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(1)全球动物模型市场规模分析:中金企信统计数据显示,全球动物模型市场(不含动物模型相关服务)从2015年的108亿美元增长至2019年的146亿美元,复合年增长率为7.8%。
2015-2024年全球动物模型市场规模(不含动物模型相关服务)现状分析
数据统计:中金企信国际咨询
中国动物模型市场相对处于发展早期。啮齿类实验动物作为实验动物模型中最重要的一大类,其国内产品和相关服务市场规模呈高速增长态势,从2015年的10亿元人民币增长至2019年的33亿元人民币,复合年增长率34.7%。随着生命科学研究和新药开发的蓬勃发展,预计到2024年,国内啮齿类实验动物产品和服务的总市场规模将增长至98亿元人民币,复合年增长率约为24.2%;预计至2030年,其市场总规模预计将达到272亿元人民币,复合年增长率约为18.5%。
2015-2024年中国啮齿类实验动物产品和服务市场规模分析
数据统计:中金企信国际咨询
在啮齿类实验动物模型中,小鼠模型占据85%比例,其国内产品和服务市场也呈高速增长态势,2019年市场规模为28亿元,预计到2024年市场规模将达到84亿元人民币,复合年增长率约为24.4%;到2030年,国内实验小鼠产品和服务的整体市场规模将达到236亿元人民币。
2015-2030年中国实验小鼠产品及服务市场规模分析
数据统计:中金企信国际咨询
其中,由于近年来国内药物研发正处于快速发展阶段,非CMC临床前药物研发技术服务也在高速增长。非CMC临床前药物研发技术服务主要包括药物代谢动力学、药效测试及安全性评价等,代表实验小鼠临床前服务提供商的技术服务收入市场,未包含其他临床前CRO公司。中国整体临床前药物研发技术服务市场规模将由2019年的88亿元人民币增长至2024年的185亿元人民币,复合年增长率约为16.0%;到2030年,将增长至约358亿元人民币。其中来自于实验小鼠临床前服务提供商的占比逐年增高,到2030年,其占比将增长至10.3%,约为37亿元人民币的市场份额。
2015-2030年中国整体临床前药物研发技术服务市场分析
数据统计:中金企信国际咨询
国内实验小鼠产品及服务的销售客户主要分为科研客户和工业客户。科研客户主要包括科研院校和三甲医院,2019年市场规模为15.9亿元,市场占比为56.0%。工业客户主要包括创新药企和CRO研发企业,2019年市场规模为12.5亿元,市场占比为44.0%。若按照疾病领域拆分,则市场主要集中在肿瘤免疫、代谢疾病、神经系统疾病,市场规模分别为18.7亿元、4.2亿元和3.2亿元人民币,市场占比分别为66.0%、14.8%、11.2%。
中金企信国际咨询公布的《动物模型行业市场发展动态监测及投资战略可行性评估预测报告(2022版)》
(2)产业发展前景分析:
1、党和政府高度重视、政策保障充分有力:党和政府历来高度重视动物模型行业工作,近年来出台多项政策,为行业健康快速发展提供了强大动力。
2006年2月,国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)颁布,明确提出生物技术和生命科学将成为21世纪引发新科技革命的重要推动力量,基因组学和蛋白质组学研究正在引领生物技术向系统化研究方向发展。药物及动植物品种的分子定向设计与构建已成为种质和药物研究的重要方向。2016年11月,“十三五”国家战略性新兴产业发展规划推出,要求推进基因编辑技术研发与应用。建立具有自主知识产权的基因编辑技术体系,开发针对重大遗传性疾病、感染性疾病、恶性肿瘤等的基因治疗新技术;建立相关动物资源平台、临床研究及转化应用基地,促进基于基因编辑研究的临床转化和产业化发展。
2017年4月,“十三五”生物技术创新专项规划出台,要求开发用于疾病研究的模式动物和微生物资源,形成已揭示化学成分和结构的天然药物等;重点支持实验动物和模式生物基础设施以及生物医学资源基础设施的建设。江苏集萃药康生物科技股份有限
2、健康产业发展迅速,新药研发方兴未艾:长期以来,我国医药行业一直以简单仿制为主,创新能力严重不足,突出表现为研发投入低、原研品种少、生产水平弱以及国际化程度不高等特点。近年来国家密集出台多项产业扶持政策和远景规划纲要,积极推进药品审评审批体制改革,明确要求推动医药行业创新升级,引导企业提高创新质量,培育重大产品,满足重要需求,解决重点问题,提升产业化技术水平,实现药物研发从仿制为主向自主创新为主转移。在此感召下,大批留学人才回国,风险投资渐趋活跃,国内医药行业迎来创新发展的重大机遇和崭新时期。
2019年中国创新药物市场略大于仿制药市场规模,占中国医药市场的55.7%,未来创新药市场将继续保持每年8%以上的增速。
