合成生物学行业专题系列二：生物制造产业升级，医药行业多点开花

2024年02月26日 医药 证券研究报告 合成生物学行业专题系列二：生物制造产业升级，医药行业多点开花 投资评级领先大市-A维持评级 合成生物推动产业升级，制药企业把握黄金机遇。集采后制药企业毛利率呈现下滑趋势，2019年SW化学制药、SW原料药、SW化学制剂板块毛利率分别为50.75%、34.94%、54.97%，2022年分别下滑至46.40%、31.01%、50.69%。当前国内合成生物行业快速发展，为医药企业提供创新升级选择，叠加初创合成生物平台及产品公司快速发展，国内高校及科研院所承担重要平台角色，可为具备产业化基础的企业提供技术赋能，制药企业有望通过内生+外延逐步实现从合成生物技术平台构建到产品落地的战略布局。 首选股票目标价（元）评级 合成生物技术或将是医药原料合成的理想手段。理论上，在底盘细胞被高度驯化后，天然产物大都可以实现异源合成，从而替代传统植物提取法和化工路线，我们以红没药醇为例，分析其异源合成有望成为替代传统植物提取的理想手段，未来具备合成生物技术竞争力的企业有望在天然产物如红没药醇赛道中脱颖而出。非天然产物不具备自然代谢通路，小分子的合成通常以化学法为主导，合成生物学促进工具酶的突破有望实现对化学合成中传统催化剂的替代，主要优势在于突变酶具备高效的酶活及催化效率、反复套用多次后酶活依旧保持，并可缩短工艺路线，催化底物范围广，兼具降本增效、绿色环保、反应安全等优势，合成生物学促进工具酶的突破有望为原料药生产赋能。 马帅分析师SAC执业证书编号：S1450518120001mashuai@essence.com.cn 相关报告 合成生物学行业专题 系 列一：建物致知，建物致用，合成生物赋能未来2023-12-31 医药领域合成生物布局：现阶段二级市场上医药领域的合成生物公司基本为传统制药企业通过合成生物技术引入为自身赋能，行业已呈现多点开花之势。我们认为对于制药企业在布局合成生物技术平台并最终实现产业化落地的过程中，重点关注两个方向：1）技术升级的过程中优化存量产品的工艺路线既契合环保政策，也起到巩固技术壁垒的效果，同时可优化毛利，促进内生增长；2）着重关注新品种技术突破后实现产业化带来的新增量，此过程中选品（下游需求/商业模式/竞争格局）、研发（技术壁垒）、规模化生产（降本增效/低碳环保）、商业化TO B或TO C（TO B稳健，TO C的空间更大）均至关重要。2024年有望实现特色合成生物学产品陆续落地及放量的企业：川宁生物、富祥药业、金城医药、普利制药、浙江震元、华神科技等。 风险提示：企业研发进展不及预期；新增产能建设较慢的风险；产品获批进度不及预期。 内容目录 1.合成生物助力制药企业实现产业升级，开辟新一轮增长空间.......................42.技术角度解读合成生物技术有望成为医药原料合成的理想手段.....................82.1.天然产物：合成生物法将是替代传统提取法及化学法的理想技术路径.........82.2.医药中间体：缩短工艺路线&固定化酶可套用&产率及ee值显著提升.........103.医药领域布局合成生物情况：企业各有特色，呈现多点开花之势..................143.1.川宁生物：合成生物平台及产业化实力强劲，天然产物品种陆续落地........143.2.富祥药业：微生物蛋白实现商业化，有望快速放量........................173.3.金城医药：具备生物原料药发酵基础，关注天然产物落地..................183.4.普利制药：布局天然产物及原料药，合成生物有望打造第二增长极..........193.5.浙江震元：多个氨基酸品种落地在即，有望为公司注入新活力..............203.6.华神科技：推进绿色制造产能落地，合成生物CDMO蓄势待发...............214.风险提示..................................................................224.1.企业研发进展不及预期................................................224.2.新增产能建设较慢的风险..............................................224.3.产品获批进度不及预期................................................22 图表目录 图1.A股SW化学制药、SW原料药、SW化学制剂企业历年销售毛利率情况（整体法）...4图2.国内高校/研究所及企业的工程菌专利数量（项）.............................7图3.国内工程菌株的专利布局（%）.............................................7图4.国内保有工程菌株专利的TOP10单位（项）..................................7图5.酵母细胞中部分天然产物的合成途径........................................8图6.α-红没药醇的化学结构式..................................................8图7.α-红没药醇在德国洋甘菊中的生物合成途径..................................9图8.大肠杆菌中构建红没药醇的代谢路径........................................9图9.部分手性胺类药物分子结构...............................................11图10.