2022年胶原蛋白行业发展现状及未来趋势分析.docx

2022年胶原蛋白行业发展现状及未来趋势分析1胶原蛋白行业概况人体中广泛分布，I型和III型胶原蛋白主要和皮肤相关胶原蛋白是一种具备三螺旋结构的特殊蛋白质。不同于普通蛋白质的简单结构，胶原蛋白属于三螺旋结构，其分子由三股左手螺旋构型的胶原α链左旋形成左手螺旋结构，再以氢键互相咬合形成牢固的右手超螺旋结构。胶原蛋白的生物活性与稳定性优于普通蛋白质，其理化拉伸强度更高。胶原蛋白是人体结缔组织的重要组成部分，胶原蛋白约占结缔组织的20%-30%，广泛分布于人体的皮肤黏膜、肌肉、头发、骨骼、软骨、关节等结缔组织，构成人体的生命支架。胶原蛋白有很强的伸张能力，是韧带的主要成分，胶原蛋白也是细胞外基质的主要组成成分。它使皮肤保持弹性，而胶原蛋白的流失，则使皮肤出现皱纹。胶原蛋白亦是眼睛角膜的主要成分，但以结晶形式组成。从类型上来看，至今约有28型不同的胶原蛋白被发现，具体来看:I型胶原蛋白主要分布在骨、跟腱、皮肤(成人)、血管壁中;II型胶原在透明软骨中含量丰富;III型胶原在皮肤(婴儿)、血管内膜、子宫壁、肠道中含量丰富;IV型在晶状体中含量丰富;V型主要分布在皮肤和血管壁中。I型和III型胶原蛋白和皮肤相关，I型主要起支撑作用，占比高达80%+，III型具有保持皮肤弹性，修复损伤的作用。根据分子结构的不同，胶原蛋白可分为生医级原料(胶原蛋白)、化妆品原料(类胶原蛋白)、食品级原料(明胶)，具体可分别应用在生物医学材料、化妆品原料和外敷用医学材料、食品原料和化妆品原料，其中生物医学材料的原料要求最高，其次为化妆品原料和食品级原料。2胶原蛋白制备:动物源提取vs重组法动物源提取:猪和牛为主流来源，免疫排异和疾病感染为主要痛点动物源提取是生产胶原蛋白的传统制备方法，来源主要包括鱼、鸟、牛、猪等，具体来看:鱼类:海洋生物作为新兴研究热点，近年来用于提取胶原蛋白的增长率较高，特别是深海鱼类污染较少。但由于溯源性等问题，海洋生物源胶原蛋白多用于食品、化妆品领域，极少作为医用胶原使用;鸟类:解离温度最高，达到约41-42摄氏度，但是受制于鸟类有禽流感等其他病毒的影响，消费者对安全性有所顾虑;牛类:牛类胶原是主要的胶原蛋白材料来源，占据超过三分之一的市场份额;但是部分消费者会担心狂牛症会对产品安全性造成影响，国内胶原蛋白龙头创尔生物采用牛跟腱作为主要生产原料;猪类:产品安全性最高，猪类的口蹄疫疾病与人类不共通，国内胶原蛋白龙头双美即采用猪作为生产原料来源。从提取方法来看，酸法提取由于成本较低是主流提取方法，而酶法提取是得到高质量胶原蛋白的最有效途径。酸法提取:过程快速，可保持胶原结构，但提取的得率低，且胶原的端肽得到保留，存在较高免疫原性风险，具体原理为:样品在经过前期除脂、除杂蛋白后，将其置于低离子强度的酸性介质中，胶原蛋白分子之间的盐键、Schiff碱受到破坏，从而将胶原蛋白溶解出来，通过盐析、透析等步骤最终得到酸溶性胶原蛋白;酶法提取:提取胶原的得率和效率较酸法有很大提高，胶原的免疫原性也更低，质量更好，但制备要求更高。具体原理为:利用蛋白酶限制性地切割胶原蛋白的末端肽，剩余的主体部分则可溶于中性或酸性溶液中，最终提取出酶溶性胶原蛋白。国内龙头创尔生物通过自主研发的6项核心技术，提升了各种酶解条件控制的稳定性，从而保障了最终产品的功效和品质。公司通过6项核心技术，包括精细化酶法提取技术、高纯度胶原制备技术、动物来源材料免疫原性清除技术、原料前处理工序精准加工技术、高效病毒灭活技术、产品最终灭菌技术，最终产品的功效和品质都较好，具体来看:产品纯度>99%，杂蛋白含量不高于0.1%，达到国际先进水平，同时免疫原性和过敏反应风险极低。重组法制备:解决动物源提取法主要痛点，国内技术全球领先相比动物源提取法，重组法制备改善了胶原蛋白免疫排异性、亲水性和疾病隐患。重组制备法利用基因工程技术，选用各种宿主细胞，如转基因鼠、昆虫、转基因蚕、转基因烟草、大肠杆菌、酵母等生产重组人源胶原蛋白，其胶原蛋白产品具有安全性好、重现性好、质量稳定等优点，解决了传统提取方法存在的如疯牛病病毒隐患等缺点，同时也改善了胶原蛋白的亲水性、免疫排异性等性能。量产是重组制备方法的主要痛点。早在1980年，美国的医学博士UittoJ等就从人体皮肤细胞体外培养中得到了I型和III型前胶原。此后，国外研究者试图通过昆虫细胞、酵母菌等媒介生产与人体胶原表达相似的胶原蛋白，但存在培养成本高、时间周期长、重组胶原蛋白表达量过低(约1%)等问题，且均处于实验室规模，一直无法实现产业化应用，直到2001年，巨子生物才成为全球首个成功研发类人胶原蛋白并实现规模化生产应用的企业。工程领域前沿的计算机辅助分子设计技术，针对该核心功能区进行密码子优化串联，得到重组人源III型胶原蛋白，进一步增强了其生物活性