标准化产品+定制化服务协同发展、互为补充。
1.多样化丰富的品系数量助公司占领竞争高地
1.1“斑点鼠”和人源化小鼠模型附加值高、增长快
“斑点鼠”和人源化小鼠模型收入占比快速提高,合计占比近一半。商品化小鼠模型 销售是指向科研院校、三甲医院、创新药企和 CRO 研发企业等提供符合客户实验要 求的各类小鼠模型,按客户需求类型分为“斑点鼠”、免疫缺陷小鼠模型、人源化小 鼠模型、疾病小鼠模型和基础品系小鼠。2018-2022 年商品化小鼠模型销售的收入 CAGR 达 77.0%,规模快速增长,其中 2022 年同比增速 27.6%;2018-2022 年商 品化小鼠模型销售占主营业务收入比例分别为 61.8%、49.4%、58.3%、64.3%及 62.6%,系公司业务收入主要来源。其中“斑点鼠”和人源化小鼠模型增长速度迅速, 收入角度看,至 2021H1“斑点鼠”收入已跃居第 2 位,人源化小鼠模型收入占比已 跃居第 3。
创新稀缺的“斑点鼠”和人源化小鼠模型附加值更高。人源化小鼠模型更加贴近人类 本身的生理系统,是目前生命科学研究和新药开发领域的重要模型,公司开发的一系 列免疫检查点基因人源化小鼠模型,实现了单靶点和多靶点人源化的全面覆盖,满足 单个免疫检查点抗体用药或联合用药的药效评价需求,致使公司人源化小鼠模型销 售量价齐升。 “斑点鼠”计划——基因敲除小鼠模型构建技术难度大、制作成本高、开发周期长, 以往市场上可商品化供应的相关品系较少,客户存在相关需求时,通常只能委托商业 机构定制开发,因此公司“斑点鼠”单价值高。 结合收入贡献和销售数量,“斑点鼠”和人源化小鼠模型销售量较少而收入贡献占比 却较高,体现了创新稀缺、又贴近科学研究或新药开发的模型的高附加值。
从各商业化小鼠品系单价对比中也可以发现,人源化小鼠模型和斑点鼠单价较高,人 源化小鼠模型价格还有持续上涨趋势;而斑点鼠单价略有下降主要是源于公司促销 活动降价和模型定制的竞争加剧,但也得益于公司技术进步和规模化效应,斑点鼠毛 利率依然维持在较高水平。
1.2丰富的模型数量是核心技术与资源禀赋双重壁垒的重要体现
人类疾病动物模型资源是实验动物为医药研究服务的支撑点。实验动物学科对国家 科技发展和产业发展的重要支撑作用,欧美发达国家竞相将该学科作为战略支撑学 科给予大量和稳定的资金资助,并纷纷建立了代表性研究机构,如 1929 年建立的美 国杰克逊实验室(JAX)、桑格尔研究所、日本熊本大学等,集中进行实验动物资源 研制、培育和共享。美国保有全球实验动物资源的 70%,英国、德国、法国等与美 国形成了比较畅通的共享机制,形成了欧美实验动物资源共享板块,极大地促进了美 欧的生命科学研究;日本也建立了相对独立的实验动物研究与保种体系,培育了一些 特色实验动物品系,形成了自己的实验动物资源与欧美有比较畅通的共享机制;中国 实验动物科学起步较晚,与美日共享渠道不是十分畅通,但随国家科研经费投入的增 加,中国已逐步形成了自己的研发体系和实验动物资源,在特定领域有超过美日的趋势。

模型数量的多少体现出对丰富的基因功能研究模型的储备能力。小鼠品系资源是生 命科学基础研究与新药开发的基础性资源,模型数量也是衡量可比公司技术水平的 重要指标,因基因众多,数量众多的模型代表了同行业公司对丰富的基因功能研究模 型的储备能力,丰富的模型数量构成了基因功能研究的“图书馆”。公司系亚洲小鼠 突变和资源联盟企业成员以及科技部认定的国家遗传工程小鼠资源库共建单位,截 至 2021 年底公司累计形成超 22,000 种具有自主知识产权的商品化小鼠模型,品系 资源数量稳居行业前列,具备核心技术与资源禀赋双重壁垒,具有突出的行业地位和 市场影响力。
