(報告出品方/作者:東亞前海證券,汪玲)
1.如何從空間、壁壘和發展趨勢三個維度看細胞培養基行業
細胞培養基是生物制藥行業研發生産的重要原材料之一,通過在體外模擬細胞的生長環境,可以爲細胞生長提供合適的pH、滲透壓以及各種營養物質。 從細胞培養基産業鏈上下遊看:上遊主要是細胞培養基的各種原材料生産商,包括血清、葡萄糖、脂類、無機鹽、氨基酸和蛋白質等;中遊是培養基供應商,爲下遊客戶提供含血清培養基、無血清培養基以及化學成分確定的培養基等各種産品;下遊主要是培養基的終端使用者,包括疫苗以及生物藥品/制品生産企業,生命科學科研機構等。
細胞培養基有以下不同的分類方法:按培養細胞株不同可以分爲 CHO 細胞培養基、HEK293 細胞培養基以及Vero/MDCK/MDBK 等疫苗培養基;按用于細胞不同培養階段可以分爲基礎培養基和補料培養基。一般我們按照培養基所含組分差異把培養基分爲含血清、無血清、無蛋白和化學成分確定四類培養基,培養基逐步朝著成分確定,營養物質組成穩定的方向發展。無血清培養基營養物質含量豐富,批間差異小,同時成分確定有利于下遊分離純化,已經成爲主流使用的培養基品類。根據澳斯康招股書,2021 年我國無血清培養基占培養基總體市場規模的 72.5%。化學成分確定培養基 CDM 是目前公認最安全和理想的培養基,僅含有重組蛋白和激素,能嚴格保證批次間的穩定性。
1.1.空間有多大:細胞培養基是使用量最大的生物制藥上遊耗材
培養基是生物制藥研發、生産階段必不可少的重要原材料,廣泛用于人用/獸用疫苗,蛋白/抗體藥物以及細胞與基因治療産品當中。根據澳斯康招股書披露,在生物制藥上遊主要原材料和耗材市場中,細胞培養基市場規模占比最大,2020 年全球培養基市場規模約占全球生物制藥耗材規模的35%。從國內人用疫苗及生物制品生産企業披露情況看,培養基成本占原材料采購總額的比例在 20%-40%之間,相比于其他耗材成本處于較高位置。
全球培養基市場規模將超過 30 億美元,其中國內市場規模超過40億元。根據沙利文數據,過去幾年全球培養基市場穩步增長,2021年達到21億美元,2017-2021 年均複合增速爲 11.7%,並且預計未來5 年將繼續以10.7%的年均複合增速增長至 35 億美元。根據中國海關數據,2017-2021年,中國進口培養基金額由 10.38億元增長至29.03億元,年均複合增速爲29.3%,澳斯康招股書披露中國培養基國産化比例由2017 年的19.2%提升至2021年的 33.7%,因此估算 2021 年中國培養基市場規模在44 億元左右。
創新生物療法的興起和生物類似藥的放量爲培養基等上遊原材料增長打開空間。培養基主要用于疫苗、抗體/蛋白藥物,以及細胞基因治療産品的研發生産,根據 IQVIA 數據,近幾年以抗體藥物爲首的生物藥品/制品的申報和上市進入加速狀態,隨著這些創新項目的推進,對培養基等上遊原材料的需求也不斷增加。同時生物原研藥專利陸續到期,一批生物類似藥迎來密集上市期,將極大釋放患者用藥需求。相比原研藥,生物類似藥使用量大但價格較低,對生産企業的成本控制提出要求,生物類似藥生産企業爲了降低成本會增加對優質、性價比高的培養基等上遊原材料的采購需求。
培養基行業競爭格局相對集中,國産廠商占比仍有提升空間。從21世紀初開始,賽默飛、丹納赫和默克三巨頭憑借一系列的收購獲得了全球培養基市場約 90%的份額,産品線覆蓋了疫苗、抗體、重組蛋白和細胞與基因治療等各種領域。國內市場同樣以三大進口品牌爲主,根據澳斯康招股書,2020 年賽默飛、丹納赫和默克在國內市占率爲64.7%,低于在全球市場中的占比,澳斯康、奧浦邁等國産企業憑借本土化優勢獲得一定市場份額,並且占比有提升趨勢。
