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證券研究報(bào)告·醫(yī)藥行業(yè)深度研究·培養(yǎng)基行業(yè)報(bào)告發(fā)展正當(dāng)時(shí),國產(chǎn)培養(yǎng)基欣欣向榮發(fā)布日期:2022年10月14日摘要培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯。細(xì)胞培養(yǎng)基是生物醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展的基石,廣泛應(yīng)用于生物制藥研發(fā)和生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié),對(duì)生物醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。細(xì)胞培養(yǎng)基應(yīng)用范圍十分廣泛,主要為生物制藥生產(chǎn)領(lǐng)域和科學(xué)研究領(lǐng)域兩方面。細(xì)胞培養(yǎng)基的下游商業(yè)化應(yīng)用主要包括三個(gè)方向:重組蛋白/抗體藥物生產(chǎn)、
疫苗生產(chǎn)、基因、細(xì)胞治療藥物生產(chǎn)??贵w藥物及基因治療、細(xì)胞治療藥物生產(chǎn)用的培養(yǎng)基技術(shù)難度高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、個(gè)性化需求高、且價(jià)格偏高,屬于技術(shù)門檻較高的細(xì)分領(lǐng)域。培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速。中國細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)存在廣闊的發(fā)展空間。市場(chǎng)規(guī)模已從2017年的6.1億元發(fā)展至2021年的26.3億元,其中無血清培養(yǎng)基市場(chǎng)規(guī)模增長較快。據(jù)
Frost&Sullivan
預(yù)測(cè),中國的細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)未來還會(huì)進(jìn)行快速增長,在2026年預(yù)計(jì)達(dá)到71億元,2021-2026
年的復(fù)合年增長率為
22.0%。隨著下游生物制藥領(lǐng)域蓬勃發(fā)展和大趨勢(shì)下,國產(chǎn)培養(yǎng)及市場(chǎng)未來將有巨大的提升空間。培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)。培養(yǎng)基是生物醫(yī)藥核心原料之一,其性能可直接影響產(chǎn)物表達(dá)量的高低,進(jìn)而影響生物藥的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。培養(yǎng)基開發(fā)的技術(shù)壁壘高、工藝復(fù)雜,配方一般包含70-100
種不同化學(xué)成分,需要通過分析細(xì)胞特性和工藝試驗(yàn)確定適合細(xì)胞生長的配方組份,并經(jīng)工藝優(yōu)化實(shí)現(xiàn)大批次穩(wěn)定生產(chǎn)??贵w藥發(fā)展帶動(dòng)培養(yǎng)基市場(chǎng),Gibco行業(yè)保持領(lǐng)先。培養(yǎng)基行業(yè)最早成立的三家公司:GIBCO、HyClone和JRH,目前依然處于全球頭部位置??贵w藥帶動(dòng)了培養(yǎng)基產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。培養(yǎng)基從含血清到無血清經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展,但從無血清到化學(xué)成分確定用了十年不到的時(shí)間,這得益于蛋白抗體藥逐漸上市,通過培養(yǎng)基開發(fā)以提高產(chǎn)物表達(dá)水平的需求日益顯著。產(chǎn)業(yè)鏈延伸,CDMO助力發(fā)展。培養(yǎng)基與CDMO緊密聯(lián)系,業(yè)務(wù)具有多方面的協(xié)同效應(yīng)。工藝協(xié)同:培養(yǎng)基和生物藥CDMO均是為了提高藥物的開發(fā)效率和結(jié)果,在細(xì)胞株構(gòu)建、工藝開發(fā)等過程中有較多技術(shù)協(xié)同??蛻魠f(xié)同:細(xì)胞培養(yǎng)貫穿生物藥從研發(fā)到商業(yè)化的全過程,培養(yǎng)基和CDMO業(yè)務(wù)均可全流程服務(wù)生物藥客戶重點(diǎn)關(guān)注標(biāo)的:奧浦邁(688293),東富龍(300171),中盛溯源(未上市)風(fēng)險(xiǎn)提示:進(jìn)口替代不及預(yù)期、市場(chǎng)競(jìng)爭加劇風(fēng)險(xiǎn)、疫情對(duì)下游客戶訂單及供應(yīng)鏈影響、產(chǎn)品質(zhì)量、批間穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn),客戶驗(yàn)證進(jìn)度不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)、部分上游原材料依賴海外供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。2目錄123456培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)抗體藥發(fā)展帶動(dòng)培養(yǎng)基市場(chǎng),Gibco行業(yè)保持領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)鏈延伸,CDMO助力發(fā)展國內(nèi)重點(diǎn)培養(yǎng)基公司介紹:奧浦邁、東富龍、中盛溯源1培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯細(xì)胞培養(yǎng)基由多種成分組成表:細(xì)胞培養(yǎng)基的不可或缺成分無機(jī)鹽緩沖系統(tǒng)培養(yǎng)基中的無機(jī)鹽有助于保持滲透平衡,并通過提供鈉、鉀和鈣離子來幫助調(diào)節(jié)膜電位。調(diào)節(jié)
pH
值對(duì)于最佳培養(yǎng)條件至關(guān)重要,通常通過以下兩種緩沖系統(tǒng)之一來實(shí)現(xiàn):1.
天然緩沖系統(tǒng)氨基酸在自然緩沖系統(tǒng)中,氣態(tài)CO
與培養(yǎng)基的CO
/HCO
含量氨基酸是蛋白質(zhì)的組成部分,是所有已知細(xì)胞培養(yǎng)基的必需成分。必需氨基酸必須包含在培養(yǎng)基中,L-谷氨酰胺是一種必需氨基酸,尤其重要233平衡。具有天然緩沖系統(tǒng)的培養(yǎng)物需要維持在5-10%CO2的空氣環(huán)境中。2.
HEPES碳水化合物使用兩性離子
HEPES
進(jìn)行化學(xué)緩沖,在pH值范圍
7.2-7.4內(nèi)具有出色的緩沖能力。糖類形式的碳水化合物是能量的主要養(yǎng)基含有葡萄糖和半乳糖。大多數(shù)培3.
酚紅酚紅作為
pH
指示劑,可以持續(xù)監(jiān)測(cè)pH。在細(xì)胞生長過程中,培養(yǎng)基會(huì)隨著
pH
值的變化而改變顏色。pH7.4
的培養(yǎng)基呈鮮紅色,這是細(xì)胞培養(yǎng)的最佳
pH
值。維生素?cái)?shù)據(jù):
Labome,中信建投5培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯無血清培養(yǎng)基成為未來趨勢(shì),化學(xué)成分確定培養(yǎng)基壁壘最高
按照培養(yǎng)基所含組分差異把培養(yǎng)基分為含血清、無血清、無蛋白和化學(xué)成分確定四類培養(yǎng)基,培養(yǎng)基向著成分確定,營養(yǎng)物質(zhì)組成穩(wěn)定的方向發(fā)展。
目前無血清細(xì)胞培養(yǎng)基和合成細(xì)胞培養(yǎng)基是最為主要的兩大類產(chǎn)品。其中,無動(dòng)物組分無血清細(xì)胞培養(yǎng)基是目前在生物制藥行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的。表:細(xì)胞培養(yǎng)基分類含血清細(xì)胞培養(yǎng)基無血清細(xì)胞培養(yǎng)基無蛋白培養(yǎng)基化學(xué)成分確定培養(yǎng)基無蛋白質(zhì)培養(yǎng)基不含任何蛋白質(zhì),僅包含非蛋白質(zhì)成分?;A(chǔ)培養(yǎng)基+生長因子、脂蛋白和其他蛋白質(zhì)無污染的超純無機(jī)和有機(jī)成分定義基礎(chǔ)培養(yǎng)基+血清技術(shù)難度和成分確定性較低適中較高最高血清包含多種生長因子
培養(yǎng)基中不存在血清中的抗和激素,可以刺激細(xì)胞
體、補(bǔ)體等成分,對(duì)培養(yǎng)細(xì)目前最安全的,最為理想的培養(yǎng)基。成分確定,針對(duì)特定細(xì)胞進(jìn)行成分優(yōu)化組分相對(duì)穩(wěn)定,純化成本較低優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)生長和發(fā)揮功能。胞影響小血清成份不確定,外源
通常是專門配制的,用以單污染、純化分離難度大
一類型細(xì)胞的培養(yǎng)價(jià)格較為昂貴價(jià)格較為昂貴數(shù)據(jù):
Labome,中信建投6培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯原材料供應(yīng)商選擇對(duì)培養(yǎng)基生產(chǎn)十分重要
來自不同供應(yīng)商的同一種原料,以及同一供應(yīng)商的不同批次原料都會(huì)由于雜志含量不同導(dǎo)致細(xì)胞生長結(jié)果產(chǎn)生差異。因此,需要對(duì)原料供應(yīng)商進(jìn)行深度考察,確保供應(yīng)商原料的質(zhì)量,以及穩(wěn)定性,將雜質(zhì)水平控制在限度范圍內(nèi),從而保證培養(yǎng)基批次生產(chǎn)的穩(wěn)定性。圖:不同供應(yīng)商的原材料對(duì)細(xì)胞生長和蛋白表達(dá)的影響圖:不同供應(yīng)商鐵鹽中的錳離子含量數(shù)據(jù):
