再生醫(yī)學行業(yè)深度研究

長生不老是人類亙古不變的追求之一,秦始皇時期就有長生仙丹的冶煉,到現(xiàn)代技術通過各種方式延長人的壽命。


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在醫(yī)學延長人類壽命上,可以分為三個階段:

第一階段,化學工業(yè)把人類的生命延長約20歲到30歲。

第二階段,生物制劑又將壽命延長10歲至20 歲。

第三階段,細胞、材料、基因、組織工程技術又將把人類的生命又延長10歲至20歲,這即是再生醫(yī)學的階段。

與傳統(tǒng)的藥品和器械治療受損組織方式邏輯不同的是,再生醫(yī)學是對人體受損組織進行整體性、系統(tǒng)性替代。


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一、再生醫(yī)學概述


再生醫(yī)學是指利用生物學及工程學的理論方法創(chuàng)造丟失或功能損害的組織和器官,使其具備正常組織和器官的結構和功能。


1、構成


再生醫(yī)學利用了生命科學、材料科學、工程學和計算機科學等多個學科的理論和方法,以及融合了組織工程技術、干細胞再生技術、克隆技術和基因工程技術等多項現(xiàn)代生物工程技術,通過激活機體內(nèi)源性干細胞,或植入外源干細胞、干細胞衍生細胞、功能組織及器官來修復、替代和增強人體內(nèi)受潰病變或者有缺陷的組織和器官。作為被應用于替代、修復、重建或再生人體各種組織器官的理論和技術的新興學科和前沿交叉領域,再生醫(yī)學近年來發(fā)展迅速。


再生醫(yī)學組成結構示意圖


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數(shù)據(jù)來源:公開資料整理


二、政策


政策驅動因素對再生醫(yī)學、高值耗材、3D打印制造等多個領域起到助力作用;其中特別提及細胞治療、骨組織、肌肉系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)相關產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,多項領域助力中國再生醫(yī)學行業(yè)高速發(fā)展。


中國再生醫(yī)學行業(yè)相關政策梳理


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數(shù)據(jù)來源:公開資料整理


三、產(chǎn)業(yè)鏈


1、產(chǎn)業(yè)鏈


再生醫(yī)學行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中,上游再生醫(yī)學上游對應中游的四種技術提供設備、服務和原材料;中游研發(fā)和制造,包括分子藥物、基因技術、組織工程技術、細胞技術;主要在下游應用于醫(yī)療抗老、抗癌防癌等領域。


再生醫(yī)學行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈示意圖


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四、全球再生醫(yī)學發(fā)展現(xiàn)狀


1、市場規(guī)模


2021年全球再生醫(yī)學市場規(guī)模達到200.2億美元,同比增長23%。預計2025年將達到504.4億美元,2020-2025年年復合增長率為25%;預計2030年再生醫(yī)學市場規(guī)模將達到1310.8億美元,2025-2030年復合增長率將達到21%。


2020-2030年全球再生醫(yī)學市場規(guī)模及預測情況


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2、市場結構


目前,全球再生醫(yī)療產(chǎn)品主要覆蓋了肌肉骨骼、傷口/非缺血性心臟病、皮膚/軟組織、眼科、心臟、癌癥、糖尿病等領域。肌肉骨骼領域和傷口/非缺血性心臟病領域占比總和超過50%,肌肉骨骼領域占比達38%,傷口/非缺血性心臟病領域占比達26%。其次分別為皮膚/軟組織、眼科、心臟、癌癥、糖尿病,占比分別為15%、11%、4%、3%、3%。


全球再生醫(yī)學產(chǎn)品占比情況統(tǒng)計圖


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3、市場份額


根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,北美和歐洲是全球最主要的再生醫(yī)學市場,占據(jù)了全球再生醫(yī)學43.3%的市場份額,歐洲地區(qū)占據(jù)了36.4%的市場份額,亞洲地區(qū)占據(jù)了18.9%的市場份額,其他地區(qū)占比1.4%。


2021年全球再生醫(yī)學市場規(guī)模區(qū)域分布占比情況


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數(shù)據(jù)來源:公開資料整理


五、中國再生醫(yī)學發(fā)展現(xiàn)狀


1、市場規(guī)模


根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,中國再生醫(yī)學市場規(guī)模逐年上漲,2021年中國再生醫(yī)學市場規(guī)模達到285億元人民幣,同比增加13.66%。隨著中國再生醫(yī)學行業(yè)的發(fā)展,預計2025年中國再生醫(yī)學市場規(guī)模將達到468.8億元。


