来商机
(一)多维度探讨培养基行业需求变化
需求增长+技术进步,生物药市场规模持续快速增长。全球生物药市场从 2017 年 2,396 亿美元增长至 2021 年 3,384 亿美元,年复合增速达 9.0%,预计以 10.3%的年复合增速于 2030 年增至 8,148 亿美元。中国生物药市场更是超速发展,从 2017 年 2,185 亿元增长至 2021 年 4,100 亿元,年复合增速高达 17.0%,预计以 12.7%的年复合增速于 2030 年增至 11,991 亿元。
培养基行业需求变化——“量”的维度:1、下游应用领域尤其是蛋白抗体、细胞基因治 疗管线大幅增加。据 Pharmaprojects,全球在研新药管线处于快速增长状态,2022 年突 破 2 万个,而生物药管线 2022 年约 0.9 万个,占比 45%,生物药管线占整体管线比例有 望持续升高。而蛋白抗体、细胞基因治疗是生物药重点研发方向,研发管线数量迅速攀 升。
培养基行业需求变化——“量”的维度:2、管线从研发到临床到商业化生产阶段推进, 培养基用量快速放大。 培养基用量受多方面因素影响。不同药物本身给药量不同,细胞培养表达水平也不同。 即使是同一种药物,不同客户细胞培养表达量也存在差异,此外,产品纯化回收率、制剂产率等也会对培养基用量产生影响。 在药物研发、临床、商业化生产各阶段对培养基用量需求有较大差异,随着管线向前推 进,培养基用量快速放大。一般情况下,Pre-IND 阶段用量小于 500L;临床阶段顺利的 情况下,I 期预计 200-300L,II 期预计 500L 规模对应 3 批+备批 1 批+工程批 1 批共 5 批 左右,III 期 2000L 规模预计 5 批左右;后期商业化生产阶段,假设 1 条 2000L 生物反应 器、年满产 20 批次,预计培养基用量 52000L 左右,其中基础培养基 40000L,补料培养 基 12000L(假设补料培养基添加率 30%),商业化生产阶段用的反应器容量和数量以及 培养基用量取决于药物销售情况,据奥浦迈测算,君实-拓益、信达-达伯舒、百济-百泽 安、恒瑞-艾瑞卡 2020 年培养基液体用量预计分别为 3.1、7.8、4.0、23.8 万升。
培养基行业需求变化——“价”的维度:高价值量培养基需求不断提升。 传统人用及兽用疫苗多用低血清培养基,市场价低于 10 元/升。疫苗领域无血清培养基 正逐步替代含血清/低血清培养基。伪狂犬疫苗、禽流感疫苗等逐渐开始使用无血清培养 基,部分新型疫苗直接要求采用无血清培养基进行原液生产,如重组埃博拉病毒疫苗、 重组新型冠状病毒疫苗(5 型腺病毒载体)等。国产无血清均价 50-60 元/升。 蛋白抗体、细胞基因治疗用培养基定制化程度要求高,大部分采用无血清培养基。蛋白 抗体用培养基严重依赖进口,Gibco 是最大供货商,产品均价 200-300 元/升,国产均价 100 元/升。细胞基因治疗用培养基基本完全依赖进口,多数源于 Hyclone 和 Gibco,Gibco 一套产品 3000-4000 元/升(500ml 培养液+配套生长因子和添加剂)。