Merck工藝解決方案,中信建投7培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯氨基酸在培養(yǎng)基原材料中占比最高在培養(yǎng)基原材料成本中,氨基酸的費(fèi)用占比較高,氨基酸作為在大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)中不可缺少的成分之一.以DEME培養(yǎng)基為例,氨基酸的成本占比達(dá)到60%,脂質(zhì)的單價(jià)相對(duì)較高但是用量少,因此成本占比約為19%。無機(jī)鹽和維生素成本占比分別為11%和3%。對(duì)于含血清培養(yǎng)基,主要成本來自血清,進(jìn)口新西蘭胎牛血清價(jià)格在5000元-7000元/500ml,國產(chǎn)血清價(jià)格是進(jìn)口的1/3-1/2的價(jià)格。對(duì)于無血清培養(yǎng)基,主要成本來自生長因子,如FGF-2和TGF-β的價(jià)格約為2000美元/mg和80900美元/mg。圖:DEME培養(yǎng)基原材料成本占比圖:無血清培養(yǎng)基成本統(tǒng)計(jì)價(jià)格($)最終濃度(mg/L)無機(jī)鹽11%DEME基礎(chǔ)培養(yǎng)基156(50升)N/AAA2P(ascorbic
acid
2phosphate)脂類及其他有機(jī)7.84(每克)60物26%NaHCO3胰島素<0.01(每克)340(每克)54020維生素3%轉(zhuǎn)鐵蛋白生長因子400(每克)10氨基酸200.5(每毫克)0.160%數(shù)據(jù):
GoodFood
Institute,中信建投8培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯培養(yǎng)基產(chǎn)業(yè)鏈完善,國內(nèi)企業(yè)均有布局
細(xì)胞培養(yǎng)基產(chǎn)業(yè)鏈上游為各類原材料生產(chǎn)企業(yè),包括氨基酸、糖類、脂類、無機(jī)鹽以及維生素等。中游是培養(yǎng)基供應(yīng)商,為下游客戶提供含血清培養(yǎng)基、無血清培養(yǎng)基以及化學(xué)成分確定的培養(yǎng)基等各種產(chǎn)品;下游主要是培養(yǎng)基的終端使用者,包括疫苗以及生物藥品/制品生產(chǎn)企業(yè),生命科學(xué)科研機(jī)構(gòu)等。表:細(xì)胞培養(yǎng)基產(chǎn)業(yè)鏈上游中游下游培養(yǎng)基所需的原材料生產(chǎn)企業(yè)疫苗、重組蛋白/抗體藥物、細(xì)胞與基因治療生產(chǎn)企業(yè),行業(yè)培養(yǎng)基生產(chǎn)企業(yè)科研院所疫苗企業(yè):蘭州所、成都所,智飛生物,華蘭生物,康希諾等如健順生物、中山康天晟合、多寧生物、源培生物、常州艾米能斯、奧浦邁吉泰公司,天杭生物,民海生物等基因治療:南京傳奇,科濟(jì)生物,博生吉,上海希元,澳元和力等代表企業(yè)抗體藥物:基石藥業(yè),復(fù)宏漢霖,東耀藥業(yè),中國抗體,康寧杰瑞等。數(shù)據(jù):
Labome,中信建投9培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯多種細(xì)胞培養(yǎng)工藝,大體積流加培養(yǎng)為主流
多個(gè)中小體積反應(yīng)器流加培養(yǎng):最成熟,優(yōu)化最簡單,工藝開發(fā)速度最快;傳質(zhì)性能不佳,生產(chǎn)效率有限
大體積流加培養(yǎng):流加式培養(yǎng)是在批式培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,采用機(jī)械攪拌式生物反應(yīng)器系統(tǒng),懸浮培養(yǎng)細(xì)胞或以懸浮微載體培養(yǎng)貼壁細(xì)胞,細(xì)胞初始接種的培養(yǎng)基體積一般為終體積的1/2~1/3,在培養(yǎng)過程中根據(jù)細(xì)胞對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的不斷消耗和需求,流加濃縮的營養(yǎng)物或培養(yǎng)基,從而使細(xì)胞持續(xù)生長至較高的密度,目標(biāo)產(chǎn)品達(dá)到較高的水平
中小體積灌流培養(yǎng):灌流培養(yǎng)工藝是一種常用的發(fā)酵工藝,多采用攪拌式細(xì)胞發(fā)酵系統(tǒng),也可采用管式系統(tǒng)。在發(fā)酵過程中,不斷向發(fā)酵罐灌流培養(yǎng)液,同時(shí)以相同流量流出。表:細(xì)胞培養(yǎng)方法分類中文名稱英文名稱簡介實(shí)例CHO細(xì)胞濃度(個(gè)/mL)分批培養(yǎng)Batch在密閉反應(yīng)器內(nèi)一次性裝入培養(yǎng)基和接種菌種(不進(jìn)不出)培養(yǎng)過程中分批次補(bǔ)加培養(yǎng)基(只進(jìn)不出)2.0×1062.7×1069.6×106流加培養(yǎng)
Fed-Batch灌流培養(yǎng)
Perfusion
培養(yǎng)過程中不斷將部分培養(yǎng)基和產(chǎn)物取出,同時(shí)灌注新培養(yǎng)基(有進(jìn)有出)數(shù)據(jù):Biochem
Eng
J,
CNKI,
Repligen,
中信建投10培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯多種細(xì)胞培養(yǎng)工藝,大體積流加培養(yǎng)為主流
大體積流加培養(yǎng):
優(yōu)點(diǎn):混合和傳質(zhì)性能接近不銹鋼反應(yīng)器,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求高,生產(chǎn)條件需要經(jīng)過一定優(yōu)化,CDMO公司采用較多,主要用于傳統(tǒng)低表達(dá)量產(chǎn)品生產(chǎn)和未經(jīng)充分優(yōu)化的新工藝生產(chǎn)。①
可以通過限制底物濃度來控制代謝物分解。②
可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的高細(xì)胞密度生長。③
必要時(shí)可降低肉湯粘度。圖:流加培養(yǎng)示意圖④
允許通過蒸發(fā)來補(bǔ)充水分損失。數(shù)據(jù):Biochem
Eng
J,
CNKI,
Repligen,
中信建投11培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯多種細(xì)胞培養(yǎng)工藝,大體積流加培養(yǎng)為主流灌流培養(yǎng)工藝(Perfusion
Culture):主要用于化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白、酶、凝血因子等生產(chǎn)
優(yōu)點(diǎn):①占地面積小,生產(chǎn)效率最高。
②可在發(fā)酵過程中不斷去除細(xì)胞碎片和副產(chǎn)物,降低細(xì)胞后釋放的各種酶類可能對(duì)產(chǎn)物的影響。③連續(xù)不斷的灌流新鮮培養(yǎng)液而提供一個(gè)較恒定的培養(yǎng)環(huán)境,因此可獲得較高的單位體積產(chǎn)率。④灌流系統(tǒng)多采用細(xì)胞截留與回收系統(tǒng),因而可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的高密度發(fā)酵。
缺點(diǎn):①工藝優(yōu)化較復(fù)雜耗時(shí)較長,同時(shí)培養(yǎng)基利用效率較低,純化工段需處理的液體體積較大;
②需要切向流過濾,對(duì)過濾系統(tǒng)有較高要求。表:利用灌流技術(shù)生產(chǎn)的生物藥物圖:灌流培養(yǎng)示意圖名稱ReoPro伊米苷酶類克蛋白類型適應(yīng)癥公司反應(yīng)器規(guī)模(L)動(dòng)脈粥樣化切除術(shù)阿昔單抗強(qiáng)生500葡萄糖腦苷酯酶的類似物Ⅰ型戈謝氏病Genzyme強(qiáng)生2000500/1000200英夫利昔單抗
類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎Kogenate-FS
重組凝血八因子
A型血友病拜爾重組人活性蛋白XigrisStelara安佳因敗血癥銀屑病禮來1500C優(yōu)特克單抗強(qiáng)生500青少年及成人血重組VIII因子神州細(xì)胞友病A數(shù)據(jù):bioprocessintl,生物在線,
中信建投12培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯多種細(xì)胞培養(yǎng)工藝,大體積流加培養(yǎng)為主流灌流/流加培養(yǎng)基產(chǎn)量及成本對(duì)比:流加培養(yǎng)工藝單位產(chǎn)量較高,成本相對(duì)較低。
Fed-batch培養(yǎng)
VPR(Volumetric
productivity)顯著降低,僅為
0.4
g/L/天,而灌注過程產(chǎn)生由于維持了高細(xì)胞密度,可比較的
VPR
為
0.68
–
0.70
g/L/天
。
灌流培養(yǎng)工藝(Perfusion)單位生產(chǎn)總成本(17$/g
mAb)高于流加培養(yǎng)工藝(11$/g
mAb)。數(shù)據(jù):Biotechnology
progess,
中信建投13培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯多種細(xì)胞培養(yǎng)工藝,大體積流加培養(yǎng)為主流
在抗體藥生產(chǎn)過程中,大規(guī)模培養(yǎng)的單位生產(chǎn)成本顯著低于中等規(guī)模。同等規(guī)模比較,灌流與分批培養(yǎng)工藝的生產(chǎn)成本接近,但灌流培養(yǎng)所需物料的成本明顯高于分批培養(yǎng),而物料成本中培養(yǎng)基占比約60%。
目前,流加工藝仍為行業(yè)主流,若灌流工藝應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展,培養(yǎng)基市場(chǎng)擴(kuò)容可期。隨著培養(yǎng)基成本下降/國產(chǎn)化,灌流工藝成本有望降至比流加更低。圖:灌流/分批培養(yǎng)基用于抗體藥生產(chǎn)成本對(duì)比(單位:CoG
($/g))120編號(hào)目標(biāo)產(chǎn)量kg/yr規(guī)模1a1b2a2b10010080604020010001000100大規(guī)模培養(yǎng)
大規(guī)模培養(yǎng)
中等規(guī)模中等規(guī)模懸浮生物反應(yīng)器懸浮懸浮懸浮分批灌流分批灌流上游下游(batch)
(perfusion)
(batch)
(perfusion)1aLS
Batch資本支出1b
LSperfusion2aIntBatch2b
Intperfusion其他連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)生產(chǎn)材料耗材人工成本數(shù)據(jù):BPOG,中信建投14培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯細(xì)胞培養(yǎng)基應(yīng)用廣泛,用于細(xì)胞基因治療領(lǐng)域技術(shù)難度更高
細(xì)胞培養(yǎng)基應(yīng)用范圍也十分廣泛,主要為生物制藥生產(chǎn)領(lǐng)域和科學(xué)研究領(lǐng)域兩方面。細(xì)胞培養(yǎng)基的下游商業(yè)化應(yīng)用主要包括三個(gè)方向:重組蛋白/抗體藥物生產(chǎn)、