1.2.壁壘在哪裏:品牌+配方+生産工藝
品牌:客戶具有較高的品牌使用黏性。培養基與藥物的研發、生産關系緊密,客戶在選擇前會進行嚴格篩選。在研發端,培養基直接影響研發的進度和成敗,在生産端則會影響生産效率及質量,因此客戶會更傾向選擇品牌認可度高的産品,並且一經確定後不會輕易更換。根據《已上市生物制品藥學變更研究技術指導原則(試行)》,培養基變更應根據實際情況納入變更參考類別,並提供相應說明及更新材料,更換將會帶來額外的時間成本和資金成本。
配方:培養基配方種類豐富,個性化程度高。培養基配方是根據培養細胞類型和表達産物進行特定化選擇的,配方一般包含70-100種不同化學成分,不同細胞生長需要的營養物質和細胞因子存在差異,因此需要根據細胞代謝組學對培養基配方進行針對性調配。即使是同一類細胞,由于合成的藥物分子組分不同,消耗的培養基成分也存在差異,需要根據藥物分子進行配方調整,進一步增加了培養基配方的複雜度。培養基配方屬于培養基企業的核心技術秘密,對培養基産品質量和公司業務開展産生重要影響。
生産工藝:規模化合規生産能力是核心競爭力的重要體現。生産工藝選擇(如原料粉碎、混合技術、溫度控制等)直接影響産品溶解性、産量和批次間穩定性,進而影響産品質量。幹粉培養基生産過程中,對研磨和混勻的工藝要求很高,使得濃度差異數萬倍的成分能夠均勻添加和混勻,並且在運輸和儲存過程中仍然保持均一狀態。此外原材料供應商管理也很重要,不同供應商或同一供應商不同批次原料都會對細胞生長結果産生影響。商業化階段的培養基穩定生産和大規模供應能力更是影響客戶選擇的重要因素。
1.3.行業發展趨勢:定制化優勢明顯,新工藝對培養基提出更高要求
規模效應:SKU 擴張+大規模生産。新技術湧現以及商業化階段的項目數量越來越多,爲發揮培養基生産規模效應提供契機。CGT、新型蛋白/抗體藥物等創新項目對新類型培養基提出要求,擁有SKU數量多的企業更能滿足客戶研發生産一站式需求。新型培養基的價格一般高于傳統培養基,通過擴張 SKU 進入新的應用領域可以提升企業盈利水平。一般來說培養基生産線一天只能生産一個批次的産品,提升通用型或定制化培養基單批次産量,則可以憑借規模生産優勢提高資産運營效率,進而提升盈利水平。
定制化培養基成爲行業趨勢。目前培養基的開發通常是針對同類細胞株開發同一款培養基,雖然簡化了培養基産品類型但也犧牲了表達産物的産率。隨著細胞培養越來越精細化,對産量要求越來越高,基于細胞生長情況及表達産物類型對培養基進行定制化開發更能貼近客戶需求,提高産量同時降低成本。能否根據客戶需求快速推出定制化培養基也逐漸成爲衡量公司競爭力的重要指標。比如奧浦邁使用定制化的基礎和補料培養基使得 CHO-K1 細胞産物表達量由 2.68g/L 提高至6.50g/L,並且産物的核心質量指標與原工藝保持一致,達到降本增效的目的。
濃縮流加/灌流等新生産工藝的應用對高性能培養基提出新需求。隨著工業界對降低成本和提高産量的要求越來越高,濃縮流加和灌流等新生産工藝逐漸應用于藥物的生産環節,從而對培養基的參數和用量提出新要求。根據文獻統計,在大規模培養條件下,灌流工藝CF 和濃縮流加工藝CFB的表達物産量大于普通流加工藝 FB(CF 265kg/year VS FB130kg/year),但綜合成本卻更低,CF 爲$87/g,CFB 爲$118/g,而FB爲$158/g。在CFB和灌流工藝中,固定成本較低而物料成本占比較高,對培養基尤其是高性能補料培養基的使用量變大。
