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生命科学明星单品如何撑起千亿赛道?

作为一款应用场景广阔的上游原料,全球胶原蛋白产能可谓捉襟见肘。

时隔半年,胶原蛋白产品又再火起来了。

在社交平台小红书上,有一篇笔记关注度很高,标题是“如果我注射胶原蛋白之前看到这篇就好了”,很多人在评论区分享自己对胶原蛋白填充剂的理解,和踩过的坑。小红书上这样的话题,往往是一款新产品成为爆品后的标配。

1年前的6月,胶原蛋白企业巨子生物上市,曾掀起了这种高端原料在一级市场上的投资热潮。不到1年时间,创健医疗、未名拾光、典晶生物等多家致力于实现胶原蛋白规模化生产,并建立下游产品品牌的创新企业获得机构注资,吸金总额数亿元,君联资本、IDG资本、鼎晖、越秀产业基金、元禾控股等*专业机构纷纷入局。

上个月,锦波生物登陆北交所,胶原蛋白行业的竞争梯队已然初步形成。在锦波生物的招股说明书中,记载了2021年刚获批上市的重组人源化胶原蛋白植入剂的惊人战绩。这款售价不菲的轻医美真皮填充剂,短短1年半即卖出近1.5亿元,直接带动了企业整体收入增长,也将这个爆款频出的行业,再度推到聚光灯下。

古老原料的新势能

一直以来,胶原蛋白作为一类特殊的产品,用途很难被定义,但爆品频出。

胶原蛋白首先是一种相当传统的医用材料。公元前2世纪,罗马医学家就使用来自于肠的胶原材料作为缝合线,修复断裂肌腱。时至今日,胶原蛋白线仍然是手术缝合中十分重要的线型材料。

在叠加复杂工艺后,胶原蛋白被用作软组织填充材料。上世纪80年代,艾尔建、强生等海外医药巨头,尝试开发用途更加广泛的胶原蛋白产品。1981年,艾尔建旗下的牛胶原真皮填充剂Zyderm获得FDA批准上市,点燃了全球轻医美的*波热潮。

胶原蛋白是人体中含量最多的蛋白质,它有很强的组织支撑作用。注入体内后,胶原蛋白可以和人体自有胶原一起支撑皮肤,而分散的胶原则形成柔软、粘稠的纤维结构,能使凹陷恢复,实现支撑填充效果。据统计,到1995年,全球有超过100万名患者使用牛胶原进行治疗,胶原蛋白占据软组织填充剂市场90%的份额。

胶原蛋白作为软组织填充剂的热度,持续20多年,直到被玻尿酸、肉毒素替代。2004年前后,持久性、安全性更好,实现了规模化生产工艺的透明质酸后来居上,早期的胶原蛋白填充剂悉数退出了历史舞台。几年间,强生旗下人源胶原蛋白重磅产品Evolence停产,艾尔建也撤销了胶原产品线。

胶原蛋白产品进入更多国人视线,是在叠加了修复、保湿等功能性护肤的热门概念后。2019年,网络直播带货,让医美面膜成为爆品。几个知名品牌的医美面膜供不应求,单价和销量水涨船高之下,背后的生产商迎来了巨大的商业成功。数据显示,2019年,敷尔佳、巨子生物、创尔生物等医美面膜厂商营收大涨。其中,敷尔佳的营收从上年的3.7亿元暴增至13.4亿元,是当年医美面膜热的*赢家,巨子生物和创尔生物则分别狂揽9.57亿元和3.02亿元营收。

但医美面膜热很快被遏制。2020年,国家药监局明确提出,不存在“械字号面膜”和“医美面膜”,行业的急剧增长被踩下急刹车。回归理性的医用敷料,仍然是手术后伤口恢复、慢性湿疹和过敏皮肤修复、医美光电项目后皮肤维养的关键工具。

胶原蛋白填充剂开始受到关注,是在2017年前后。注射玻尿酸带来的严重丁达尔现象,让许多爱美女性望而却步。胶原蛋白为乳白色、不透光,可以起到即刻遮盖的效果,逐渐成为眶周填充的主要注射材料。2021年,锦波生物的重组Ⅲ型人源化胶原蛋白冻干纤维获批上市,成为同类中*获得医疗器械资质的产品。这款重组人源化胶原蛋白植入剂甫一上市,即成为爆款。胶原蛋白填充剂的应用,也从眶周向泪沟、鼻翼、唇部等部位拓展。