疫苗生產(chǎn)、基因、細(xì)胞治療藥物生產(chǎn)。
抗體藥物及基因治療、細(xì)胞治療藥物生產(chǎn)用的培養(yǎng)基技術(shù)難度高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、個(gè)性化需求高、且價(jià)格偏高,屬于技術(shù)門檻較高的細(xì)分領(lǐng)域。表:細(xì)胞培養(yǎng)基下游商業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域商業(yè)化應(yīng)用技術(shù)難度
細(xì)胞類型生產(chǎn)工藝產(chǎn)品特點(diǎn)價(jià)格及競(jìng)爭格局傳統(tǒng)疫苗多用低血清培養(yǎng)基,市場(chǎng)價(jià)低于10元/升BHK細(xì)胞、MDBK
技術(shù)路線成熟,工藝細(xì)胞、VERO細(xì)胞
模式化疫苗(主要為動(dòng)物疫苗)一般標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品為主無血清培養(yǎng)基,國產(chǎn)培養(yǎng)基50-60元/升國產(chǎn)品牌發(fā)展迅速工藝復(fù)雜,參數(shù)控股CHO細(xì)胞、NS0、HEK293細(xì)胞標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,同時(shí)
GIBCO是最大的供貨商
,產(chǎn)品均價(jià)200-向定制化產(chǎn)品發(fā)展
300元/升;重組蛋白/抗體高要求高,個(gè)性化工藝要求高中國產(chǎn)品均價(jià)100元/
升造血干細(xì)胞、T細(xì)工藝復(fù)雜,參數(shù)控股標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,同時(shí)
GIBCO供應(yīng)此類產(chǎn)品均價(jià)
3000-4000元
/
升向定制化產(chǎn)品發(fā)展
產(chǎn)品包括500ml培養(yǎng)液+生長因子+添加劑基因細(xì)胞治療高胞、自然殺傷細(xì)胞
要求高,個(gè)性化工藝等
要求高數(shù)據(jù):
公司公告,頭豹研究院,中信建投15培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯CHO細(xì)胞系主要用于重組蛋白及抗體藥篩選
用于抗體藥物生產(chǎn)的培養(yǎng)基難度要高于疫苗培養(yǎng)基,哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)工藝復(fù)雜,參數(shù)控股要求高,個(gè)性化工藝要求高,需要對(duì)培養(yǎng)基的溫度、CO2濃度、細(xì)胞密度等有較好的控制。
目前市場(chǎng)上大多數(shù)單克隆抗體是通過兩種哺乳動(dòng)物細(xì)胞系生產(chǎn),中國倉鼠卵巢細(xì)胞(CHO),小鼠骨髓瘤細(xì)胞(NS0)以及Sp2/0。目前商業(yè)化的產(chǎn)品中,多數(shù)藥物使用CHO細(xì)胞系生產(chǎn)。CHO具有較高生產(chǎn)力,表現(xiàn)出始終如一的良好生長表型,適用于大規(guī)模工業(yè)培養(yǎng),可以很容易地適應(yīng)各種化學(xué)成分確定的培養(yǎng)基,不易受到人類病毒的感染。圖:重組蛋白及抗體藥物細(xì)胞系圖:重組蛋白及抗體藥物細(xì)胞系細(xì)胞系優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)CHO遺傳背景清晰,產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用廣泛缺乏內(nèi)源性谷氨酰胺合成酶,更適合GS篩選體系非人源糖基化修飾培養(yǎng)過程需添加外源膽固醇;非人源糖基化修飾非人源糖基化修飾others,6%NS0Sp2/0
cells,11%Sp2/0能夠無血清懸浮培養(yǎng)人源細(xì)胞,較容易轉(zhuǎn)染,可用于細(xì)胞瞬時(shí)轉(zhuǎn)染方面的工作,用于生物制品的前期研發(fā)。NS0cells,22%受培養(yǎng)規(guī)模、工藝路線所限,不適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)CHOcells,
61%HEK-293Murine鼠雜交瘤技術(shù)成熟多用于表達(dá)鼠源抗體只適合表達(dá)抗體片段HybridomasE.Coli技術(shù)成熟,培養(yǎng)成本低數(shù)據(jù):
BioDrugs,中國生物工程雜志,中信建投16培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯CHO-K1接替CHO-DG44成為行業(yè)主流
我們統(tǒng)計(jì)了2009年至今排名各年度銷售額前10名的抗體和重組蛋白類產(chǎn)品所用細(xì)胞系,全部使用CHO細(xì)胞,CHO細(xì)胞內(nèi)部各細(xì)分細(xì)胞系中,此前的主流為DG44,近年來CHO-K1生產(chǎn)產(chǎn)品的銷售額占比迅速增加。銷售額排名藥品公司艾伯維適應(yīng)癥自身免疫疾病2021年銷售額(億美元)
CHO細(xì)胞株獲批時(shí)間2002201420112009201420172015201520142012200520062016200319982004201720081998199712Humira
(阿達(dá)木單抗)Keytruda(帕博利珠單抗)Eylea(阿柏西普)20717292CHO-DG44CHO-K1默沙東黑色素瘤,NSCLC、膀胱癌、頭頸癌等濕性AMD、糖尿病黃斑水腫等自身免疫疾病3再生元/拜耳強(qiáng)生CHO-K14Stelara(烏司奴單抗)Opdivo(納武利尤單抗)91CHO-K15BMS/小野黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、頭頸癌等特應(yīng)性皮炎、哮喘85CHO-K16Dupixent
(度普利尤單抗)
賽諾菲/再生元62CHO-K17Darzalex
(達(dá)雷妥尤單抗)Cosentyx
(司庫奇尤單抗)Entyvio(維得利珠單抗)強(qiáng)生諾華武田多發(fā)性骨髓瘤、AL淀粉樣變性自身免疫疾病60CHO-K1847CHO-K19潰瘍性腸炎、克羅恩病46CHO-DG44CHO-DG44CHO-DG44CHO-DG44CHO-K11011121314151617181920Perjeta(帕妥珠單抗)Actemra(托珠單抗)Lucentis(雷珠單抗)Tecentriq(阿替利珠單抗)Xolair(奧馬珠單抗)羅氏羅氏HER2+乳腺癌類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、細(xì)胞因子突釋綜合征等濕性AMD、DME等4339363636353433313028諾華/羅氏羅氏尿路上皮癌、NSCLC、三陰乳腺癌哮喘/COPD、蕁麻疹自身免疫疾病諾華/羅氏CHO-K1Remicade(英夫利昔單抗)
強(qiáng)生/默沙東CHO-DG44CHO-DG44CHO-K1Avastin
(貝伐珠單抗)Hemlibra(艾美賽珠單抗)Simponi(戈利木單抗)Herceptin
(曲妥珠單抗)Rituxan
(利妥昔單抗)羅氏羅氏結(jié)直腸癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌等血友病強(qiáng)生/默沙東羅氏自身免疫疾病CHO-DG44CHO-DG44CHO-DG44HER2+乳腺癌、胃癌NHL、CLL、FL羅氏17數(shù)據(jù):各公司公告,中信建投培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯CHO-K1接替CHO-DG44成為行業(yè)主流細(xì)胞種類產(chǎn)品類型產(chǎn)品品種阿達(dá)木單抗細(xì)胞種類產(chǎn)品類型產(chǎn)品品種阿巴西普阿侖單抗貝伐單抗阿柏西普地舒單抗阿法賽特戈利木單抗融合蛋白貝拉塔塞普依那西普替伊莫單抗易普利姆瑪單抗奧濱尤妥珠單抗奧馬珠單抗利納西普絨毛膜促性腺激素α促卵泡素αCHO細(xì)胞單克隆抗體帕尼單抗促卵泡素β帕妥珠單抗激素黃體生成激素成骨蛋白-1促甲狀腺素α凝血因子
VIII凝血因子
IX貝利木單抗那他珠單抗奧法木單抗帕利珠單抗雷莫盧單抗阿昔單抗巴利昔單抗卡那單抗西妥昔單抗英夫利昔單抗凝血因子
VIIa凝血因子
VIII人造生長激素利妥昔單抗司妥昔單抗托珠單抗曲妥珠單抗凝血因子維多珠單抗CHO細(xì)胞烏司奴單抗曲妥珠-美坦ADC阿法達(dá)貝泊人造蛋白干擾素β-1a促紅細(xì)胞生成素α促紅細(xì)胞生成素β促紅細(xì)胞生成素θ無糖苷酶βα-葡萄糖苷酶阿替普酶埃洛硫酸酶αG-4硫酸酯酶人脫氧核糖核酸酶透明質(zhì)酸酶NS0細(xì)胞單克隆抗體細(xì)胞因子Sp2/0細(xì)胞單克隆抗體BHK細(xì)胞凝血因子激素MurineC127細(xì)胞酶亞胺葡糖苷酶拉羅尼酶替萘普酶18數(shù)據(jù):Springer,中信建投培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯CHO-K1接替CHO-DG44成為行業(yè)主流
CHO-K1由于細(xì)胞粒徑大,線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)均較大等原因,其抗體表達(dá)量有較大優(yōu)勢(shì);2006年由Lonza和Merck實(shí)現(xiàn)懸浮培養(yǎng)后,逐步成為工程細(xì)胞主流品種。圖:不同CHO細(xì)胞參數(shù)對(duì)比實(shí)現(xiàn)可懸浮培養(yǎng)年份(年)抗體表達(dá)量(pg/cell/day)細(xì)胞大小(um)CHO-SCHO-DG44CHO-K11973198320061.64.813.714.215.712.9圖:CHO細(xì)胞在不同培養(yǎng)方式中mAb表達(dá)峰值(mg/L)圖:CHO細(xì)胞在不同培養(yǎng)方式中mAb表達(dá)量(pg/cell/day)CHO-SCHO-DG44CHO-K1CHO-SCHO-DG44CHO-K114121084003503002502001501005064200分批式培養(yǎng)流加式培養(yǎng)灌流式培養(yǎng)分批式培養(yǎng)流加式培養(yǎng)灌流式培養(yǎng)19數(shù)據(jù):PubMed,中信建投培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯培養(yǎng)基的質(zhì)量影響蛋白抗體藥物的生產(chǎn)效率
蛋白抗體藥物的表達(dá)量是降低藥物的生產(chǎn)成本提高藥物可及性的關(guān)鍵,表達(dá)量的提高主要有賴于開發(fā)更好的工程細(xì)胞系和培養(yǎng)基的優(yōu)化,細(xì)胞系開發(fā)也離不開培養(yǎng)基。培養(yǎng)基作為細(xì)胞的核心原料,決定了蛋白抗體藥物表達(dá)量的高低。