培养基行业需求变化——生产工艺的改变或带来更多的培养基需求。 常见动物细胞培养方法有批次培养、补料培养和灌流培养。补料培养操作相对简单,是 目前国内的主流工艺。灌流培养:(1)蛋白可以及时分离,解决蛋白不稳定且难以生产 的问题;(2)体系中培养基不断更新,细胞生长环境优良且稳定,从而提高细胞密度和 活率,延长细胞培养时间,大幅提升蛋白产量。典型的 mAb,补料培养活细胞密度约 20-30*10 6Cells/mL , 产 量 约 0.3g/L/ 天 , 灌 流 培 养 稳 态 下 活 细 胞 密 度 可 达 80-120*106Cells/mL,产量约 1-3g/L/天。连续灌流工艺可以运行 40-90 天,补料培养只能 运行 14 天。因此灌流工艺需要的运行次数远远少于补料培养。(3)灌流培养产量的提升 使得生物反应器容量通常是补料培养的 1/3-1/5,当一次性使用设备用于灌流工艺,优势 进一步体现,同时培养规模小型化助力减少下游瓶颈,提升生产车间灵活性。
对比灌流培养和补料培养成本,灌流培养的直接生物工艺成本(如材料、劳动力)更高, 但生物反应器容量小,相同总产品产量下运行次数少,其他消耗品也明显减少。因此大 规模生产时,进行灌流培养的产品每克总成本比补料培养低 20-40%。但与补料培养相比, 灌流培养工艺每克产品对应的培养基消耗量大,灌流培养培养基成本通常高于补料培养。 随着自动化和过程控制进一步应用、细胞系稳定性提高等,灌流培养优势进一步体现并 引起广泛关注。同时,生物药市场需求量日益增加,各大公司建立大规模生物反应器予 以应对,但耗资巨大且利用率较低,而且生物药种类逐渐增多,要求生物反应器在使用 上更加灵活。灌流培养工艺占地面积小、设备利用率高、应用范围广,还可实现高度自 动化,加之一次性生物反应器的投入使用,为灌流技术发展开辟广阔天地。生产工艺向 灌流培养切换或带来更多的培养基需求。
(二)全球和中国培养基市场规模及竞争格局
全球培养基市场规模节节高,21 年 20.8 亿美元,17-21 年复合增速 11.7%,预计 26 年增 至 34.7 亿美元,21-26 年复合增速 10.7%。中国培养基市场规模增长势头迅猛,21 年 4.1 亿美元,17-21 年复合增速 45.7%,预计 26 年增至 11.0 亿美元,21-26 年复合增速 22.0%。 从市场结构来看,无血清培养基全球和中国市场份额均已过半。据 EqualOcean,20 年全 球培养基市场中无血清培养基占比约为 68%。而在中国市场,无血清培养基市场增速高 于整体,市场份额也从 17 年 49%提升至 21 年 65%,预计 26 年进一步提升至 72%。
预计中国生产端疫苗、抗体、CGT 生产所需培养基市场规模/该领域市场规模分别在 0.55%、 1.00%、1.71%左右,疫苗、抗体生产所需培养基市场规模稳步上升,CGT 生产所需培养 基市场规模增速更快。假设目前疫苗领域所需培养基绝大部分用于生产,抗体领域所需 培养基用于研发和生产各一半左右,CGT 领域所需培养基中生产端用量占比快速提升, 则培养基市场结构中预计当前抗体领域用培养基市场份额在 60%左右,疫苗领域用培养 基市场份额在 20-30%之间且占比呈现下降趋势,CGT 领域用培养基市场份额逐年提升。
培养基市场集中度高,三大国际品牌占据主要市场。全球无血清培养基市场中三大国际 品牌赛默飞-Gibco、丹纳赫-HyClone、默克垄断近 90%市场,其中又以 Gibco 的市场份 额最大,培养基市场高度头部集中。国内培养基市场也以三大国际品牌为主(20/21 年三 大国际品牌整体市占率 65%/63%),国产化率逐年升高。 10 年前国内 95%左右培养基需要从美国进口。近来进口依赖程度有所下降,21 年国产化 率提升至 33.7%。国产品牌澳斯康 21 年市占率 12.3%,超过三大国际品牌之一的默克并 跻身前三。而分领域来看:在疫苗领域(尤其是兽用疫苗),成本敏感,以国产培养基供 应商为主,国产化率很高;而在用于蛋白及抗体、细胞基因治疗等领域的中高端培养基 市场,集中度更高,进口垄断更明显,20 年蛋白及抗体药物培养基市场三大国际品牌整 体市占率 81%,奥浦迈占比 6.2%,成为蛋白及抗体药物培养基领域国产第一。