1.3“斑点鼠计划”领跑市场,抢占靶点先发优势
基因敲除小鼠模型在生命科学研究领域应用广泛,是阐明基因功能和疾病发病机理、 发现新药靶点和验证新药药效的基础性资源:分析 KO 小鼠出现的异常生理病理表 型,可以推断目标基因的生物学功能及在疾病发生过程中的关键作用利用;CKO 小 鼠开展基因功能的精细分析已成为认识人类重大疾病发病和调控机制的关键。 蛋白编码基因的功能研究和成药性开发具有广阔空间。在人类 2 万余个蛋白编码基 因中,FDA 迄今批准的所有药物针对的靶点所对应的基因不足 450 个,剩余蛋白编 码基因的功能研究和成药性开发具有广阔空间。欧美发达国家意识到建立小鼠蛋白 编码基因敲除资源库作为生命科学研究的基础设施具有重要意义。
以美国国立卫生 研究院资助的小鼠基因敲除计划(The Knock Out Mouse Project,KOMP)为例, 该计划于 2006 年启动,最早提出构建小鼠蛋白编码基因敲除模型库,降低重复模型 定制导致的科研资源浪费;经过多年实施,目前该计划可提供 4,000 多例基因敲除模 型,但绝大部分为全身性基因敲除的 KO 小鼠模型,而更为复杂的条件性基因敲除 CKO 小鼠模型较少,并不能满足科研所需。而国内更是缺乏体系化的蛋白编码基因敲除小鼠品系资源库,只能通过个别定制方式构建,存在周期长、成本高、效率低等 问题。
公司“斑点鼠计划”领跑市场,模型品系迅速覆盖中。截至 2022 年末,公司“斑点鼠 计划”研发项目已完成的品系超 20,000 个,截至 2021 年 6 月末,完成 CKO 模型 8,000 余例,2022 年新增品系 1700 余个,现有品系涵盖肿瘤、代谢、免疫、发育、 DNA 及蛋白修饰等研究方向的基因,满足不同方向科研人员实验用鼠需求。预计最 终完成全部 40,000 个品系;基于“斑点鼠计划”相关品系发表 SCI 文章数量达到 126 篇,总影响因子达 1312 分(统计截止 2021 年 12 月)。公司还和美国国家突变 小鼠资源中心之一的加州大学戴维斯分校签订了关于斑点鼠模型的合作协议,双方 将在斑点鼠美国推广应用方面等展开合作。

1.4少有的国产自有无菌鼠技术和品系储备,拓宽了品系资源和服务范围
无菌鼠是指现有检测技术下在动物体内外的任何部位均无可检出的一切生命体的实 验鼠。无菌动物具有试验结果明确、动物用量少、统计价值高、长期试验存活率高等 优点,已广泛应用于生命科学的多个领域。基于无菌技术平台,公司于 2021 年立项 启动“悉生鼠计划”,旨在通过构建多菌株悉生小鼠模型,为共生微生物研究提供丰 富的模型选择,更好研究肠道微生物组对人类疾病与药物的作用。 无菌鼠对肠道微生物和机体免疫互作机制的研究不可或缺。人体体表和体腔中存在 大量微生物群,其中,肠道微生物约占人体微生物总量的 80%,被称为“人类第二 基因组”,是最重要的人体共生微生物群落。