根據(jù)NatureBiotechnology,2004年細(xì)胞培養(yǎng)密度可以超過10x106cells/mL,實(shí)現(xiàn)蛋白表達(dá)量大約2-5g/L2;過去十多年進(jìn)一步發(fā)展,細(xì)胞密度在常規(guī)的流加培養(yǎng)工藝中已經(jīng)可以達(dá)到40x106
cells/mL,表達(dá)量可以超過10g/L。技術(shù)關(guān)鍵就是更優(yōu)化的培養(yǎng)基和細(xì)胞培養(yǎng)工藝。圖:1986-2004年細(xì)胞密度及抗體產(chǎn)品對(duì)比表:培養(yǎng)基的優(yōu)化影響蛋白抗體藥物的生產(chǎn)效率時(shí)間細(xì)胞密度蛋白表達(dá)量50mg/L2-5g/L1986200420142x106
cells/mL10x106cells/mL40x106
cells/mL10g/L數(shù)據(jù):
Nature
biotechnology,公司公告,中信建投20培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯蛋白抗體生產(chǎn)培養(yǎng)基選擇十分重要,國產(chǎn)企業(yè)重點(diǎn)布局
主要用于生產(chǎn)抗體藥物的CHO培養(yǎng)基技術(shù)壁壘相對(duì)較高,主要以化學(xué)成分確定培養(yǎng)基以及補(bǔ)料配方培養(yǎng)為主。培養(yǎng)基的選擇對(duì)于重組蛋白和抗體的生產(chǎn)十分重要,
biotechnology
journal文獻(xiàn)論述了不同成分的培養(yǎng)基對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)十分重要,CHO-K1和CHO-S細(xì)胞在不同培養(yǎng)基中抗體半乳糖基化(G0F)含量從17%提升到37%。
抗體藥培養(yǎng)基目前已經(jīng)成為國產(chǎn)頭部企業(yè)重點(diǎn)研發(fā)布局的細(xì)分領(lǐng)域,從而提升在該領(lǐng)域的核心技術(shù)壁壘。圖:重組蛋白及抗體藥物細(xì)胞系對(duì)比圖:奧浦邁CHO細(xì)胞培養(yǎng)基核心技術(shù)核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)專利CHO
DG44培更適宜細(xì)胞增殖,適宜CHO
CD44
細(xì)胞生長?!獭甜B(yǎng)基及其應(yīng)用CHO-K1懸浮馴化培可解決細(xì)胞易結(jié)團(tuán)、活率低、倍增時(shí)間長的問題。養(yǎng)基及馴化方法用于CHO
細(xì)胞培養(yǎng)的組合糖類補(bǔ)料培養(yǎng)基以及鑒于溫度變化CHO
細(xì)胞的培養(yǎng)基添加方法,可有效提高外源蛋白的表達(dá)量。CHO
細(xì)胞組合糖類√補(bǔ)料培養(yǎng)基CHO大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)
應(yīng)用于CHO
細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)數(shù)據(jù):biotechnology
journal,奧浦邁招股書,中信建投21培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯培養(yǎng)基對(duì)于CHO細(xì)胞培養(yǎng)作用明顯,國產(chǎn)企業(yè)重點(diǎn)布局
以奧浦邁為例,公司打造多個(gè)CHO細(xì)胞培養(yǎng)基研發(fā)平臺(tái),OPM-CHO平臺(tái)致力于幫助生物藥研發(fā)與生產(chǎn)優(yōu)化研發(fā)成本、質(zhì)量成本與采購成本。OPM-CHO
平臺(tái)提供支持多個(gè)使用場(chǎng)景的細(xì)胞培養(yǎng)解決方案,如細(xì)胞高密度懸浮瞬時(shí)轉(zhuǎn)染、穩(wěn)定轉(zhuǎn)染與大規(guī)模流加培養(yǎng)。目前CHO培養(yǎng)基已經(jīng)成為公司銷售額最高產(chǎn)品。
AltairCHO與
VegaCHO系列細(xì)胞培養(yǎng)基是完全化學(xué)成分確定的培養(yǎng)基,不含水解物、蛋白、及任何動(dòng)物的成分,可用于CHO-K1、CHO-DG44、CHO-S和CHOZN等細(xì)胞高密度懸浮培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)重組蛋白和單克隆抗體的高水平表達(dá)。圖:奧浦邁CHO細(xì)胞研發(fā)平臺(tái)數(shù)據(jù):
奧浦邁官網(wǎng),中信建投22培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯培養(yǎng)基在CAR-T細(xì)胞療法中發(fā)揮重要作用T細(xì)胞激活和轉(zhuǎn)導(dǎo)采集人的外周血分選、富集T細(xì)胞?
逆流離心設(shè)備?
CD3/CD28抗體偶聯(lián)磁珠、磁力架CD3單抗、人工重組激動(dòng)劑
IL-2等??
慢病毒載體?
自動(dòng)化分選富集設(shè)備:CliniMACS
Plus?
全自動(dòng)封閉式生產(chǎn)設(shè)備:CliniMACS
Prodigy回輸患者制劑凍存洗滌和富集大規(guī)模體外擴(kuò)增分析質(zhì)檢?
流式細(xì)胞儀?
凍存液、凍存袋?
程序控制冷凍設(shè)備?
洗滌緩沖溶液?
離心設(shè)備?
培養(yǎng)基、細(xì)胞培養(yǎng)袋、搖袋式生物反應(yīng)器等23數(shù)據(jù):公司官網(wǎng),文獻(xiàn)檢索,中信建投培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯無血清培養(yǎng)基在CGT領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯
培養(yǎng)基的選擇是CAR-T細(xì)胞擴(kuò)增首先需要考慮的因素之一。最早用于CAR-T細(xì)胞培養(yǎng)基是RPMI-1640,同時(shí)需要加入低濃度(10%
FBS)的血清進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。隨后逐漸用人血清(AB
serum)取代牛血清(FBS),目前CAR-T細(xì)胞培養(yǎng)基正在向無血清和化學(xué)成分限定培養(yǎng)基發(fā)展。表:
培養(yǎng)基對(duì)T細(xì)胞生產(chǎn)的影響培養(yǎng)基細(xì)胞因子血清培養(yǎng)時(shí)間細(xì)胞擴(kuò)增數(shù)272.0
±42.3*105344.0RPMI-164010%牛血清AIM-V10%人血清±87.0*105426.0
±46.6*105549.0
±82.3*105110.6
±23.4*105IL-2OptimizerX-VIVO1510天(1000IU/mL)無StemSpanSFEM數(shù)據(jù):
FrontiersinImmunology
,中信建投24培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯無血清培養(yǎng)基在CGT領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯
CGT的細(xì)胞培養(yǎng)基開發(fā)策略不同于疫苗及抗體培養(yǎng)基。目前已有的培養(yǎng)基配方的目的是細(xì)胞可以更好的增殖。而CAR-T細(xì)胞治療需要保證T細(xì)胞的質(zhì)量,從而可以在體外對(duì)其進(jìn)行激活和轉(zhuǎn)導(dǎo)。
多個(gè)實(shí)驗(yàn)表明在無血清培養(yǎng)基環(huán)境下擴(kuò)增的T細(xì)胞易于進(jìn)行基因修飾,具有體外功能活性優(yōu)勢(shì)。在沒有人血清的環(huán)境下擴(kuò)增的CAR-T細(xì)胞對(duì)腫瘤的持久控制,CD19特異性CAR-T細(xì)胞在無血清1B2H
SFM中顯示出對(duì)腫瘤更持久的控制作用,用5%人血清的1B2H擴(kuò)增的CAR-T細(xì)胞處理的小鼠只能短暫地控制腫瘤細(xì)胞。同時(shí)在無血清的培養(yǎng)基中,T細(xì)胞存活時(shí)間更久。圖:
培養(yǎng)基中血清對(duì)T細(xì)胞存活時(shí)間及腫瘤抑制的影響數(shù)據(jù):
Cellpress,中信建投25培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯培養(yǎng)基成分對(duì)T細(xì)胞體外增殖至關(guān)重要
不同供應(yīng)商的培養(yǎng)基配方差異較大,在氨基酸方面可以具有相似或大不相同的組成。例如精氨酸已被確定為T細(xì)胞增殖的關(guān)鍵氨基酸,因此需要將其包含在CAR-T工作流程中用于體外擴(kuò)增的培養(yǎng)基配方中,以獲得激活和基因操作所需的細(xì)胞數(shù)量。不同公司的培養(yǎng)基配方中的精氨酸濃度,對(duì)T細(xì)胞性能也會(huì)產(chǎn)生重大影響。圖:用于T細(xì)胞增殖的4種不同培養(yǎng)基成分對(duì)比數(shù)據(jù):
CellCultureDISH,中信建投26培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯用于基因治療的培養(yǎng)基標(biāo)準(zhǔn)要求更高
基因治療依賴于病毒載體,如AAV或慢病毒載體,它們將所需的基因序列傳遞到目標(biāo)組織的細(xì)胞中,病毒載體必須在宿主細(xì)胞中繁殖。HEK293細(xì)胞由于轉(zhuǎn)染效率高,便于研究基因功能,也可用于基因治療及細(xì)胞治療相關(guān)產(chǎn)品的表達(dá)。表:
用于基因治療培養(yǎng)基技術(shù)難度圖:
不同類型培養(yǎng)基對(duì)慢病毒生產(chǎn)的影響技術(shù)難點(diǎn)原因病毒載體比重組蛋白更為復(fù)雜,包括可擴(kuò)展性、生產(chǎn)力和整體缺乏穩(wěn)健性復(fù)雜病毒載體的產(chǎn)生比蛋白質(zhì)抗體藥物的產(chǎn)生更復(fù)雜,轉(zhuǎn)染培養(yǎng)基可以針對(duì)高生長蛋白進(jìn)行優(yōu)化,但不能針對(duì)生產(chǎn)高滴度病毒進(jìn)行優(yōu)化優(yōu)化難標(biāo)準(zhǔn)高用于細(xì)胞和基因治療或其他臨床
cGMP應(yīng)用的培養(yǎng)細(xì)胞和病毒載體產(chǎn)品必須符合制造質(zhì)量、安全性、性能、一致性和效率的最高標(biāo)準(zhǔn)。配方差異大
不同廠商配方差異較大,病毒適應(yīng)的生長不同環(huán)境規(guī)模化生產(chǎn)
難以生產(chǎn)、產(chǎn)量低:高細(xì)胞濃度
LC-SFM
L培養(yǎng)基(灰色),