2.國産培養基進口替代正當時
2.1.現狀:培養基進出口逆差縮窄,進口單價有所上升
疫情加速中國培養基出海進程,國內培養基市場進出口量逆差縮窄,但進出口金額逆差有加大趨勢。2017 年開始,在中國生物醫藥行業加速發展的背景下,中國進口培養基數量快速增長,從2017 年的3958噸增長至2020 年的 1.61 萬噸。雖然受疫情影響 2021 年有所下降,但仍有1.16萬噸的進口數量,2022 年 1-5 月國內培養基進口量爲4083 噸,同比下滑27.3%。隨著國産培養基質量不斷提升,自 2019 年開始國産培養基出口數量大幅上升,從 2018 年 1528 噸增長至 2019 年的6512 噸,增幅超過300%,2022年 1-5 月國産培養基出口量 4270 噸,同比增長8.6%,培養基進出口量逆差縮窄。 進口培養基數量有所下降,但進口金額持續增加。在進口培養基數量略有下降背景下,中國進口培養基金額從2017 年1.51 億美元增長至2021年 4.49 億美元,2022 年 1-5 月進口金額爲1.68 億美元。出口金額方面,2020年受海外疫情影響中國培養基出口量價齊升,累計出口金額達到1.97億美元,隨著海外疫情恢複 2022 年 1-5 月出口金額0.43 億美元,同比下降36.8%。
國産培養基性能和質量不斷提高,産品附加值有所上升。進口培養基平均價格中樞在 120 美元/千克左右,受疫情等相關因素影響,自2018年有所下降,但隨著疫情好轉 2020 年 Q3 起進口培養基平均價格逐步恢複到正常水平。國産培養基出口平均價格中樞在20-40 美元/千克,2016-2019年甚至低于 20 美元/千克。隨著國産品牌培養基質量和性能不斷改進和完善,從 2020 年起,國産培養基出口中樞價格逐漸提高至40-60美元/千克,顯示出國産培養基競爭力不斷增強。
細胞培養基國産化率穩步提升。在降低成本和尋求原材料穩定供應的要求下,越來越多的國內生物醫藥企業選擇國産培養基。以新冠疫苗爲例,國藥集團新冠病毒滅活疫苗選擇江蘇天信和生物生産的培養基,康希諾生物使用的則是澳斯康的細胞培養基。根據沙利文統計,中國培養基市場國産化比例由 2017 年 19.2%提升至 2021 年33.7%,5 年提升14.5個百分點。在市場規模占比最大的無血清培養基市場中,進口替代比例提升更明顯,2017 年國産比例僅爲 6.7%,2021 年增長至29.6%,5 年提升了22.9個百分點。
2.2.勤煉內功,國産培養基企業嶄露頭角
性價比高:部分國産培養基性能不輸進口産品,且價格更有優勢。雖然整體上國産培養基和進口培養基在質量、穩定性以及産品豐富度上還存在一定差距,但隨著國産培養基質量不斷提升與改進,部分産品已經達到甚至超過進口産品的性能。比如奧浦邁向某客戶提供的定制化細胞培養基與其正在使用的進口培養基相比,能顯著提高和延長細胞培養密度和細胞活率,抗體表達量達到進口培養基的 1.74 倍。價格方面,國産培養基大概是進口同類産品的 1/3 左右。在降本增效目標下,越來越多藥企在研發端就開始采用高性價比的國産培養基。
本土化優勢:憑借靈活高效的供應鏈和市場推廣策略爲客戶提供更加個性化的服務。在服務的及時性和意願上,本土培養基廠商比進口企業更有優勢,一方面國産培養基廠商可以與客戶直接對接,響應能力強,有條件迅速處理客戶反饋的問題和需求;另一方面,國産企業的供貨周期短,受到國際物流等因素影響小。比如對于定制化培養基産品,奧浦邁供貨周期一般爲 2-4 周,而進口培養基通常需要3 個月甚至更長。
