医药生物行业科研服务专题报告:千亿市场空间国产替代

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  概念:生命科学服务商向客户销售科研试剂、科研仪器及实验室耗材。 科研服务行业是为科研院校以及医药企业,提供科研相关产品以及配套技术解决 方案的行业。行业内公司主要销售产品包括科研试剂、实验仪器和高端耗材等, 同时通过相关专业技术服务,帮助客户解决从常规的测试到复杂的研发项目中所遇到的各种挑战。

  科研试剂是科学研究和分析测试中必备的基础材料,主要包括生物试剂和化学 试剂两大类。生物类科研试剂可分为蛋白类(重组蛋白和抗体等)、核酸 类(定制化的合成核酸和克隆载体等)和细胞类(细胞系、转染试剂和培 养基等),对应蛋白质大分子、核酸以及小分子、体外细胞三种实验场景。 化学类科研试剂的分类方法较多,按制造难易程度和用途可分为高端试剂/ 专用试剂、通用试剂,按纯度(杂质含量的多少)可分为高纯、光谱纯、 基准纯、分光纯、优级纯、分析纯和化学纯等。

  科研仪器设备是指科研实验中所需要的研发设备,具有平均单价高、更换频率 低、对设备维修服务要求较高等特点。科研仪器既包含纯水机、水浴锅、 恒温箱等中低端仪器设备,同时也包含色谱仪、PCR 仪等高端仪器设备。

  实验室耗材是指科研实验中所需要的日常消耗材料,具有品种多、数量多、类 型杂、更新变化快、单件价值低、消耗频繁、处置难度较大等特点。根据 实际用途不同,可以分为安全防护耗材、液体处理耗材、生物培养耗材等 多种类型。

  产业链梳理:生命科学服务商是生命科学研究以及生物医药上游。 1)生命科学服务:下游应用分布广泛,客户群体主要分为科研用户和工业用户。 科研用户主要包括高等学校和政府属研究机构等科研机构客户,主要采购科研试剂、耗材等用于生命科学领域的基础研究,以及药物化学领域的新药开发等。工 业用户包括制药企业、CXO 企业、NGS 企业和 IVD 试剂生产企业等,主要采购 科研试剂、耗材等用于产品研发和检测,以及部分产品的规模化生产。在销售产 品之外,生命科学服务商亦向下游客户提供分析服务、试剂定制开发服务等。 具体来看,生物试剂领域,以重组蛋白和抗体为代表的蛋白类试剂主要用于基础 研究、药物研发生产及应用全流程、细胞免疫治疗和 IVD 等领域;以酶为代表的 核酸类试剂主要用于基础研究、药物研发、NGS、IVD、mRNA 疫苗和兽用诊断 等领域;细胞类试剂主要用于基础科研、瞬时转染、细胞培养、重组蛋白表达等。 化学试剂领域,专用试剂主要用于分析检测、化学合成、材料科学和电子化学等 领域,通用试剂主要应用于基础研究、分析化验和化学配方等。

  2)生物医药上游:生物医药包括抗体、CGT 及疫苗等,其上游为细胞培养基、 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等。与化 学药物的生产相比,生物医药的生产通常更为复杂,在生产过程中需要设定具体 而精确的参数及控制条件。任何关键步骤的细微变化均可能引起生物医药的性能 改变,如免疫原性、副作用及疗效。除了生物医药的疗效及安全性外,大规模商 业生产主要取决于多项因素,包括成本、效率、稳定性及商业考量。以上因素, 在一定程度上导致了目前国内生物医药上游比化学药物上游的国产化程度低。

  基础研究领域,科研服务商为科研用户提高研发效率。 以重组蛋白为例:其产品应用检测数据包括纯度、活性、均一性、批间一致性等, 度的产品应用检测数据可以大幅度节省客户进行实验的时间和成本。以具有 SPR/BLI 检测数据的蛋白产品为例,应用于对应的实验中时,需要购买相应的芯 片,对蛋白用量、缓冲液等条件需花费时间优化,如果已经具有相关应用检测数 据,客户可以直接参考使用生物试剂公司提供的方案,可有效节省时间 1-2 天, 其中主要成本为芯片和人力成本,大约 1,500-2,000 元/次,同时一般实现最终 优化需进行多次测试,相应时间和成本进一步节省。

