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将价格降低近九成!这家企业正在改写重组胶原蛋白行业

作者: 周秋寒 2024-02-01 08:00
美琉生物
企业数据由 动脉橙 提供支持
合成生物学技术开发商 | 未公开 | 运营中
中国-浙江
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近两年,中国的重组胶原蛋白产业可谓大火。资生堂、LVMH等国际巨头在国内密集出手,就连鸿星尔克这一运动服饰品牌也跨界布局了该赛道。2023年底,欧莱雅小蜜罐面霜第二代升级上市,相较于第一代“玻色因+胜肽”的卖点,该产品宣称首次添加重组胶原蛋白,并以该成分作为产品的最大卖点。


重组胶原蛋白赛道重磅新闻频发,意味着该赛道拥挤了吗?相反,相较于玻尿酸行业,这一赛道在国内目前还属于萌芽和迅速发展的阶段。Frost & Sullivan数据显示,预计到2026年,基于胶原蛋白的皮肤专业护理产品的市场份额将超过透明质酸;预计到2027年,中国胶原蛋白的整体市场规模将达到1738亿元,其中重组胶原蛋白产品的市场规模为1083亿元,占比62.3%。


虽然有巨大的蓝海市场等待企业去发掘和占领,但目前而言,重组胶原蛋白在原料、配方、纯度、产量、功效验证等方面都存在待突破的技术壁垒,导致其量产成本居高不下。合成生物学技术的加入,则有望为重组胶原蛋白领域带来既降本又增效的方法。根据华尔街见闻显示,预计2024年—2025年,国内相关企业才将逐步释放产能,改变胶原蛋白市场供不应求的格局,让该领域进入价格竞争新阶段。

 

而今天,杭州美琉生物科技有限公司(以下简称“美琉生物”)这家合成生物学企业,或将为大家带来不一样的行业现状与突破。

 

将行业价格降低近九成,

预计未来还可大幅下降


近日,美琉生物宣布先后完成16 kDa~120 kDa的多个人源III型胶原蛋白5吨罐“试生产”,依托毕赤酵母工程菌株实现了12~16 g/L的目的胶原蛋白分泌表达。美琉生物在重塑毕赤酵母细胞壁基础上,以胶原蛋白N-端结构域表面电荷为主要参数,通过机器学习策略实践了多个分泌信号肽的“自进化”以及信号肽与胶原蛋白密码子的“偶联优化”,最终实现了目的胶原蛋白在毕赤酵母中的分泌表达量提升。该产量是出发工程菌株的4~9倍,且产物含量跟纯度都在95%以上,售价仅万元每公斤(目前其市场售价约为8万/公斤)。依据工艺测算,未来该公司生产的人源III型胶原蛋白市售价格还有望再大幅下降。

 

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美琉生物重组III型人源化胶原蛋白冻干纤维,图源美琉生物


美琉生物成立于2023年9月,是一家专注于开发并具备量产能力的合成生物学平台型公司,团队由浙江大学的顶尖科研人才组成,并具备丰富的科研和产业化经验。在团队的带领下,美琉生物在国内率先实现从研发到生产全链条技术覆盖,架构了“Mayliu-Technology Platform”,其独创的底盘细胞与基因元件库可按需精准设计、组装与改造,为迅速构建高效合成目标物质的“细胞工厂”提供基础资源、数据储备与技术迭代支撑。

 

一方面,美琉生物储备了超过70个独创的底盘细胞库及近5000个功能蛋白基因库;建立了匹配不同功能蛋白的丰富的正反馈调控、负反馈调控、间接正反馈调控、前馈调控等不同复杂程度的调控方式模型;且在功能蛋白与底盘细胞中迭代“设计-建造-测试-学习(DBTL) 循环”积累了丰富的经验与数据。

 

另一方面,美琉生物基于CRISPR-Cas、pG:ISSI等多种基因编辑工具,结合蛋白质工程、合成生物学及微生物生理工程等技术手段,在底盘细胞中快速实现代谢通路的构建和优化,形成工程菌株库,极大地提高获取目标生产菌株或菌群的成功率,全方位提升“细胞工厂”的合成效率。美琉生物研发目标物通过小试-中试-大规模工业试产等一系列工艺完善,最优菌株在基于数字孪生的数字化工业生产系统中快速量产,经分离纯化后,获取纯度高、活性好、质量稳定的目标物质,生产实现能耗低、污染低、碳排放低的“三低”控制。


美琉生物介绍,“研发人员储存大量的底盘细胞,需要结合产业进行长时间的积累,还需要对微生物的各种特性有全面了解。此外,基因元件库的构建也需要企业大量的数据和经验积累,才能够建造出表达活性较高、表达较稳定的目标物。”