一體化服務:更能滿足生物醫藥企業需求。基于在細胞株構建和細胞培養工藝上的優勢,國內頭部培養基廠商向産業鏈下遊延伸,提供培養基OEM 及大分子 CDMO 業務,全方面滿足客戶細胞培養、商業化生産需求。一體化的服務能力有助于企業深度綁定客戶,實現訂單協同和雙向轉化。公司向客戶提供培養基産品時,向其推薦CDMO 服務,有助于獲取CDMO訂單;在提供 CDMO 服務時,可以提前使公司培養基介入項目研發階段,從而有機會進一步承接培養基商業化訂單,提升公司盈利能力。
2.3.利好政策頻出,鼓勵實現細胞培養基自主可控
疫情加速國産培養基進口替代進程。疫情期間,新冠疫苗産能大規模擴張增加了對培養基等上遊原材料的需求,但受國際物流、地緣政治等因素影響,國內藥企取得進口培養基的周期變長,成本更高。在此情況下藥企和 CRO/CMO 企業逐漸增加對國産培養基的采購力度,國産培養基企業也得到進入客戶供應鏈的機會。疫情前 2 年(2017-2019 年),培養基國産化率僅提升 1.2 個百分點,而在 2019-2021 的2 年間,國産化率提升了13.3個百分點,加速趨勢明顯,進口依賴度進一步降低。政策鼓勵解決上遊卡脖子問題,實現關鍵原材料自主可控。疫情期間,生物醫藥上遊原材料安全問題再次受到各級政府重視,降低進口依賴,維護我國生物安全成爲政策鼓勵支持的方向。不論是中央政策文件,還是各地出台的鼓勵性措施,都表明我國在解決核心原材料進口依賴問題上的決心,並從人才、資金等多方面給予優惠支持政策,以培養基爲首的上遊企業將迎來政策紅利發展期。
3.重點公司分析
3.1.賽默飛
賽默飛由熱電公司和飛世爾科技公司于2006 年合並而來,2021年營業收入超過 390 億美元。作爲全球最大的生命科學解決方案供應商,賽默飛擁有生命科學、實驗室解決方案、工業和應用科學以及臨床和診斷四大業務模塊,可以向全球客戶提供從實驗室到工業化階段的一體化解決方案,涉及分析儀器、設備、試劑和耗材等産品以及研發、生産、分析等服務。Gibco 是賽默飛旗下的細胞培養基品牌,成立于1962 年,2013年賽默飛收購 Life Technologies,並獲得 Gibco 細胞培養基業務,彼時Gibco年收入就超過 10 億美元,是全球最大的相比培養基生産商。Gibco作爲全球培養基市場領導者,推出了多款革命性的培養基産品,並成爲全球培養基市場占有率最高的品牌。
3.2.丹納赫
丹納赫成立于 1969 年,在全球擁有 20 余家運營公司和6.7萬名員工,2021 年丹納赫全球收入超過 294 億美元。目前,丹納赫的業務涉及生命科學、醫學診斷、水質管理和産品標識四大板塊,在科技前沿領域擁有衆多世界一流品牌,包括貝克曼庫爾特、徕卡、頗爾和思拓凡等。HyClone 是丹納赫旗下的培養基品牌,HyClone 成立于1967年,2019年丹納赫通過收購 GE Healthcare 的生物制藥板塊獲得其培養基業務,並于次年轉入 Cytiva 産品線。Cytiva 專注于生命科學和生物技術研究,用以開發創新疫苗、生物藥物和新型細胞基因療法,年銷售額超過33億美元。HyClone 目前作爲 Cytiva 旗下的培養基平台,經過半個世紀的發展形成了三大王牌産品線,包括經典液體培養基和幹粉培養基、血清以及無血清培養基。HyClone 培養基目前擁有美國、新加坡和奧地利三個生産基地,2021年 HyClone 培養基市占率位于全球第二,也是我國第二大進口培養基廠商。
