胶原蛋白人体分布、结构组成、分类、市场规模及应用场景有哪些？

重组胶原蛋白终端应用场景丰富，市场前景广阔。

1.胶原蛋白是人体组织器官的主要结构蛋白，发挥多种重要生物学功 能

胶原蛋白是人体主要的细胞外基质（ECM），是人体组织器官的主要结构蛋白，约 占人体蛋白质总量的30-40%。胶原蛋白常见于皮肤、血管、肌腱、筋膜等部位，发 挥多种重要的生物学功能。人类目前已发现 28 种型别的胶原蛋白，分布在人体不 同的组织器官，全方位参与人体组织器官的修复和再生。

胶原蛋白由特殊的三重螺旋结构链组合而成，原胶原为胶原蛋白的基本结构单元， 每条原胶原链大约含有1000个氨基酸单体。原胶原肽链的一级结构具有(Gly-X-Y)n 重复单位，其中X和Y可以为任意一种氨基酸，通常为脯氨酸和羟脯氨酸，少数为赖 氨酸和羟赖氨酸。目前已发现的胶原蛋白类型达28种，根据胶原蛋白在体内的分布 以及功能特点，可分为间质胶原、基底膜胶原和细胞外周胶原。根据其结构的不同， 又可分为微纤维胶原、类纤维胶原、成纤维胶原、成网状胶原、跨膜胶原、锚定胶 原等。其中纤维胶原在组织中分布最广，根据类型可以分为：Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、 Ⅲ型胶原、Ⅳ型胶原等。其中Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白主要存在于皮肤、肌腱、韧带、 关节等结缔组织中，构成细胞外基质网状结构，是真皮层中最主要的胶原蛋白类型， 起到支撑、连接真皮组织的作用，因此Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白是治疗由于萎缩或迁移而引起的皮肤体积消耗的常见材料选择之一。据巨子生物招股书资料显示，胶原蛋 白具有低免疫原性、与细胞外基质的强相互作用性能、生物相容性和可降解性等生 物特性，同时凭借其自身的机械强度，可在人体内作为填充材料使用。

2.重组胶原蛋白优势明显，市场规模有望快速赶超动物源胶原蛋白

胶原蛋白根据原材料的来源可分为动物组织提取的动物源胶原蛋白和生物合成的重 组胶原蛋白。动物源胶原蛋白获取方式主要为通过从牛皮、猪皮、鱼皮等胶原含量 高的动物组织中进行提取，主要应用于止血海绵、凝胶剂、生物敷料、人工骨及护 肤品等产品。但动物源的大分子胶原蛋白存在一些缺陷：（1）存在潜在的传染病危 险；（2）存在引起机体排斥反应炎症的风险；（3）排斥反应导致的高吸收率使治 疗频次增加、成本增加的风险。此外，动物源胶原蛋白的提取过程还存在高成本、 重污染、获取率低等缺陷。因此，基于基因工程技术生产的重组胶原蛋白近年来得 到快速发展。

重组胶原蛋白是采用重组DNA技术，对编码所需人胶原蛋白质的基因进行遗传操作 和修饰，利用质粒或病毒载体将目的基因带入适当的宿主细胞中，表达翻译成胶原 蛋白或类似胶原蛋白的多肽，经过提取和纯化等步骤制备而成。重组胶原蛋白的具 体生产工艺为：将来自人体胶原蛋白的mRNA经逆转录合成cDNA，随后进行酶切， 再通过特定序列的整理缝合、与特定表达载体连接，转入大肠杆菌或毕赤酵母中， 获得相对较高的表达量；通过发酵、分离、纯化手段生产生物重组胶原蛋白是利用结构生物学、基因重组工程等技术，以人特定型别胶原蛋白功能区基因编码为模板， 进行筛选、制备得到与人胶原蛋白氨基酸序列相同或类似的一类新型生物材料。其 中，与人胶原蛋白全长或部分氨基酸序列一致的为重组人源化胶原蛋白。目前，已 有许多重组表达系统被应用于胶原蛋白的重组表达，如大肠杆菌、酵母、动物细胞、 转基因动物和转基因植物等。据公司招股书资料显示，相较于动物源性胶原蛋白， 重组胶原蛋白不含非人胶原蛋白的序列片段，具有生物活性及生物相容性更高、免 疫原性更低、漏检病原体隐患风险更低、水溶性更佳及可进一步加工优化等固有优 势。此外，重组胶原蛋白的变性温度在72℃以上，而动物源性胶原蛋白的变性温度 为40℃，因此重组胶原蛋白更容易运输及储存。

