重组胶原蛋白在近年来的快速发展和技术突破,为这片价值百亿的蓝海注入了新动能。随着巨子生物在港股上市,创尔生物、锦波生物登录北交所在即等资本层面的动作之外,也引起了国家相关部门的鼓励和重视。

国家药品监督管理局今年出台两条关于重组胶原蛋白相关产品的命名、界定指导原则,此外,商务部门研究院也于近期推出《国内高品质胶原蛋白行业发展白皮书》,分析国内外行业及市场趋势,以帮助和鼓励国内优秀胶原蛋白相关企业推进高质量发展。

据弗若斯特沙利文(Frost & Sullivan)数据显示,2021年,中国胶原蛋白产品市场规模为288亿元,2017-2021年复合增长率为31.3%,预计到2027年胶原蛋白的市场规模将突破1738亿元。

一个产业的腾飞需要政策的扶持及资本的助力,而真正决定这个产业能飞多高的关键还是科技。

谈到重组胶原蛋白科技,就离不开一家在胶原蛋白护肤科技上颇有成果的企业——丸美股份,该公司于去年3月份首发了与人体自身胶原蛋白氨基酸序列100%一致的全人源胶原蛋白(重组双胶原蛋白),在中国自己掌握核心科技成分的道路上迈出了重要一步。

本期「寻找美妆科技」,邀请到了丸美生物基础研究中心科学家郭朝万博士谈谈重组胶原蛋白有哪些新科技、新趋势、新亮点。

我国重组技术国际领先

“在重组胶原蛋白领域,我国的基因工程和重组蛋白在药物及健康方面的应用,可以说目前在世界上已处于非常领先的地位。”郭朝万如此评价我国的重组胶原蛋白技术。

除了应用最广泛的医药健康领域外,胶原蛋白在美丽产业的发展进程也在加速。胶原蛋白作为一种抗衰的重要成分,因其有较好的支撑修复和保湿美白的特殊活性,在医美领域主要用于注射填充材料以及功能性敷料,在化妆品中也常有添加。

纵览整个胶原蛋白发展史,从最初的动物源胶原蛋白提取阶段,到如今能够重组出与人体自身胶原蛋白氨基酸序列100%一致的胶原蛋白,发展已进入到相对成熟的阶段。

回顾胶原蛋白的发展历史,技术的进步主要分为三个阶段:第一阶段为动物源胶原蛋白,主要从猪牛羊等动物的皮肤及结缔组织提取,以及鱼胶原蛋白,已存在一定的三螺旋结构,但既不精准也不稳定,容易降解,且容易存在动物源头的疾病隐患导致在应用上受限。

第二阶段主要利用基因工程的技术理念,以人的胶原蛋白基因序列为模板,从中筛选一些片段,简单表达后通过发酵方式制备出来。这是重组胶原蛋白的雏形,不过形式较为单一且分子量较大,常常会出现活性较低或结构不稳定等问题。

随着对胶原蛋白的序列、结构与功能相关关系的不断研究深入,重组胶原蛋白进入第三阶段,即通过基因工程的高阶技术,截取出带有活性结构的序列片段,再通过基因工程技术将其拼接在一起,就得到了更适合人体皮肤的重组胶原蛋白。

郭朝万谈到,目前对重组胶原蛋白的技术攻关,重点在对于稳定性、生产发酵技术的提升。值得一提的是,得益于引入了“翻译暂停”技术,使得丸美能够在高效生产制备胶原蛋白的同时还保证其具有一定的活性,平衡了质量与产量的难题,得到的胶原蛋白经过精密纯化,纯度可达95%以上。这种经过精确设计的胶原蛋白,具有稳定性高、活性高、吸收良好等优势。

以丸美重组双胶原蛋白为例,技术优势包括氨基酸序列100%与人体胶原蛋白一致、利用“翻译暂停”技术保证胶原蛋白100%有活性,以及运用独家专利C-pro技术,用来增强胶原三股螺旋结构稳定性,促进胶原蛋白的正确组装,形成更牢固、更加不容易分解流失的胶原蛋白结构。

“未来应该还会再进入第四个阶段,即通过合成生物学与基因工程的交融,帮助从底盘细胞的选择开始,到基因元件的考虑,再到整个高密度发酵的制备技术将不断发展提升,我相信会有越来越多更先进的重组胶原蛋白不断产生。”