三、国产企业综合实力持续提升,国产替代潜力巨大,出海贡献新增长点
(一)国产企业发展机会分析
国产企业综合实力持续提升。 从产品维度来看,除代工服务外,部分国产企业已经拥有自主专利的目录培养基产品, 部分产品性能与进口媲美,并能提供定制化开发和工艺优化的一站式解决方案,开发产 品经客户确认能替代进口的情况已屡见不鲜。此外,国产培养基已出现“license out”产 品,2022 年倍谙基实现国内首个培养基 license out 配方给世界五百强公司。 从生产工艺和质量体系维度来看,国产企业也逐渐与国际接轨。生产工艺方面,如澳斯 康具有国际先进的连续针磨培养基生产工艺,倍谙基拥有全自动低温锥混针磨粉体生产 工艺等。质量体系方面,如奥浦迈、倍谙基等实现国际多质量体系建设,以满足全球药 物报批法规要求。另外,国产企业培养基生产规模也在不断扩大,如奥浦迈 21 年建成的 符合 GMP 标准的培养基二厂达产后产能可实现单批次 1-2,000Kg 的干粉培养基和单批次 2,000 升液体培养基生产能力;澳斯康 21 年建成的二期生产基地单批次干粉培养基产能 最高可达 6 吨,年产能可达数千吨,使之成为拥有中国最大规模的细胞培养基生产能力 的公司;倍谙基 21 年正式投入运行的 II 期生产基地年产粉体培养基 5500 万升、液体培 养基 25 万升;多宁生物 22 年正式投入使用的第二个培养基工厂干粉培养基生产线年产 量预计可达千吨、液体培养基年产量预计可达百万升。
国内市场培养基国产化趋势明确。 一方面,进口培养基稳定性供应存在较大风险,培养基自主可控的重要性被广泛认可。 国际贸易环境不确定性增加,增加了进口培养基供应风险。此外,疫情搅动全球生物制 药供应链稳定性,关键物料耗材紧缺成为普遍现象,培养基高度依赖海外几家企业,短 缺情况更突出,加之生产商供货顺序中中国优先级不高,国内大大小小生物制药公司遭 遇“断供潮”。 另一方面,集采、医保谈判等政策背景下,下游企业压缩成本意愿强烈。生物药企大多 不愿对成熟产品进行工艺变更,但在集采、医保谈判等政策影响下,出于压缩生产成本 的目的,国内企业探索上游关键物料国产替代意愿越来越强烈,尤其是药物研发阶段开 始使用国产。培养基属于核心原材料,蛋白抗体用培养基进口均价 200-300 元/升,国产 均价 100 元/升,表达量水平差别不大情况下培养基国产化可显著降低成本。此外,越来 越多生物药企投资/战略合作培养基企业,上下游协同形成创新的良好生态,如多宁生物 19 年引进药明生物作战略投资人、22 年引进石药集团/荣昌创投/康方生物/康诺亚作战略 投资者。
第三方面,政策大力支持国内培养基产业发展。2015 年工信部将“动物细胞大规模高效 培养”纳入优先发展的产业关键共性技术;2019 年发改委修订发布《产业结构调整指导 目录(2019 年本)》,鼓励大规模细胞培养和纯化技术、大规模药用多肽和核酸合成、抗 体偶联、无血清无蛋白培养基培养、发酵、纯化技术开发和应用。疫情期间,生物医药 上游核心原材料供应链安全问题受到各级政府重视,2021 年 6 月六部门关于加快培育发 展制造业优质企业的指导意见中提到要做强长板优势,补齐短板弱项,打造新兴产业链 条,提升产业链供应链稳定性和竞争力。2021 年 12 月发改委发布《“十四五”生物经济 发展规划》,提出加快提升生物技术创新能力,打好关键核心技术攻坚战。 