肠道菌群与人体健康息息相关,可以保 护宿主免受病原菌的侵袭,促进宿主的消化吸收、药物代谢和致癌物、影响脂肪的吸 收和分布、调节能量代谢、调节先天免疫和获得性免疫系统等。最近的研究还表明宿 主肠道菌群的组成和结构的改变与一些复杂的疾病如行为失调、代谢性疾病等有关, 如自闭症、肝性脑病、过敏症、肥胖症、糖尿病和动脉粥样硬化及各种神经疾病。越 来越多的研究发现肠道共生微生物在人体内发挥了重要作用。 近 20 年来,肠道微生物和机体免疫互作机制的研究成为了新的热点,无菌动物作为 一类重要的肠道菌群作用机制研究的重要模型,发挥着不可或缺的重要作用。近 10 年应用无菌鼠的文献数量呈指数增长。
集萃药康自主研发的无菌 NCG 小鼠具有无菌和重度免疫缺陷两个特点,无菌 NCG 小鼠具有广泛的应用领域,可以通过 PBMC 和 HSC 满足免疫系统“人源化”,通过 CDX/PDX 实现肿瘤“人源化”和通过人源菌群移植实现菌群“人源化”。三重“人源化” 能更好地模拟肿瘤的发生发展,更准确地探索肠道微生物与肿瘤的关系,也能更有 效地评估肿瘤药效。公司可将所有小鼠品系快速无菌化。集萃药康建立了稳定的无菌饲养体系,除无菌级 的常规品系,还可以供应无菌的重度免疫缺陷小鼠 NCG、NCG-X 以及无菌的肠炎模 型 B6-IL10,并拥有将所有小鼠品系资源快速改造为无菌级别的技术储备。
1.5“九州曙光——集萃药筛鼠项目”启动,为药物研发产业筑路
“药筛鼠项目”为药物研发筑路。2021 年 9 月,集萃药康正式启动“九州曙光—— 集萃药筛鼠项目”,致力于构建全方位药物靶向小鼠品系库,涵盖肿瘤、代谢、免 疫、发育、DNA 及蛋白修饰等研究方向,前瞻性地为生命科学研究提供全新的药筛 模型,助力药物研发产业。 项目进展迅速,品系已超 200 个。在人类基因组中,能被药物靶向并且与药物相关 的基因约有 600-1500 个,这些基因具有极大的药物研发潜力。为此,集萃药康进行 品系布局,计划构建出 700+基因修饰小鼠品系库,截至 2022 年末,已立项 500 余 个,已推向市场 200 余个品系,其余超 300 个品系预计 2023 年将陆续推向市场; 之后公司将紧密跟踪相关文献,迅速跟进最新靶点并进行评估立项,始终保持药筛鼠 品系库对前沿靶点有广泛覆盖,以更好支持各类创新药物研发。
1.6前瞻性布局真实世界小鼠模型,占领未来竞争高地
近交系小鼠缺乏遗传多样性,与真实世界中小鼠存在差异,一定程度上影响了药物 评价的结果。现有小鼠模型大都为近交系背景,品系内部个体之间具有高度一致性和 遗传稳定性,在科学研究和新药开发过程中能够尽可能减少干扰变量,具有重要意义。 然而,近交系小鼠经过近百年的人工选择,许多致病基因被选择淘汰,缺乏遗传多样 性,与真实世界中小鼠存在差异,在此身上进行研究试验,可能缺失某些受遗传特征 影响的反应,面临缺乏遗传多样性的问题,一定程度上影响了药物评价的结果。这也 是临床前试验证明安全有效的药物一旦进入临床试验阶段失败率仍然较高的原因之 一。
如何能够更加精准模拟人体生理病理,在保证使用小鼠模型研究可比性和重复性 基础上又能兼顾真实世界遗传多样性,系行业面临的重要课题。 “野化鼠计划”有望模拟真实世界遗传多样性。通过把野生小家鼠基因组导入现有近 交系,创制具有遗传多样性的野生鼠模型,以期实现对真实世界人群更好的模拟,来 减少药物在临床前研究和临床研究之间的不一致性,并且更全面的模拟受遗传因素 影响的毒性反应。 集萃药康的野生鼠品系 750 胖墩鼠已于 2022 年 4 月推出。目前公司共推出两个野生鼠品系,750 胖墩鼠和 765 聪明鼠:
