胶原蛋白:新材料、新蓝海、新风口。胶原蛋白占比真皮组织95%,独特的三螺旋结构具有水溶性、相容性、可降解性等生物学活性,在细胞结构支撑、刺激增殖分化、修复受损皮肤屏障与补充营养等方面功效突出。制备方法可分为动物源提取与基因工程重组,其中基因重组工程可克服动物源提取法在生产成本与安全性方面痛点,为未来技术发展主流。供给端政策支持与重组技术创新使胶原低成本规模量产成为可能,需求端医美与护肤场景发展契机下行业成长空间广阔,预计至2027年我国胶原蛋白终端消费市场规模达1738亿元,五年CAGR达34.35%,其中医用敷料与护肤品规模占比分别达21.17%/44.59%。我们积极看好中短期内胶原蛋白在敷料与化妆品领域的渗透率提升,以及长期内在注射针剂领域的商业化机会。 医美针剂注射场景:向再生针剂与重组胶原蛋白注射剂演绎。复盘美台市场,美国经验下胶原蛋白填充趋势向再生领域转变,PLLA与PMMA两大再生产品占据美国91%的胶原蛋白注射市场份额;中国台湾市场用户精准定位与渠道低价出货策略为传统胶原蛋白注射剂发展另辟蹊径,双美生物凭借三代胶原蛋白植入剂成为当地唯一合规胶原蛋白针剂厂商。内地胶原蛋白市场起步较晚,多款创新产品获批背景下,我们认为内地胶原蛋白注射行业成长潜力丰富,未来仍以再生针剂与重组胶原蛋白注射剂两大路径发展。1)再生新品突破海外增长瓶颈:对比海外Sculptra等老牌针剂,我国再生新品直击当下求美痛点,艾维岚/少女针/天使针/爱塑美分别主打PLLA/PCL/PLLA-PEG/PDLLA成分,不断实现注射效果、体验与持久度等性能优化。2)胶原蛋白注射剂精准把握眼周与水光市场:四款已上市的III类胶原蛋白填充剂,应用场景仍集中在眼周市场,在面部填充功效创新、在单一水光向复合功效转变的趋势下,合规厂商有望推新加速抢占市场份额,我们测算至2025年我国胶原蛋白类注射剂出货规模达56亿元,四年CAGR达70.2%。 护肤及医疗/创新食品场景:械与妆共舞的新兴市场。1)医用敷料:修复与抗衰功效独特,应用前景光明。医用场景与功效护肤场景发展推动敷料需求高增,我们测算至2025年贴片式医用敷料消费规模达136亿元,对应四年CAGR31.98%,对应需求总量超18亿片。当前我国敷料竞争格局分散,品牌CR5仅26.5%,未来核心胶原蛋白厂商有望突破重组胶原蛋白产能瓶颈,以研发为背书加速竞争格局集中。2)护肤品:新成分新产品,渗透率加速提升。雅诗兰黛/贝泰妮/珀莱雅/巨子生物等海内外品牌入局加速胶原蛋白在护肤领域渗透率提升,实现妆字号与械字号联动发展,预计至2025年胶原蛋白敷料与功效性化妆品市场规模达199/196亿元,对应CAGR35.88%/35.95%。3)医疗/创新食品:蛋白类再生材料在中高端创伤与基体移植应用广泛,蛋白类保健品为口服第一大产品,契合抗衰等保健品需求。 投资建议:胶原蛋白终端应用广泛,技术创新及产品供给增加将推动行业规模与渗透率持续提升。政策引导与重组技术升级趋势下,国内内地胶原蛋白厂商有望在兼顾生物活性、高纯度、低内毒素的同时实现制备产业化,医美注射针剂与再生材料、医用敷料与护肤品、功能性食品等多领域出发逐步打通商业化道路。核心推荐:再生产品落地,先发优势显著的【爱美客】对应22年74倍PE,领跑大健康产业的功效护肤龙头【贝泰妮】对应22年62倍PE,以收购进军胶原蛋白产业的玻尿酸龙头【华熙生物】对应22年67倍PE;建议关注医药领域转型医美赛道、产品管线布局丰富的【华东医药】【江苏吴中】以及待上市标的【巨子生物】 【创尔生物】。 风险提示:重组技术进步不及预期;监管政策收严;行业竞争加剧;消费者教育不及预期风险;产品研发及注册风险;医疗事故风险;假设和规模测算误差风险。 重点标的 股票代码 1.行业概览:新材料新蓝海,多场景筑造新风口 1.1胶原蛋白:独特三螺旋,皮肤组织的生命支架 胶原蛋白是构成动物生命基础的不溶性纤维型蛋白质,占人体总蛋白含量的25%~33%,主要存在于皮肤、肌肉、骨骼、牙齿、内脏与眼睛等处,起到支撑器官与保护机体的作用,同时又与细胞增生、成熟、分裂与信息传递具备密切联系。 