美容护理行业深度报告：颜值经济系列深度报告之七-问道重组胶原，全方位解析高壁垒是如何铸就的？

颜值经济系列深度报告之七 证券研究报告·行业深度报告·美容护理 问道重组胶原，全方位解析高壁垒是如何铸就的？ 增持（维持） 关键词：#一体化投资要点 胶原蛋白是人体的“生命之架”，Ⅰ~Ⅲ型目前应用最为广泛：胶原蛋白是人体中含量多的蛋白质，被称为人体的“生命之架”。目前已发现的胶原蛋白类型达29种，分布于人体的各个部位，其中Ⅰ~Ⅲ型是目前应用最为广泛的胶原。 动物源vs基因工程孰优孰劣？（1）制备角度：从制备方法看，重组胶原蛋白的制备主要包括基因设计、细胞工程构建、发酵、分离纯化四个环节，各环节均有技术难点，行业具有较高的技术壁垒。此外，基于基因工程的重组胶原蛋白长期也更具规模化生产的潜力。（2）应用角度： 相较于动物源胶原蛋白，重组胶原蛋白具有无病毒隐患等优点，应用前 景更广阔。基于修复性、抗炎性、抗氧化性和可填充塑形等特性，重组胶原蛋白发展出功效性护肤、医用敷料、生物医用材料和重组胶原蛋白针剂等应用场景。 多角度解析重组胶原技术壁垒：（1）装备库：重组胶原蛋白的具体结构分类和类型数量均会影响功效的完整性，进而影响可应用的终端场景。 （2）应用技术延伸：一方面，针对重组胶原蛋白的针剂的交联技术将影响针剂的支撑性；另一方面，针对小分子胶原蛋白肽的研究将影响专业护肤产品的透皮率和使用感。（3）规模化&质量成本控制：鉴于行业较好的发展趋势，国内龙头厂商积极突破产能瓶颈。在重组胶原蛋白制 备过程中，不同厂商发酵及分离纯化水平差异将影响表达量、纯度、回收率等指标，形成在质量成本控制方面的差别。（4）产业链一体化：重组胶原蛋白行业龙头厂商一般采用一体化布局，巨子生物专业护肤领域 产业化领先，医美终端成为竞争新领域。 投资建议：我们坚定看好重组胶原蛋白行业蓬勃发展。（1）从功效看，胶原蛋白是人体的“生命之架”，起着重要且独特的作用；（2）从发展阶段看，重组胶原蛋白处在技术快速进步的阶段，相较于动物源胶原蛋白更具有长期规模化趋势和成本优势；（3）从竞争壁垒看，从设计、生产、 终端应用开发环节均有较高竞争壁垒，核心厂商需具备一体化竞争优势；（4）从终端需求看，专业护肤、医美、生物材料等领域均有广阔空间。推荐国内重组胶原领域引领者巨子生物、布局重组胶原蛋白原料和 终端领域的华熙生物和布局重组胶原蛋白终端护肤品的丸美股份。 风险提示：技术开发不及预期，终端需求不及预期，行业竞争加剧。 2023年03月13日 证券分析师吴劲草 执业证书：S0600520090006 wujc@dwzq.com.cn 证券分析师张家璇 执业证书：S0600520120002 zhangjx@dwzq.com.cn 行业走势 美容护理沪深300 20% 16% 12% 8% 4% 0% -4% -8% -12% -16% 2022/3/142022/7/122022/11/92023/3/9 相关研究 《“三八”大促对化妆品行业意味着什么？数解美容护肤全年高峰&各月份占比》 2023-03-07 《防晒剂黄金赛道，景气持续向上，国货崛起新阵地》 2022-07-21 （亿元） （元） 2021A 2022E 2023E 2021A 2022E 2023E 02367 巨子生物 393.78 39.58 8.28 10.04 13.13 48 39 30 买入 688363 华熙生物 537.37 111.70 7.82 9.70 13.08 69 55 41 买入 603983 丸美股份 156.60 39.01 2.48 2.95 3.43 63 53 46 增持 表1：重点公司估值代码公司 总市值 收盘价 归母净利润（亿元）PE 投资评级 数据来源：Wind，东吴证券研究所（注：收盘价日期为2023年3月10日；单位均为人民币） 1/16 东吴证券研究所 内容目录 1.胶原蛋白知多少？4 1.1.