2019-2025年中國再生醫(yī)學市場規(guī)模變化情況


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2、產(chǎn)業(yè)布局


即使再生醫(yī)學的部分前沿領域熱度不斷提升,但在整體市場結構看來,小分子&大分子藥物市場仍然領先于其他領域,無論是企業(yè)布局還是研發(fā)中心布局小分子&大分子市場分別以39%高居榜首。


中國再生醫(yī)學領域研發(fā)中心布局情況


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細胞技術:干細胞在醫(yī)療領域應用廣泛,部分管線已進入臨床


在人類眾多束手無策的復雜疾病領域中,例如糖尿病等慢性疾病、帕金森氏綜合征等神經(jīng)疾病以及組織器官誘導再生領域,干細胞技術擁有廣闊的空間,亦是再生醫(yī)學里不可忽視的重要底層技術之一。


干細胞的發(fā)展歷史不過百年,科研上在近代才取得重要突破。1999年,Science雜志評定并公布了十大科學進展,其中胚胎干細胞的研究名列十大進展的榜首。同年,中國第一個干細胞發(fā)明專利授權立項,開啟了我國成體干細胞產(chǎn)業(yè)的新時代。


■ 再生材料:創(chuàng)新技術為材料開辟更多可能,應用場景成熟


生物醫(yī)用材料在組織修復及再生醫(yī)學中需要具備3個關鍵特征:

第一,材料須具備生物相容性或生物安全性,具有較低的宿主免疫反應,可支持或提高細胞生命活動促進組織修復再生;其次,材料具有適當?shù)慕Y構和良好的通透性,支持氧氣、營養(yǎng)素運輸,實現(xiàn)并維持細胞間的相互作用;第三,對再生修復材料需具有生物降解性或吸收性,降解速率應與組織再生速率相匹配。


目前臨床及臨床前研究中涉及的再生材料的種類,主要有天然高分子、合成高分子、無機材料三大類,每種類型的代表材料在臨床應用上均具有各自的優(yōu)勢性能。


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再生材料部分代表種類的優(yōu)勢對比


從材料的發(fā)展歷史來看,具有誘導再生性能的第三代生物材料成為了當下研究熱點。這類材料能夠內(nèi)源性誘導細胞分裂,實現(xiàn)組織再生。


第三代生物材料可以應用于皮膚缺損修復、軟組織修復、關節(jié)軟骨修復、血管及導管涂層應用、醫(yī)療美容等,具有極大發(fā)展?jié)摿Α?/p>


組織工程:技術優(yōu)勢明顯,與材料科學、細胞技術融合發(fā)展


在人體組織的修復、復制中,如果說細胞技術提供了“內(nèi)容”,再生材料提供了“支架”,那么組織工程即涵蓋了內(nèi)容與支架及其結合制造的過程。


3D生物打印是組織工程實現(xiàn)的重要路徑。


自21世紀初第一臺生物打印機開發(fā)以來,生物打印已經(jīng)應用到生產(chǎn)病理模型、藥物篩選組織設計、軟硬組織和器官再造等領域。


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生物3D打印機結構組成


全球每年大概有200萬人需要器官移植,全球平均器官供需比為1∶20-1∶30;中國每年約有30萬患者因器官功能衰竭需要器官移植,但每年器官移植手術僅為1萬余例,器官移植存在供需的極度不平衡。而生物3D打印為組織的缺損、器官的供應提供了另一種可能。


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生物3D打印市場規(guī)模 數(shù)據(jù)來源:SmarTech


自體、異體移植均存在手術風險高、移植組織來源有限的劣勢。3D生物打印是在傳統(tǒng)組織構建方法上的顯著革新,可實現(xiàn)高精度、高復雜度的宏觀與微觀打印,同時具有良品率高、個性化等優(yōu)勢。


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3D生物打印最早被用于制作醫(yī)療模型和定制康復醫(yī)療器械等方面,目前從醫(yī)療3D打印應用領域來看,產(chǎn)品范圍覆蓋研究和治療兩大領域,細分賽道涵蓋廣泛,涉及骨科植入、口腔修復、體外模型、術前規(guī)劃、心血管外科、組織工程支架、組織移植器官、頜面外科、眼科、神經(jīng)外科等。