独特三螺旋结构兼具生物学活性与水溶性。胶原蛋白属于细胞外基质的结构蛋白,约占真皮组织的95%,并在所有皮肤组织(包括表皮和皮下组织)中占据75%,独特的三螺旋结构使得胶原蛋白兼具生物学活性与水溶性等优势,良好的生物学特性可在多领域得到广泛应用: 水合作用:由甘氨酸、羟脯氨酸和羟赖氨酸形成的三螺旋结构可与水分子结合发生水合作用,使部分水以间质水的形式桥接在酰胺基和羧基之间,促进胶原自组装并起到补水、锁水的保湿作用,可作为功效性成分应用于护肤美容领域。 生物相容性:三螺旋结构为细胞外基质构建网络支架并起到锚定和支持作用,为细胞提供增殖分化的良好环境,可作为角膜修复与疤痕敷料等材料用于细胞增生修复。 低免疫原性:胶原蛋白刺激机体形成特异性抗原或致敏淋巴细胞的性质较弱,可作为软骨再生支架、微创整形器械等药械植入人体内。 生物降解性:胶原酶的特异性作用下,可破坏胶原蛋白的三螺旋结构,将其降解为二氧化碳与水,并被人体吸收利用或代谢排出。 图表1:胶原蛋白在人体各部位的分布 图表2:胶原蛋白三螺旋结构示意图 1)按类型划分:人体所含胶原蛋白有28种之多,其中I型、II型、III型胶原合计占比高达总胶原含量的80-90%。1)I型胶原蛋白:纤维直径粗大,呈致密条束状,是构成皮肤的主体;2)II型胶原蛋白:主要由软骨细胞产生,多存在于骨骼、关节、肌腱等组织;3)III型胶原蛋白:呈疏网状散布于I型胶原周围,起到支撑组织和缔结组织的作用,并维持皮肤组织细腻柔滑。由于成人自身真皮成纤维细胞只能合成I型胶原蛋白,因此随年龄增长,人体皮肤中I型和III型胶原蛋白的比例逐步形成不可逆的下降趋势。 I型及III型胶原蛋白在皮肤护理领域应用广泛。1)面膜领域:高浓度的I型胶原蛋白分子间具有可形成弹力网的吸附力,应用于面膜敷料可使水分子停留在角质层,减少净表皮失水率,达到保湿功效。2)医疗器械:重组I型胶原蛋白可构筑皮肤中的胶原支撑力,重组III型胶原蛋白具有肌肤年轻修护力,对维持皮肤健康状态作用明显。3)医美填充:I型胶原蛋白可重塑纤维网架结构,解决松弛塌陷问题;III型胶原蛋白可恢复皮肤弹性,解决肤质肤色问题。I型和III型胶原蛋白的合理配比既能锁住皮肤储水层中的水分又能为各种皮肤细胞提供支撑,具备良好的美容效果。 图表3:按结构划分胶原蛋白类型 2)按纤维型划分:可分为成纤维胶原和非成纤维胶原两大类。人体中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅺ、ⅩⅩⅣ和ⅩⅩⅦ型等含量最多的胶原均为成纤维胶原,占据胶原总数的90%,可起到细胞支架、固定等作用;其余则为非成纤维胶原,是连接表皮与真皮的重要结构。 3)按制备技术划分:按照制备技术可分为动物源、明胶、水解、重组胶原蛋白四类:动物源胶原蛋白由动物组织中提取纯化而来,完全保留三螺旋结构与生物学特性,是当前的主要制备技术,可广泛应用于医学、化妆品、食品工业等领域。 明胶胶原蛋白为胶原蛋白在高温下的变性产物,三螺旋结构受到破坏被打开,具有高亲水性与安全性,多作为胶涨剂应用于糕点、果酱等食品加工领域中。 水解胶原蛋白为胶原在蛋白酶水解后得到的产物,缺少三螺旋结构,相对分子质量较小且易于降解,多应用于营养保健品与日用品等领域。 重组胶原蛋白是利用基因工程技术将人体胶原蛋白基因进行特定序列设计后重组产生,具备更高的安全性与生物相容性,可在原有领域实现对动物源胶原蛋白的替代。 图表4:四类胶原蛋白特点及其应用方向 1.2制备技术:动物源酶法提取VS人源基因重组体系 动物源提取:传制备技术,受限安全风险。当前动物源提取法仍以技术成熟,应用广泛等特点位居主流制备法,主要通过热水法、酸法、碱法及酶法等四类方法提取后再由膜分离、免疫原性清除等方法分离纯化后制得,其中酸法与酶法产业化进程领先: 酸提取法:将动物原料进行预处理后置于低离子强度的酸性介质中进行溶解,通过盐析、透析等步骤得到酸溶性胶原蛋白。