诚然,胶原蛋白填充剂作为轻医美填充材料的应用,才刚刚起步。过去2年间,胶原蛋白填充剂纷纷上架各地美容机构,玻尿酸、肉毒素仍然是具有压倒性市场优势的存在。根据弗若斯特沙利文数据,2021年,国内胶原蛋白在注射填充材料产品的市场规模约37亿元,占比8.7%,同期透明质酸和肉毒素针剂的市场规模约为217亿元和 139 亿元,占比 51.2%和 32.8%。

从医用材料、软组织填充剂,到医用敷料、真皮填充剂,漫长的市场教育之下,胶原蛋白成为特别容易产出下游爆品的生物材料。

一切皆可胶原蛋白

胶原蛋白爆品频出的一个原因,在于本身的类型多样。在脊椎动物中,共有29种不同的胶原蛋白,它们结构各异 ,能够实现多元化的功能。

按照结构是否为纤维状,胶原蛋白可以分为纤维状和非纤维状两大类。其中,纤维状胶原蛋白主要承担细胞支架的功能,固定细胞位置、发挥锚定作用,也为组织提供拉伸强度和刚度,比如I型、II型、III型、V型、XI型胶原蛋白等,均属于纤维状胶原蛋白。而非纤维蛋白,则进一步细分为基底膜胶原蛋白、短链胶原、FACIT、跨膜胶原蛋白等,常见的典型代表是IV型胶原蛋白。

在全部29类胶原蛋白中,I 型胶原在所有胶原中含量最高,约占胶原总量的 80%-90%,主要分布在皮肤、肌腱等组织,主要承担细胞支架的功能。III型胶原蛋白目前热度最高,是真皮填充材料*的胶原蛋白类型,它在新生儿皮肤中含量较高,主要有修复功能。

与透明质酸、壳聚糖、聚乳酸等线性结构材料不同,胶原蛋白的生物活性由其特殊的三螺旋结构决定。胶原蛋白具备高拉伸强度、生物降解性能、低抗原活性、低刺激性、低细胞毒性等特性,还能促进细胞生长、促进细胞粘附、与新生细胞和组织协同修复创伤。

随着人类对胶原蛋白结构性功能探索的不断深入,胶原蛋白新产品的高端化趋势也变得明显。具体而言,胶原蛋白的下游应用,主要在生物医用材料和功能性化妆品两个方面探索高端新品。一位曾密集接触国内胶原蛋白厂商的投资人告诉动脉网,实际上,在绝大多数的胶原蛋白应用场景中,还没有出现足够优秀的产品,胶原蛋白的应用潜力还没有被充分挖掘。

生物医用材料方面。近年间,胶原蛋白的材料形式和应用范围不断拓展,出现了胶原凝胶、海绵、纤维、薄膜等多种材料形式,对应了眼角膜保护材料、黏膜修复材料、人工皮肤、心脏瓣膜、骨、可注射胶原材料和药物载体等相对高端的下游产品。据弗若斯特沙利文,2017年至2021年间,国内胶原蛋白生医材料市场规模从10亿元增至 32亿元,预计到2027年,将增至199亿元。

功能性护肤品作为胶原蛋白产品开发的大潜力场景,关注度颇高。过去2年间,以胶原蛋白命名的产品数量从1980个增至3023个。具体而言,胶原蛋白普遍应用于化妆水、精华、乳液、面膜等品类,逐步向高端线延申。据弗若斯特沙利文,2017-2021 年中国功效性护肤品市场规模从133亿元增至308亿元。

从实验室的效果来看,重组胶原蛋白表现出优秀的保湿性能。数据表明,含0.1%类人胶原蛋白的化妆水或乳液,其保湿性能优于不含类人胶原蛋白的实验样品。而补水,正是消费者的第二大皮肤痛点。有研究表明,一半以上女性认为,粗糙、干燥、暗黄是困扰她们最多的皮肤问题。

20世纪80年代,国外护肤品品牌商早在就将胶原蛋白应用于化妆品领域,但大多数具有原料优势的厂商,更专注于医用材料、食品领域等,在化妆品领域涉足不深。这为国内胶原蛋白化妆品品牌提供了机会。2009年,巨子生物开始布局重组胶原蛋白护肤产品的大规模生产,研发出多款保湿、修复功能显著的相关产品。2023年1月,创健医疗旗下的重组XVII型胶原蛋白,被成功收入国际化妆品原料目录,是国内护肤品牌高端化的重要参与者。

资金扎堆的重组法,

能破解胶原蛋白的量产之困吗?