胶原蛋白：人体的“生命之架”4 1.2.胶原蛋白、明胶、胶原蛋白肽差别4 1.3.胶原的层级结构与类型分布5 2.动物源vs基因工程孰优孰劣？6 2.1.制备角度：全环节对比，行业技术壁垒较高6 2.1.1.动物源：技术发展成熟，但存在固有弊端6 2.1.2.重组胶原：避免天然胶原的病毒隐患，规模化潜力巨大7 2.2.应用角度：重组胶原蛋白具备多重生物学特性，护肤、医美、生物医用材料等领域均前景广阔9 3.多角度解析重组胶原技术壁垒9 3.1.装备库：类型和数量奠定长期基石9 3.2.应用技术延伸：交联技术&小分子胶原蛋白肽10 3.3.规模化&质量成本控制：产能扩大瓶颈&发酵及分离纯化水平差异12 3.4.产业链一体化：龙头厂商产业链布局梳理13 4.投资建议15 5.风险提示15 2/16 东吴证券研究所 图表目录 图1：胶原蛋白及其水解产物的关系及结构变化4 图2：胶原的层级结构5 图3：人体内胶原蛋白分布6 图4：天然胶原蛋白制备流程7 图5：国内天然胶原企业制备工艺7 图6：重组胶原蛋白制备流程8 图7：不同领域对重组胶原蛋白的应用9 图8：胶原蛋白交联方法11 图9：碳二亚胺（EDC）交联胶原蛋白机制11 图10：胶原蛋白的不同分子结构12 图11：主要国内重组胶原蛋白厂商产业链布局情况梳理14 表1：胶原蛋白在各身体组织结构含量4 表2：胶原蛋白、明胶和胶原蛋白肽特征对比5 表3：重组胶原蛋白与天然胶原蛋白对比8 表4：重组胶原蛋白分类10 表5：重组胶原蛋白公司分子库对比10 表6：国内主要重组胶原蛋白企业产能情况12 表7：重组胶原蛋白不同微生物表达体系对比13 表8：各重组胶原蛋白公司制备工艺对比13 3/16 东吴证券研究所 1.胶原蛋白知多少？ 1.1.胶原蛋白：人体的“生命之架” 胶原蛋白是人体中含量多的蛋白质，是人体的“生命之架”。胶原蛋白是人体重含量最多的蛋白质，广泛分布于人体的结缔组织中，是细胞外基质的主要组成部分。胶原广泛分布于皮肤、软骨、肌腱和韧带等结缔组织中。其中，真皮结缔组织/骨骼/肌腱组织中的胶原含量分别约为95%/80%/85%。 表1：胶原蛋白在各身体组织结构含量 身体组织结构 胶原占比 真皮结缔组织 95% 骨骼 80% 肌腱组织（脱脂后干重计） 85% 数据来源：创尔生物招股说明书，东吴证券研究所 1.2.胶原蛋白、明胶、胶原蛋白肽差别 明胶和胶原蛋白肽均为胶原蛋白的水解产物，三者应用领域有所不同。胶原蛋白、明胶、胶原蛋白肽虽然具有同源性，但实际上在结构、性质上均有很大差异。（1）从结构关系看：明胶和胶原蛋白肽均为胶原蛋白的水解产物，其中明胶为经高温变性后的产物，胶原蛋白肽是受高温和蛋白酶双重作用下水解的产物。（2）从相对分子质量看：单个胶原分子的相对分子质量约为30万Da，明胶的相对分子质量范围为几万到十万Da，胶原蛋白肽的相对3万Da以下。（3）从应用领域看：胶原蛋白的应用领域最广，可广泛应用于医美、医疗、美容护肤等，明胶也被应用于医药和食品工业当中，胶原蛋白肽 是常见的营养食品补充剂。 图1：胶原蛋白及其水解产物的关系及结构变化 数据来源：《胶原蛋白肽分析方法及透皮吸收特征》，东吴证券研究所 4/16 表2：胶原蛋白、明胶和胶原蛋白肽特征对比 项目 胶原蛋白 明胶 胶原蛋白肽 结构图结构和来源 从动物组织上通过酸法或酶法提取，或者通过基因工程方式制备，未发生变性 经高温造成胶原蛋白变性，但是仍有可能有部分α链的螺旋链存在 高温下用蛋白酶水解胶原或者明胶得到，受温度和酶的双重作用，相对分子质量比 明胶更小 相对分子质量 30万Da 几万到十万Da 3万Da以下 应用领域 医疗（止血、眼科、支架等）、医美（术后敷料、针剂等）、美容护肤等 广泛应用于医药、食品工业中，例如医用胶囊、食品添加剂等 营养食品补充剂等 数据来源：《胶原蛋白肽分析方法及透皮吸收特征》，《胶原、明胶和水解胶原蛋白的性能差异》，东吴证券研究所 1.3.