膠原蛋白行業(yè)深度報(bào)告-奏響美麗與健康新號(hào)角解密膠原蛋白，探索健康美麗膠原蛋白：高含量、廣分布、分型豐富，“結(jié)構(gòu)決定活性”（一）膠原蛋白的定義膠原蛋白為細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）中的主要組成成分，是哺乳動(dòng)物體內(nèi)含量最多的蛋白質(zhì)，占蛋白質(zhì)總量的25%-30%，約體重的6%，廣泛分布于結(jié)締組織、皮膚、骨骼、內(nèi)臟細(xì)胞間質(zhì)及肌腔、韌帶、鞏膜等部位。一個(gè)正常成年人體內(nèi)約有3kg膠原蛋白，約90%的膠原蛋白存在于皮膚和骨頭中。（二）膠原蛋白的分型不同類型膠原蛋白的功能和存在部位有所區(qū)別。目前人類研究發(fā)現(xiàn)的膠原蛋白共28種，其中以I至V型較為常見。I型膠原蛋白是最普遍存在的膠原蛋白，占人體膠原蛋白總量的90%，占總蛋白質(zhì)質(zhì)量的近20%，主要存在于皮膚、骨和肌腱；Ⅱ型膠原蛋白是軟骨和玻璃體中的主要成分；III型膠原蛋白在新生兒皮膚中含量較高，能夠?yàn)榧?xì)胞提供充足的營(yíng)養(yǎng)，維持皮膚的飽滿潤(rùn)滑；Ⅳ型膠原蛋白是構(gòu)成基底膜的重要成分；V型膠原蛋白存在于主要由Ⅰ型膠原蛋白組成的纖維中，為Ⅰ型膠原蛋白纖維形成支架，可能在基膜和結(jié)締組織之間起著“橋梁”作用。（三）膠原蛋白的自然生物合成與降解生物合成膠原蛋白的自然生物合成過程復(fù)雜，主要分為兩個(gè)階段，前期在細(xì)胞內(nèi)，后期在細(xì)胞外。細(xì)胞內(nèi)：1）α-肽鏈的合成。通過相應(yīng)mRNA在細(xì)胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上形成α-肽鏈，α-肽鏈擁有6個(gè)區(qū)，其中三螺旋區(qū)為連續(xù)的Gly-X-Y氨基酸重復(fù)序列，Gly為甘氨酸

（Glycine），X常為脯氨酸。2）羥基化修飾。α-肽鏈中脯氨酸、賴氨酸殘基經(jīng)羥基化形成膠原蛋白中特有的羥脯氨酸和羥賴氨酸，羥脯氨酸有利于在肽鏈之間形成氫鍵，使3條α-肽鏈相互結(jié)合并扭轉(zhuǎn)成三螺旋。羥化作用對(duì)三螺旋的穩(wěn)定性有重要作用，羥基化程度越高，膠原蛋白的變形溫度越高，相應(yīng)越穩(wěn)定。3）糖基化修飾。糖基化作用目前尚未完全闡明。經(jīng)羥基化和糖基化修飾的3條α-肽鏈形成三螺旋結(jié)構(gòu)的前膠原蛋白，并排至細(xì)胞外。細(xì)胞外：4）前膠原蛋白形成原膠原蛋白（tropocollagen/TC）。分泌到細(xì)胞外間質(zhì)的前膠原蛋白經(jīng)內(nèi)切酶水解掉兩端的附加肽鏈形成原膠原蛋白。5）原膠原蛋白聚合。水解掉附加肽段的原膠原借分子間各部分不同電荷的相互吸引自動(dòng)聚合形成原纖維。6）原膠原蛋白共價(jià)交聯(lián)。相互平行的原纖維經(jīng)共價(jià)交聯(lián)，張力加強(qiáng)，韌性增大，溶解度降低，最終形成不溶性的膠原蛋白纖維。膠原蛋白的生物合成也可簡(jiǎn)述為“α-肽鏈→原膠原蛋白→原纖維→膠原蛋白纖維”

的四個(gè)形態(tài)的演變。生物分解膠原蛋白在膠原酶作用下被分解成兩部分，經(jīng)非特異性中性蛋白酶水解成為多肽，后再經(jīng)肽酶逐步水解得到三肽（如甘-脯-羥脯）、二肽（脯-羥脯）等小分子寡肽或游離氨基酸。10~50個(gè)氨基酸組成的肽為多肽，分子量范圍是1kDa-10kDa；2~10個(gè)氨基酸組成的肽為寡肽（也可稱作小分子肽、低聚肽、肽、勝肽），分子量范圍小于1kDa。寡肽又可分為：寡肽-3、寡肽-5、寡肽-6（六肽或六勝肽）等。助力美麗與健康，技術(shù)進(jìn)步、場(chǎng)景拓展推動(dòng)規(guī)模擴(kuò)張中國(guó)膠原蛋白產(chǎn)品：2021年市場(chǎng)規(guī)模288億元，重組膠原蛋白增速高中國(guó)膠原蛋白產(chǎn)品市場(chǎng)有望突破千億，復(fù)合增速超過30%。根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)引自巨子生物招股書）：2021年，中國(guó)膠原蛋白產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模為288億元，2017-2021年CAGR+31.3%；該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2027年有望達(dá)到1738億元，對(duì)應(yīng)2022E-2027ECAGR+34.3%。重組膠原蛋白增速高，規(guī)模有望超過動(dòng)物源性膠原蛋白。根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)

