文/乐居财经研究院 孙肃博 3月31日，上海多宁生物科技股份有限公司更新招股书，对生命科学行业、医药行业、生物制剂市场、生物制剂CDMO市场、生物工艺解决方案市场、细胞培养基市场、一次性产品市场、生物反应器市场、层析产品市场、过滤器市场、其他生物工艺解决方案市场进行了综合分析。

  根据弗若斯特沙利文的数据，中国是全球第二大医药市场。2021年中国化学药物及生物药物市场合共占全球市场的12.8%。相对于医药行业的化学药物市场，全球及中国生物制剂市场于2017年至2021年增长较快（复合年增长率分别为9.0%及18.4%），预计于2021年至2026年将继续以更快的速度增长（复合年增长率分别为12.0%及14.5%）。与全球生物药物市场相比，中国生物药物市场于2017年至2021年增长较快，且预计2021年至2026年将继续以更快的速度增长。

  下图载述2017年至2026年全球及中国化学药物及生物药物市场的历史及预测市场规模：

  制造及研发对于高技术壁垒的医药行业而言必不可少。全球医药行业的研发开支由2017年的1,651亿美元增加至2021年的2,241亿美元（复合年增长率为7.9%），并预计于2026年增长至3,129亿美元（2021年至2026年的复合年增长率为6.9%）。全球医药行业的生产开支由2017年的2,837亿美元增加至2021年的3,420亿美元（复合年增长率为4.8%），并预计于2026年增长至4,642亿美元（2021年至2026年的复合年增长率为6.3%）。特别是2017年至2021年中国医药市场的研发开支及生产开支增速高于全球市场，预计于2021年至2026年仍将保持较高的增长速度。

  下图载述2017年至2026年全球历史及预测医药研发及生产开支：

  根据现有及新兴生物制剂产品，全球生物制剂市场可分为以下细分领域，不同地区可能有所不同：

  根据弗若斯特沙利文的数据，抗体药物市场一直是生物药物市场的主要分部，于2017年至2021年每年均占全球生物药物市场的50%以上，并且预计在2022年至2026年也将继续保持这一趋势。相较而言，2017年中国的抗体药物市场仅占中国生物药物市场的5.4%。然而，其于2017年至2021年按51.0%的复合年增长率快速发展，且预期于2026年会增长至352亿美元，2021年至2026年的复合年增长率为31.2%，于2026年将占中国生物药物市场的28.1%。此外，CGT（即以生物制剂为基础的细胞和基因疗法）是一个具有巨大发展潜质的新兴市场。2017年至2021年，中国生物药物市场的抗体药物分部增速高于全球市场有关分部。与全球CGT市场相比，过往数年中国CGT市场仍处于早期发展阶段，但随着CGT产品的审批及商业化进程加快，可预期其将于2021年至2026年按201.4%的高复合年增长率增长。下图载述2017年至2021年全球及中国生物药物及CGT市场的市场规模：

  生物制剂市场属知识密集型，需要大量资本投资。开发新生物制剂乃一项漫长、复杂且成本高昂的工作，通常需要约10至15年。此外，监管机构对生物制剂审批施行严格规定，包括要求全面的临床数据、复杂的注册程序及持续的上市后监督。由于严苛的专利及数据保护政策，以及生物药物开发过程的复杂性，难以简单复制竞争对手成功的生物制剂。此外，随着新技术的引入，生物制剂供应链的复杂性亦进一步提升。由于市场需求增加，及时生产足量及优质产品越来越具挑战性。

  为控制成本及提高效率，医药公司在药物开发的全周期内不断加大药物开发及制造活动的外包力度。CDMO为合同医疗用药开发及制造价值链中主要外包商类型之一。CDMO市场可分为化学药物CDMO市场及生物制剂CDMO市场，前者服务于化学药物的开发及制造，后者服务于生物制剂的开发及制造。

  过去五年，全球及中国的CDMO市场中生物制剂CDMO市场的增长率均高于化学药物CDMO市场。全球生物制剂CDMO市场规模自2017年的112亿美元增加至2021年的211亿美元，复合年增长率为17.3%。同时，中国的生物制剂CDMO市场规模由2017年的4亿美元增加至2021年的25亿美元，复合年增长率为54.4%。下图载述2017年至2026年按化学药物及生物制剂划分的全球及中国的CDMO市场的历史及预测市场规模：

  根据弗若斯特沙利文的数据，中国国内的生物制剂CDMO于全球生物制剂CDMO市场的比例由2017年的3.9%大幅增加至2021年的11.7%，预计2026年将增加至17.5%。药明生物于2021年的收益为人民币103亿元，在中国的生物制剂CDMO市场排名首位，占64.6%的市场份额，并在全球生物制剂CDMO市场排名第三，占7.6%的市场份额。