750 胖墩鼠常规饮食(非高脂饮食诱导)8 周 龄后即表现出自发肥胖表型,血脂、瘦素、胰岛素明显升高,表现出一定程度的瘦素 和胰岛素抵抗,与现有的疾病模型(DIO、BKS-db、B6-ob)相比更接近人类自发肥 胖和早期糖尿病病程的发展,可应用于肥胖、高血脂、脂肪肝等代谢性疾病的研究, 2022 年四季度已完成扩群并开始向市场批量化供鼠,首篇文章已于 2023 年 2 月投 稿。765 聪明鼠与普通 B6 小鼠相比,其行为学上表现出空间和认知能力更强的趋势, 并表现出部分自免疾病症状,是潜在神经系统、免疫系统疾病研究的更佳模型,目前 处于基础数据收集与应用场景探索阶段。除 750 胖墩鼠与 765 聪明鼠外,公司研发 管线上已有超 20 个野化鼠品系测序和内部验证中。
2.公司领先的模型品系的创建能力源自雄厚的底层技术实力
2.1核心团队深耕多年,行业经验业内领先
公司核心技术团队深耕实验动物领域 20 年,是国内最早开展小鼠模型研究及产业化 应用的团队之一,制作了国内首个基于胚胎干细胞重组技术的条件性基因敲除小鼠, 并在国内率先将 CRISPR/Cas9 基因编辑技术用于小鼠模型制作,主导全球首例 Cas9 介导犬项目,积累了丰富经验。公司董事长高翔博士,系教育部长江学者奖励 计划特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者,国家科学技术进步奖二等奖和教育部 科学技术进步奖特等奖获得者,曾兼任亚洲小鼠突变和资源学会理事长、中国细胞生 物学学会副理事长等职,现兼任国家遗传工程小鼠资源库主任、国家实验动物专家委 员会委员、国际小鼠表型分析联盟指导委员会委员。截至 2022 年末,公司拥有核心 技术人员 6 名;研发人员 183 名,占员工总数的 13.6%;2020-2023Q1 研发持续高 投入,分别为 4821.6 万、5520.0 万、8292.84 万及 2423.25 万元,占营收比重分别 为 18.4%、14.0%、16.1%和 17.3%。
2.2公司是国产稀缺的拥有自研无菌动物生产技术储备的企业
国内无菌小鼠相关技术不成熟、产能有限,公司是全球少数几家拥有自主知识产权 无菌平台的公司之一。无菌动物不携带其他生命体,饲育于隔离屏障内,排除了其他 生物和环境因素对实验结果的干扰,有利于对其生命活动的基本规律进行分析研究。 相比于常规的 SPF 级动物,需要更严苛的微生物控制,所以无菌鼠的成功培育和维 持并不容易。其技术要求高、需要特殊环境、专门设备仪器。国内服务于微生物组学 研究的无菌动物平台起步较晚,无菌小鼠的繁育和实验技术还不够成熟,能够产业化 供应无菌动物及实验的平台很少,产能也较为有限。
目前国内有公司和赛业生物具备 相应技术能力,赛业生物是从 Taconic Biosciences 引进的无菌动物饲养繁育技术, 而公司则自主开发了稳定高效的无菌小鼠繁育以及实验技术体系,目前已经完成无 菌小鼠与菌群定植平台搭建,是全球少数几家拥有自主知识产权无菌平台的公司之 一,拥有近 2000 ㎡无菌动物设施,数百台无菌隔离器,建立了稳定的无菌饲养体系, 可批量化供应无菌级 C57BL/6、BALB/c、ICR 等 6 种小鼠品系,并拥有将所有小鼠 品系资源快速改造为无菌级别的技术储备。同时配套完备微生物实验室,可提供无菌 净化与繁育、菌群培养与定植、微生物与抗肿瘤药效联合评价、个性化无菌实验服务 等技术服务。
