1、2022 年深度行业分析研究报告 主要内容主要内容1. 模式动物定义及应用场景2. 模式动物行业发展状况分析3. 模式动物竞争格局情况分析4. 模式动物行业相关企业1.1 1.1 模式动物行业定义模式动物行业定义实验动物定义经人工饲养、繁育，对其携带的微生物及寄生虫实行控制，遗传背景明确或者来源清楚的，应用于科学研究、教学、生产和检定以及其他科学试验的动物。模式动物定义为保证动物实验更科学、准确和重复性好, 可以用各种方法把一些需要研究的生理或病理活动相对稳定地显现在标准化的实验动物身上,供实验研究之用。这些标准化的实验动物就称之为模式动物。表1：实验动物与其他动物的区别和用途动物人工培育繁殖
2、遗传背景物种来源微生物和寄生虫用途实验动物严格人工明确明确人工控制科学实验野生动物未经自然不明确不明确自然选择生态保护经济动物一定程度人工一般一般一般发展经济观赏动物一定程度人工一般一般一般观赏1.21.2 模式动物应用领域模式动物应用领域生命科学和医学研究领域生命科学和医学研究，研究对象包括人、动物、植物、微生物等地球上的生命活动形式和人类自身的生理病理过程。模式生物构建研究模型以获得对生命活动普遍规律的认知是生命科学和医学研究的主流方法。生物医药前沿领域肿瘤抗体治疗，细胞治疗，罕见病基因治疗等图1：模式动物应用领域药物研发及CRO服务新药研发: 动物模型主要应用于先导药物发现到药物临床前研
3、究阶段，可进行新药新靶点发现，药物临床前研究中的药理、药效、毒理和药代动力学研究等环节CRO服务: 基因修饰动物模型主要应用于生物研究、药物筛选、药理药效研究、药代动力学研究和安全性评价研究等临床前研究及对应的CRO阶段。1.21.2 模式动物应用领域模式动物应用领域临床前CROCRO临床CROCRO药物发现研究临床前研究临床研究药物筛选服务药物合成、衍生物合成药物改性服务原料及制剂工艺和样品制备原料药及制剂质量服务原料药及制剂样本制备服务药理毒理研究药代动力学研究药物效应学研究药物一致性研究药品工艺及制剂工艺优化、稳定性试验I-IV期临床试验技术服务临床试验数据管理与统计分析注册申报及上市后
4、检测科研机构安评中心临床CROCRO实验动物供应商化学药物企业、有机研究所图2：模式动物业务范围1.21.2 模式动物应用领域模式动物应用领域非临床安全性评价服务:非临床安全性评价服务包括安全药理学试验、急性毒性试验、反复给药毒性试验、毒代动力学试验、生殖毒性试验、遗传毒性试验、致癌试验、局部毒性试验、免疫毒性试验等。表2：非临床安全性评价动物种属及研究内容试验种类动物种属研究内容安全药理学小鼠、大鼠、犬、非人灵长类观察药物对主要生命器官功能的影响，主要观察中枢神经系统、呼吸系统、循环系统功能急性毒性试验小鼠、大鼠观察单次给药后或24小时内多次给药后一定时间内的动物毒性反应及死亡情况犬非人灵长
5、类其它动物重复给药毒性试验小鼠、大鼠通过较高剂量较长周期的重复给药来考察动物接受药物后的表现的毒性特征犬非人灵长类其他动物（小型猪）毒代动力学小鼠、大鼠、犬、非人灵长类包括以下几个方面： 1）方法学建立与优化、分析与生物分析方法的验证；2）监测血药浓度，评估药物在体内的动力学情况及与毒性的关系生殖毒性试验小鼠、大鼠、家兔观察供试药物对哺乳动物生殖功能和发育过程的影响，预测其可能产生的对生殖细胞、受孕、妊娠、分娩、哺乳等亲代生殖机能的不良影响，以及对子代胚胎-胎儿发育、出生后发育的不良影响遗传毒性试验小鼠通过系列的体外、体内试验考察受试物对生物细胞的结构和功能的改变，导致机体遗传信息的改变的有害