  生物工艺解决方案市场由各个子分部组成，其中包括细胞培养基、一次性产品、生物反应器、层析填料、过滤器及纳米药物制剂制备系统。下图载列生物工艺解决方案市场及其部分关键子分部概览。

  关键生物工艺阶段有三个，即上游细胞培养、下游纯化及制剂灌装。第一个生物工艺阶段上游细胞培养涵盖细胞复苏至细胞培养等步骤。上游细胞培养涉及的主要生物工艺产品主要包括细胞培养基、生物反应器及一次性产品。第二个生物工艺阶段下游纯化涵盖收获及澄清至无菌过滤等步骤。下游纯化涉及的主要生物工艺产品主要包括过滤器、层析产品及一次性产品。第三个也是最后一个生物工艺阶段制剂灌装涵盖原液至标签及包装等步骤。制剂灌装涉及的主要生物工艺产品主要包括过滤器及一次性产品。

  药物开发及制造对于高技术壁垒的生物制剂行业而言必不可少。因此，经验、技术及客户群的长期积累乃生物工艺解决方案提供商增长及发展的核心。近年来，全球及中国生物工艺解决方案市场稳步增长，预计未来五年将继续扩张。于2021年，中国的生物工艺解决方案市场按收益计占全球市场的23.1%。下图载述2017年至2026年全球及中国生物工艺解决方案市场的历史及预测市场规模：

  动物细胞培养是生命科学及生物制药行业的关键核心技术之一。动物细胞培养基的设计及开发旨在模拟动物细胞的体内生长环境，并在体外维持动物细胞存活及增殖所需的营养。动物细胞培养基主要由疫苗、抗体及重组蛋白、基因治疗药物制造商（包括CDMO）及研究机构使用。动物细胞培养基主要分为两类：血清细胞培养基和无血清细胞培养基。目前，生物制药行业主要使用无血清细胞培养基，因为与血清细胞培养基相比，无血清培养基具有更明确界定的杂质，在下游工艺中更容易纯化，从而在整个生物工艺中降低细菌、真菌或病毒感染的风险。无血清细胞培养基中的成分一般包括氨基酸、醣类、维生素、无机盐、脂类、生长因子、蛋白质及缓冲液成分等。

  细胞培养基的关键技术壁垒主要包括：（1）开发及优化配方的效率。细胞培养基的成分一般从70种到150种不等，这需要通过一系列复杂且耗时的实验以开发及优化其配方。对配方的专有知识及原材料的认识对细胞培养基的生产至关重要；（2）干粉细胞培养基的大规模生产。由于液体培养基固有的不稳定性及高昂的运输成本，细胞培养基行业目前更倾向于生产干粉细胞培养基。为确保大规模生产干粉细胞培养基的一致性及质量，公司需要拥有足够的研磨技术专业知识，以尽量减少不同批次的产品之间的不一致性并解决过热问题；及（3）稳定性及质量控制。细胞培养基具有多种具有不同特性的成分。生产通常受到原材料与外部条件之间潜在未知化学反应的影响。因此，为维持充足及时的供应，加强细胞培养基大规模生产的稳定性及质量控制至关重要。

  在抗体药物市场壮大、创新疗法演变、利好政策及细胞培养工艺改进等因素的推动下，全球及中国细胞培养基市场在过去五年间快速增长，预计未来五年将继续发展。下图载述2017年至2026年全球及中国细胞培养基市场的历史及预测市场规模：

  一次性产品主要包括一次性容器（包括配液袋、储液袋及反应袋）、一次性管材（包括热塑性塑料管、硅胶管及接头）及无菌转移产品。与生物工艺中使用的常规产品相比，一次性产品可确保清洁及灭菌过程更安全方便。

  中国一次性产品市场的主要技术壁垒包括薄膜及管材等关键原材料的安全与供应成本的控制，其中多层共挤薄膜的研发及制造对一次性产品市场尤为重要。多层共挤薄膜的关键技术壁垒包括：（1）加工，多层共挤薄膜各层厚度难以控制及统一。此外，随着层数的增加，薄膜分解风险亦更高；（2）原材料。善用次乙烯醇异分子聚合物等多层共挤薄膜的原材料，是多层共挤薄膜性能的核心；及（3）溶出析出控制。多层共挤薄膜需要调节生物工艺中的连续高压环境。若多层共挤薄膜无法去除生物工艺中的有毒或抑制物质，则可能有害于细胞培养。仅有少数近期市场进入者具备一次性产品自主研发及制造能力。

  在市场拓展、本地化、耗材要求更高、产业链布局及生物制剂行业快速发展等因素的推动下，全球及中国一次性产品市场在过去五年间快速增长，预计未来五年将继续扩张。下图载述2017年至2026年全球及中国一次性产品市场的历史及预测市场规模：