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組織工程支架材料優(yōu)缺點


再生醫(yī)學產(chǎn)業(yè)鏈及商業(yè)化探索


■ 細胞上游培養(yǎng)基等商業(yè)模式相較中下游更成熟


干細胞醫(yī)療產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展涉及干細胞存儲、干細胞藥物開發(fā)、干細胞治療,根據(jù)QYResearch的研究數(shù)據(jù),2020-2026年,中國干細胞醫(yī)療產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模復合增長率約為15%,未來幾年,中國干細胞醫(yī)療產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模在全球市場規(guī)模中的占比將進一步上漲。預計到2026年,中國干細胞醫(yī)療產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達到325億元。


上游為器械耗材,中游為干細胞藥品研發(fā),下游為干細胞應用市場包括醫(yī)療機構和醫(yī)學美容院等。目前我國干細胞治療行業(yè)應用領域還未完全開發(fā),產(chǎn)業(yè)鏈下游應用市場有極大的發(fā)展空間。


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相較于細胞儲存業(yè)務,上游培養(yǎng)基環(huán)節(jié)壁壘較高,但目前國內(nèi)市場中主要由外企占領一半以上的市場份額。根據(jù)研究顯示,中國細胞培養(yǎng)基市場競爭格局中,以進口品牌為主,市場中的主要競爭者為三大進口廠商即賽默飛、丹納赫和默克,占據(jù)了超過 60%的市場份額,但隨著國產(chǎn)品牌的技術突破、國際貿(mào)易制裁加劇,龍頭市場份額增速近兩年逐漸下滑,國產(chǎn)替代正加快拓展中。


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從下游客戶的需求看,定制化開發(fā)培養(yǎng)基需求正在不斷增加。擁有定制化能力的上游服務商正在采用根據(jù)客戶需求開發(fā)培養(yǎng)基的策略,達到提高生物藥產(chǎn)率、降低生物藥生產(chǎn)成本的目的。


■ 再生材料產(chǎn)業(yè)鏈中游研發(fā)機構推動下游市場變遷


再生材料產(chǎn)業(yè)鏈上游為原料生產(chǎn)供應企業(yè),中游為技術研發(fā)企業(yè),下游為醫(yī)療機構、醫(yī)美機構等消費端。上游產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟,以聚乳酸上游為例,雖然聚乳酸的生產(chǎn)在我國目前仍屬起步階段,已建并投產(chǎn)的生產(chǎn)線不多,且多數(shù)規(guī)模不大,但眾多上市公司已涉足。


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而中游企業(yè)的研發(fā)情況與產(chǎn)品迭代對下游醫(yī)療、醫(yī)美機構市場格局影響較大。


從產(chǎn)業(yè)鏈上看,中游的醫(yī)療研發(fā)企業(yè)將不斷的推動下游市場結構和格局的變遷,同時也印證研發(fā)能力是再生材料中游企業(yè)實現(xiàn)商業(yè)價值的重要引擎。


■ 組織工程:中游蓬勃發(fā)展,下游類器官已開展商業(yè)化探索


組織工程領域上游為打印硬件以及耗材,設備的先進性對中游的產(chǎn)品解決方案順利完成具有一定程度的影響。從上游商業(yè)化推進的方式來看,以設備聯(lián)合打印材料的方式,在商業(yè)化落地上易于打開市場。中游的生物3D打印商業(yè)模式如何聚焦,巨頭正積極布局。涉及中游業(yè)務的海外3家頭部公司BICO、3D Systems和Desktop Metal分別選擇了不同的商業(yè)路徑(見報告正文),為國內(nèi)生物3D打印相關企業(yè)的商業(yè)化推進起到了借鑒和參考的作用。


類器官為組織工程的下游分支之一,組織工程技術是器官再造的重要技術手段。通過蛋殼研究院的調(diào)研得知,類器官在我國目前發(fā)展階段主要以體外微組織為主,多用于藥物篩選,生物3D打印從組織打印向器官打印過渡仍需一段時間的發(fā)展及基礎研究領域的不斷深入。


■ 商業(yè)化推進助力:保險機制將激發(fā)市場活力,行業(yè)標準互動加劇


再生醫(yī)學商業(yè)化實現(xiàn)需要保險的引入,與保險合作將更大程度推廣產(chǎn)品應用。以干細胞藥物產(chǎn)品為例,獲得批準上市,無疑是每一個新藥研發(fā)者翹首以盼的終點。但要獲得市場認可,更關鍵的因素或許還是藥物的效價比。