胶原的层级结构与类型分布 胶原具有一级、二级、三级和四级的层级结构。 （1）一级结构：代表氨基酸序列在多肽链中的排列顺序，，遵循(Gly-X-Y)n原则， X常代表脯氨酸； （2）二级结构：氨基酸组成的多肽链按α-螺旋结构、β-折叠结构等规律卷曲； （3）三级结构：三条左手螺旋的α-链相互缠绕形成的长右手螺旋，即胶原分子/原胶原； （4）四级结构：胶原分子依靠氢键、离子键等按规则排列成稳定的胶原纤维。 图2：胶原的层级结构 数据来源：《胶原蛋白的结构和消化吸收特性及营养价值评价进展》，东吴证券研究所 目前已发现胶原蛋白种类近30种，Ⅰ~Ⅲ型目前应用最为广泛。目前已发现的胶原 蛋白类型达29种，分布于人体的各个部位，其中Ⅰ~Ⅲ型是目前应用最为广泛的胶原。 （1）I型胶原：动物体内含量最多的胶原，占胶原总量的90%，主要分布于皮肤、骨骼、肌腱、韧带、血管壁和牙齿等部位，并广泛分布于结缔组织的间质中。I型胶原对维持骨结构的完整性起重要作用。 5/16 东吴证券研究所 东吴证券研究所 （2）II型胶原：是关节软骨的主要成分，占软骨总胶原的95%，此外也有少量分 布于眼睛的玻璃体中。II型胶原的稳定性和强度为组织提供完整性和弹性应对力，软骨发育不良和多种风湿性疾病都与II型胶原的异常有关。 （3）III型胶原：广泛分布于结缔组织中，如皮肤、肺、肝、肠和血管系统，且常与I型胶原分布在相同位置。III型胶原对心血管系统、肠和皮肤中正常I型胶原纤维的生成起重要作用。 图3：人体内胶原蛋白分布 Ⅴ型胶原 骨骼、肌腱、 数据来源：《胶原蛋白材料》，东吴证券研究所 2.动物源vs基因工程孰优孰劣？ 2.1.制备角度：全环节对比，行业技术壁垒较高 （2）动物源：技术发展成熟，但存在固有弊端 天然胶原制备技术已相对成熟，酸法和酶法是两大主要制备方法。人们于20世纪初就已从动物组织中提取出胶原，经过百余年的研究发展，天然胶原的制备技术已相当成熟，且已形成一定规模的工业化生产，目前市场上主要的产业化制备方法有酸法和酶法两种： （1）酸法：将样品经除脂除杂后，置于低离子强度的酸性介质中溶解出胶原蛋白，通过盐析、透析最终得到酸溶性胶原蛋白。酸法提取的优点在于保留了胶原蛋白完整的三螺旋结构和生物学特性，且制备成本低，但产品存在高免疫原性风险，且不同条件 下最终产物略有不同，一致性低。 （2）酶法：利用蛋白酶限制性切割胶原蛋白的末端肽，将主体部分溶于中性或酸性溶液中，提取出酶溶性胶原蛋白。由于蛋白酶只作用于肽的末端，所以酶法提取的胶 6/16 东吴证券研究所 原蛋白也具有完整的三螺旋结构和较高的生物活性，且反应时间更短，产物纯度更高，可以降低免疫原性风险。蛋白酶的使用可显著提高胶原蛋白的得率，因此也使胶原的大规模提取成为可能。 图4：天然胶原蛋白制备流程 数据来源：创尔生物招股说明书，东吴证券研究所 酸法酶法各有所长，多数公司采用酸酶结合的方式制取。酸法成本相对低但产物免疫原性高、且产物不均一；酶法提取的产物纯度更高、反应时间更短，但提取工艺更复 杂，且成本较高。因此，企业在实际生产鲜用单一方法制备，多数企业采用酸酶结合的方式，以进一步提高胶原蛋白的提取效率。 图5：国内天然胶原企业制备工艺 创尔生物 双美生物贝迪生物崇山生物其胜生物 益而康生物 苏州吉利鼎 酸法酶法 数据来源：巨子生物公司公告，巨子生物专利书，东吴证券研究所 （3）重组胶原：避免天然胶原的病毒隐患，规模化潜力巨大 重组胶原蛋白从根本上解决病毒隐患，各环节均存在高技术壁垒。动物组织提取的胶原蛋白可能携带人体共患病病毒，而利用重组系统可实现人胶原的生物体外合成，从根本上解决病毒隐患。重组胶原蛋白的制备主要包括基因设计、细胞工程构建、发酵、分离纯化四个环节，各环节都存在技术难点： （1）基因设计：通过基因编辑设计出序列如何组合，依照基因方案进行合成基因。 7/16 （2）细胞工程构建：选择宿主构建表达体系，主要