高細(xì)胞濃度LC-SFM
GL培養(yǎng)基
(黑色),
低細(xì)胞濃度
HyQ培養(yǎng)基
(白色)
,高細(xì)胞濃度,
HyQ培養(yǎng)基
(條紋)27數(shù)據(jù):
CellCultureDISH,BioPharm,中信建投培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯CGT領(lǐng)域進(jìn)口頭部企業(yè)為主導(dǎo),國產(chǎn)企業(yè)加快布局
目前在CGT領(lǐng)域的培養(yǎng)基以進(jìn)口品牌為主,Gibco、Merck以及Hyclone等公司最早推出相關(guān)CGT系列培養(yǎng)基,具有較高的技術(shù)壁壘。
賽默飛世爾推出“細(xì)胞治療系統(tǒng)(CTS)”系列產(chǎn)品,為臨床干細(xì)胞療法以及免疫療法的研究和生產(chǎn)提供試劑及原材料,目前的產(chǎn)品涵蓋T細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞MSC、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞PSC
、神經(jīng)干細(xì)胞NSC
和
造血干細(xì)胞HSC
的細(xì)胞治療產(chǎn)品。并實(shí)現(xiàn)GMP
設(shè)施和生產(chǎn)規(guī)范。圖:賽默飛世爾CTS系列培養(yǎng)基賽默飛ThermoFisher/CTS?OpTmizer?TCTSEssential8Medium培養(yǎng)基是全球首款不含動(dòng)物源成分的hPSC培養(yǎng)基。免疫細(xì)胞血清替代物GibcoCTS細(xì)胞擴(kuò)增
SFM培養(yǎng)基用于胚胎和誘導(dǎo)性人多能干細(xì)胞
(PSC)的生長和擴(kuò)增。28數(shù)據(jù):
賽默飛官網(wǎng),中信建投培養(yǎng)基行業(yè):定制化、精細(xì)化、國產(chǎn)化趨勢(shì)明顯CGT領(lǐng)域進(jìn)口頭部企業(yè)為主導(dǎo),國產(chǎn)企業(yè)加快布局
CDMO企業(yè)也在積極布局CGT培養(yǎng)基,Lonza目前已經(jīng)推出多款用于CGT領(lǐng)域的細(xì)胞培養(yǎng)基,其中X-VIVO15無血清培養(yǎng)基專為免疫細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)計(jì),化學(xué)成分明確,不含外源生長因子,近年來廣泛應(yīng)用于T細(xì)胞、造血干細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞。
為滿足細(xì)胞治療行業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和安全性的高標(biāo)準(zhǔn),
LONZA推出GMP級(jí)別和RUO級(jí)別的X-VIVO
15培養(yǎng)基。圖:Lonza
X-VIVO系列培養(yǎng)基29數(shù)據(jù):
LONZA官網(wǎng),中信建投2培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速市場(chǎng)發(fā)展空間廣闊,中國市場(chǎng)潛力巨大
2017-2021年,全球細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)復(fù)合年增長率為11.7%,市場(chǎng)規(guī)模從2017年的13億美元增長至2021年的21億美元,增長趨勢(shì)明顯。據(jù)
Frost&Sullivan
預(yù)測(cè),2021-2026年的全球市場(chǎng)增長率為10.7%,仍將會(huì)維持在較高水平。圖:全球細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)(十億美元)4時(shí)期2017-20212021-2026E復(fù)合年增長率11.70%3.5310.70%2.521.510.50201720182019202020212022E2023E2024E2025E2026E31數(shù)據(jù):Frost&Sullivan,中信建投培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng):無血清類占主導(dǎo)
中國細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)存在廣闊的發(fā)展空間。市場(chǎng)規(guī)模已從2017年的6.1億元發(fā)展至2021年的26.3億元,其中無血清培養(yǎng)基市場(chǎng)規(guī)模增長較快。據(jù)
Frost&Sullivan
預(yù)測(cè),中國的細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)未來還會(huì)進(jìn)行快速增長,在2026年預(yù)計(jì)達(dá)到71億元,2021-2026
年的復(fù)合年增長率為
22.0%。圖:2017-2026E中國細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)(億人民幣)圖:細(xì)胞培養(yǎng)基各類型占比無蛋白培養(yǎng)基化學(xué)限定培養(yǎng)基11%5%80706050403020100有血清培養(yǎng)基32%無血清培養(yǎng)基52%2017
2018
2019
2020
2021
2022E
2023E
2024E
2025E
2026E無血清培養(yǎng)基市場(chǎng)規(guī)模其他培養(yǎng)基市場(chǎng)規(guī)模數(shù)據(jù):Frost&Sullivan
,中信建投32培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速國外廠商占據(jù)主要市場(chǎng)份額,國產(chǎn)廠商發(fā)展迅速
2021年,受新冠疫情的持續(xù)影響以及生物藥的不斷上市,中國整體培養(yǎng)基市場(chǎng)增長迅速,從2020年的15.2億人民幣增長至2021年的26.3億人民幣,增幅高達(dá)72.8%。市場(chǎng)主要廠商為國外廠商,Themo
Fisher占據(jù)了36.7%的市場(chǎng)份額,排名第一。部分國產(chǎn)培養(yǎng)基廠商市場(chǎng)份額進(jìn)一步增加,其中,澳斯康2021年的中國培養(yǎng)基銷售額已超過默克,市場(chǎng)占有率由2020年的7.1%進(jìn)一步增長至12.3%,市場(chǎng)份額排名第三位。圖:2021年中國細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)競(jìng)爭格局(百萬人民幣)其它19.9%奧浦邁4.9%Themo
Fisher/Gibco36.7%Merck/Millipore10.5%澳斯康12.3%Cytiva/HyClone15.7%ThemoFisher/GibcoCytiva/HyClone澳斯康Merck/Millipore奧浦邁其它33數(shù)據(jù):Frost&Sullivan,中信建投培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速進(jìn)口培養(yǎng)基占主導(dǎo),國產(chǎn)化率提高明顯
國內(nèi)培養(yǎng)基市場(chǎng)中,國產(chǎn)培養(yǎng)基的市場(chǎng)份額從2016年的18.6%增長至
2021年的
33.7%,進(jìn)口依賴度持續(xù)下降。
國內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)基產(chǎn)品主要供給低端需求,技術(shù)含量較低,市場(chǎng)近乎完全競(jìng)爭市場(chǎng);進(jìn)口品牌主要集中在高端的抗體、蛋白培養(yǎng)基,價(jià)格昂貴,相對(duì)技術(shù)壁壘較高。近幾年隨著國內(nèi)企業(yè)重視研發(fā)投入,在中高端培養(yǎng)基市場(chǎng)市占率逐步提高。
國內(nèi)培養(yǎng)基細(xì)分市場(chǎng)中,無血清培養(yǎng)基市場(chǎng)國產(chǎn)比例持續(xù)提升,從2017年的6.7%增長至2022年的33.7%,2020-2021年增速尤為顯著,體現(xiàn)出國產(chǎn)廠商的快速發(fā)展能力。圖:2017-2021年中國培養(yǎng)基市場(chǎng)國產(chǎn)比例2017-2021圖:
年中國無血清培養(yǎng)基市場(chǎng)國產(chǎn)比例40%35%30%25%20%15%10%5%35%30%25%20%15%10%5%0%0%201720182019202020212017201820192020202134數(shù)據(jù):Frost&Sullivan,中信建投培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速國內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)發(fā)展快速
2020年之前中國培養(yǎng)基主要依賴進(jìn)口,出口量極少,同時(shí)國產(chǎn)培養(yǎng)基價(jià)格較低,低于5美元/千克。進(jìn)口培養(yǎng)基單價(jià)約為出口價(jià)格的5-10倍;2020年新冠疫情爆發(fā),同時(shí)國產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量和性能不斷改善,中國培養(yǎng)基出口規(guī)模與單價(jià)均得到大幅提高。
2021年隨著海外疫情逐步好轉(zhuǎn),培養(yǎng)基需求略有所下降,國產(chǎn)培養(yǎng)基的出口的數(shù)量和單價(jià)相比2020年有所降低,國產(chǎn)培養(yǎng)基單價(jià)在15-20美元/千克,遠(yuǎn)高于2019年前,表明國產(chǎn)企業(yè)不僅布局低端培養(yǎng)基領(lǐng)域,深入中高端培養(yǎng)市場(chǎng)。圖:中國培養(yǎng)基進(jìn)出口價(jià)格走勢(shì)(單位:萬美元/噸)圖:2017-2022Q3年培養(yǎng)基進(jìn)出口對(duì)比(億美元)54.544.504.003.503.002.502.001.501.000.500.003.532.521.510.5020172018201920202021201720182019202020212022Q3出口單價(jià)(萬美元/噸)進(jìn)口單價(jià)(萬美元/噸)進(jìn)口金額出口金額數(shù)據(jù):
wind,中信建投35培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速培養(yǎng)基下游市場(chǎng)具有發(fā)展?jié)摿?/p>