近年来,创新药物研发已成为世界范围内的投资热点。随着制药企业资助的临床试验数量不断增加,新的治疗技术不断出现,以及临床研究的成本不断增加,全球医药研发支出呈持续增长态势。与此相适应,创新药物各阶段临床试验数量呈现快速增长态势。中金企信统计数据显示,2015-2019年全球各阶段临床试验数量从2,137增至6,939,复合年增长率达34.24%;2015-2019年中国临床试验数量从339增至1,031,复合年增长率为32.03%,从而进一步带动了临床前研究及其实验动物小鼠模型需求的增加。
3、临床试验风险前置,动物模型需求旺盛:新药的研发的阶段通常分为药物发现研究、临床前研究和临床研究,其中药物发现阶段和临床前阶段的研究主要在实验动物模型身上完成。
在此过程中,药物发现阶段的研究成功率为51%,临床前阶段的研究成功率为31.8%;但是一旦进入临床阶段,则相关研究成功率陡降至19.3%。由于药物研发临床阶段投入巨大,为了能够降低临床试验失败风险有必要在临床前阶段即能更加恰当地构造和使用动物模型筛选药物,有助于风险前置、降低成本和提高效率。
因此,合适的实验动物模型系创新药物研发过程中的关键因素,具有广阔的市场空间。
4、基因工程技术迭代,模型创制效率提升:半个世纪以来,分子生物学和基因工程技术蓬勃兴起,为实验动物模型创制带来持续变革的技术力量,主要涉及转基因技术、ES打靶技术和CRISPR/Cas9技术。
转基因技术诞生于20世纪70年代,即利用DNA重组,对来自不同基因组的DNA进行组合或将外源DNA导入受体基因组。转基因技术第一次实现了动物物种之间的遗传信息的交换和重组,但尚不能精准控制相关插入位置和数量。
20世纪80年代,ES打靶技术兴起,其原理是运用胚胎干细胞同源重组技术,筛选获得带有特定突变的胚胎干细胞,然后利用胚胎干细胞的发育全能性,可将突变传给子代,最终获得的可以稳定遗传的动物模型。ES打靶技术实现了对基因的精准编辑,但也存在耗时长、效率低、成本高的问题。
20世纪90年代,出现了锌指蛋白核酸酶技术、转录激活样因子核酸酶技术等新的基因定点编辑技术,理论上可以实现对基因序列的编辑,但仍然存在操作过程繁琐等问题,限制了其广泛使用。直到2012年,CRISPR/Cas9技术应运而生,引起学术界和工业界高度关注。相比于其他技术,CRISPR/Cas9具有操作简便、成本较低、可实现高通量精准编辑,系分子生物学领域发展史上的里程碑技术。生命科学的飞速发展、基因工程技术的更新迭代,使得大规模创制小鼠模型成为可能,从而可以更加精准地模拟人类特定生理病理特征,大大推动了行业发展。
5、行业面临的难题挑战: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,与真实世界中小鼠存在差异,在此身上进行研究试验,面临缺乏遗传多样性的问题。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。
6、行业创新发展情况及未来发展趋势:
(1)疾病模型趋于多样化:目前生命科学正处于飞速发展时期,但多种疾病的发病机理仍不明确,并且由于市场上动物模型的匮乏,导致针对该疾病的创新药物临床前筛选面临困难。举例而言,阿尔兹海默症创新药物临床试验失败率高,其原因之一就在于缺乏合适的动物模型。目前比较公认的阿尔茨海默病发病机制为β淀粉样蛋白的生成和清除失衡,发行人推出的阿尔茨海默症小鼠模型可在短时间内检测到β淀粉样蛋白的沉积,并随着时间推移沉积逐渐增多,预计在6月龄出现认知障碍,是用于阿尔茨海默症治疗药物的筛选及安全性评价的理想动物模型。近年来,随着对疾病机理理解的深入及模式动物行业的发展,市面上涌现出越来越多种类的疾病模型小鼠,进一步推动创新药物的研究与发展。
(2)人源化小鼠模型日渐丰富:人源化小鼠模型主要包括基因人源化小鼠模型、细胞/组织人源化小鼠模型等。一方面,随着肿瘤医学的快速发展,新型的潜在癌症治疗靶点不断被发现,这促使模式动物企业必须紧跟科学前沿,开发出相应的基因人源化小鼠模型;另一方面,为满足某些组织特异性的病理研究,细胞/组织人源化小鼠的需求不断增加。举例而言,乙型肝炎病毒感染具有较强的种属特异性和组织特异性,因此用于抗病毒药物活性和毒性的临床前模型仅限于黑猩猩,其使用在伦理和经济上都受到限制。发行人推出的肝脏人源化小鼠,其肝细胞可表达人特异性代谢酶,可更真实地反映药物在人体内的代谢途径,提高临床前药物评价的准确性。
(3)未来发展趋势:现阶段广泛用于科学实验的小鼠仅为通过近交、远交等繁育技术培育的普通小鼠模型,对真实世界的预测水平较差,主要系现有小鼠模型无法模拟人群的基因多样性和人体的复杂微生物环境。模式动物行业的未来发展趋势,即提升动物模型的预测精准度。目前,在基因型方面引进野生鼠基因构建遗传多样性的小鼠疾病模型,以及研发无菌小鼠和菌群模型已成为构建真实世界动物模型的重要方向。