根据《重组胶原蛋白生物材料命名指导原则》，重组技术可分为三类：（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，主要企业为巨子生物；（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，或含人胶原蛋白功能片段的组合，主要企 业为锦波生物、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，目前尚无规模企业达到全人源重组水平。重 组胶原蛋白的核心区别在于表达体系建立、宿主选择、蛋白表达等，随着基因序列 同源性和相似度的提升，胶原载体表达产率和生物活性功能出现相应提升。

据巨子生物招股书披露数据，按零售额计算，中国重组胶原蛋白产品的市场规模从 2017年的人民币15亿元增至2021年的人民币108亿元，未来预计将进一步以42.4% 的复合年增长率从2022年的185亿元增至2027年的1083亿元。2021年动物性胶原蛋 白产品终端市场规模约为179亿元，2017年至2021年复合增速为21.8%，重组胶原 蛋白产品终端市场规模约为108亿元，2017年至2021年复合增速为63.0%。此外， 重组胶原蛋白产品在整个胶原蛋白产品市场中的渗透率从2017年的15.9%增至 2021年的37.7%，且预计将进一步从2022年的46.6%增至2027年的62.3%。预计到 2023年重组胶原蛋白产品终端市场规模将超过动物性胶原蛋白，达到271亿元。

3.重组胶原蛋白应用场景广泛，各细分市场规模均快速增长

据巨子生物招股书披露，重组胶原蛋白主要有如下三种应用场景：

1.专业皮肤护理（功效性护肤品和医用敷料）：专业皮肤护理产品用于解决皮肤敏 感、皮肤衰老、慢性湿疹及过敏等皮肤问题，包括功效性护肤品及医用敷料。

（1）功效性护肤品采用温和的配方和活性成分，如胶原蛋白、透明质酸和植物提取 物等，有助于确保通过高性能成分解决一系列肌肤状况。据巨子生物招股书披露数 据，2021年中国皮肤敏感人群总数超过4亿人，占中国总人口30%以上。按零售额 计算的功效性护肤品市场规模从2017年的133亿元增至2021年的308亿元，复合年 增长率为38.8%，预计2027年将达到2118亿元，复合年增长率为38.8%。其中，基 于重组胶原蛋白的功效性护肤品规模已经超过动物源性胶原蛋白（2021年前者市场 规模为46亿元，后者为16亿元），预计未来重组胶原蛋白功效性护肤品将继续高速 增长。

（2）中国医用敷料的市场规模以40.0%的CAGR从2017年的67亿元增至2021年的 259亿元，预计未来将以23.1%的CAGR从2022年的347亿元进一步增至2027年的 979亿元。其中基于重组胶原蛋白的医用敷料市场规模以92.2%的CAGR从2017年的3.52亿元增至2021年的48亿元，预计未来将以28.8%的CAGR从22年的72亿元增至 2027年的255亿元。

2.肌肤焕活应用（非手术类医美领域应用）：透明质酸钠、肉毒毒素及胶原蛋白是 三大适用于肌肤焕活应用的生物活性成分，相比于透明质酸钠和肉毒毒素，胶原蛋 白由于动物源性胶原蛋白生产成本较高及安全隐患较大，目前市场份额尚低。考虑 到重组胶原蛋白在多个特性上优于动物源蛋白，且价格有逐渐下降的趋势，预计重 组胶原蛋白相关产品未来市场份额将进一步扩大。截至2020年尚未有重组胶原蛋白 类医美产品上市，但预计其未来渗透率将从2022年的4.8%进一步提升至2027年的 9.7%。

3.生物医用材料：中国基于胶原蛋白的生物医用材料市场规模以33.5%的CAGR从 2017年的10亿元增至2021年的32亿元，预计将以35.1%的CAGR从2022年的44亿元 增至2027年的199亿元。由于重组胶原蛋白具备较好生物相容性及促进成骨细胞再 生的能力，其是用于植入型医疗器械的理想生物活性成分，尤其是牙科植入物。

从竞争格局来看，功效型护肤品市场较为集中，2021年前五大参与者占67.5%的市 场份额；医用敷料市场较为分散，2021年前五大参与者仅占26.5%的市场份额；专 业批复护理产品市场竞争格局适度集中，2021年前五大参与者占44.7%的市场份额。