一张表读懂生物药和化学药的区别，以及生物药设备和耗材国产化的技术壁垒
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2021年11月1日
这是2021年第032篇原创文章
总第422篇原创文章
全文2498字，阅读时间约8分钟
2021年10月21日，我受邀在“2021全球医药与医疗器械供应链&采购影响力峰会”上发表主旨演讲《采购国产化的经验和教训》。
演讲中，针对“什么是国产化？为什么要做国产化”，全球生物医药市场概览，中国生物医药行业的国产化，采购国产化的经验和教训等等话题进行了深入的剖析并给出了可行性建议。演讲全文和PPT将分几篇文章与大家分享。这是第二篇。
现在我们进入第二部分——生物制药行业国产化
这是2015-2030年全球和中国生物制药市场情况。
据 Frost & Sullivan（弗若斯特沙利文咨询公司）预测，全球生物制药市场规模在 2019 年为 2864 亿美元，将以 9.38% 的 CAGR (Compound Annual Growth Rate年复合增长率) 在 2030 年增长至 7680 亿美元，占药物销售总额的 36.95% 。
国内生物制药市场规模在 2019 年为 3120 亿元，增速显著快于化学药和中药，预计将以 13.88% 的 CAGR 在 2030 年增长至 13029 亿元，占药物销售总额的 40.79% 。
从上述两段话能看出两个趋势：
第一、直到2030年，化学药的份额依然超过半壁江山。
写到这，想起最近有人问起“生物药和化学药有什么区别”这个问题。特意查了一下资料，汇总起来用对比的方式系统地回复一下：
生物药物是生物制品，药效比化学药物的高。它是体内活性物质，不需要肝肾代谢。所以它的毒副作用较小；
化学药物成本虽然较低，但是很多需要肝肾代谢，长期应用会损害肝肾。所以毒副作用较高，用多了还会有耐药性，导致疗效下降。
生物药物主要是有机合成特别生物活性物质合成如胰岛素（现在用细菌转基因生产），疫苗用动物活体或器官培养。这些化学合成成本高或者几乎不能合成；
化学药物是通过化学反应合成的药物。
生物药反应环境等要求苛刻，而且反应物含有异性蛋白易导致过敏等；
化学药实际反应通过很多步骤合成，产量大，但副产物多收成率低和污染环境。
第二、生物制药市场规模的增速明显高于化学药。受益于研发投入的增加、受众群体的扩大、政策支持等多项利好因素，预计生物制药行业将保持高速增长，上游设备与耗材将直接受益。
这是生物药开发及生产全流程图。生物药开发及生产流程主要包括实验室研发、生产与纯化、检测与包装。生产流程又可分为以细胞培养为主的上游和以分离纯化为主的下游。产业链中涉及的流程众多，主要包括设备和耗材，其中设备包括生物反应器、层析柱、过滤器、灯检机等；耗材包括培养基、色谱填料、反应袋等。
从这张图中可以看出，四大国外巨头几乎垄断了设备与耗材市场，它们是Merck Millipore 默克密理博, Sartorius 赛多利斯 , Thermo Fisher 塞默飞世尔和Danaher 丹纳赫。
在2019年收购GE Biopharma之前，丹纳赫在过滤和纯化领域因为收购了Pall，已经是市场前三的玩家。GE Biopharma被Danaher收购，更名为Cytiva 思拓凡。
Danaher的业务增长模式主要是非有机的，也就是通过不断并购来扩展自己的版图，因此被业界称为“并购之王”。它们的管理系统——丹纳赫商业系统（DBS）也一直被人津津乐道。有机会写篇Danaher的文章。
在所有的产品品类中，深层过滤器、超滤系统和无菌连接器（大白话叫“管路”）这三个品类都是一家中国供应商的名字——亮黑。不过据说亮黑的零部件是进口的，只是在国内组装，因此技术含量不高，估计只能算是“来料加工式”国产化。
生物制药涉及设备与耗材种类众多，在不考虑灯检机、冻干机、灌装线、自动后包装线等下游大型设备及其配套耗材的情况下，中国市场规模约450亿元，考虑到新冠带来的增量，规模可能更高。
在上游的设备和耗材中，国产化率超过10%的包括科研试剂和耗材、IVD原料&中间体工艺开发、不锈钢生物反应器、一次性生物反应袋、培养基。另一方面，一次性生物反应器、微载体、过滤设备和耗材的国产化率是最低的。从国产化增速的角度看，排在前三的是培养基，一次性生物反应器/生物反应袋和不锈钢生物反应器。
造成生物制药生产用设备和耗材的技术壁垒主要是因为这个领域包含许多子类别，每个步骤都需一套专门的解决方案，因此造成行业内的寡头垄断。以培养基为例，培养基生产壁垒以及国产与进口产品差距主要体现在培养基配方、生产工艺、批间稳定性以及客户黏性/品牌效应四个方面。
另外一个不容忽视的因素是原材料来源地。还是以培养基为例，作为生物制药生产的最关键原材料之一。培养基的原材料主要是氨基酸、维生素、微量元素等，要求为药用级别。目前我国细胞培养基的原材料主要依赖进口，如生物试剂公司Sigma等。所以，原材料国产化也是当前亟待解决的关键问题之一。
有了上一张图的铺垫，哪些品类产品更容易国产化就像这张图一样一目了然了。而且针对每一个品类，还列出了主要壁垒和评价指标。
上游产业链国产替代难度不一，不锈钢生物反应器与抗原/抗体/酶等生物试剂国产厂商已占据相当一部分份额；
层析填料、培养基等目前份额虽然较小，但替代前景乐观；
磁珠、NC膜等IVD诊断辅助原材料，一次性生物反应器及配套一次性反应袋等耗材目前主要被外商垄断，国产替代难度仍然较大。
在第一篇文章里讨论为什么国产化的时候，我提到了其中一个原因是“贵”。
而这个“贵”成为了相关企业前行最大的羁绊之一。因为随着药品纳入医保数量越来越多，价格大幅降低，这对企业生产成本提出了巨大的考验，所以也成为国产化的重要推力之一。以下图部分PD-1抗体纳入医保前后价格对比为例，纳入医保后每年治疗费下降80%以上！而对于单克隆抗体产品，生产成本的93%来源于原材料、耗材以及设备。
其中，单抗生产原材料成本拆分是这样的：无血清培养基 85%，NaOH 3%，注射用水 2%，其它约10%。
对于生物药设备和耗材国产化来说，这是一个最坏的时代，因为主要原料、设备、技术和人才由“四大”垄断。同时，这也是一个最好的时代。因为在国家和地区层面，不断有利好的行业政策出台。我摘抄几个具有代表性的供大家参考：
2020.12 中央经济工作会议：增强产业链供应链自主可控能力，针对产业薄弱环节，实施好关键核心技术攻关工程，尽快解决一批“卡脖子”问题
2021.3 全国人大代表建议提案：《坚持创新，大力推动生物医药产业发展》增强生物医药产业链、供应链的稳定性和竞争力，鼓励生物产品研发和生产企业进行国产替代，当国产设备、仪器、物料和耗材质量不亚于进口产品时，优先选择国产品牌，重点推动生物产品生产用培养基、层析介质等高附加值物料的国产化
2021.6 国家税务总局：研发机构采购国产设备增值税退税管理办法为鼓励科学研究行业技术开发，国家对研发机构采购国产设备给与全额退还增值税的政策，实行期限为2021年1月1日至2023年12月31日。
独家福利：
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