生物合成与化学合成双平台能量开始爆发

公司是生物合成和化学合成“双合成技术平台”企业，在中间体和原料药行业中是少有的双强企业。平台孕育了谷胱甘肽、腺苷蛋氨酸、虾青素、吡咯喹啉醌（PQQ）和烟碱等产品，头孢侧链中间体、谷胱甘肽、腺苷蛋氨酸已是全球龙头，合成烟碱和虾青素有望成为全球龙头。 金城生物未来五年将持续高增长。谷胱甘肽做到了全球龙头地位，长期市场有望达到万吨级维生素规模。因为疫情消费者对谷胱甘肽产生了不可逆的消费习惯，用于提高免疫力等。预计2021年保健品市场销售120吨，22Q1超过50吨，保持高速增长；未来将在农业生物肥领域开拓。腺苷蛋氨酸有望复制谷胱甘肽的成长路径，甚至超过谷胱甘肽。对甲腺苷用于保健品，功效是缓解关节疼痛和改善情绪；丁二腺苷用于药品，在临床上用于肝硬化前和肝硬化所致肝内胆汁郁积。腺苷蛋氨酸终端已经是一个百亿元级别的市场，有雅培和辉瑞等公司销售药品、原料和保健食品。目前公司主要出口是北美、欧洲和印度等。公司拥有60吨产能，已供不应求，预计6月底将完成新增120吨产能的达产条件。同时，注射用丁二腺苷正在上市审批中。虾青素市场规模十亿美金级别，但增速很快。金城生物合成虾青素突破传统工艺，有望成为全球龙头。金城的生物合成方法，采用CRISPR/Cas9操作酵母工程菌的基因组，提高菌种虾青素产量，成本较红法夫酵母及红球藻法相比有较大优势。公司年产3,000吨虾青素项目预计今年年底前能够进行投产，预估产值近10亿元，预估毛利率60%左右。 医化业务通过CDMO转型、烟碱等新原料陆续投产进入新一轮增长。 近两年依托研究院对外合作的能力，除继续深耕中间体和原料药等业务，重点发展CDMO业务，2022年开始高速增长。烟碱是双合成技术平台结晶的成果，合成烟碱有望成为全球龙头。烟碱原料市场容量150亿元以上，公司在烟碱方面扩张可以理解为技术工艺领先下的低成本扩张。整个烟碱和烟油行业可以理解为新能源汽车的锂资源和锂电池，无论下游ToC企业谁成功，上游烟碱和烟油消耗量是一定提升的，上游会有快速的业绩增长。 盈利预测与投资建议：公司两个业务板块，医化板块选取普洛药业、九洲药业、博腾股份和健友股份等作为可比公司，2022年预测PE估值为32倍；生物合成板块选取凯赛生物、华恒生物和嘉必优等作为可比公司，2022年预测PE估值为39倍。同时，参考申万、中信和国金原料药指数 TTM -PE分别为29.0/38.7/41.8倍。考虑到公司未来增长的主要力量是金城的生物合成平台，高成长高利润率，确定性强；以及烟碱如拿到牌照对未来业绩的积极影响；金城泰尔等亏损业务拉低公司长期业绩是不具有可持续性的。我们认为公司将享受一定的估值溢价，给予公司2022年35-40倍PE估值，维持“买入”的投资评级。 风险提示：虾青素投产进程的不确定性风险；烟碱业务牌照获批的不确定性风险；新冠疫情进程发展不确定性风险。 盈利预测: 1.写在前面：我们与市场认知不同之处 1）市场忽视了金城是一个生物合成平台型公司，这是公司持续成长的动力。生物板块主要依托于金城生物子公司发展，其孕育了谷胱甘肽、腺苷蛋氨酸、虾青素、烟碱、吡咯喹啉醌（PQQ）等产品。这些产品已是全球龙头或正在成为全球龙头。集团的管理费用平摊原则下，生物合成相关产品2022-2023年预计净利润为3.53/5.28亿元，占比利润比重分别为52%、56%，已成为公司最重要的成长因素。 表1.生物合成相关产品利润占比 2）市场认为头孢侧链中间体业务成长性不足，而忽略了医化业务在CDMO和新产品上的延展性。金城与其他原料药公司相比，同样具有延伸到CDMO的能力 ，市场忽略了此项业务的发展 。医化业务未来的发展方向是中间体+API+CDMO协同发展，新冠中间体真正受益的公司不多，金城能争取到相关业务，以说明其实力。未来公司将依托其57项核心技术开始扩展BD，寻找更多CDMO业务。同时，未来两年新原料如培南类中间体、泊沙康唑、甲芬那酸、奥司他韦和比索洛尔等投产，也使得医化板块稳健成长。 