干細胞中,銷售情況最好的Temcell就享受了納入健保給付帶來的好處。Temcell來自日本,主要運用骨髓間充質(zhì)干細胞,目前的價格為約12萬美元/系列療程。在JCR的財報中,Temcell的銷售收入在2018年約1800萬美元,2019年約2800萬美元。


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為了促進再生醫(yī)療發(fā)展,日本的再生醫(yī)療產(chǎn)品上市后將可納入健康保險給付。Temcell一劑價格為868,680日元,系列療程約1390萬日元。由于健保輔助,患者只承擔10-30%。


由于再生醫(yī)學的發(fā)展階段尚屬早期的屬性,讓行業(yè)內(nèi)的從業(yè)企業(yè)可以積極參與行業(yè)標準的制定,使得企業(yè)、行業(yè)協(xié)會、監(jiān)管者等多方形成高頻的互動,搭建良好的信息溝通平臺。


投 融 資


近兩年,在整體投融資活動段性收縮的環(huán)境下,再生醫(yī)學行業(yè)的投資仍然熱情不減。我們按照干細胞技術、材料、組織工程進行分類統(tǒng)計。在2020年的低谷后,三個賽道均呈現(xiàn)出了逆勢反彈的局面。


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再生醫(yī)學行業(yè)投融資起數(shù)按賽道統(tǒng)計表(2015-2022)


再生醫(yī)學行業(yè)總體來看,A輪投融資事件起數(shù)在近5年的投融資中呈現(xiàn)出波浪式上升的趨勢,從2021年創(chuàng)造的高點,到2022年有所回落。具體到三個領域中(請于報告正文查看再生醫(yī)學各賽道融資詳情),干細胞領域呈現(xiàn)出有別于其他兩個領域的趨勢,在2021、2022兩年中持續(xù)上升。


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究其原因,一方面由于我國干細胞政策的陸續(xù)松動和支持,可以使得更多的科研進行臨床轉化,為投資機構注入了更多信心。


另一方面,從投資角度來看,CGT行業(yè)過去幾年的投融資活動頻繁且近年陸續(xù)收獲IPO,一定程度推動了社會對于整體細胞領域的關注,同時因近兩年我國干細胞領域的部分產(chǎn)品陸續(xù)獲批進入臨床,引來了嗅覺敏銳的資本關注,資本的行動總是早于市場發(fā)展狀態(tài),當免疫細胞領域已經(jīng)蓬勃發(fā)展,這些日夜兼程的投資人已開始將目光開始鎖定更為早期的iPSC領域。


■ 技術、人才、工藝、管理是投資機構決策的重要維度


我們采訪了紅杉中國董事總經(jīng)理顧翠萍,就投資IPSC賽道的企業(yè)而言,紅杉中國看中企業(yè)的幾個立體維度。


一是企業(yè)創(chuàng)始團隊的技術背景。二是企業(yè)人才梯隊的構建,以細胞治療產(chǎn)品的生產(chǎn)為例,從少量的實驗級別的生產(chǎn),一直做到后續(xù)能夠持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn),需要經(jīng)歷繁復的步驟,在過程中需要交叉學科、綜合經(jīng)驗背景的人才加入。三是對產(chǎn)品工藝的全方位理解。IPSC從技術到產(chǎn)品的過程中,制造工藝、生產(chǎn)設施等同樣起著關鍵性的作用。四是建立完善的藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范、清晰的注冊路徑,加快產(chǎn)品的臨床驗證,這個過程更能多維的驗證企業(yè)的能力。


■ 收購兼并,成為部分龍頭再生醫(yī)學企業(yè)擴張的戰(zhàn)略方式


在細胞、材料、組織工程領域,收購行為也在頻頻上演。


材料領域,2022年4月,華熙生物宣布,其與中煤地質(zhì)集團有限公司簽署《產(chǎn)權交易合同》,以2.33億元收購北京益而康生物工程有限公司51%的股權,正式進軍膠原蛋白產(chǎn)業(yè)。8月,美妝巨頭資生堂在華專項投資基金正式啟動,首筆投資押注重組膠原蛋白原料公司。