国内无血清培养基标准和质量规范也在逐渐规范化。此前,培养基国内标准仅有《哺乳 类动物细胞培养基》(HG/T3935-2007)这一款国家化工行业标准,没有符合生物制药行 业要求的无血清培养基生产和质量管理相关的行业标准,国内无血清培养基标准和质量 规范长期缺失。2022 年 12 月上海市生物医药行业协会正式发布《细胞培养用无血清培 养基标准》及《人体细胞及组织培养用无血清培养基标准》两部团体标准,为我国生物 制药企业审计和验证无血清培养基提供明确的评价标准和依据,也为我国药监部门对无 血清培养基生产及质量的评价和管理提供参考依据。
定制化开发培养基需求增加,国产替代有望进一步提速。 尽管动物细胞培养使用的主要是 CHO 细胞系,但由于表达抗体及重组蛋白基因序列的不同或相同基因序列插入到基因组位置不同,生产的细胞株有所不同,代谢特点和营养需 求有所差异。标准化培养基通常针对同类细胞株开发同一款培养基,虽然简化了产品类 型,但牺牲了表达量。与标准化培养基比,定制化培养基能根据客户对细胞培养的诉求, 基于细胞生长情况、产物表达量及产物质量检测数据持续进行配方和生产工艺的调整与 优化,快速实现产物高效稳定表达,从而降低生产综合成本。 在临床前阶段,快速把项目推进到临床申报至关重要,因此下游客户通常优先采用标准 化培养基。而进入临床阶段,培养基需求量逐渐变大,下游客户也有时间优化细胞培养 工艺,因此在临床阶段后期及商业化阶段,药企定制化需求愈发强烈。
进口培养基开发周期普遍较长,国产企业有更灵活的定制化服务,更快的响应速度,定 制化服务周期通常为 3-6 个月,国产企业有望抓住定制化开发发展机会,提前锁定客户 管线,加速国产替代。 国产培养基出海机会也在增加。从进出口数据来看,疫情使得培养基进出口数量和金额 阶段性爆发,疫后进口数量调整并低于疫情前水平,进口金额仍高企,出口数量调整但 基本稳在疫情前水平,出口金额较疫情前有所提升,出口单价中枢从疫情前 20 元/kg 提 升至 45 元/kg,也侧面反映出国产培养基产品竞争力的提升。国产培养基企业如奥浦迈、 倍谙基等实现国际多质量体系建设,建设与国外顶尖培养基供应商相同的质量体系。随 着在产品技术、规模、质量把控方面的不断突破,国产培养基开始逐渐在海外崭露头角。
(二)奥浦迈:从中高端细胞培养基市场切入,紧握下游产业化发展机遇
奥浦迈 2013 年成立,专注于提供细胞培养解决方案和端到端 CDMO 服务。培养基:包 括目录培养基、定制化培养基、OEM 培养基和培养基配方,主要应用于蛋白/抗体、疫 苗、细胞基因治疗等生物制品生产领域。基于动物细胞培养理念和无血清/化学成分限定 培养基工艺开发经验,建立大规模符合 GMP 要求的培养基生产双基地(干粉产线可实现 单批次 1-2,000Kg、液体产线可实现单批次 2000L 的培养基生产),开发多种经客户确认 能替代进口的产品并商业化销售。CDMO:建成抗体药物开发 CDMO 服务平台,致力于 为客户提供从抗体工程人源化筛选、细胞株构建、工艺开发到中试生产及临床 I&II 期样 品生产的全流程服务,并有序开展 D3 工厂建设,完成后将具备临床 III 期、商业化生产 能力。
公司培养基以完全化学成分确定的培养基为主,从中高端市场切入,紧握下游产业化发 展机遇。公司培养基以完全化学成分确定的培养基为主。公司从中高端市场切入,率先 搭建抗体培养基开发平台。公司抗体培养基产品包括 CHO 基础培养基、补料培养基和添 加剂系列以及 HEK293 基础培养基和配套补料(CHO 细胞是抗体和重组蛋白表达的重要 平台,大多数治疗性抗体药物生产通过 CHO 细胞大规模培养实现)。公司紧握抗体药商 业化过去几年显著加速这一发展机遇,培养基收入以 CHO、293 培养基为主。同时公司 顺应行业趋势和需求,围绕抗体、疫苗、细胞与基因治疗三大目标市场,通过持续研发 和迭代创新,开发出针对不同细胞类型的上百种高品质培养基产品。