  在新药开发环节,科研服务商为工业用户提高成功率。 以药物分子砌块为例:化药研发成功率较低,一定程度上原因在于研发过程中存 在大量的妥协。在药物发现阶段需要采购大量的分子砌块,合成出更多种的化合 物进行筛选。时间是创新药研发重要诉求,如果市面上无法采购到期望的分子砌 块,药企一般不会为了一个分子砌块而拖累研发进度,往往退而求其次,这是导 致化药研发成功率低的重要原因之一。David Cook 统计了阿斯利康化药临床 2 期失败原因,约 30%是因为化合物毒性、26%是因为化合物药效,这些都可能 在分子砌块层面得到一定的改善。以上背景下,优质的药物分子砌块供应商会立 足化药研发痛点去开发产品,从而帮助药企去降低化药的研发难度。

  在药物商业化阶段,科研服务商为工业用户降低生产成本。 以细胞培养基为例:细胞培养基作为生物制药上游核心原材料,是疫苗、抗体药 以及细胞和基因治疗等多种生物医药生产过程中细胞培养环节必不可少的。根据 Research and Markets、Markets and Markets 分析,培养基是生物制药上游 原材料、耗材品种中市场规模最大的品类,2020 年全球培养基市场规模约占全 球生物制药耗材市场规模的 35%。在国内医保谈判的实施后,部分被纳入目录 的药品价格降幅明显(例如 PD-1 抗体被纳入医保后价格大幅度下降),对生物 药的生产成本提出了考验,控制上游原材料费用是降低成本的重要方式之一。在 价格优势之外,国产培养基供应商通过帮助药企优化细胞培养基配方,来提高生 产效率以及药品质量,帮助药企实现生物药生产综合成本的降低。例如,根据奥浦迈官网展示的合作案例,其通过对基础和补料培养基的开发,将某生物药的细 胞表达量由原工艺的 2.68 g/L 提高至 6.50 g/L。

  受益于下游基础研究、新药开发和商业化生产的需求扩容,科研服务行业规模有 望持续增长。按客户类型来看,科研用户端,基础研究经费投入与科学服务行业 的发展密切相关,国内科研院校研究经费投入的稳步增长,有望驱动对科研试剂、 仪器和实验室耗材的需求;工业用户端,国内在研发阶段的医药研发支出快速增 长,在规模化生产阶段的应用方兴未艾,将助推科研服务行业规模的扩大。

  科研用户端,基础研究经费投入的持续增长,有望带动对科研试剂、仪器和实验 室耗材采购的增加,继而驱动科研服务行业规模的扩大:

  全球科研经费投入:近十年来全球科研经费总投入保持高位,稳健增长。根据 世界银行统计,全球研发经费投入总量从 2011 年的约 1.4 万亿美元迅速增 长到 2020 年的约 2.3 万亿美元,2011-2020 年 CAGR 为 5.8%。

  我国科研经费投入:近十年来我国科研经费投入迅速增长。根据国家统计局, 投入总量从 2012 年的 1.0 万亿元增长到 2021 年的 2.8 万亿元,2012-2021 年 CAGR 为 11.7%,占 GDP 比重从 1.98%增长到 2.44%。我国科研经费的 投入总量仅次于美国,已成为全球第二大研发大国,但投入强度仍略低于 全球平均水平,与发达国家 3%-4%的投入强度相比还有较大的提升空间。

  在高等院校和政府属研究机构等科研用户端,根据我们的测算,2030 年我国科 研服务行业规模有望超千亿: 根据 statistics 机构预测,2030 年我国 GDP 约 34 万亿美元,假设我国 R&D 经 费投入占 GDP 的比例达 2.8%,届时我国 R&D 经费投入将超过 6 万亿元(按 1 美元=6.5 元人民币换算)。2020 年,我国高等学校和政府属研究机构研发经费 支出为 5291 亿元,约占总经费投入的 22%,假设该占比在 2030 年依旧为 22%。 R&D 经费主要包括原材料费、劳务费、固定资产构建费、管理费等支出。经“高 校院所实验试剂需求分析与管理研究”课题组调研,科研试剂和耗材支出约占科 研机构研发经费支出的 20%-25%。假设 2030 年,科研试剂和耗材支出占科研 机构 R&D 经费支出的 20%,且试剂和耗材比例为 1:1。综上,我们预计 2030 年我国科研用户的科研试剂支出为 1,350 亿元。

