重组胶原蛋白行业报告：胶原蛋白行业研究报告 应用前景广阔

重组胶原蛋白行业报告：胶原蛋白行业研究报告 应用前景广阔动物源提取是生产胶原蛋白的传统制备方法，来源主要包括鱼、鸟、牛、猪等，具体来看:动物源提取:猪和牛为主流来源，免疫排异和疾病感染为主要痛点从类型上来看，至今约有 28 型不同的胶原蛋白被发现，具体来看:I 型胶原蛋白主要分布在骨、 跟腱、皮肤(成人)、血管壁中;II型胶原在透明软骨中含量丰富;III型胶原在皮肤(婴儿)、血管内膜、子宫壁、肠道中含量丰富;IV型在晶状体中含量丰富;V型主要分布在皮肤和血管壁 中。I 型和 III 型胶原蛋白和皮肤相关，I 型主要起支撑作用，占比高达 80% ，III 型具有保持皮肤 弹性，修复损伤的作用。根据分子结构的不同，胶原蛋白可分为生医级原料(胶原蛋白)、化妆品原料(类胶原蛋白)、食品级原料(明胶)，具体可分别应用在生物医学材料、化妆品原料和外敷用医学材料、食品原 料和化妆品原料，其中生物医学材料的原料要求最高，其次为化妆品原料和食品级原料。

（报告出品方/作者：东方证券）

胶原蛋白行业概况

人体中广泛分布，I 型和 III 型胶原蛋白主要和皮肤相关

胶原蛋白是一种具备三螺旋结构的特殊蛋白质。不同于普通蛋白质的简单结构，胶原蛋白属于三 螺旋结构，其分子由三股左手螺旋构型的胶原 α 链左旋形成左手螺旋结构，再以氢键互相咬合形 成牢固的右手超螺旋结构。胶原蛋白的生物活性与稳定性优于普通蛋白质，其理化拉伸强度更高。

胶原蛋白是人体结缔组织的重要组成部分，胶原蛋白约占结缔组织的 20%-30%，广泛分布于人 体的皮肤黏膜、肌肉、头发、骨骼、软骨、关节等结缔组织，构成人体的生命支架。胶原蛋白有 很强的伸张能力，是韧带的主要成分，胶原蛋白也是细胞外基质的主要组成成分。它使皮肤保持 弹性，而胶原蛋白的流失，则使皮肤出现皱纹。胶原蛋白亦是眼睛角膜的主要成分，但以结晶形 式组成。

从类型上来看，至今约有 28 型不同的胶原蛋白被发现，具体来看:I 型胶原蛋白主要分布在骨、 跟腱、皮肤(成人)、血管壁中;II型胶原在透明软骨中含量丰富;III型胶原在皮肤(婴儿)、

血管内膜、子宫壁、肠道中含量丰富;IV型在晶状体中含量丰富;V型主要分布在皮肤和血管壁 中。I 型和 III 型胶原蛋白和皮肤相关，I 型主要起支撑作用，占比高达 80% ，III 型具有保持皮肤 弹性，修复损伤的作用。

根据分子结构的不同，胶原蛋白可分为生医级原料(胶原蛋白)、化妆品原料(类胶原蛋白)、食品级原料(明胶)，具体可分别应用在生物医学材料、化妆品原料和外敷用医学材料、食品原 料和化妆品原料，其中生物医学材料的原料要求最高，其次为化妆品原料和食品级原料。

胶原蛋白制备:动物源提取 vs 重组法

动物源提取:猪和牛为主流来源，免疫排异和疾病感染为主要痛点

动物源提取是生产胶原蛋白的传统制备方法，来源主要包括鱼、鸟、牛、猪等，具体来看:

 鱼类:海洋生物作为新兴研究热点，近年来用于提取胶原蛋白的增长率较高，特别是深海鱼 类污染较少。但由于溯源性等问题，海洋生物源胶原蛋白多用于食品、化妆品领域，极少作 为医用胶原使用;

 鸟类:解离温度最高，达到约 41-42 摄氏度，但是受制于鸟类有禽流感等其他病毒的影响， 消费者对安全性有所顾虑;

 牛类:牛类胶原是主要的胶原蛋白材料来源，占据超过三分之一的市场份额;但是部分消费 者会担心狂牛症会对产品安全性造成影响，国内胶原蛋白龙头创尔生物采用牛跟腱作为主要 生产原料;