（轉(zhuǎn)引自巨子生物招股書）：2021年，中國(guó)重組膠原蛋白產(chǎn)品規(guī)模為108億元，2017-2021年CAGR+63.0%；該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2027年有望達(dá)到1083億元，對(duì)應(yīng)2022E-2027ECAGR+42.4%；2021年，中國(guó)動(dòng)物源性膠原蛋白產(chǎn)品規(guī)模為179億元，2017-2021年CAGR+21.8%；該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2027年有望達(dá)到655億元，對(duì)應(yīng)2022E-2027ECAGR+25.3%。膠原蛋白優(yōu)越性能助力美麗與健康膠原蛋白在美麗與健康領(lǐng)域均有應(yīng)用。鑒于膠原蛋白優(yōu)質(zhì)的止血和細(xì)胞再生作用，膠原蛋白在健康領(lǐng)域中，1）生物醫(yī)用材料、2）功能性食品飲料均有應(yīng)用。同時(shí)，膠原蛋白作為皮膚中重要的蛋白質(zhì)，憑借其良好的支撐、修復(fù)、保濕、美白等性能，在美麗領(lǐng)域中的1）注射填充材料、2）功效性敷料、3）功效性護(hù)膚品、4）一般護(hù)膚品也有應(yīng)用。就當(dāng)前的發(fā)展階段而言，截至2021年年末：從市場(chǎng)規(guī)模上看，功效性敷料和功效性護(hù)膚品方面，重組膠原蛋白為主；生物醫(yī)用材料和注射填充材料方面，動(dòng)物源膠原蛋白為主。根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)引自巨子生物招股書）：2021年，中國(guó)重組膠原蛋白產(chǎn)品總規(guī)模108億元，其中：功效性敷料市場(chǎng)規(guī)模約48億元/占比44%，功效性護(hù)膚品市場(chǎng)規(guī)模約46億元/占比43%，合計(jì)占比重組膠原蛋白產(chǎn)品規(guī)模達(dá)87%；該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2027年，重組膠原蛋白應(yīng)用排前三的產(chǎn)品形態(tài)將是功效性護(hù)膚品/功效性敷料/注射填充材料，銷售額分別有望達(dá)到64.5億元/25.5億元/12.1億元，占比分別為60%/24%/11%。健康領(lǐng)域應(yīng)用-生物醫(yī)用材料隨著行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和人均可支配收入提升，我國(guó)生物醫(yī)用材料市場(chǎng)規(guī)模近五年年均復(fù)合增速超過20%。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2020年中國(guó)城鎮(zhèn)居民人均醫(yī)療保健消費(fèi)支出達(dá)2172元，對(duì)應(yīng)2016-2020年CAGR+7.4%。賽瑞研究預(yù)測(cè)（轉(zhuǎn)引自創(chuàng)爾生物招股書），中國(guó)生物醫(yī)用材料市場(chǎng)規(guī)模2020年達(dá)到4000億元，2016-2020年CAGR+23.3%。膠原蛋白因生物相容性和生物力學(xué)性能可良好地應(yīng)用于生物醫(yī)用材料。膠原蛋白可以有效促進(jìn)細(xì)胞分裂、增殖和分化，誘導(dǎo)血小板附著，促進(jìn)血小板集聚，激活血液的凝血因子，對(duì)傷口產(chǎn)生黏著、壓迫和填充的作用。因此，膠原蛋白在醫(yī)用敷料、骨修復(fù)材料、藥物載體以及手術(shù)縫合線等生物醫(yī)用材料中均有良好應(yīng)用。膠原蛋白在敷料領(lǐng)域有強(qiáng)大的醫(yī)療應(yīng)用，逐步從醫(yī)用場(chǎng)景走向多場(chǎng)景。膠原蛋白械字號(hào)敷料可按是否植入體內(nèi)分為兩類，其中植入體內(nèi)敷料包括可吸收外科止血材料和防粘連敷料，主要用于手術(shù)中植入體內(nèi)進(jìn)行止血、填充以及防粘連。