生物3D打印領域,2019年8月6日,Cellink宣布以3025萬歐元收購Cytena;2020年8月,Bico以8000萬歐元收購德國精密點膠公司Scienion及其子公司Cellenion,進一步掌握細胞3D打印技術;成立于1986年,由“3D打印技術之父”Chuck Hull參與創(chuàng)建的3D Systems(NYSE:DDD)也在通過收購、合并和擴展等方式深入涉足3D生物打印領域,其中,最重要的里程碑是在2021年5月收購了3D生物打印機開發(fā)商Allevi公司,后者擁有一套成熟的生物3D打印系統(tǒng)。


從企業(yè)接受投資的角度看,組織工程、細胞產(chǎn)品、再生材料相對周期長,組合多,很多目標為短期的投資機構都有資金退出的壓力,對于再生醫(yī)學行業(yè)的企業(yè)來說,創(chuàng)始團隊更加歡迎投資回收周期相對長的機構進行合作。


投資機構對再生醫(yī)學賽道青睞的原因之一,在于再生醫(yī)學市場是在滿足曾經(jīng)人們在醫(yī)療中未被滿足的需求,在于創(chuàng)造出一個新的市場,而非取代傳統(tǒng)治療手段市場。因此再生醫(yī)學面對的是一個待開發(fā)的增量市場,這是吸引眾多投資機構持續(xù)參與該賽道的巨大動力。


行 業(yè) 趨 勢


■ 再生材料、細胞技術、組織工程三大方向將持續(xù)演繹創(chuàng)新增量


(1)組織工程領域具體商業(yè)化落腳點或在未來3年逐漸明晰


蛋殼研究院的調(diào)研發(fā)現(xiàn),組織工程領域內(nèi)的從業(yè)者普遍認為,組織工程具體在哪一個環(huán)節(jié)將獲得商業(yè)化的途徑,預計3年內(nèi)就會有較為清晰的市場驗證,同時,實現(xiàn)這一目標也需要行業(yè)參與者共同打通技術各階段的發(fā)展痛點。


(2)再生材料按不同醫(yī)療應用領域進行材料改性、深度聯(lián)合開發(fā)將成趨勢


總體來看,再生材料的發(fā)展將呈現(xiàn)新舊技術融合發(fā)展的態(tài)勢。同時,再生材料行業(yè)在重組膠原蛋白、復合透明質(zhì)酸、聚乳酸、脫細胞基質(zhì)、絲素蛋白等一系列再生材料上不斷創(chuàng)新、研究與再生因子的結合,開發(fā)全新的材料配方和制造工藝。在全球來講,中國也將成為新一輪材料技術領跑者。


(3)化學誘導、成體干細胞等基于全新細胞改造平臺的新產(chǎn)品會陸續(xù)涌現(xiàn)


化學重編程技術具有安全簡單、易于標準化、易調(diào)控等一系列技術優(yōu)勢,突破了部分多潛能干細胞制備技術的局限性,是下階段細胞技術不可忽視的重要發(fā)展方向。未來還將有多種基于全新細胞改造平臺的新產(chǎn)品會陸續(xù)涌現(xiàn)出來,比如化學誘導的細胞間轉分化技術,以及多種成體干細胞的應用,而這些新產(chǎn)品都將打開再生醫(yī)學細胞領域未來廣闊的市場空間。


■ 再生醫(yī)學全球處于起步階段,中國企業(yè)存在大量創(chuàng)新和彎道超車的機會


整體來看,再生醫(yī)學全球仍然在早期,未來20年都會在成熟過程之中。在疫苗、抗體這些傳統(tǒng)大分子,小分子領域,由于歷史原因,中國處于追趕者的地位,但在CGT領域,通過對多位行業(yè)從業(yè)者及投資機構負責人調(diào)研訪談表示,由于組織工程、干細胞技術、再生材料本身的發(fā)展歷史較短,且國內(nèi)目前呈現(xiàn)蓬勃的發(fā)展態(tài)勢,該領域中國與海外領先技術目前差距非常小。


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部分國家干細胞臨床研究項目數(shù)量分布圖


從某種意義上來說,再生醫(yī)學的崛起開辟了疾病治療嶄新的道路,它的意義不僅在于為解除患者痛苦提供了一種新的治療方法,更主要的是提出了激活、復制、重生“組織”和“器官”,煥新人體免疫機制的新思想。


毫無疑問,“再生醫(yī)學的新時代”已經(jīng)到來,而這是一場“深遠的醫(yī)學革命”。


文章來源:科復源再生醫(yī)學


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