公司目录培养基种类丰富,持续优化,响应速度快,客户认可度高。公司向客户提供多 种目录培养基,包括 CHO、HEK293、BHK、昆虫细胞培养基等,种类超 100 种,是公 司最主要的产品销售类型。公司提供的目录培养基种类丰富,能较好满足生物制品生产 企业研发及产业化需求。公司持续优化目录培养基,2016 年 3 月发布第一代培养基,包 括 抗 体 培 养 基 (HEK293/CHO) 和 疫 苗 培 养 基 (BHK/MDBK/MDCK/PK15/ST/VERO/MRC-5);2020年4月发布第二代培养基Trans系列; 2020 年 8 月发布第三代培养基 Altair 与 Vega 系列;2022 年推出 StarCHO 和 SagiCHO 系 列。公司目录培养基在多项目展现良好产物表达量及批次间稳定性,同时响应速度快,目录培养基供货周期一般 2-4 周左右。
AltairCHO/VegaCHO 是化学成分确定基础培养基。AltairCHO 不含水解物、蛋白、生长 因子及动物来源成分,适合 CHO-K1/CHO DG44/CHO-S 高密度悬浮培养。VegaCHO 不 含水解物、蛋白及动物来源成分,适合 CHO-K1/CHOZN/CHO DG44/CHO-S 高密度悬浮 培养。相比国际友商,AltairCHO/VegaCHO 培养基及补料可增加 31%+/87%+抗体表达量 并保持相近的 VCD 和 Via。 StarCHO/SagiCHO 是化学成分确定基础培养基。StarCHO 不含水解物、蛋白及动物来 源成分,适合 CHOZN/CHO-K1/CHO DG44/CHO-S 等高密度悬浮培养,与全新高性能补 料及超浓缩补料联用能保持更高 VCD 和相近 Via,保持一致抗体质量下提高 130%抗体 表达量。SagiCHO 不含水解物、蛋白、生长因子及动物来源成分,适合 CHO-K1/CHO DG44/CHO-S 高密度悬浮培养,与高性能补料及超浓缩补料联用可支持更高 Via,保持一 致抗体质量下提高 130%抗体表达量。
公司定制化培养基开发平台灵活、高效、成熟。公司具备丰富培养基开发理念和经验, 可针对不同细胞系和不同合作伙伴的具体需求,量身打造培养基个性化定制开发服务。 公司有两种培养基定制模式,咨询式(细胞不方便转移 OPM,测试实验在合作伙伴端完 成)和全包式(细胞转移 OPM,测试实验在 OPM 工艺实验室完成)。公司定制化培养基 产品可在 3-6 月内交付(表达量提高 100%+),还可提供相应蛋白纯化方案、无缝对接委 托生产服务。公司服务客户包括康方生物、长春金赛、重庆智翔、东曜药业等制药企业。
公司培养基和 CDMO 业务双轮驱动,双向转化。对于培养基客户,公司可以介绍 CDMO 服务,使客户了解公司细胞培养工艺方面的优势,有助于获取 CDMO 服务订单;对于 CDMO 客户,公司可以在服务各阶段向客户介绍培养基产品,并通过对比实验证明公司 培养基性能优越性,有助于获取培养基业务订单。公司 19-21 年 CDMO 转化培养基收入 占培养基收入 36%,CDMO 驱动培养基销售增长趋势明显。此外,公司同时存在培养基 产品销售和 CDMO 服务销售的客户数量和销售金额均稳步上升。 CDMO 向培养基转化典型案例:18 年与国药集团签订 CDMO 项目合同,同时国药集团 开始使用公司培养基产品,培养基用量逐年上升,19-21 年培养基销售额年复合增速 102%。 培养基向 CDMO 转化典型案例:中山康方 15 年开始与公司合作,公司为其定制了性能 优秀的培养基产品并稳定产生销售,21 年中山康方采购了公司 CDMO 服务,21 年对中 山康方提供 CDMO 服务并转化收入 1070 万元。