  工业用户端,过去几年国内规模以上药企研发支出、医疗健康产业投融资实现快 速增长,带动新药研发阶段对科研试剂、实验室耗材等需求的增加:

  规模以上药企研发投入:全球医药研发支出稳步增长,根据 EvaluatePharma 的统计和预测,2019 年全球医药研发支出约 1860 亿美元 (2010-2019 年 CAGR 为 4.1%),预计 2025 年达到 2270 亿美元(预计 2019-2025 年 CAGR 为 3.4%)。在 2011-2020 年间,我国规模以上药企的研发支出接近翻两番, 由 2011 年的 211 亿元增长到 2020 年的 785 亿元(2011-2020 年 CAGR 为 15.7%)。以上显示在政策倒逼药企创新等背景下,我国规模以上药企的研 发投入实现较快增长。

  医疗大健康产业投融资:根据动脉网统计,全球医疗健康产业投融资总额十年 内增长超十倍,2021 年达 8194 亿元(2011-2021 年 CAGR 为 35.9%)。我国医疗健康产业投融资总额也在 2021 年达到创下历史新高的 2192 亿元 (2011-2021 年 CAGR 为 33.1%),显示国内大健康领域投融资规模的增 速略低于全球的。2021 年,中国生物医药领域融资额在医疗健康产业融资 总额的占比为 50%,高于全球数据(占比为 45%)。

  在新药研发阶段,根据我们的测算,2030 年中国相关工业用户对科研试剂的需 求规模有望达到 254 亿元:

  医药研发支出和一级市场融资处于持续上行阶段。1)医药研发支出:假设中 国规模以上药企 R&D 经费支出以 10%增速增长,预计 2030 年达 2,035 亿 元。2)一级市场融资:考虑到 2020 年新冠病毒防治领域融资热的高基数 影响,我们假设中国医疗健康产业总融资额 2020-2030 年以 9%增速增长; 假设生物医疗领域融资额占比 50%,预计 2030 年中国生物医药总融资额 达到 1,868 亿人民币;根据营收小于 2 千万的未盈利 Biotech 前沿生物、 海创药业、泽璟制药、首药控股和亚虹医药,参考其在科创板上市前研发 费用/融资金额的平均值 61%,预计 2030 年中国未盈利 Biotech 研发投入 总额有望达到 1,140 亿人民币。

  参考部分已上市 Biotech,君实生物(2019 年报)、泽璟制药(2020 年报)、 神州细胞(招股说明书)试剂耗材支出分别约占企业研发费用的 13.8%、 10.9%、14.7%(其中试剂占 8.6%,耗材占 6.2%)。我们保守假设科研试 剂支出占研发费用的 8%,计算出 2020 年中国医药企业在研发阶段对科研 试剂的需求规模为 101 亿元,预计 2030 年有望达到 254 亿元。

  2019 年我国医药生物市场规模为 1.63 万亿人民币,弗若斯特沙利文预计在经济增长和医疗卫生需求的驱动下,2030 年我国医药市场规模将突破 3 万亿人民币:

  新兴药物:伴随制药行业不断发展,以细胞和基因治疗、ADC 为代表的新一 代药物逐步走向市场。例如,2015 年开始全球基因治疗行业呈高速发展, 根据弗若斯特沙利文分析数据,2020 年全球市场规模达 20.8 亿美元, 2016-2020 年 CAGR 为 153.3%。由于我国基因治疗行业起步较晚,2020 年我国基因治疗市场规模为 2,380 万元,预计 2025 年增长至 178.9 亿元。

  以单抗药为例,根据浙江大学生物工程研究所林东强发表的文。


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