創(chuàng)面敷料更多應(yīng)用于人體表皮創(chuàng)面，憑借其強(qiáng)大的修復(fù)能力，逐漸應(yīng)用于醫(yī)美術(shù)后創(chuàng)面修復(fù)或者敏感肌治療。健康領(lǐng)域應(yīng)用-功能性食品飲料膠原蛋白在功能性食品飲料領(lǐng)域主要的產(chǎn)品包括膠原蛋白飲和膠原蛋白粉，可以為人體補(bǔ)充合成人體膠原蛋白的氨基酸。膠原蛋白食入后通過蛋白酶被水解為可吸收的氨基酸，輸送到人體各個(gè)部位后再次合成位膠原蛋白形態(tài)。分子更小的膠原蛋白肽吸收效果更好，因此功能性膠原蛋白食品飲料通過采用優(yōu)化的酶切技術(shù)以及復(fù)配其他成分提升效果?？茖W(xué)食用膠原蛋白能夠達(dá)到潤(rùn)澤頭發(fā)、養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚、預(yù)防骨質(zhì)疏松、塑造肌肉、維持血管健康的效果。從市場(chǎng)規(guī)模上看，2021年中國(guó)功能性食品/飲料規(guī)模分別為2711億元及1289億元，對(duì)應(yīng)2017-2021年CAGR+3.3%/+3.4%。從人均消費(fèi)金額上看，2021年中國(guó)功能性食品/飲料人均消費(fèi)金額分別為29/14美元，低于美國(guó)、歐洲和日本，滲透率有待提升。同時(shí)，目前中國(guó)功效性食品飲料中添加的營(yíng)養(yǎng)成分大多為維生素，膠原蛋白滲透率隨著消費(fèi)者教育的普及有望逐步提升。美麗領(lǐng)域應(yīng)用-注射填充材料膠原蛋白本身的支撐作用能夠緩解皮膚由于失去支撐而產(chǎn)生的局部皺紋，同時(shí)也具備修復(fù)、保濕和美白的作用。注射膠原后的數(shù)周內(nèi)，成纖維細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和毛細(xì)血管都會(huì)向注入的膠原移動(dòng)，組合成自身膠原，形成正常的結(jié)締組織，填充和修復(fù)受損的皮膚，能促進(jìn)人體自身膠原的分泌和組織的構(gòu)建。由于持續(xù)時(shí)間短、單價(jià)較高、適用部位和功能尚不全面、缺少融解酶等原因，膠原蛋白在注射市場(chǎng)中相對(duì)小眾，市場(chǎng)規(guī)模顯著小于玻尿酸和肉毒素。從市場(chǎng)規(guī)模上看，根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)引自巨子生物招股書），2021年中國(guó)膠原蛋白在注射填充材料產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模約為37億元，占比8.7%，同期透明質(zhì)酸和肉毒毒素針劑的市場(chǎng)規(guī)模約為217億元和139億元，占比51.2%和32.8%；該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2027年膠原蛋白針劑市場(chǎng)規(guī)?；驎?huì)達(dá)到137億元，占比10.9%，滲透率有望提升。美麗領(lǐng)域應(yīng)用-功效性敷料和功效性護(hù)膚品膠原蛋白功效性敷料常被用于醫(yī)美項(xiàng)目術(shù)后修復(fù)以及問題皮膚修復(fù)。膠原蛋白憑借其良好的修復(fù)、保濕和美白等多重功效逐步成為消費(fèi)者修復(fù)皮膚的必備產(chǎn)品。同時(shí)，重組膠原蛋白也逐漸成為護(hù)膚品的重要成分，強(qiáng)大的修復(fù)和再生作用可以很好地應(yīng)用在面部和眼部抗衰產(chǎn)品中，成為各品牌高端抗衰產(chǎn)品線黃金成分。非手術(shù)類醫(yī)美市場(chǎng)增速快，有望帶動(dòng)醫(yī)美術(shù)后功效性敷料應(yīng)用。根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)引自愛美客招股書），2020年手術(shù)類和非手術(shù)類占比分別為50.1%/49.9%；