各厂商对西他列汀合成的国内相关专利布局占比............................11图11.化学法及生物酶法构建西他列汀氨基手性中心的合成路线对比................12图12.固定化转氨酶重复利用实验（固定材料：环氧树脂）........................13图13.固定化转氨酶重复利用实验（固定材料：海藻酸钠）........................13图14.固定化转氨酶催化底物的转化率对比......................................14图15.川宁生物的合成生物学的业务流程........................................15图16.川宁生物的改造菌种及酶库介绍..........................................15图17.川宁生物历年营业收入情况..............................................16图18.川宁生物历年归母净利润情况............................................16图19.川宁生物的合成生物产品设计产能（吨/年）...............................16图20.富祥药业历年营业收入情况..............................................17图21.富祥药业历年归母净利润情况............................................17图22.全球新蛋白市场规模（万吨）............................................18图23.微生物蛋白在食用蛋白中的占比（%）.....................................18图24.金城医药历年营业收入情况..............................................18图25.金城医药历年归母净利润情况............................................18图26.普利制药历年营业收入情况..............................................19图27.普利制药历年归母净利润情况............................................19 图28.浙江震元历年营业收入情况..............................................20图29.浙江震元历年归母净利润情况............................................20图30.浙江震元合成生物产品设计产能（吨/年）.................................20图31.华神科技历年营业收入情况..............................................21图32.华神科技历年归母净利润情况............................................21 表1：制药企业合成生物学布局梳理.............................................5表2：2023年中国合成生物学企业融资事件汇总...................................5表3：合成红没药醇的相关发明专利............................................10表4：合成生物法生产(-)-α-红没药醇的发明专利情况............................10表5：弈柯莱的系列转氨酶突变体催化底物转氨反应..............................12表6：转氨酶突变体4催化下底物转氨反应......................................13表7：以西他双酮和吗啉双酮为底物测试酶活性..................................13表8：普利制药的合成生物学产品布局..........................................19 1.合成生物助力制药企业实现产业升级，开辟新一轮增长空间 集采后制药企业毛利率呈现持续下滑趋势，合成生物为企业带来第二条创新路径。近年来受到国家药品集采影响，传统制药企业利润空间受到挤压，毛利率呈现下滑趋势，2019年SW化学制药、SW原料药、SW化学制剂板块毛利率分别为50.75%、34.94%、54.97%，2022年分别下滑至46.40%、31.01%、50.69%。此背景下，企业纷纷进军创新药领域，当前，国内合成生物学行业迎来快速发展阶段，为医药企业提供新的创新升级选择。合成生物技术具备降本增效优势，叠加全球政策驱动传统化学法、传统发酵法合成工艺向更加绿色环保的生物制造转型升级，合成生物学有望驱动制药企业的存量业务利润空间提升+布局新品种打开新一轮增长空间。 资料来源：Wind，国投证券研究中心 生物制药新途径：合成生物技术引领生物制药新发展。合成生物技术的突破不仅可实现具有全新功能的生命体创建，而且在生物制造领域相比传统化工及非理性生物发酵技术具备明显的降本增效、绿色环保等优势。理论上，通过传统发酵技术合成的医药中间体/原料药/天然产物/大健康原料等产品均可以通过合成生物学“自上而下”策略改造或“自下而上”策略重构发酵菌株从而实现工艺优化，化学法产品可通过合成生物学促进高效工具酶的突破从而实现对传统化工催化剂置换，优化生产工艺，在降低成本的同时获得绿色低碳的优势。此外，诸如创新疫苗、生物药、酶制剂、科研试剂等各种生物制品的开发和生产几乎均可以通过合成生物学技术对底盘细胞进行优化，从而达到理想目标