2022年胶原蛋白行业深度研究.docx

2022年胶原蛋白行业深度研究1.技术发展+高需求，胶原蛋白有望成为下一个“玻尿酸”1.1.胶原蛋白回顾：制备方法及产业应用行业内有两大方式可制备胶原蛋白：（1）动物源提取：工艺成熟、活性高，但存免疫性及病毒性：（i）优缺点及难点：技术发展多年且胶原活性好，但存免疫性和病毒性两大痛点，提取难点在于灭菌、病毒灭活、免疫原清除、提纯、规模化生产等环节。（ii）提取环节：牛、猪、鱼及禽鸟类为原材料，牛和猪已形成产业化运用，原材料严格免疫保障安全性；主流提取方式为酸法及酶法。（iii）免疫原清除：六大因素影响免疫原性，清除方式多样，端肽去除可规避风险。（iv）分离提纯：明确分离纯化目的为核心，结合蛋白质特征选择提纯方式，技术参数影响运用及生产成本。（2）基因工程源提取：生物学特点优良，技术尚处于培育期：（i）优缺点及难点：解决动物源安全隐患问题，改善亲水性、免疫排异性，但产物无三螺旋结构，基因片段的选择、三螺旋结构的构建、细胞转染、蛋白纯化等环节为制备难点。（ii）表达前环节：蛋白序列、表达体系及辅助元件的不同，带来了重组蛋白的种类多样化和功效专一性，提取前需明确重组片段。（iii）表达环节：基因工程提取胶原蛋白有五大表达体系，大肠杆菌及酵母成为首选生产菌种，但缺少空间结构且另需提纯环节。空间结构决定应用，动物源VS重组胶原蛋白：理化性质差别明显，应用端难以直接区分优劣。（1）结构上，动物源胶原有完整三螺旋结构，基因工程制备的多为单肽链的小分子多肽。结构的差异也导致了生物活性的差异，天然胶原因其三螺旋结构而具有生物活性，基因工程制备过程中条件不同会产生不同结构和活性的重组胶原蛋白。（2）pH值不同：动物源胶原偏酸性，溶解的pH值在4.5-5.5之间；基因工程胶原溶剂的pH值处于6-7，重组胶原容易在中性液体中溶解。（3）变性温度不同：天然胶原变性温度是39.5℃，在高于这个温度的情况下性能呈指数级下降，受到温度和酸碱变化而马上降解为明胶，失去生物学功效；基因工程胶原变形温度为72℃左右，更适用于高光水乳和医美应用产品的开发。（4）纯度不同：动物源胶原成分复杂，提纯较难；重组胶原蛋白成分固定，纯度可达95%。（5）粘性不同：动物胶原在相同的2-3mg/ml的浓度下，粘性比基因工程制备的胶原大，不利于3D打印技术应用。（6）应用性质不同：重组胶原蛋白比动物源胶原蛋白安全性更高、致敏性更低、保湿性更强、且与人体具有较高的亲和性。整体来看，应用端的差异并无直接结论，往往需要结合多个维度进行判断，例如分子结构、生物活性、安全性、保湿度等方面进行综合比较。1.2.胶原蛋白VS玻尿酸：二者称雄，谁与争锋1.2.1.结构对比：体内部位、含量存在差异，特性和生理功能也因结构而不同胶原蛋白的纤维结构支撑人体皮肤韧性，玻尿酸则为结构内的填充。玻尿酸是一种高分子聚合物，是由单位D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的高级多糖，双糖单位之间由β-1,4-配糖键相连。胶原蛋白由三条多肽链构成三股螺旋结构，即3条多肽链的每条都左旋形成左手螺旋结构，再以氢键相互咬合形成牢固的右手超螺旋结构。胶原蛋白(collagen)存在所有多细胞动物体内，存在于几乎所有组织中，是一种细胞外蛋白质，以不溶纤维形式存在，在皮肤中构成一张细密的弹力网，起到类似生物支架的支撑作用，是决定结缔组织韧性的主要因素；而玻尿酸主要是以填充物的形式存在于皮肤中。胶原蛋白人体内分布较玻尿酸更广泛。人体中的玻尿酸含量约为15g，作为细胞外基质的主要成分，人体内主要分布于眼玻璃体、关节、脐带、皮肤等部位，发挥重要生理功能。成年人体中大约有3公斤的胶原蛋白，根据组织部位、生理功能、分子结构不同，当前共形成28种胶原蛋白，其广泛分布于于皮肤、骨骼、角膜等组织中，并且具有维持皮肤和组织器官的形态和结构作用。随着年龄的增长，皮肤内的胶原蛋白和玻尿酸会逐渐流失，创尔生物招股说明书及双美官网数据显示，6岁小孩胶原存储量是60岁的60倍，20岁后皮肤厚度每10年胶原蛋白降低7%。玻尿酸和胶原蛋白在体内的部位、含量不同，特性和生理功能也因结构而不同。玻尿酸是人体和动物组织中的一种天然直链多糖，是人体内不可替代的天然物质，胚胎时期体内含量最高，随着年龄增长逐渐减少，皮肤老化、关节退化、动脉硬化、眼老花等症状与体内透明质酸含量逐渐减少密切相关。玻尿酸具有良好的保水性、润滑性、黏弹性、生物降解性及生物相容性等理化性能和生物功能。胶原是人体中含量最多的蛋白质，作为细胞外基质的主要组分，起到物理的支架结构，参与调控细胞的行为等。胶原蛋白正常的三螺旋构象是其理化特性和生物学活性的基础，使其具备高拉伸强度、生物降解性能、低抗原活性、低刺激性、低细胞毒性以及作为人工器官骨架或创伤敷料时促进细胞生长、促进细胞粘附、与新生细胞和组织协同修复创