公司下游客户项目储备丰富且成梯队,已有管线推进和新客户新项目开拓。一方面,公 司已有管线逐步向前推进,客户粘性不断提升;另一方面,随着公司新一代高性能目录 培养基产品和定制化培养基开发服务的优异表现,公司持续开拓新客户、新项目。2020 年公司培养基业务新增客户数 192 家,新增客户收入 1192 万元,占培养基业务收入的 22.3%,2021 年公司培养基业务新增客户数 262 家,新增客户收入 1058 万元,占培养基 业务收入的 8.3%。 截至 2023Q1 末,公司共有 125 个已确定中试工艺的药品研发管线使用公司培养基产品, 其中处于临床前阶段 72 个、临床 I 期阶段 25 个、临床 II 期阶段 10 个、临床 III 期阶段 17 个、商业化生产阶段 1 个,整体较 2022 年末增加 14 个(以上管线剔除重组蛋白疫苗 管线,另外,上述管线中,2022 年新增 CGT 管线 10 个,2023Q1 CGT 管线合计 11 个)。
公司开启海外培养基拓展新征程。公司持续拓展国内市场同时积极推进海外业务,尤其 是培养基产品推广,力争实现中国造培养基出海到世界各地。海外培养基市场,客户首 先看的还是性能。公司海外多年深耕,产品逐渐获得海外客户良好反馈及认可,海外业 务亦取得优异成绩,22 年海外收入 5139 万元,同比增长 1514%,占整体收入 17.5%,客 户主要在欧洲。公司 22 年 4 月在美国设立全资子公司,为美国市场开拓打下坚实基础。
(三)澳斯康:拥有中国最大规模的培养基生产基地
澳斯康 2017 年成立,是一家以细胞培养基和 CDMO 为主导的整合型 CMC 企业。公司 细胞培养基业务依托全资子公司甘肃健顺(2011 年成立,国内最早从事细胞培养基开发 和生产的企业之一)进行,凭借创始团队在培养基领域的丰厚经验和技术积累,培养基 品牌逐步具备市场影响力和品牌效应。公司培养基业务按服务类别分为目录培养基、个 性化培养基定制开发及生产服务、OEM 培养基生产服务及细胞培养工艺所需辅料(培养 基添加剂和缓冲液)。
目录培养基:包括经典培养基和自主研发的特定培养基。公司目录培养基覆盖抗体和蛋 白类生物药生产、人用或兽用疫苗生产等生物制药/品核心领域。 个性化培养基定制开发及生产服务:提供全权委托式服务(细胞株转移至公司,公司提 供全流程培养基开发及优化)或半委托式服务(客户开展实验,无需将细胞株转移至公 司,公司提供改良方案、数据分析及技术支持)。公司已为多家抗体、蛋白类生物药研发 生产企业(鸿运华宁、博安生物等)和多家疫苗研发生产企业(康希诺、天康生物、中 农威特等)提供培养基定制化服务,累计推出数十种定制化培养基产品。 OEM 培养基生产服务:公司已建成中国最大规模的培养基生产基地,单批次干粉培养基 产能最高可达 6 吨。目前国内多家生物制药/品领域领军企业将成熟产品的培养基生产从 国外转移至公司,客户包括恒瑞医药、信达生物、百济神州、复宏汉霖和嘉和生物等。 细胞培养工艺所需辅料(培养基添加剂和缓冲液):公司能够生产并提供生物制药/品规 模化生产过程中常用的培养基添加剂及缓冲液产品。