中國的抗體類藥物種類較少,覆蓋率低,市場(chǎng)潛力巨大。2020年,中國單克隆抗體市場(chǎng)規(guī)模為411億元人民幣,預(yù)計(jì)到2025年,該市場(chǎng)將增長到1945億元人民幣,2020年-2025年的年復(fù)合增長率為36.5%
由于新冠疫情的影響和居民健康意識(shí)的提升,疫苗市場(chǎng)規(guī)模在未來幾年將繼續(xù)保持增長,中國整體疫苗市場(chǎng)規(guī)模從2016年的271億元人民幣增長至2020年的753億元人民幣,2016-202年的復(fù)合年增長率為29.1%。中國疫苗市場(chǎng)規(guī)模將于2025年達(dá)到2089億元人民幣。持續(xù)增長的疫苗市場(chǎng)為上游培養(yǎng)基等生產(chǎn)物料及CDMO業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了動(dòng)力。圖:2016-2025E年中國單抗市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)(十億圖:2016-2025E年中國疫苗市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)(十億元)元)25020015010050時(shí)期復(fù)合年增長率43.1%25020015010050時(shí)期復(fù)合年增長率29.1%2016-20202020-2025E2016-20202020-2025E208.936.5%22.6%194.5180.1158.1152.1125.599.1124.293.275.367.053.546.541.131.228.816.027.111.89.8002016
2017
2018
2019
2020
2021E
2022E
2023E
2024E
2025E2016
2017
2018
2019
2020
2021E
2022E
2023E
2024E
2025E36數(shù)據(jù):Frost&Sullivan,中信建投培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速細(xì)胞基因治療未來前景廣闊細(xì)胞與基因治療發(fā)展迅速,引導(dǎo)下一代治療浪潮
2016年到2020年市場(chǎng)從約5040萬美元增長到20.8億美元,
2016-2020年CAGR為153.3%,預(yù)計(jì)到2025年全球基因治療市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到305.4億美元,2020-2025年CAGR高達(dá)71.2%。
從管線研發(fā)占比看,多數(shù)CGT項(xiàng)目尚處于臨床早期。當(dāng)前已上市的CGT產(chǎn)品在總藥物中的數(shù)量占比不到1%。圖:全球細(xì)胞治療管線數(shù)量37數(shù)據(jù):ASGCT,中信建投培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速疫苗培養(yǎng)基基數(shù)大,基因治療培養(yǎng)基發(fā)展快速
2021
年全球疫苗用細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)規(guī)模估計(jì)價(jià)值
9.15
億美元,預(yù)計(jì)到
2028
年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到
15.37
億美元,期間年復(fù)合增長率為
7.6%。
2019年全球基因治療細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)規(guī)模為1.22億美元,預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到2.78億美元,2020年至2027年的復(fù)合年增長率為10.6%。圖:2021-2028E全球疫苗生產(chǎn)細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)(億美圖:2019-2027E全球基因治療細(xì)胞培養(yǎng)基市場(chǎng)(億美元)元)181632.514CAGR7.6%12108CAGR10.6%21.516420.50020212028E20192027E38數(shù)據(jù):
MarketWatch,中信建投培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速進(jìn)口企業(yè)壟斷蛋白及抗體藥培養(yǎng)基市場(chǎng),國產(chǎn)企業(yè)提升空間大
目前以蛋白及抗體藥物培養(yǎng)基為主。中國蛋白及抗體藥物培養(yǎng)基市場(chǎng)于2019年達(dá)到人民幣4.7億的市場(chǎng)規(guī)模,受國內(nèi)抗體藥物研發(fā)及密集上市的驅(qū)動(dòng),2020年市場(chǎng)達(dá)到人民幣7.3億,增速顯著,預(yù)計(jì)2022年我國蛋白及抗體藥物培養(yǎng)基市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)12.43億元。
蛋白及抗體藥所需培養(yǎng)基技術(shù)壁壘相對(duì)較高,目前市場(chǎng)仍被進(jìn)口企業(yè)賽默飛(GIBCO)、丹納赫(HyClone)及默克(Merck)三家進(jìn)口廠商壟斷。奧浦邁處于國產(chǎn)企業(yè)市場(chǎng)頭部位置,市占率為6.3%,未來仍有較大提升空間。圖:2019-2022E中國蛋白及抗體藥培養(yǎng)基市場(chǎng)(億元)圖:中國蛋白及抗體藥培養(yǎng)基市場(chǎng)競(jìng)爭格局1412108其他12%奧浦邁6%Gibco43%MerckMillipore17%64HyClone22%202019202020212022E39數(shù)據(jù):Frost&Sullivan,研究院,中信建投培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速進(jìn)口企業(yè)壟斷抗體藥培養(yǎng)基市場(chǎng),國產(chǎn)企業(yè)提升空間大
培養(yǎng)基是生物制藥上游原材料、耗材品種中市場(chǎng)規(guī)模最大的品類,約占35%左右。細(xì)胞培養(yǎng)基作為生物制藥上游核心原材料,是疫苗、抗體和蛋白類生物藥以及細(xì)胞和基因治療產(chǎn)品等多種生物制劑生產(chǎn)過程中細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)節(jié)必不可少,國產(chǎn)化空間大。
藥物研發(fā)階段培養(yǎng)基用量差異較大。藥物在IND前,培養(yǎng)基用量基本在500升以下,臨床一期預(yù)計(jì)500L對(duì)應(yīng)3批+備批1批+工程批1批,合計(jì)5批左右;臨床三期階段培養(yǎng)基每批次的規(guī)模在2000L,每個(gè)臨床管線臨床三期用量預(yù)計(jì)5批左右。培養(yǎng)基單價(jià)也隨著采購量的增加而降低。根據(jù)計(jì)算,每個(gè)管線研發(fā)階段培養(yǎng)基總費(fèi)用大約在600萬元。圖:2020年生物制藥上游原材料、耗材市場(chǎng)拆分表:臨床不同階段培養(yǎng)基用量及費(fèi)用統(tǒng)計(jì)每批次生產(chǎn)/L平均單
平均總費(fèi)價(jià)/元
用/萬元濾器濾膜14%批次
培養(yǎng)基總用量/L培養(yǎng)基35%臨床前階段臨床I期臨床II期臨床III期合計(jì)50553525025006000100004003503503001088微載體14%50020002000210300608一次性生物反應(yīng)器16%色譜樹脂21%數(shù)據(jù):
Research
andMarkets,Markets
and
Markets,中信建投40培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速進(jìn)口企業(yè)壟斷抗體藥培養(yǎng)基市場(chǎng),國產(chǎn)企業(yè)提升空間大
以PD-1單抗為例,從生產(chǎn)端及收入端分別計(jì)算PD-1單抗培養(yǎng)基的空間市場(chǎng)。生產(chǎn)端國內(nèi)頭部PD-1廠商每年按照每批次2000L、8個(gè)批次、5g/L的產(chǎn)量生產(chǎn),以300元每升的CHO培養(yǎng)基、2800元/100mg的PD-1單抗計(jì)算,PD-1單抗生產(chǎn)所需要培養(yǎng)基的費(fèi)用與藥物對(duì)應(yīng)的產(chǎn)值約為1:450。
從收入端角度計(jì)算:2021年新增癌癥患者數(shù)約為468萬人,按照20%的PD-1覆蓋人群比例,35%的滲透率計(jì)算,國內(nèi)生產(chǎn)培養(yǎng)基的用量約為227噸,隨著PD-1單抗更多適應(yīng)癥獲批,滲透率不斷提升,以及信達(dá)生物、百濟(jì)神州等頭部企業(yè)處于產(chǎn)能加速期,培養(yǎng)基市場(chǎng)發(fā)展空間廣闊。表:PD-1單抗培養(yǎng)基成本及對(duì)應(yīng)產(chǎn)值測(cè)算表:PD-1單抗收入端對(duì)應(yīng)培養(yǎng)基市場(chǎng)PD-1單抗年用量計(jì)算:200mg,每3周一次給藥2021
2022E
2023E468.9
481.1
493.62024E506.42025E520.0新增患者人數(shù)(萬人)PD-1覆蓋人群比例PD-1單抗?jié)B透率年用量(kg)每批次培養(yǎng)培養(yǎng)基總用量/L培養(yǎng)基成20%35%1137.8523%41%27%47%31%53%31%59%批次平均單價(jià)
元/L基用量/L2000本/萬元8160003004801572.75.252171.45.512884.45.793297.16.08PD-1單抗產(chǎn)率g/L5PD-1單抗藥
生產(chǎn)產(chǎn)品
2020年醫(yī)保定
對(duì)應(yīng)產(chǎn)值數(shù)量/萬支
價(jià)元/100mg
/億元PD-1單抗產(chǎn)率g/L品規(guī)格/mg年原液培養(yǎng)基用量(噸)
227.56299.5530%393.9030%498.3330%542.5030%10080280022.40培養(yǎng)基補(bǔ)料添加率備貨率30%20%20%20%20%20%培養(yǎng)基總用量(噸)341.35449.33590.85747.50813.7541數(shù)據(jù):公司公告,中信建投培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速培養(yǎng)基伴隨生物藥研發(fā)持續(xù)擴(kuò)容