酸提取法处理后三螺旋结构完整,能保持较好的生物学特性,是目前较为常用的提取方法之一。 酶提取法:利用蛋白酶限制性切割胶原蛋白的末端肽,剩余主体部分可溶于中性或酸性溶液中,提取出的酶溶性胶原蛋白胶原纯度高、理化性质较好,是快速获得高品质胶原蛋白的有效途径, 酶法提取以高效率、高产量、高纯度占据技术上风。病毒感染风险与免疫原性是动物源胶原蛋白的痛点,因此在高纯度与提取率的情况下,实现有效清除免疫原性片段并保证三螺旋结构稳定性与生物活性成为动物源提取技术的核心壁垒。对比四类主流提取技术,酶法提取可完整保留胶原蛋白三螺旋结构,提取纯度高、速度快、产率大、质量优,可用于高附加值产品开发。 图表5:动物源胶原蛋白制备方法对比 政策支持重组胶原蛋白产业规范化高质量发展。2021-2022年国家药监局先后颁布三项行业标准及政策,分别对重组胶原蛋白生物材料命名、产品监督管理及质量控制等作出规范要求,其中2021年由国家药监局颁布的《重组胶原蛋白类医疗产品分类界定原则》明确规范三类重组胶原蛋白生物材料命名术语:强调I、II、III型别胶原蛋白特征词区分,规定使用重组人胶原蛋白、重组人源胶原蛋白、重组类胶原蛋白等三类A级核心词与溶液、冻干粉、凝胶、海绵、纤维与其他等六类B级核心词,奠定行业产业化发展基础。行业标准的逐步完善为重组胶原蛋白良性发展构建良好的竞争环境,相关政策也为产品的合规性提供了有效背书,在确立安全有效质量可控的生产体系基础上为新技术推广应用提供有力保障。 图表6:国内胶原蛋白相关政策一览 基因工程重组:安全高效的新兴制备技术。胶原蛋白重组技术以基因工程根据胶原蛋白基因序列构建重组表达质粒载体,并将表达载体电转化至菌株获得基因工程菌种,对其进行发酵罐发酵、纯化及鉴定。根据《重组胶原蛋白生物材料命名指导原则》,重组技术可分为:1)重组类胶原蛋白:由人体胶原蛋白功能区域的mRNA逆转录为cDNA,并重组修饰后形成的特定基因编码的氨基酸序列或片段组合,当前主要厂商为巨子生物;2)重组人源化胶原蛋白:由人体中胶原蛋白功能区基因序列的部分区域重组制成的人胶原蛋白特定型别基因编码的全长或部分氨基酸序列片段,当前主要生产厂商包含锦波生物、创健医疗等;3)重组人胶原蛋白:具备三螺旋结构的人胶原蛋白特定型别基因编码的全长氨基酸序列,目前尚无规模厂商达到全人源重组水平。 图表7:三类重组胶原蛋白技术分类与产品特点对比 基因序列、发酵与纯化共筑重组技术壁垒。三类重组胶原蛋白的核心区别在于表达体系建立、宿主选择、蛋白表达、蛋白纯化、蛋白保存等,且随着基因序列同源性与相似度提升,胶原蛋白载体表达产率与生物活性功能性出现相应提升。1)基因工程构建:将人体胶原蛋白基因与质粒载体结合制成工程菌,并修饰工程去除端肽,其中合适的氨基酸序列有利于蛋白形成三螺旋结构,质粒载体相当于生长的母体,两者结合之后能够形成比较完整、能繁殖的重组菌;2)高密度发酵决定产量:将制备好的重组菌置入发酵罐中进行定向转化与繁殖,选择高表达量的菌株,控制pH值、温度及溶氧控制等发酵条件可决定菌种生长及胶原蛋白产量高低,这一过程提供丰富的营养物质(氨基酸、维生素等),让重组菌在尽可能短的时间内繁殖更多;3)分离纯化决定纯度:选取金属离子亲和层析(IMAC)、免疫亲和层析(FC)等先进纯化方法可从发酵罐内分离杂质提取高纯度的重组胶原蛋白。 微生物表达为主流重组蛋白构建体系。重组胶原蛋白合成需构建表达体系,将目的基因和载体连接后导入到不同宿主细胞(包括动物、植物及微生物),再进行发酵诱导表达重组胶原蛋白。由于动植物表达体系培养难度大且成本较高,当前商业化生产主要选择以大肠杆菌及酵母体系为主的微生物表达体系。1)大肠杆菌制备方法成熟:稳定性与可控性良好,因生长周期短、生产成本低等优势占据较大生产份额,但由于是原核生物缺乏翻译后加工系统。2)酵母表