6、效应致癌试验小鼠、大鼠检测受试药物是否诱发动物发生肿瘤或癌的风险局部毒性试验小鼠、大鼠、家兔、豚鼠 皮肤、粘膜、眼、肌肉、皮下等刺激性试验免疫毒性、免疫原性试验大鼠、豚鼠、家兔根据药物特点设计一系列免疫学试验或结合一般毒性试验，评估供试品对机体免疫系统的影响，包括但不限于主动全身过敏反应、皮肤被动过敏反应等试验研究特殊安全性试验-发的免疫系统反应强度的试验）等1.31.3 常见的实验动物常见的实验动物表3：实验动物常见种类实验动物特点啮齿类1 包括大鼠、小鼠、地鼠、豚鼠等2. 成熟早，繁殖能力强3. 对外来刺激敏感非人灵长类1. 与人亲缘关系最近，大脑发达，有大量沟回，视、听、味、触觉发达，空
7、间立体感强2. 由于新冠疫情影响，需要大量恒河猴等作为实验模型；同时因为对猴场的管理和对动物的保护要求，目前市场处于供不应求的状态犬类1. 与一般哺乳动物相比，在生理学和解刨学方面更接近于人2. 神经系统发达，适应能力强3. 嗅觉和听觉强大兔类1. 易于繁殖与饲养2. 易产生发热反应，且发热反应典型、恒定3. 耳大、血管清晰，便于注射和取血斑马鱼1. 体外受精和发育，繁殖能力强，性成熟周期短2. 胚胎透明，易于观察到药物对体内器官的影响3. 个体小，易养殖1.41.4 小鼠模型应用最为广泛小鼠模型应用最为广泛表4：正常小鼠相关数据项目公母寿命（年）2-3性成熟（天）35-5045-60体成熟（
8、天）65-7570-80性周期（天）4-5妊娠期（天）-19-21哺乳期（天）-20-22排卵（个）-10-23胎产仔数（个）-8-15年产仔胎数（胎）-6-10哺乳类实验动物中，实验小鼠的应用最为广泛小鼠生理生化及生长发育的调控机理和人类基本一致：在小鼠基因组中引入人类疾病的致病突变，可以导致小鼠产生和临床类似的疾病表型。99%的人类蛋白编码基因在小鼠基因组中具有同源基因，在进化和功能上高度保守性。与非人灵长类等大动物相比，小鼠繁殖能力强、世代周期短、饲养成本低等优势突出。遗传背景明确：科学研究使用的小鼠绝大多数是近交系品系，同一种近交系小鼠理论上拥有的基因组DNA序列完全一致，这样在研究中
9、不存在由于遗传多样性导致的结果差异，实验结果可重复。1.51.5 小鼠模型分类小鼠模型分类小鼠模型分类：按小鼠模型来源方式，可以分为自发性动物模型、诱发性动物模型、基因工程动物模型、生物医学动物模型以及阴性动物模型。图3：模式动物分类1.61.6 小鼠模型产业应用领域小鼠模型产业应用领域图4：小鼠模型终端服务和客户群体目前小鼠模型生产企业大都基于基因工程遗传修饰技术，提供小鼠模型和相关技术服务，满足客户在基因功能认知、疾病机理解析、药物靶点发现、药效筛选验证等基础研究和新药开发领域的相关需求。主要内容主要内容1. 模式动物定义及应用场景2. 模式动物行业发展状况分析3. 模式动物竞争格局情况分
10、析4. 模式动物行业相关企业2.12.1 欧美模式动物行业起步较早欧美模式动物行业起步较早, , 产业规模较为成熟产业规模较为成熟实验动物行业欧美起步于20世纪初, 相较国内领先近80年。美国的实验动物资源在美国国内实现了很高程度的共享也辐射到了欧洲，对生命科学、医药等起到了极大的支持作用；而欧洲采用多国合作、集中研制的形式，也在基因工程动物资源方面占领了一席之地。 1909年，美国哈佛大学William Ernest Castle教授实验室的Clarence Cook Little通过近亲繁育获得了第一个等位基因纯合、遗传背景一致的近交系小鼠品系DBA，这也是公认的第一个现代实验小鼠株系。近