 猪类:产品安全性最高，猪类的口蹄疫疾病与人类不共通，国内胶原蛋白龙头双美即采用猪 作为生产原料来源。

从提取方法来看，酸法提取由于成本较低是主流提取方法，而酶法提取是得到高质量胶原蛋白的 最有效途径。

•  酸法提取:过程快速，可保持胶原结构，但提取的得率低，且胶原的端肽得到保留，存在较 高免疫原性风险，具体原理为:样品在经过前期除脂、除杂蛋白后，将其置于低离子强度的 酸性介质中，胶原蛋白分子之间的盐键、Schiff 碱受到破坏，从而将胶原蛋白溶解出来，通 过盐析、透析等步骤最终得到酸溶性胶原蛋白;
•  酶法提取:提取胶原的得率和效率较酸法有很大提高，胶原的免疫原性也更低，质量更好， 但制备要求更高。具体原理为:利用蛋白酶限制性地切割胶原蛋白的末端肽，剩余的主体部 分则可溶于中性或酸性溶液中，最终提取出酶溶性胶原蛋白。

国内龙头创尔生物通过自主研发的 6 项核心技术，提升了各种酶解条件控制的稳定性，从而保障 了最终产品的功效和品质。公司通过 6 项核心技术，包括精细化酶法提取技术、高纯度胶原制备 技术、动物来源材料免疫原性清除技术、原料前处理工序精准加工技术、高效病毒灭活技术、产 品最终灭菌技术，最终产品的功效和品质都较好，具体来看:产品纯度>99%，杂蛋白含量不高 于 0.1%，达到国际先进水平，同时免疫原性和过敏反应风险极低。

重组法制备:解决动物源提取法主要痛点，国内技术全球领先

相比动物源提取法，重组法制备改善了胶原蛋白免疫排异性、亲水性和疾病隐患。重组制备法利 用基因工程技术，选用各种宿主细胞，如转基因鼠、昆虫、转基因蚕、转基因烟草、大肠杆菌、 酵母等生产重组人源胶原蛋白，其胶原蛋白产品具有安全性好、重现性好、质量稳定等优点，解 决了传统提取方法存在的如疯牛病病毒隐患等缺点，同时也改善了胶原蛋白的亲水性、免疫排异 性等性能。

量产是重组制备方法的主要痛点。早在 1980 年，美国的医学博士 Uitto J 等就从人体皮肤细胞体 外培养中得到了I型和III型前胶原。此后，国外研究者试图通过昆虫细胞、酵母菌等媒介生产与 人体胶原表达相似的胶原蛋白，但存在培养成本高、时间周期长、重组胶原蛋白表达量过低(约 1%)等问题，且均处于实验室规模，一直无法实现产业化应用，直到 2001 年，巨子生物才成为 全球首个成功研发类人胶原蛋白并实现规模化生产应用的企业。

工程领域前沿的计算机辅助分子设计技术，针对该核心功能区进行密码子优化串联，得到重组人 源III型胶原蛋白，进一步增强了其生物活性，为天然胶原蛋白的 190%以上。另外，巨子生物在 科技研发和学术钻研占据领先地位，发表了 200 余篇学术论文，其中 SCI 期刊 100 余篇。

行业现状及未来预期:国内发展仍处于初期，未来增 速高于全球市场

2019 年中国胶原蛋白市场规模为 9.83 亿美元(全球中占比仅为 6.4%)，市场增速高于全球市 场。根据 Grand View Research 数据，2019 年全球胶原蛋白市场规模为 153.56 亿美元，2016- 2019 CAGR 为 6.7%，预计 2027 年市场规模将达到 226.2 亿美元(2019-2027E CAGR 为 5%)， 对比中国市场，2019 年中国胶原蛋白市场规模为 9.83 亿美元，占全球比重约为 6.4%，2016- 2019 CAGR 为 7.8%，预计到 2027 年市场规模将达到 15.76 亿美元(2019-2027E CAGR 为 6.1%)，增速均高于全球市场。

胶原蛋白可主要应用于医疗健康(包含医美)、食品饮料和护肤品领域，我们认为医疗健康，护 肤品未来景气度高，将驱动行业发展。根据 Grand View Research 数据，2019 年全球胶原蛋白 应用在医疗健康、食品饮料和护肤品领域的占比分别为 50%、31%和 13%，中国应用领域分布与 国外类似，2019 年分别为 48%、32%和 13%，下文将重点分析医疗健康和护肤品两个景气度较 高的板块，寻找未来行业增长的核心驱动力。