3.3.默克
默克成立于 1668 年,迄今已經有超過350 年的曆史,在全球約有6萬多名員工,2021 年默克全球銷售額達到 197 億歐元。默克專注于醫藥健康、生命科學和電子科技三大業務板塊,涉及領域包括應對癌症和具有挑戰性疾病的生物療法、應用于科學研究和生産的尖端系統以及智能手機和平板電視的液晶材料等。默克旗下擁有六大品牌,包括提供實驗室用品及生産材料的 Sigma-Aldrich、提供用于制備、分離、過濾和檢測産品的Millipore,以及爲制藥和生物制藥提供 CDMO 服務的BioReliance 等。
默克培養基業務主要通過收購 Sigma-Aldrich 獲得,Sigma-Aldrich于2008 年收購老牌培養基公司 JRH Biosciences,JRH 1967 年在澳大利亞成立,主要提供血清和 Ex-Cell 系列培養基産品。默克2015 年收購Sigma-Aldrich,獲得 JRH 培養基業務,並納入原默克的培養基業務合並經營。默克始終重視在中國市場上的布局,2011 年收購了疫苗培養基公司北京清大天一,2016年默克宣布建立南通生命科學中心,總投資8000 萬歐元,南通工廠于2019年完工投産,可以提供高純度無機鹽、細胞培養基/培養液和預制微生物檢測裝置等産品,縮短向中國客戶的交貨周期。
3.4.奧浦邁
奧浦邁生物是一家專門從事細胞培養産品與服務的高新技術企業,2013 年在上海張江成立。基于在細胞培養技術和工藝開發上積累的優勢,公司主營業務涉及細胞培養基系列産品和生物藥CDMO服務兩大應用領域。公司提供的培養基産品既包括通用的目錄培養基,也包括根據客戶需求定制化的培養基産品,同時提供培養基 OEM 代加工和培養基配方出售業務。生物藥 CDMO 是公司在培養基業務上拓展的新板塊,可以爲客戶提供從抗體工程人源化篩選、細胞株構建、工藝開發到中試生産以及臨床I&II期樣品生産的全流程服務,加速新藥從基因到上市申請的進程。公司主營業務圍繞細胞培養工藝展開,2019-2021 年培養基業務營業收入分別爲 2602 萬元、5337 萬元和 1.28 億元,3 年CAGR爲121.62%,占公司營收比例分別爲 44.46%、42.71%和 60.09%。公司培養基以CHO細胞培養基和 293 細胞培養基等中高端産品爲主,合計占公司培養基業務收入85%以上,CHO 培養基和 293 培養基廣泛應用于蛋白及抗體藥物生産領域。目前,公司擁有上海張江和臨港兩個符合 GMP 要求的培養基生産基地,可以實現幹粉培養基年産能千噸,液體培養基百萬升的合計産能。2020年,在國內培養基市場中公司市占率排名第五,其中在國産廠商中排名第二,在蛋白及抗體藥物培養基市場中的市占率則排名國産廠商第一。
3.5.澳斯康
澳斯康成立于 2011 年,主營業務包括細胞培養基的開發、生産和銷售,以及生物制品/藥品的 CDMO 服務,公司以細胞培養基業務爲根基向下遊CDMO 延伸,逐漸發展成爲生物制藥行業的規模化合規生産整體方案提供商。公司培養基業務可以爲客戶提供目錄培養基、個性化培養基定制開發及生産、OEM 培養基生産服務以及細胞培養工藝所需輔料等産品。生物藥CDMO 板塊可以滿足客戶從臨床前技術開發到商業化生産等各個階段需求,目前已經幫助 1 個客戶項目成功進行商業化生産,此外還有3個項目處于臨床三期和上市申報階段。 健順生物是公司旗下的培養基品牌,成立于2011 年,是國內最早從事細胞培養基開發和生産的企業之一。