经过 10 余年深耕,公司培养基产品已具备进口替代能力,生产工艺国际先进、生产能力 中国最大、原材料供应体系完备、产品质量及性能已达到或超过进口。
公司能根据客户生产需求开发适用批次培养、分批补料培养或灌流培养工艺的系列培养 基。公司具有国际先进的连续针磨培养基生产工艺,拥有中国最大规模的细胞培养基生 产能力,单批次干粉培养基产能最高可达 6 吨,年产能可达数千吨,规模化、自动化生 产可降低产品批间质量差异,产品性能更加稳定。公司先后通过 ISO9001、ISO13485 等 质量管理体系认证及 ISO14001 环境管理体系认证,部分无动物组分、无血清、化学界定 培养基产品取得 FDA 的 DMF 备案登记。 公司培养基收入以目录培养基和定制化培养基为主、以疫苗用培养基为主、以无血清和 低血清培养基为主。据 Frost & Sullivan,公司 21 年国内培养基市场国产份额第一。公司 培养基收入受大客户康希诺需求变化影响,21 年收入大幅增加主要是来自康希诺的培养 基收入从 20 年 0.19 亿元提升至 21 年 2.0 亿元。若剔除来自康希诺的培养基收入,公司 20-22 年培养基收入年复合增速约 22%。截至 2022 年 3 月 9 日,中国药企在国内处于临 床后期(临床三期至上市阶段)的药物共 150 个,其中上市产品 50 个、申请上市阶段产 品 19 个、临床三期产品 81 个。公司为其中 35 款国产生物药提供培养基产品,占比达 23.3%。
(四)倍谙基:三十年匠心打造细胞培养新动力
倍谙基成立于 2014 年 12 月,由华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室谭文松教 授团队创立,是一家提供标准目录培养基、个性化培养基定制、培养基 OEM 和大规模 细胞培养技术服务业务的创新型企业。公司总部和研发中心设在上海张江药谷,II 期生 产基地(上海倍锦生物科技有限公司)位于上海金山。 依托创始团队在动物细胞培养工程领域三十多年技术积淀和应用积累,公司拥有诸多“国 内首个”和“世界首创”项目成果。公司专利 iBioG-Med 平台可用于个性化培养基配方 开发,开发周期缩短至 3-6 个月,配方稳定性有所提升,还可以用于目录培养基的开发, 公司已自主研发近百个目录培养基,全面服务抗体、疫苗、细胞基因治疗三大领域。
公司 Eden CHO 系列培养基具有优异的性能,外测试用结果(n=70)中,65%测试样本 与其他进口培养基可比或更佳。公司 Eden CHO 新品组合 B601S+F602aS+F600bS,内测 数据中较进口培养基蛋白产品平均提升 20-30%,实际案例中在产品质量属性可比前提下 细胞生长速率、最大活细胞密度均显著高于同类进口品牌,产物表达量提升了 2 倍。
公司采用“1+2”原材料供应商策略和大批量、连续、自动化的生产设备和生产工艺提高 产品批间一致性。公司建立稳定可靠的本土供应链体系。公司 16 年启动高品质本土原材 料替代计划,19 年建立 GMP 资质供应商档案,近百种原材料拥有 1 家进口供应商和 2 家本土供应商,并经过多年稳定合作,数十个培养基品种、百余个批次零缺陷。公司拥 有大批量、连续、自动化的生产设备和生产工艺。公司拥有全自动低温锥混针磨粉体生 产工艺,目前有 4 条粉体和 2 条液体培养基生产线,最大批量高达 10 万升(单一大批量 有利于培养基使用管理),年产能高达粉体培养基 5500 万升、液体培养基 25 万升。