与透明质酸在爆发之初即实现了高效量产不同,胶原蛋白的产能瓶颈一直是极大的困扰。这背后的原因在于,如何在规模化生产的同时,保持胶原蛋白重要的三螺旋结构,目前还没有足够好的解决方案。

作为一款应用场景广阔的上游原料,全球胶原蛋白产能可谓捉襟见肘。根据Frost & Sullivan数据,2020年,全球透明质酸销量达到600吨。相比之下,具备规模化胶原蛋白生产能力的企业很少,而作为动物源性胶原蛋白龙头,双美胶原蛋白产能为1.8 吨,长春博泰在完成产能扩建后,年产水解胶原也只有12吨。

从技术路径上看,目前主流的胶原蛋白制备方式有2种,即提取和重组。其中,提取法需要从最终的完整形态自上而下拆解和提纯,来获得胶原蛋白分子;重组法则从自下而上,从更低层次的氨基酸序列组装并诱导合成胶原蛋白分子,得到胶原蛋白分子后,再根据最终想要获得的产品形态进行下一步操作。

由于采用提取法制备胶原蛋白,存在养殖管理限制等复杂问题,重组法被视为胶原蛋白实现量产的潜力方向。相比动物源提取方式,重组胶原通过构建、发酵、纯化等3个环节制备,工艺流程可控,生产周期更短、纯度更高,此外,重组胶原是将目的基因按照人胶原基因进行特殊设计后导入载体,再表达,具有高人体亲和性、安全性更高。

从一级市场上的资金偏好来看,重组胶原蛋白项目是专业机构重金押注的对象。2022年8月,主攻以合成生物学方式生产胶原蛋白等创新生物材料的创健医疗,在早期的A轮融资中即吸金2亿元,成为垂直赛道中的明星项目。此外,在过去2年间完成新一轮融资的态创生物、崇山生物、典晶生物等,均选择了以合成生物学为内核的技术平台。风投资金的大举流入,无疑加速了重组胶原蛋白产业的成长。数据显示,2017年至2021年间,国内重组胶原蛋白市场规模的年复合增长率高达63.0%,而动物源胶原蛋白的同期增速则仅21.8%。

不过,现阶段的重组法胶原制备,缺陷十分明显。一方面,重组胶原含量较低,距离真正的规模化生产,还需要持续的技术突破和产能扩张;另一方面,现阶段的重组胶原,三螺旋往往不完整,最终产品的功能可能并不如预期。

一位从业者告诉动脉网,从国内现有的技术来看,还无法重组全长完整四级结构的胶原蛋白,“从生物学角度看,市面上的重组胶原,其实是一个胶原蛋白多肽。”从这个意义上讲,至少在现阶段,重组胶原蛋白不能用作从动物来源提取的胶原蛋白的替代品。“大多数研究人员更多地关注重组胶原蛋白的胶原蛋白肽片段,而忽略了高级结构对其性能的显着影响。”另一位从业者表示。

通常,胶原多肽分子量为8000道尔顿左右,常规完整胶原蛋白的分子量则达到10-30万道尔顿。胶原多肽即便具备了一定的三螺旋结构,具备了细胞粘附性,也无法呈现全长胶原蛋白的高拉伸强度柔韧性,及生物降解的性能。换言之,胶原多肽作为真皮填充剂,其支撑、修复作用有限。

重组胶原蛋白的这种功能性差异,让一些投资人迟疑。有投资人向动脉网表示,就表示,更看好动物源性胶原蛋白,“成本低,性能也更稳定。”但更多投资人表示,随着各种合成生物学技术的介入,重组胶原蛋白有可能在短期内突破功能性难题。

从手术缝合线到真皮填充剂,胶原蛋白的新应用,或许早已突破了人们最初的想象。作为一款生命科学上游[lz3] 原料,胶原蛋白难得地充满了爆发力。我们希望看到在技术创新的动下,这棵老树能不断开出新芽。

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