2019-2021 年,公司培養基業務營業收入分別爲 5916 萬元、9981 萬元和 3.21 億元,3 年CAGR爲132.83%,占主營業務收入比例分別爲 68.00%、47.79%和71.80%。公司培養基能夠滿足蛋白/抗體藥企以及人用/獸用疫苗生産企業研發生産需求,並通過FDA的DMF 備案,能滿足客戶國內外雙報需求。目前公司擁有蘭州和南通兩個培養基生産基地,合計培養基年産能可達數千噸。2021 年公司是國內細胞培養基市場份額排名第一的國産品牌,在所有品牌中排名第三。
4.投資分析
生物制藥領域有個常用的比喻:細胞培養基就像“奶粉”,直接影響著生物藥的健康成長。的確,細胞培養基作爲生物醫藥行業發展的基石,廣泛應用于生物制藥研發和生産各個環節,對生物醫藥行業的發展起著至關重要的作用。在生物制藥蓬勃發展的背景下,培養基作爲上遊原材料的關鍵組成部分,將迎來快速增長階段。隨著國産培養基産品的性能和質量不斷升級完善,國産培養基廠商有望憑借本土化優勢逐步實現進口替代,獲得高于市場平均增速的增長水平。
從宏觀層面看,培養基行業有望繼續保持較高增速發展,國內市場的增速將更快。根據沙利文數據,2021 年全球培養基市場規模達21億美元,2017-2021 年均複合增速爲 11.7%,並預計將繼續以10.7%的年均複合增速增長至 2026 年的 35 億美元,增速高于同期的醫藥行業增速和生物藥行業增速。高增速一方面是來自于以新型疫苗、細胞基因治療爲代表的創新療法不斷湧現,對高端新型培養基提出新需求;另一方面生物類似藥大規模上市,也增加了對優質的高性價比培養基的需求量。中國生物醫藥市場處于起步階段,很多項目仍處于研發階段,未來隨著這些項目向臨床後期推進,對培養基的使用量也會繼續增加,根據我們估算2021 年中國培養基市場規模已經超過 40 億元,2017-2021 年年均複合增速爲36%,快于全球平均增速。目前中國培養基市場進口依賴度高,國産廠商經過數十年的發展,部分産品質量已經達到進口培養基水平,有望憑借性價比和服務優勢獲取更多市場份額。
細胞培養基行業壁壘高,品牌黏性強,對配方研發能力和生産工藝要求較高。細胞培養基具有較強的使用黏性,研發端客戶追求研發速度和成功率,因此會優先選擇經過項目驗證的品牌産品。進入商業化階段以後,更換培養基屬于重大事項變更,需要重新認證,時間較長,一般不會輕易發生變更,使用黏性較強。培養基配方和生産工藝屬于培養基企業的核心競爭力,決定培養基的性能和成本,頭部企業經過數十年的發展,形成了自己的配方研發策略和大規模生産工藝,在響應速度和成本上具有先發優勢。
培養基行業正朝著個性化和一體化的方向發展,研發實力強,能提供高性價比一體化服務的企業優勢突出。在研發端,生物醫藥正朝著精准化方面發展,不同細胞株和表達藥物用到的培養基都不一樣,需要個性化定制。在生産端,降本增效是企業商業化階段需要面臨的挑戰,根據産物情況個性化設計培養基及生産工藝從而增加産量逐漸成爲大多數企業的選擇。基于在細胞培養工藝和細胞株構建上積累的優勢,國內外頭部企業從事定制化培養基生産、OEM 培養基服務,以及向下遊延伸拓展生物藥CDMO業務。通過提供一體化的研發、生産服務,培養基企業能深度綁定客戶,並且可以實現客戶相互轉化,增強獲取訂單的能力,同時降低成本,增強公司的盈利能力。
(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)
精選報告來源:【未來智庫】。未來智庫 – 官方網站