 

这衍生出合成生物学目前存在的一大行业痛点:许多技术在科研端没有问题,但一旦推进到大规模量产环节,就会出现大量的卡脖子难题。

 

这是因为行业早期,在合成生物学领域,大量的研发资源主要集中在科研人员手中。科学家们更偏向于合成天然产物进行学术上的论文发表,对更进一步的产业化开发则较为缺乏。怎么从技术转化到量产放大、怎么进行商业化的投资与运营,都需要真正懂know-how的相关技术人员亲自参与和指导。

 

但这也恰恰是目前行业内的一大痛点,美琉生物告诉动脉网,“一个经验丰富的产业化人员,肯定需要对合成生物学的各个环节都很了解。就以发酵生产这一环节来讲,它看似简单,却是一个辛苦却漫长的过程,经常需要工作人员三班倒或通宵,长此以往在多次的放大生产中总结真正贴切产业的经验。该过程一旦操作不当,极有可能颗粒无收。所以能够培养出一个既懂科研又懂产业的人才真的很难。”

 

美琉生物用深厚的行业经验和高壁垒的技术平台,打破了上述种种痛点,成功合成了50多种多样化的产品,覆盖了消费、材料、医药、农业、工业等五大领域。不仅如此,美琉生物还开发了数个以上的产品系列,涵盖医美护肤、食品饮料、生物医药、基础材料、饲料、农化、替代蛋白、宠物食品等多个领域。除了已量产的人源III型胶原蛋白,美琉生物研发的第二代兼具皮肤创伤修复与医学美容的“超功能类人胶原蛋白”已完成了中试,近期也将开展动物实验,预计不久也将进入量产阶段。

 

内部团队经验超20年,

外部“倾听”下游的声音


在成功合成的数十种产品中,美琉生物将目光锁定在了具有高壁垒、高价值,且市场存量大的新材料,“例如人源化重组胶原蛋白,它目前在产业端的应用主要集中在美妆领域,在注射填充领域因为人源化产品机械强度不够,应用还较为受限。未来,作为合成生物学的新兴材料,一些超功能性的类人体胶原蛋白,将会进入更大的市场窗口期。胶原蛋白的‘功能属性’不仅仅是保湿、抗皱、美白等基础功能,胶原蛋白还应侧重于抗过敏、延缓衰老、皮肤修复、组织再生等特殊功能,因此,美琉生物的研发突破点是设计出全新的兼具上述属性的‘超功能类人胶原蛋白’,使其在医药、组织工程、化妆品、食品等各个领域的应用都能体现出其‘功能性’。”

 

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整体来看,人源化重组胶原蛋白具有表达量大,水溶性好,生物活性高等优点,其性能优于动物胶原蛋白,在生物医用材料、美容化妆品、食品保健等领域有着广大的应用前景。但现有重组人源化胶原蛋白作为注射填充的功能性不强,其主要原因是该类材料无法在低浓度的条件下形成一定的力学强度。美琉生物开发的新型超功能类人胶原蛋白,可在低浓度条件下形成一定的支撑强度,达到良好的形状效果。

 

另一方面,美琉生物能够在成立不到半年时间内完成如此多的产业化突破,也强有力地印证了该公司不是一家“仅靠PPT讲故事”的企业。据悉,美琉生物的核心人员在合成生物学领域平均拥有超20年的科研和产业化经验,团队产品开发经验覆盖“0”-“100”全流程。不仅核心人员具有交叉互补且深厚的科研和产业经验,美琉生物整体也是一个以研发和技术转化为主导的多学科交叉团队,公司通过利用蛋白质设计、微生物发酵、分离纯化、人工智能等多学科的交叉融合、技术创新,完成合成生物领域中一系列核心技术与工艺的研发。

 

除了内部的团队力量外,助力美琉生物飞速发展的还有一个“外部原因”:美琉生物在产品立项之前,以及产品研发和生产全流程,都会与下游企业保持紧密的交流,通过产业链企业的反馈和市场的动态需求,来不断调整和优化其布局。美琉生物表示,“研发人员除了专心打磨技术和产品之外,还需要多倾听下游的声音,与市场不脱节,才能既快又好地生产出真正具有价值和需求的产品。”

 

更重要的是,基于目前储备的数十种产品,美琉生物后期可快速与产业内企业合作,共同推进行业发展。期待美琉生物基于合成生物创新科技,与更多产业内战略伙伴携手,持续作出突破,为市场开发出更多降本增效的新材料。

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注:文中如果涉及企业数据,均由受访者向分析师提供并确认。
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周秋寒

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