（报告出品方/作者：民生证券，刘文正，郑紫舟）
1、胶原蛋白的应用与制备
1.1、作为人体含量最多的蛋白质，胶原蛋白作用不容小觑
胶原蛋白广泛分布于人体结缔组织中，常见类型有五种。胶原蛋白是人体内非常重要的一类功能性蛋白质，广泛分布于人体的结缔组织中，如皮肤、软骨和骨、肌腱、韧带、角膜、器官被膜、硬脑膜等。正常人90%的胶原存在于皮肤和骨头中，胶原约占真皮结缔组织的95%；人体正常骨骼中含有80%的胶原；肌腱组织中胶原含量高达85%。截至目前已发现有27种胶原蛋白，最常见的为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型和Ⅴ型，其中人体内含量比较高的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型胶原，占总胶原含量的80-90%，均为成纤维胶原。
胶原蛋白呈三螺旋构象，使其具备相应的理化特性和生物学活性。胶原在结构上由三个自身按左螺旋排列的多肽链构成，三条相互独立的胶原蛋白肽链依靠甘氨酸之间形成的氢键维系三股螺旋相互缠绕的结构。众多胶原蛋白大分子又可彼此并排形成纤维互相交联的结构，使最终产物具备较高机械强度。胶原蛋白正常的三螺旋构象是其理化特性和生物学活性的基础，使其具备高拉伸强度、生物降解性能、低抗原活性、低刺激性、低细胞毒性。此外，胶原可直接与细胞表面受体结合，也可间接与其它中介分子结合后，参与细胞表面受体识别及信号传导过程，因此具备促进细胞生长、促进细胞粘附、与新生细胞和组织协同修复创伤等特性。
1）传统医疗，基于其生物相容性和诱导细胞分裂增殖等特性，运用于创面敷料、止血材料、注射填充材料以及药物载体等领域。2）医美，主要用于注射填充剂及美塑领域。3）专业皮肤护理，主要运用于医美术后修复的医用敷料和功能性护肤。4）食品领域，多用于功能性食品和食品添加剂。
1.2、以提取为主流制备方式，基因工程法为发展趋势
胶原蛋白一般可以分为天然胶原和重组胶原。基于原料制备方式的差异，胶原蛋白又可分为从牛跟腱、猪皮等动物组织提取的天然胶原，以及基于基因工程编码的重组胶原。1）天然胶原以酸法提取和酶法提取法为主。天然胶原提取方法多样，包括酸提法、酶提法、中性盐提取法、碱提法等，基本的原理都是通过改变蛋白质的环境条件来使胶原蛋白从其他蛋白质中分离。目前酸提法和酶提法是胶原蛋白提取工艺中最常用的方法，主要因组织中绝大部分胶原交联程度较高，需要酸性条件或酶处理后溶解。相较于酸提取法，酶提取法的优势更为显著，主要表现为反应速度快、提取率高，所得胶原蛋白纯度高、性质好。
2）重组胶原是通过基因工程构建、发酵表达以及分离纯化最终得到。重组胶原蛋白制备的第一步为将目的基因按人胶原基因进行特定序列设计、酶切和拼接并连接载体；第二步将连接后的目的基因和载体导入宿主细胞中进行表达，其中应用最广泛的为大肠杆菌表达体系、研究较多的为酵母表达体系（毕赤酵母菌），此外，海外对动植物表达体系也在加大研究投入；第三步分离纯化，包括有亲和层析法、盐析沉淀法、离子交换层析法和凝胶过滤层析结合法等，该过程决定了产物的纯度。基于不同的基因编码技术方式，又可进一步将重组胶原蛋白分为重组类胶原蛋白、重组人源化胶原蛋白以及重组人胶原蛋白，其中重组人胶原蛋白载体表达产率和生物活性最优，其次为重组人源化胶原蛋白；而生产难度上，重组人胶原蛋白难度最高，当前暂无生厂商布局。
当前天然胶原提取法为产业主要制备方法，但随着技术进步，基因工程法制备的重组胶原蛋白为未来一大趋势。当下动物源提取法为主要的胶原蛋白制备方式，但其在商业化应用中仍存在一定的问题，例如，原料来源有限致使成本过高，也存在可能携带病毒、异体排斥反应等问题，而重组胶原蛋白能很大程度上弥补天然胶原蛋白的缺点，未来随着针对重组胶原蛋白制备技术的持续推进，基因工程法或将得到广泛运用。
2、重组胶原技术下，推动胶原蛋白追赶玻尿酸市场发展
2.1、多维度看，胶原蛋白与玻尿酸原料存在一定程度可比性
玻尿酸与胶原蛋白类似，同样存在于人体组织中，并起到保湿作用。玻尿酸又称透明质酸（HyaluronicAcid），是一种由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰葡糖胺合成名为“葡萄醛酸-N-乙硫氨基葡糖”的双糖分子单位重复连接而成的直链高分子多醣，广泛存在于人体结缔组织细胞外基质、神经组织以及真皮层中，人体中的透明质酸平均含量约为15g。玻尿酸的成分结构使其具备极强的锁水能力，1个玻尿酸分子可携带倍以上的水分，进而起到补水保湿的效果。
具体而言，玻尿酸（HA）的生物活性、使用效果与其相对分子量（Mr）直接相关，根据不同分子量下玻尿酸的特性，应用领域有所差异，但存在与胶原蛋白应用领域的重叠。高分子量的HA（Mr＞万道尔顿）具有较好的粘弹性、保湿性、抑制炎性反应、润滑等功能，可用于眼科手术黏弹剂和关节腔内注射治疗。当其Mr在~万道尔顿范围时，HA具有良好的保湿性、润滑和药物缓释作用，可广泛用于化妆品、滴眼液、皮肤烧伤愈合及术后防粘连。当Mr8万道尔顿时，具有抗肿瘤、促进创伤愈合、促进骨和血管生成、免疫调节等作用。
2.2、相比玻尿酸，胶原蛋白市场发展较缓
玻尿酸原料的早期采用动物源提取技术，随着技术推动下，主流制备方法为微生物发酵法，加速了玻尿酸市场应用。年，眼科专家卡尔·迈耶（KarlMeyer）与助手约翰·帕尔默（JohnPalmer）在牛眼玻璃体中分离出了一种含糖醛酸和氨基糖的高分子多糖，并用“玻璃酸”命名；年开始，玻尿酸作为关节润滑剂；年被护肤界
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