培養(yǎng)基應(yīng)用于抗體藥研發(fā)中。目前在國內(nèi)藥物開發(fā)品種數(shù)目,其臨床前階段候選藥物發(fā)現(xiàn)及篩選占據(jù)主體。隨著更多靶點(diǎn)受到關(guān)注、研發(fā)管線數(shù)量不斷增多、管線藥物持續(xù)臨床推進(jìn)以及后期更多的生物藥商業(yè)化生產(chǎn),我們預(yù)計(jì)國內(nèi)藥物研發(fā)領(lǐng)域培養(yǎng)基的用量需求量將不斷增加。表:國內(nèi)抗體藥研發(fā)管線對(duì)應(yīng)培養(yǎng)基市場(chǎng)空間測(cè)算及拆分臨床前管
培養(yǎng)基費(fèi)培養(yǎng)基費(fèi)用/萬元培養(yǎng)基費(fèi)
臨床III
培養(yǎng)基費(fèi)用
商業(yè)化生
培養(yǎng)基費(fèi)臨床I期臨床II期合計(jì)(萬元)線數(shù)400用/萬元10用/萬元210期/萬元300產(chǎn)及應(yīng)用
用/萬元單抗雙抗ADC合計(jì)26656888523161181144300500450114858286002089016.4340025010020150400101740035025010015421203008億元研發(fā)管線數(shù)量增加研發(fā)管線推進(jìn)管線數(shù)量的增加+伴隨研發(fā)藥物進(jìn)入下一個(gè)階段是培養(yǎng)基放量的重要邏輯42數(shù)據(jù):Insight
數(shù)據(jù)庫,中信建投培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速抗體及重組蛋白:大體量產(chǎn)能逐步投產(chǎn),產(chǎn)線變更帶來產(chǎn)品替換黃金窗口期
大體量產(chǎn)能逐步投產(chǎn),產(chǎn)線變更帶來產(chǎn)品替換黃金窗口期。以醫(yī)藥行業(yè)固定資產(chǎn)開支來看,2020-2021年迎來產(chǎn)能建設(shè)高峰,國內(nèi)單抗和重組蛋白類產(chǎn)能將由2020年的38萬升增加至2024年的228萬升,年均增速達(dá)到57%。
2020-2021年,由于新冠疫情擾動(dòng),國際物流供應(yīng)鏈?zhǔn)艿捷^大影響,進(jìn)口試劑進(jìn)入中國速度不確定性增加。培養(yǎng)基進(jìn)口總額顯著下滑。以奧浦邁、澳斯康為代表的國產(chǎn)試劑企業(yè)在收入的增速明顯高于進(jìn)口廠商和行業(yè)平均增速,表明國產(chǎn)化率逐步提高,國內(nèi)品牌在行業(yè)內(nèi)市場(chǎng)份額占比將逐漸提高。圖:國內(nèi)抗體/重組蛋白總產(chǎn)能及同比圖:2018-2022年培養(yǎng)基進(jìn)口及國內(nèi)產(chǎn)品增速對(duì)比250%200%150%100%50%0%20182019202020212022E-50%國內(nèi)培養(yǎng)基行業(yè)增速進(jìn)口培養(yǎng)基總額增速奧浦邁培養(yǎng)基收入增速澳斯康培養(yǎng)基收入增速43數(shù)據(jù):公司招股書,公司年報(bào),公司中報(bào),中信建投培養(yǎng)基行業(yè)伴隨生物制藥崛起,GCT時(shí)代加速CAR-T細(xì)胞治療耗材成本拆分
CAR-T細(xì)胞療法具有很高的購置成本,每年的固定成本總計(jì)約為58.41萬美元。每人治療的可變成本約為4.64萬美元。一個(gè)制造系統(tǒng)最大產(chǎn)能為每年18人次,平均每人治療的總成本約為7.88萬美元。
CAR-T單次治療平均試劑耗材成本約為4.30萬美元,其中慢病毒占比最高,成本高達(dá)2.89萬美元/人,占比達(dá)到66%;培養(yǎng)基成本544美元/人,占比約為1.35%。圖:CAR-T治療成本拆分圖:CAR-T試劑耗材成本拆分項(xiàng)目慢病毒磁珠占比66.01%14.37%5.94%5.46%5.25%1.35%0.90%0.72%成本(美元)$28,889$5,790$2,393$2,200$2,115$544治療人數(shù)
固定成本(美元)可變成本(美元)
總成本(美元)
固定成本份額
可變成本份額1584,131292,06558,41332,45238,39120,26125,56713,50846,39746,39746,39746,39746,39746,39746,39746,397630,528338,462104,81078,84984,78866,65871,96459,90592.6%86.3%55.7%41.2%45.3%30.4%35.5%22.5%7.4%213.7%44.3%58.8%54.7%69.6%64.5%77.5%細(xì)胞因子一次性袋子及管路等激活試劑培養(yǎng)基101819363754人血白蛋白緩沖溶液總計(jì)$400$290$4262244數(shù)據(jù):International
JournalofCancer,
中信建投3培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)配方、規(guī)模生產(chǎn)及批間一致性、原材料為核心壁壘,頭部集中為未來趨勢(shì)
壁壘:配方、規(guī)模生產(chǎn)及批間一致性、原材料為核心壁壘
頭部集中:培養(yǎng)基的配方經(jīng)驗(yàn)積累、大規(guī)模放大生產(chǎn)的試錯(cuò)經(jīng)驗(yàn)等存在明顯的正反饋效應(yīng),行業(yè)頭部集中為未來趨勢(shì)表:培養(yǎng)基主要技術(shù)壁壘核心壁壘技術(shù)難點(diǎn)配方配方及細(xì)胞培養(yǎng)條件的優(yōu)化、經(jīng)驗(yàn)積累及機(jī)器學(xué)習(xí)算法等;不同配方組分間的兼容性如酸堿、沉淀等規(guī)模生產(chǎn)及批
培養(yǎng)基小規(guī)模生產(chǎn)與放大規(guī)模生產(chǎn)之間存在較高壁壘,廠商需要有大規(guī)模生產(chǎn)工藝經(jīng)驗(yàn)的充分試錯(cuò)經(jīng)驗(yàn)保證產(chǎn)品質(zhì)量間一致性與批間一致性,同時(shí)單批次規(guī)模越大,客戶就可以在更長的時(shí)間維度中使用同批次產(chǎn)品以避免批間差原材料部分培養(yǎng)基原材料國產(chǎn)產(chǎn)品在純度、批間差方面無法保障,需要穩(wěn)定的進(jìn)口46數(shù)據(jù):CNKI,中信建投培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)培養(yǎng)基配方復(fù)雜,其性能影響生產(chǎn)效率
培養(yǎng)基是生物醫(yī)藥核心原料之一,其性能可直接影響產(chǎn)物表達(dá)量的高低,進(jìn)而影響生物藥的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。培養(yǎng)基開發(fā)的技術(shù)壁壘高、工藝復(fù)雜,配方一般包含70-100種不同化學(xué)成分,需要通過分析細(xì)胞特性和工藝試驗(yàn)確定適合細(xì)胞生長的配方組份,并經(jīng)工藝優(yōu)化實(shí)現(xiàn)大批次穩(wěn)定生產(chǎn)。
除了部分培養(yǎng)基是公開配方的,大部分液體培養(yǎng)基成分是保密的。在多重成分混合并且確定溫度、pH值等條件下對(duì)成分一
一進(jìn)行濃度優(yōu)化,最終形成穩(wěn)定狀態(tài),給予細(xì)胞良好的生長環(huán)境,需要大量的實(shí)驗(yàn)工作和豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。表:培養(yǎng)基組分成分匯總成分類別組分濃度范圍氨基酸20種氨基酸每升幾毫克—10
克氯化膽堿、生物素、葉酸、肌醇、煙酰胺、
吡哆醇、核黃素、維生素
B12等維生素每升
0.01毫克—幾百
毫克胺類乙醇胺、腐胺、精胺每升
0.01毫克—幾十
毫克每升幾克—幾十克糖類葡萄糖、半乳糖、蔗糖無機(jī)鹽氯化鎂、氯化鉀、氯化鈉、磷酸氫鈉氯化鋁、氯化銅、硝酸鐵、氯化錳、偏硅酸
鈉、氯化鈷、氯化鎵、氯化鋅、硫酸鋅、溴化鉀、碘化鉀、硫酸亞鐵等膽固醇、亞油酸、亞麻酸每升幾毫克—10
克微量元素類每升
0.01微克—1
毫
克脂類其他每升幾微克—幾毫克每升幾克泊洛沙姆
188等數(shù)據(jù):奧浦邁公司公告,中信建投47培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)培養(yǎng)基研發(fā)生產(chǎn)屬于經(jīng)驗(yàn)科學(xué),不同公司配方差異較大
培養(yǎng)基不同成分的濃度差距較大,不同成分間可能有化學(xué)反應(yīng),細(xì)胞在生長過程中對(duì)溫度和PH值都很敏感。每種成本的含量和比例決定了培養(yǎng)基的性能。
因此培養(yǎng)基的開發(fā)屬于經(jīng)驗(yàn)科學(xué),需要多年在培養(yǎng)基配方開發(fā)工藝方面的探索,形成多種培養(yǎng)基配方開發(fā)策略,根據(jù)商業(yè)化及下游客戶的需求不斷進(jìn)行培養(yǎng)開發(fā)的優(yōu)化。圖:培養(yǎng)基開發(fā)策略開發(fā)策略執(zhí)行難點(diǎn)基于基本培養(yǎng)基,通過不斷動(dòng)態(tài)添加、調(diào)整組份方式確定適合細(xì)胞生長的配方。大多數(shù)細(xì)胞對(duì)硒、轉(zhuǎn)鐵蛋白、胰島素通常很重要,但對(duì)其他成分的需求則差別較大。把幾個(gè)不同的配方進(jìn)行交叉混合得到數(shù)十種配方組合,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果軟件分析選擇合理的組合做進(jìn)一步優(yōu)化。配方優(yōu)化策略培養(yǎng)基軟件輔助設(shè)計(jì)(DoE)多因子調(diào)整策略影響培養(yǎng)基配方開發(fā)的因素較多,包括溫度、pH
值、生物反應(yīng)器容量等。隨著因子數(shù)的增加,測(cè)試條件指數(shù)增長。優(yōu)化工作量巨大,需要有成熟的因子調(diào)整策略在使用基礎(chǔ)培養(yǎng)基的同時(shí),需要制定合適的補(bǔ)料策略。需要完善的補(bǔ)料優(yōu)化策略和豐富的經(jīng)驗(yàn)。補(bǔ)料優(yōu)化策略數(shù)據(jù):奧浦邁公司公告,中信建投48培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)個(gè)性化培養(yǎng)基的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是配方的選擇和優(yōu)化策略
細(xì)胞株篩選是生物醫(yī)藥CMC的基礎(chǔ)工作,穩(wěn)定高產(chǎn)的細(xì)胞株能使得后續(xù)的工藝開發(fā)事半功倍,并大幅降低生產(chǎn)成本。反之,則需花費(fèi)更多時(shí)間開發(fā)和優(yōu)化上游工藝,延誤研發(fā)及上市時(shí)間。因此藥企在研發(fā)早期需要較長時(shí)間來篩選培養(yǎng)基,確定培養(yǎng)基之后變更意愿較低。