  根据弗若斯特沙利文的数据，由本土企业提供的一次性产品在中国一次性产品市场的占比于2021年达32.5%。中国一次性产品市场相对集中，前五大参与者于2021年按收益计合共占市场份额约70.9%。我们于中国一次性产品市场的市场份额为5.1%，于2021年在中国所有一次性产品提供商中排名第四，并在中国本土一次性产品提供商中排名第二。

  生物反应器是利用生物体的生物功能，在体外或体内通过生化反应或代谢获得目标产物的装置。生物反应器主要由发酵罐、控制系统及搅拌系统组成。生物反应器主要有两种类型，即不锈钢生物反应器及一次性生物反应器。开发及制造这两种生物反应器的能力可满足多样化的应用需求，仅有少数公司具备此类能力。

  在一次性产品使用量增加、疫苗需求畅旺、治疗药物开发、先进技术应用日益广泛及生物反应器技术发展等因素的推动下，全球及中国生物反应器市场在过去五年间稳步增长，预计未来五年将继续增长。下图载述2017年至2026年全球及中国生物反应器市场的历史及预测市场规模：

  层析是一种多组分复杂样品的高效、快速分离分析技术。层析分离技术是分离纯化的最有效方法之一。层析产品主要包括层析柱及层析填料。层析柱是纯化设备的核心组件，而层析填料是层析柱的核心材料。

  在技术要求高、层析产品在中小分子中的广泛使用以及抗体药物行业迅速发展等因素的推动下，全球及中国层析产品市场在过去五年间快速增长，预计未来五年将继续发展。下图载述2017年至2026年全球及中国层析产品市场的历史及预测市场规模：

  过滤器是过滤下游的关键生物工艺产品，其中溶液流入由过滤柱及过滤膜组成的过滤系统，然后流出的渗透溶液和浓缩液进入后续的生物工艺步骤。过滤器的关键组件是过滤芯柱，过滤芯柱由各种过滤膜组成。过滤膜主要包括微滤膜、超滤膜和纳滤膜。

  过滤器的关键技术壁垒包括：（1）复杂的生物学相互作用。吸附技术与分离技术在过滤过程中需要密切配合，以实现预期应用效果；（2）孔径。过滤器孔径需要精确控制在纳米级，其在制造过程中需要纳米技术的支持；及（3）分子设计。过滤器支撑材料的分子设计及最佳固定方法的研究是过滤技术的核心。

  在生物制剂行业需求增加、有利政策、过滤器标准提高、产业链布局等因素的推动下，全球及中国过滤器市场在过去五年间快速增长，预计未来五年将继续增长。下图载述2017年至2026年全球及中国过滤器市场的历史及预测市场规模：

  在生物工艺行业，除细胞培养基、生物反应器、层析、一次性产品及过滤器外，其他产品还包括离心机、摇床、封管机、管焊机、纳米制剂制备系统、无菌分离夹及管道接头等。该等产品种类繁多。然而，该等其他生物工艺产品仅为补充工具，或仍处于生物工艺行业应用的早期开发阶段。与生物工艺解决方案市场的主要产品分部相比，全球其他生物工艺解决方案产品市场及中国其他生物工艺解决方案产品市场于2021年分别达到3,833.9百万美元及888.0百万美元，2017年至2021年的复合年增长率分别为14.3%及66.0%。

  尤其是，纳米制剂制备系统目前能够同时用于食品加工及生物加工。其在生物制剂加工方面的应用为一个创新的应用领域，于全球及中国的生物工艺解决方案市场中的参与者数量有限。与应用于食品加工的传统系统相比，应用于生物制剂加工的纳米药物制剂制备系统调节压力并使控制机制更加稳定，其对生产用于运送若干生物药物（包括mRNA药物）的脂质体而言是必要。在药物研发阶段，制药公司利用小型中试纳米制剂制备设备为其药物的配方等确定合适的细胞破碎工艺及包裹工艺。在生产阶段，制药公司选择同系列的大型生产设备进行商业生产。近年来，随着对mRNA药物的市场需求不断增加，脂质体需求也随之增加。因此，应用于生物制剂行业的纳米药物制剂制备系统市场具有良好的增长潜质。

  具体而言，均质机是通过纳米技术工艺制备纳米材料中最有效的纳米药物制剂制备系统之一。其由均质系统、传动系统、润滑冷却系统及机架组成，供制造药物载体（特别是用于生物制剂行业mRNA药物的脂质体）。

  均质机的技术壁垒包括（1）压力调节。均质机一般应用于食品加工行业，因此，常用均质机的压力不足满足生物工艺所需；及（2）稳定的过程控制。纳米乳剂为非热力学稳定体系，故其稳定性难以控制。