郭朝万提出未来展望,随着技术的进步和消费者的认可,重组胶原蛋白将是一个有望在未来几年达到千亿级别的朝阳产业。

功效与产量两难全

在重组胶原蛋白赛道,卷到新高度的莫过于“人源胶原蛋白”。人源胶原蛋白指的是:重组蛋白药物领域对胶原蛋白人源化的程度定义。

“全人源双胶原蛋白的氨基酸序列与人类胶原蛋白完全一致的。这种完全的相似度指的是序列中的每一个氨基酸的排列顺序都与人源胶原蛋白模板完全一致。”郭朝万指出,全人源胶原蛋白的优势主要体现在亲和性好、没有排异反应,造就这些优势的因素主要有两方面。

首先,对肌肤来说,补充胶原蛋白最好和人体本身固有的胶原蛋白相接近,在重组过程中,尽可能将胶原蛋白里有活性的部分,以与基因序列完全相同的形式给回皮肤,降低排异性。

其次,研究表明全人源胶原蛋白的生物活性非常好,人体细胞组织不仅能接纳这个与自己非常相似的蛋白分子,实际效果呈现出的亲和性也非常高,从而能更好的发挥功效。

不过,郭朝万也坦言,制备成本高是目前重组胶原蛋白的难点。如何在高密度的制备、高密度的发酵以及高速的蛋白翻译和表达的过程中,保证胶原蛋白活性的均一性,以及结构的正常折叠,发挥出胶原蛋白的真正功效,是目前存在一个难题。若寻求快速的表达,则很有可能活性不能够得到保证,进而影响到产品质量。

“这或许是每一个企业都在考虑的问题,我们能做的只有不断优化技术,在保证质量的同时降低生产成本,在解决性价比难题后,才有可能实现未来更大规模的广泛应用。”郭朝万指出,这是一个需要综合考量的问题,从基础的设计、生产环境的保障以及后续的发酵制备等,都有需要攻克的技术壁垒。

胶原蛋白落后于玻尿酸?

提到胶原蛋白,还绕不开一个总被拿来做对比的成分——玻尿酸。比玻尿酸早获批20年的胶原蛋白,在外界看来,发展进程似乎显得有些“落后”。

谈及此,郭朝万从技术层面给予了解答:虽然二者都来源于生物组织,但玻尿酸是链状的多糖聚合物,结构相对单一也较好提取制备,在发酵技术的提升和规模效应下,玻尿酸的成本确实已大幅降低,得以广泛应用。

而胶原蛋白有不同的氨基酸序列体现不同的功能,加之其三螺旋结构复杂程度高,在体外重新制备时相应难度也更高。在应用方面需要有一定实力的企业才能进行深入研究,这也是限制胶原蛋白快速发展的一个重要原因。

有赖于基因工程技术的发展和发酵技术的进步,胶原蛋白的制备产量才得以提升。郭朝万表示:“所以我觉得这只说明二者处于不同的发展阶段,并不是胶原蛋白的发展一定慢于玻尿酸,大家在技术发展的不同阶段参与进来,虽然现在看起来没有玻尿酸那么高的成熟度,但增速未必会比玻尿酸慢。”

从市场的角度,主要有两方面原因,导致“胶原蛋白发展落后于玻尿酸”的这种刻板印象。

从用户认知的维度上看,作为保湿成分的玻尿酸,确实比作为抗衰成分的胶原蛋白门槛低一些,用户对于保湿的概念早已建立多年,相较之下,年轻用户对抗初老、抗光老等抗衰概念,是在过去5-10年才建立起来的,行业还需要较长时间来全面传播抗衰理念,加深用户认知。

“胶原蛋白其实并不是发展得慢一些,而是难度要高一些。”玻尿酸确实运用维度更广,但从专业角度上看,它的功效级别并不算高。作为抗衰领域的重要成分,胶原蛋白在质量控制标准和检验标准上会更加严格,相对于保湿功效,评价抗衰功效的难度更大,医学临床验证耗时更久。

加之此前胶原蛋白产品质量参差不齐,很长一段时间给用户留下“不能被人体透皮吸收”等刻板观念,阻碍了用户的正确认知,多重因素导致了胶原蛋白的技术优势和产业发展衔接不够顺畅,郭朝万表示,丸美已建成重组胶原蛋白「产学研医检」一体化的协同平台,将有效克服上述难点。

“所以在胶原蛋白产业每次技术革新、标准建立、质量提升的时候,或许速度不够快,但是在一次又一次的系统性提升下,胶原蛋白的发展是非常稳健的。”

丸美呼吁,要解决胶原蛋白产业的技术攻关、标准完善、用户认知等痛点,需要行业更多品牌共同努力,协同发展。

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