下游应用看点:医疗健康、护肤品领域潜力巨大

医疗健康:皮肤修复敷料和医美领域将驱动行业增长

胶原蛋白的生物力学性能和生物相容性，在医疗健康领域应用广泛。根据赛瑞研究，2020 年中国 生物医用材料市场规模预计为 4 000 亿元，2010-2020E CAGR 为 19.6%。胶原的三股螺旋结构 决定了胶原具有良好的生物力学性能，另一方面，胶原生物来源特性和同类胶原在种属之间的高 相似性决定了胶原具有良好的生物相容性，以上性质保证了胶原蛋白在临床上的应用广泛，并且 涉及了多个临床学科。

皮肤修复敷料:贴片式医用敷料功能性突出，医美术后搭配需求广阔

皮肤修复敷料属于创面敷料的应用领域之一。胶原作为创面敷料具有黏附性好、适于肉芽组织和 上皮细胞形成、减小伤口挛缩和抗原反应、止血性能好、具备类似真皮的物理形态结构和可适度 交联及被组织吸收等优点，可用于烧伤、外力所致的伤口、腿部溃疡和褥疮等的治疗。而皮肤修 复敷料主要用于各种原因引起的真皮层缺损的创面修复，胶原蛋白还可以促进表皮细胞的生长， 大幅缩短伤口愈合的时间，提高烧伤病患者的存活能力，有效修复真皮缺损创面，减轻瘢痕和挛 缩的产生，改善修复后外观和功能，缩短治疗时间。

皮肤修复可具体分为医用皮肤修复敷料和高端创伤敷料，具体如下所示:
A)医用皮肤修复敷料

医用皮肤修复敷料可进一步拆分为贴片式和非贴片式，其中贴片式为主流，更加适用于皮肤修复。

贴片式医用皮肤修复敷料的用户可分为三类:一类为具有痤疮、皮炎等皮肤问题的患者，一类为 接受轻医美手术后急需皮肤修复的医美人群，一类为追求功能性护肤的普通消费者。从消费实力 看，后两者的消费能力和消费频率更高，是我国贴片式医用皮肤修复敷料市场成长的新生推动力 量。

受医美和功能性护肤需求上升影响，贴片式医用皮肤修复敷料增长较快。根据标点医药数据， 2019 年贴片式医用皮肤修复敷料消费量达到 3.37 亿片，2017-2019 CAGR 超过 40%，行业渗透 率约为 30%。

从成分构成来看，透明质酸钠医用皮肤修复敷料批文最多，截至 2020 年 6 月达到 38 个，高于胶 原蛋白的 19 个，但胶原蛋白敷料的管理等级最高可至三类管理类别，对于企业的技术水平和生 产能力要求更高，此外三类证在行业中也较为稀缺，截至 20H1，拥有的两家分别为创尔生物和 浙江崇山生物制品有限公司。

国产企业在贴片式敷料市场占主导地位，2019 年 CR3 高达 53%。根据标点医药数据，从销售额来看，Top 3 的敷尔佳、创福康和可复美市占率分别为 37%、8%和 8%，从销售量来看，Top 3的敷尔佳、荣晟、和创福康分别为 28%、7%和 5%，国内企业均占据主导地位。

B)高端创伤敷料

高端创伤敷料主要针对的是更为复杂的伤口护理，包括慢性伤口、烧伤、复杂手术伤口等，此类 伤口通常愈合难度较大、愈合时间较长、对患者而言更为痛苦且可能引发严重的并发症。根据 Grand View Research 数据，2019 年全球高端创伤敷料市场规模达 65.79 亿美元，预计 2026 年 将达到 88.22 亿美元，2019-2026E CAGR 预计为 4.3%。

细分来看，高端创伤敷料市场可进一步分为胶原、泡沫、水胶体、薄膜、藻酸盐、水凝胶等。根 据 Grand View Research 数据，全球胶原类高端创伤敷料市场 2019 年市场规模已达到 6.25 亿美 元，2026 年有望增长至 8.02 亿美元，2019-2026E CAGR 预计为 3.6%。