3）市场低估公司的价值，主要原因是过多关心公司表观业绩。表观的业绩增速很大程度上受到之前并购的金城泰尔所拖累，但这部分亏损近两年将大幅好转。 2.公司基本情况介绍 金城医药成立于2004年，于2011年登陆深圳创业板，股票代码300233。金城医药是生物合成和化学合成“双合成技术平台”支撑的医药中间体到原料药再到终端制剂的全产业链运营公司，形成三大产业板块、八大生产基地、北上广产业布局。公司的双合成技术平台优势，在中间体和原料药行业中是少有的双强企业。 图1.公司股权结构与主要子公司情况（截止22Q1） 第一个技术平台是生物合成平台，生物板块主要依托于金城生物子公司发展。其孕育了谷胱甘肽、腺苷蛋氨酸、虾青素、烟碱、吡咯喹啉醌（PQQ）等产品。其中，谷胱甘肽、腺苷蛋氨酸已经在高速增长的路上，谷胱甘肽做到了全球绝对龙头地位，腺苷蛋氨酸将复制谷胱甘肽的成长路径，成为全球第三个龙头业务；公司将是全球首家超大规模用生物合成法进行虾青素生产的企业，中长期有望替代提取法虾青素，公司有望成为虾青素全球龙头。 合成烟碱是双合成技术平台结晶的成果，全球新工艺路径。中间体麦斯明（下图 3）通过生物合成平台合成出的生物酶催化，得到左旋中间体降烟碱（下图4），再通过甲基化反应得到高纯左旋烟碱（下图5），降低了拆消旋的生产成本。合成烟碱有望成为全球龙头的潜质。 图2.公司左旋烟碱工艺路径 第二个技术凭条是大规模化学合成中间体、原料药平台，公司凭借较为完善的安全、环保、质量、设备、能源运营管控体系，构建了国内领先的氯化、氧化、硝化、加氢、杂环、生物发酵+酶催化、结晶、深冷高压等特色和绿色合成等57项核心技术。近两年依托金城医药研究院对外合作的能力，除继续深耕中间体和原料药等业务，开始重点发展CDMO业务，2022年已经开始高速增长。 图3.公司CDMO业务核心技术平台 医用化工和CDMO板块，生产主要在子公司山东金城医药化工、汇海医化和柯瑞化学展开；项目研发和BD主要通过金城医药研究院开展。目前医用中间体在售产品30余个，主要有头孢侧链中间体AE-活性酯、头孢克肟活性酯、头孢他啶活性酯（TAEM）、三嗪环、呋喃铵盐（SIMA）和乙腈、谷氨酸二甲酯（HR2002）、SM1等品种。目前主要头孢中间体产品平均市场占有率达60%以上，处于绝对龙头地位。预计下半年具备投产条件还有300吨培南类中间体4AA、4BMA项目及200吨美罗培南主环MAP项目。原料药项目目前完成了泊沙康唑原料药、腺苷蛋氨酸原料药的CDE审批通过，后续将完成泊沙康唑原料药的美国FDA认证、甲芬那酸的欧盟认证和比索洛尔的日本认证等。 正在开发的重要项目，通过绿色光氧化连续制备大麻二酚中间体的方法已经获得发明授权，进行THC（四氢大麻酚）和CBD（大麻二酚）方面的开发，目前THC正进行小试，CBD准备进行中试。 全产业链的终端制剂主要通过金城金素和金城泰尔等子公司生产与销售，几乎通过了所有大品类头孢的一致性评价，受益于集采。 上市公司还通过股权投资基金参股东方略生物、艾美斐生物和惠和生物等公司。 其中，东方略生物最主要的产品是宫颈癌治疗性疫苗VGX3100，公司有优先商业化受让权的产品。VGX-3100一旦获批上市，将是全球首个被开发用于治疗HPV相关癌前病变（宫颈癌前病变、肛门癌前病变、外阴癌前病变等）的非手术治疗手段，也是全球第一个DNA药物，潜在市场空间百亿元级。 3.金城生物合成业务新产品不断涌现 3.1.金城生物持续高增长 图4.金城生物近十年营业收入及其增速 图5.金城生物近十年净利率及其增速 公司在生物合成领域已经有十年以上的研究与开发经验，2012年金城生物谷胱甘肽开始上市销售。十年间，金城生物的收入从0.42亿元增长到4.85亿元，CAGR为27.72%；净利润从0.08亿元增长到1.70亿元，CAGR为35.75%； 净利润率从19.05%上升到35.11%。