公司按国际标准匠心打造质量体系。公司支持中欧、中美双报法规需求。2016 年,公司 通过 BSI ISO 13485:2016 认证,成为中国首个通过欧盟医疗器械权威机构认证的培养基 公司;2021 年,公司 II 期培养基生产基地建成投产,按照 ISO、FDA、GMP 多质量标准 运行。公司实行国际多质量体系建设,以满足中欧、中美双报法规要求。公司牵头中国 首部无血清培养基团体标准制定,推动培养基国产化进程。
(五)多宁生物:首家从事无血清培养基开发及商业化的生物工艺解决方案提供商
多宁生物成立于 2005 年并扎根生命科学行业,是国内唯一一家产品组合覆盖生物工艺上 游至下游所有主要步骤的生物工艺解决方案提供商,产品主要有细胞培养基、生物反应 器、一次性产品、过滤器及层析填料。此外公司还提供实验室产品(如实验室纯水系统、 一次性摇瓶及无菌转移盖)及服务(为生物工艺解决方案及实验室研发提供技术开发服 务、检测服务及验证服务)。公司生物工艺解决方案收入占比维持在 85%上下。 公司通过一系列收购高效整合生物工艺上下游实现全面覆盖并扩大实验室产品与服务业 务。20 年以来公司成功收购及整合亮黑科技(一次性产品)、金科过滤(过滤器)、熙迈 检测(检测服务)、安拓思(纳米药物制剂制备)、乐枫生物(实验室纯水系统)、楚博生 物技术(层析填料)、Salus Bioscience(国际销售平台)及楚怡生物科技(生物反应器)。
公司是国内首家从事无血清培养基开发及商业化的生物工艺解决方案提供商。公司最初 为自主研发无血清细胞培养基的提供商,2007 年建立培养基开发平台,2010 年公司成为 国内首家推出用于 CHO 细胞无血清悬浮培养的化学成分限定培养基的公司。2018 年, 公司收购天广实生物培养基业务,大大提升无血清细胞培养基产能,并在上海和北京建 立两地研发能力。目前公司已构建了 4 大培养基平台,包括 CHO 稳转细胞培养基、 CHO/HEK293 瞬转细胞培养基、昆虫细胞培养基以及疫苗生产细胞培养基。
公司细胞培养基用于已进入 BLA 阶段和商业化阶段的抗体和 CGT 项目数量最多。截至 2023 年 3 月 22 日,公司细胞培养基被用于全球 60+已进入临床阶段的项目及约 10 个进 入 BLA 阶段或商业化阶段的项目(包括单抗及 CGT 项目)。在所有国内细胞培养基提供 商中,公司细胞培养基用于已进入 BLA 阶段和商业化阶段的抗体及 CGT 项目数量最多。 公司细胞培养基业务收入增长迅速。2021 年公司细胞培养基业务收入 0.38 亿元,占国内 培养基市场约 1.4%,2022 年提升至 0.88 亿元,市场份额预计提升至 2.8%。 公司共计拥有 11 处 GMP 生产基地,其中细胞培养基有两处。上海多宁培养基工厂建筑 面积 1300m2,包含一条单批次产能 500L 的液体培养基生产线和一条单批次产能 200kg 的干粉培养基生产线,C+A 级 GMP 生产车间,并拥有独特的生产工艺,保证粉末分布 均一性。无锡多宁培养基工厂建筑面积 10500m2,包含一条非 GMP 1-8kg 粉末生产线, 一条 GMP 100-1000kg 粉末生产线和一条 GMP 4000L 全自动液体生产线,D 级 GMP 生 产车间,并拥有先进的生产工艺,保证粉末稳定和均一性。
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精选报告来源:【未来智库】。「链接」
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