該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2030年非手術(shù)類醫(yī)美項(xiàng)目規(guī)模4170億元，占比達(dá)到64%。根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)引自巨子生物招股書），2021年，中國(guó)醫(yī)用敷料市場(chǎng)規(guī)模259億元，2017-2021年CAGR+40%；該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2027年有望達(dá)到979億元，對(duì)應(yīng)2022-2027年CAGR+23.1%。重組膠原蛋白較動(dòng)物源性膠原蛋白致敏率更低，滲透率和占比有望持續(xù)提升。根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)引自巨子生物招股書），2021年中國(guó)重組膠原蛋白在功效性敷料市場(chǎng)的滲透率為18.5%，該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)到2027年有望達(dá)到26.1%；在功效性護(hù)膚品市場(chǎng)中，2021年中國(guó)功效性護(hù)膚品市場(chǎng)中重組膠原蛋白規(guī)模約46億元，滲透率14.9%，該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2027年規(guī)模有望提升至645億元，滲透率將達(dá)到30.5%。動(dòng)物源提取&基因工程齊頭并進(jìn)，國(guó)家定則掃除命障礙制取方法：動(dòng)物源提取是當(dāng)下主流，基因工程重組為未來趨勢(shì)市場(chǎng)中膠原蛋白制取方式主要為動(dòng)物源提取法和基因工程重組法。目前采用動(dòng)物源提取法的代表公司為創(chuàng)爾生物、臺(tái)灣雙美、華熙生物（益而康）、貝迪生物及長(zhǎng)春博泰等；

采用基因工程重組法的代表公司為巨子生物、丸美股份、創(chuàng)健醫(yī)療及聚源生物等。從國(guó)內(nèi)范圍看，當(dāng)前動(dòng)物源性膠原蛋白仍占據(jù)主流市場(chǎng)份額，重組膠原蛋白增速高，規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)反超。據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)引自巨子生物招股書）：2021年，中國(guó)動(dòng)物源膠原蛋白產(chǎn)品規(guī)模為179億元，占比62.4%，2017-2021年CAGR+21.8%；該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2027年有望達(dá)到655億元，占比37.7%，2022E-2027ECAGR+25.3%；

2021年，中國(guó)重組膠原蛋白產(chǎn)品規(guī)模為108億元，占比37.6%，2017-2021年CAGR+63.0%；該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2027年有望達(dá)到1083億元，占比62.3%，2022E-2027ECAGR+42.4%。（一）動(dòng)物源提取法提取動(dòng)物源膠原蛋白的方法主要有酶解法、中性鹽法和酸解法，其中酶解法和酸解法的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用更為廣泛。常用的原料有：牛跟腱、豬皮、牛小腸、牛軟骨、豬軟骨和魚皮等。酶解法速度快、效率高、得率高、所得產(chǎn)物理化性質(zhì)穩(wěn)定。企業(yè)常使用胃蛋白酶、胰蛋白酶等蛋白酶限制性切割端肽，以提升膠原蛋白在中性溶液或酸溶液中的可溶解性，得到保持完整三螺旋結(jié)構(gòu)的酶溶性膠原蛋白。蛋白酶的加入顯著提高膠原蛋白的得率，降低免疫原風(fēng)險(xiǎn)，提升產(chǎn)品品質(zhì)，因此酶解法常被用于提取高品質(zhì)膠原蛋白。酸解法提取成本較低，但提取時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)率較低，產(chǎn)品有較高免疫原風(fēng)險(xiǎn)。酸解法是指樣品在經(jīng)過前期除脂、除雜蛋白后，將其置于低離子強(qiáng)度的酸性介質(zhì)中，讓膠原蛋白分子之間的鹽鍵、Schiff堿受到破壞，從而將膠原蛋白溶解出來，通過鹽析、透析等步驟最終得到酸溶性膠原蛋白。酸解法提取的膠原蛋白同樣能保持完整三螺旋結(jié)構(gòu)，但由于非螺旋區(qū)未得到切除，可能有更高的免疫原風(fēng)險(xiǎn)，因此酸解法常用于從豬皮中提取食用級(jí)膠原蛋白。（二）基因工程法基因工程法制備重組膠原蛋白