2016-2017年收入、净利润与净利润率下滑的主要原因是与日本协和发酵产生了价格战，最终击败对手一举成为全球谷胱甘肽的龙头，目前全球市场占有率90%左右。 图6.金城生物十年净利润率变化情况 2021年收入大幅增长37%，净利润大幅增长55%，2022年增长延续了2021年的增长势头。增长的主要原因，一是谷胱甘肽海外营养保健市场因为疫情产生了不可逆的消费习惯，用于提高免疫力等；二是腺苷蛋氨酸保健品级与药品级原料的接连上市。随着药用级腺苷蛋氨酸的扩产完成，明年初虾青素产品的上市，公司未来五年有望保持高速增长，而成为公司最重要的投资亮点。 3.2.合成生物学：颠覆传统化工合成方法，绿色生产必由之路 图7.合成生物学示意图 绿色环保成本低，终端应用市场广。合成生物学通过理性设计或改造生物体系从而获得满足我们需求的代谢产品。目前研究策略主要分为两类，一类是自上而下法，即对现有的生物体进行改造，去掉不必要的元件，或添加、替换特定的元件； 另一类是自下而上法，即利用非生命组分作为原材料来构建生命系统。 生物发酵与合成生物学产业链高度相似，相关底层能力具有可迁移性。产业链上游为基础研发平台，主要负责细胞工厂的构建，产业链下游为工业生产平台，主要负责细胞工厂的工业发酵和目标产品的分离纯化。 图8.合成生物学产业链 目前合成生物学广泛应用于医药、农业、化工、环境、能源等多个领域，具有优质高产、低成本、绿色环保的优势： 1)传统的随机突变、诱变等方式筛选高产菌株，往往存在概率小、费时费力的问题，而之后发展的代谢工程在一定程度上实现了对微生物的理性改造，但同样存在改造过于局部、非定向且通量低的问题。相比之下合成生物学通过人工构建底盘细胞、设计代谢途径，从而合成细胞工厂，能显著提高发酵水平并消除杂质，达到优质高产的目的。 2)合成生物学产品在生产过程中，只需添加秸秆、玉米粉等廉价且可再生原料即可产出药物、化学品等高附加值的产品，具有低成本的优势。且大规模生产具备规模效应后，能进一步降低生产成本，形成价格优势。 3)此外，微生物的发酵过程往往所需条件较为温和，通常温度只需保持20~40℃之间即可，相比于化学合成所需的高温高压条件，可以大幅节约生产过程的能源消耗，达到节能减排、绿色环保和碳中和的目的。 图9.合成生物学相较于化学合成等方法的优势 图10.合成生物学终端应用领域广阔 广泛的终端应用可能性孕育百亿美元市场空间。据前瞻产业研究院测算，全球合成生物学市场规模至2020年已达到68亿美元，2025年将达到208亿美元，复合增长率28.8%。目前合成生物学在各个领域均保持高速增长的状态，根据BCC Research预测，医疗领域合成生物学2024年市场规模将达到50.22亿美元 ，复合增长率18.9%； 在各领域中增长最快的是食品和农业领域 ，2019~2024年期间年复合增长率在64%左右。 图11.合成生物学市场2025年有望达到208亿美元 图12.各领域合成生物学规模与增速预测 尽管合成生物学相较于传统的化工生产具有显著的优势，但是基于合成生物学搭建生产平台具有极高的技术壁垒，例如前期菌种构建存在的专利壁垒，后期大规模生产的最佳发酵参数的优化存在很多know-how，发酵过程中需要对微生物的代谢进行智能化的精确控制等。生物发酵工程技术壁垒高，工业化生产难度较大，技术上需要长时期的调试pH值、溶氧、温度和补料时间等多因素的正相交实验，使得微生物成长曲线更加适合，产品得率更高，加上GMP认证的时间，从实验室到工业化生产难度很大。 图13.合成生物学技术平台构建壁垒 作为一项系统工程，合成生物学从前期菌种构建到后期规模生产需要储备有较大的基因库（具有较多可供选择的生物元件）、构筑菌种的专利壁垒或绕开已有的专利壁垒、成熟的工艺优化方案和大规模发酵流程，因此提前布局、构筑专利壁垒的公司以及有丰富的微生物发酵经验的公司将会受益于较高的进入壁垒从而建立强大的竞争优势。 图1