臨床后期客戶有意向選擇基于通用培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上定制化培養(yǎng)基。培養(yǎng)基優(yōu)化和定制化培養(yǎng)基需要專業(yè)的儀器設(shè)備,需要具有豐富的專業(yè)知識(shí)及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員,同時(shí)培養(yǎng)基開發(fā)和優(yōu)化也較為耗時(shí)。1早期臨床項(xiàng)目開發(fā)①
初步確定侯選培養(yǎng)基及范圍。對(duì)供應(yīng)商的現(xiàn)場(chǎng)審核和驗(yàn)證,培養(yǎng)基產(chǎn)品質(zhì)量,批次穩(wěn)定性和再現(xiàn)性,價(jià)格和客戶服務(wù)等多種因素決定培養(yǎng)基供應(yīng)商是否可被接受。②
小規(guī)模培養(yǎng)基性能和表現(xiàn)評(píng)估。同時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)培養(yǎng)基和補(bǔ)料的篩選,考察因素應(yīng)包括細(xì)胞的最小成功接種密度、細(xì)胞增殖率,產(chǎn)物質(zhì)量及穩(wěn)定性等。③
生產(chǎn)適應(yīng)性評(píng)估。小規(guī)模評(píng)估獲得的培養(yǎng)基性能測(cè)試結(jié)果,需要進(jìn)一步驗(yàn)證,以確保被選擇用于建立生物工藝的培養(yǎng)基在生產(chǎn)規(guī)模仍有同樣良好的表現(xiàn)。23①
培養(yǎng)基與產(chǎn)品性能。使用通用型的培養(yǎng)基快速的進(jìn)行上游細(xì)胞篩選、馴化等
要考慮細(xì)胞培養(yǎng)基對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特征的影響。蛋白質(zhì)的糖基化等翻譯后加工修飾,可影響蛋白類藥物的關(guān)鍵質(zhì)量屬性和臨床表現(xiàn)等。工藝參數(shù),培養(yǎng)基和補(bǔ)料代謝物、輔助因子和生長因子等會(huì)影響細(xì)胞的翻譯后加工效率和準(zhǔn)確性。臨床前期臨床后期①
定制化培養(yǎng)基。臨床后期階段,客戶對(duì)于提高藥物生產(chǎn)效率,降低成本以及綜合考慮藥物生產(chǎn)情況,比如下游純化環(huán)節(jié)的難度等方面考量,會(huì)去選擇定制培養(yǎng)基。定制化培養(yǎng)基的開發(fā)需要相當(dāng)大的成本和時(shí)間以及多年的經(jīng)驗(yàn)積淀。數(shù)據(jù):
丁香通,公司公告,中信建投49培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)工業(yè)端下游客戶培養(yǎng)基變更較為謹(jǐn)慎
培養(yǎng)基變更屬于生產(chǎn)工藝重大變更。公司生產(chǎn)變更風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高,藥企培養(yǎng)基變更決策一般較為謹(jǐn)慎,目前大體量新增產(chǎn)能逐步進(jìn)入投產(chǎn)期,藥企進(jìn)行產(chǎn)線變更本身已屬于重大變更,“搭車”變更填料可謂黃金窗口期表:生物制藥工藝變更舉例變更事項(xiàng)變更參考類別重大變更舉例A、表達(dá)載體、種子批及細(xì)胞庫B、培養(yǎng)基和生產(chǎn)用原材料重大重大表達(dá)載體變更、新主細(xì)胞庫培養(yǎng)基成分變更、填料變更變更生產(chǎn)廠/廠房/生產(chǎn)線、發(fā)酵培養(yǎng)或純化規(guī)模變更、關(guān)鍵工藝變更、生產(chǎn)設(shè)C、生產(chǎn)場(chǎng)地、規(guī)模和工藝重大備變更工藝過程控制參數(shù)和范圍,替換、刪除或放寬(若增加控制或縮窄:中等或微?。?、拓展已批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)空間D、工藝過程控制E、質(zhì)量控制重大重大刪除檢定項(xiàng)目和/或標(biāo)準(zhǔn)限、降低(放寬)、調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)、分析方法替換F、生產(chǎn)中直接接觸材料及容器G、貯藏條件和貯藏期中等、微小
NA重大
貯藏條件的改變數(shù)據(jù):奧浦邁公司公告,中信建投50培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)用戶粘性較高,具有較強(qiáng)的品牌壁壘
培養(yǎng)基行業(yè)下游客戶黏性大,對(duì)供應(yīng)商認(rèn)證周期長,具有較強(qiáng)的品牌壁壘。在研發(fā)中,試劑可以直接影響研發(fā)的進(jìn)度和成敗。下游客戶對(duì)產(chǎn)品的選擇十分謹(jǐn)慎,在采購時(shí)傾向于品牌認(rèn)可度高、市場(chǎng)口碑好的試劑產(chǎn)品。
由于涉及產(chǎn)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)一致性考慮,工業(yè)端客戶用戶粘性更強(qiáng)。在生物藥領(lǐng)域,下游客戶偏好選擇行業(yè)內(nèi)品牌認(rèn)可度高或長期合作的供應(yīng)商,客戶使用后更換產(chǎn)品的意向較低,用戶粘性強(qiáng)。圖:培養(yǎng)基技術(shù)變更條件及要求培養(yǎng)基成分變更前提條件變更技術(shù)要求1.說明變更理由并評(píng)價(jià)安全性2.進(jìn)行連續(xù)三批商業(yè)生產(chǎn)規(guī)模原液和制劑的工藝驗(yàn)證3.提供變更前后生產(chǎn)規(guī)模原液至少至少
3-6個(gè)月的穩(wěn)定性研究數(shù)據(jù)4.提供非臨床或臨床研究數(shù)據(jù)重大變更1.說明變更理由并評(píng)價(jià)安全性供應(yīng)商改變,關(guān)鍵成分的變更;不影響產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量屬性中等變更微小變更2.進(jìn)行連續(xù)三批商業(yè)生產(chǎn)規(guī)模原液和制劑的工藝驗(yàn)證3.提供變更前后生產(chǎn)規(guī)模原液至少至少
3-6個(gè)月的穩(wěn)定性研究數(shù)據(jù)1.說明變更理由供應(yīng)商改變,非關(guān)鍵成分的變更;不影響產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量屬性2.進(jìn)行至少一批次商業(yè)生產(chǎn)規(guī)模原液和制劑的工業(yè)確認(rèn)數(shù)據(jù):《已上市生物制品藥學(xué)變更研究技術(shù)指導(dǎo)原則》,中信建投
51培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)工業(yè)端客戶重視供應(yīng)鏈安全,本土化生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)明顯
由于在藥物研發(fā)階段,培養(yǎng)基的變更難度較大,下游客戶在早期選擇培養(yǎng)基產(chǎn)品時(shí),對(duì)供應(yīng)鏈穩(wěn)定以及本土化生產(chǎn)十分重視,會(huì)去選擇本土化生產(chǎn)以及在本地提供技術(shù)和服務(wù)的培養(yǎng)基供應(yīng)商,并保持長期穩(wěn)定的合作。
以全球頭部企業(yè)Merck為例,公司通過收購并購以及自建廠房的方式在全球多個(gè)國家和地區(qū)建立的培養(yǎng)基生產(chǎn)基地,從而更好的服務(wù)本地客戶,并且實(shí)行全球統(tǒng)一的管理系統(tǒng),保證培養(yǎng)基的一致性和可靠性。因此我們認(rèn)為頭部培養(yǎng)基企業(yè)全球化業(yè)務(wù)具有較高的護(hù)城河。圖:Merck全球細(xì)胞培養(yǎng)基生產(chǎn)基地?cái)?shù)據(jù):
Merck工藝解決方案,中信建投52培養(yǎng)基行業(yè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)屬性強(qiáng),用戶粘性高,頭部集中為未來趨勢(shì)工業(yè)端客戶重視供應(yīng)鏈安全,本土化生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)明顯
默克作為全球領(lǐng)先的工業(yè)培養(yǎng)基供應(yīng)商,在行業(yè)內(nèi)深耕超過三十年,為全球多個(gè)重磅藥物提供培養(yǎng)基,在培養(yǎng)基生產(chǎn)領(lǐng)域累積了獨(dú)特的生產(chǎn)制造、物流能力及堅(jiān)實(shí)的質(zhì)量管理系統(tǒng)。1供應(yīng)商認(rèn)證原材料認(rèn)證默克全球供應(yīng)商質(zhì)量管理團(tuán)隊(duì)利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(及供應(yīng)商管理,并且客戶可以取得原材料risk-basedapproach)來評(píng)估質(zhì)量以及原材料制造商以及產(chǎn)地信息。23默克原材料表征系統(tǒng)為原材料產(chǎn)品規(guī)格提供了科學(xué)證據(jù),并且鏈接默克全球原材料供應(yīng)商管理系統(tǒng)以及變更管理。此系通也包括了微量元素項(xiàng)目(Traceelementinitiative),了解可能由供應(yīng)鏈所引入的微量金屬雜質(zhì)。多點(diǎn)生產(chǎn)供應(yīng)鏈安全時(shí)常受到不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)影響
大大加劇了供應(yīng)鏈安全的重要性。供應(yīng)鏈安全是藥品生產(chǎn)過,程中的首要考量,默克在不同大洲間建立多點(diǎn)生產(chǎn)工產(chǎn),確保產(chǎn)品在不同批次間的再現(xiàn)性以及不同工產(chǎn)間的可比較性。數(shù)據(jù):
Merck工藝解決方案,中信建投534抗體藥發(fā)展帶動(dòng)培養(yǎng)基市場(chǎng),Gibco行業(yè)保持領(lǐng)先抗體藥發(fā)展帶動(dòng)培養(yǎng)基市場(chǎng),Gibco行業(yè)保持領(lǐng)先培養(yǎng)基發(fā)展歷經(jīng)四個(gè)階段
自20世紀(jì)50年代Eagle博士發(fā)布細(xì)胞基礎(chǔ)培養(yǎng)基配方以來,培養(yǎng)基發(fā)展經(jīng)歷了4個(gè)代表階段:20世紀(jì)50年代,概念提出;20世紀(jì)60-80年代,最早的廠商成立;20世紀(jì)80年代-1997年,相關(guān)研究陸續(xù)推進(jìn);2000年以后,培養(yǎng)基性能提升,
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