2.3公司基因编辑技术领先,制备效率高
目前基因工程小鼠创制主要依赖转基因、ES 打靶和 CRISPR/Cas9 等基因编辑技术的运用。其中 CRISPR/Cas9 技术操作简便、成本较低、可实现高通量精准编辑,系 目前使用最为广泛的基因编辑技术,但是仍需优化创新方能高效运用于基因工程小 鼠领域,相关技术水平对小鼠模型的创制效率、成功概率以及成本控制等制备效率均 具有重要影响。
3.技术支撑公司定制化业务多维度满足客户创新需求
由于商业化标准小鼠模型品系资源的有限性和科学研究的创新需求的特殊性,客户 存在特定目的的基因工程小鼠模型需求,公司依托自身领先的技术和专业设施,提供 相应的模型定制/定制繁育业务,不仅从更多维度满足客户的小鼠品系的需求,也丰 富了公司的品系资源。
3.1模型定制是个性化、复杂小鼠品系需求的有力补充
公司平台完善,可快速设计相关策略,构建个性化、复杂小鼠模型。公司建有基因工 程小鼠模型构建平台,拥有丰富的可以用于组合开展复杂基因编辑的分子调控模块 和编码标记蛋白的质粒,可以针对不同客户的具体要求,快速设计基因编辑策略,特 别地,还可以为客户开展技术难度较大的大片段基因改造小鼠模型构建业务,如细菌 人工染色体(Bacterial Artificial Chromosome,BAC)转基因等。例如,在研究胚胎 发育过程中特定细胞的分化时,可以通过基因编辑技术,使这些细胞特异性地表达荧 光蛋白,从而达到活体追踪这些细胞分化的目的。但由于大多数研究者通常不具备构 建此类复杂小鼠模型的技术平台,所以必须委托商业机构予以定制。

模型定制业务收入和订单数量 2020 年起趋于放缓,主要由于公司推进“斑点鼠计划”, 公司小鼠品系数量快速增加,部分客户需求创制的模型已被公司现有品系库所涵盖, 故部分潜在模型定制业务需求转移至商品化小鼠模型销售业务;受行业竞争影响,服 务价格出现下滑,公司也会综合多因素考量而主动放弃部分项目。 毛利率和服务单价的波动主要是由于为提升市场竞争力而进行的价格调整和公司技 术能力的提升而优化成本,2021 年 1-6 月,公司也推动了模型定制业务订单结构优 化,高单价订单占比增加,进而推动当期单位价格上升。
3.2公司定制繁育设备全、技术强、成功率高
定制繁育流程复杂,技术、设备等壁垒高,公司具备成熟完善的体系。与基础品系小 鼠相比,经由基因工程技术创制的小鼠模型在生理稳态、代谢以及行为模式等方面存 在差异,从而在饲养条件方面要求建设符合标准的实验室、动物设施以及购置专用设 备,以保证繁育环境能达到恒温恒湿、SPF 级别等特殊要求。且在某些项目中,可 能还需要结合辅助生殖技术,通过体外受精、胚胎移植、卵巢移植等才能完成全部繁 育。整个繁育流程较为复杂,涉及基因编辑技术、辅助生殖技术、表型验证技术以及 饲养管理经验的综合运用,一般客户通常无法自行完成,从而需要寻求专业化的定制 繁育服务。公司生物净化成功率 100%,繁育按期达成率超过 99%,辅助生殖、遗传 物质复苏成功率大于 90%,为客户提供高质量、标准化的小鼠模型,建立了良好的 市场口碑。
在商品化小鼠模型销售和模型定制业务快速发展背景下,不断新增客户定制繁育业 务需求,相关订单数量和销售收入增长迅速,2018-2020 年年复合增长率分别为 121.50%和 95.12%;同时公司定制繁育业务毛利率在 2019 年略有提高,整体较为 稳定。