11、交系小鼠的个体差异极小，实验重复性良好，如今已被广泛运用在生命科学研究和新药开发当中。基因修饰动物模型服务欧美目前在行业关键技术的自主研发能力，以及市场化成熟度和产业规模上处于领先。 欧美等国的Charles River Laboratories, Inc.、Harlan、Janvier、Jackson Laboratory、Taconic等少数企业占据全球近80的实验动物市场份额。欧洲和日本的实验动物生产供应也集中在几个大公司经营，其大小鼠年销售额分别为12亿和10亿美元（2015年）。CRISPR/Cas9和ES细胞打靶等共性、关键技术均源于欧美发达国家。 1976年第一只转基因小鼠的诞生
12、，1987第一款基因敲除小鼠出世，2002年小鼠基因组序列被解读，小鼠模型对生命科学研究变得愈发重要，发明基于小鼠ES细胞基因打靶技术的三位科学家获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。 本世纪, 基因定点编辑技术的出现革新了生命科学研究范式。2010年后新一代基因编辑技术CRISPR/Cas9问世，因其高通量且多样化的优势成为目前运用最广泛的基因编辑技术在2020年获得诺贝尔化学奖。2.2 2.2 基因编辑发展历程基因编辑发展历程基因工程: 本行业的发展基础通过分子克隆和DNA重组技术获得表达目标基因DNA序列，并通过导入到选定的宿主系统中实现外源基因的表达，在生命科学和医学研究、工业和农业中均
13、有广泛应用。图5：基因编辑发展历程2.3 2.3 基因编辑技术已发展到第三代基因编辑技术已发展到第三代第一代技术：锌指核酸酶技术（ZFN）使人工定点诱导双链DNA断裂成为现实，实现了基因编辑技术里程碑式的突破；指核酸酶, 由锌指蛋白（ZFP）和Fok内切酶的核酸酶结构域组成，前者负责识别DNA位点，后者负责切割DNA。2001年开始陆续用于不同物种的基因编辑，构建基因编辑模式生物的同时也用于遗传育种和基因治疗。第二代技术：转录激活效应因子核酸酶（TALEN）技术构造与ZFN类似, 由TALE基序串联成决定靶向性的DNA识别模块，与 Fok核酸酶结构域连接而成。大大提高编程性能，设计简单，自20
14、11年建立后迅速用于构建基因修饰动物模型、遗传育种和基因治疗等领域，并入选为2012年的科学（Science）年度十大科技突破之一。第三代技术：CRISPR/Cas系统介导的基因编辑技术细菌和古细菌中进化出来用于抵御噬菌体及外源DNA入侵的适应性免疫系统；设计和制备更加简单，成本更低，编辑效率更高，衍生出多种基因编辑系统。目前最重要、最主流的基因编辑技术之一, 连续多年被Nature评为最有前景的技术之一，2015年被Science评为技术突破第一名，2014、2016年被麻省理工科技评论评为10项突破技术之一，2020年诺贝尔化学奖。2.42.4 三代基因编辑技术对比三代基因编辑技术对比,
15、申万宏源研究表5：三代基因编辑技术对比ZFNTALENCRISPR/Cas9识别模式蛋白质-DNA蛋白质-DNARNA-DNA识别长度(3-6)32bp(12-20)2bp20bp识别序列特点以3bp为单位5前一位为T3序列为NGC识别精度一般一般高剪切效率低一般高, TALEN的100倍构建难易难度大较容易容易细胞毒性大较小小技术难度困难较容易非常容易脱靶效应高低低2.5.12.5.1 基因修饰动物模型服务技术基因修饰动物模型服务技术基于CRISPR/Cas系统的基因修饰技术(CRISPR/Cas技术)DNA双链断裂后可发生非同源性末端连接，修复断裂DNA，造成小片段碱基的插入或缺失；也可以
16、发生同源重组介导的DNA修复，该过程可在断裂位点引入操作者提供的修复DNA模板，从而达到外源DNA片段敲入或内源DNA片段替换的效果。主要技术路线：1）针对基因组特定序列设计向导RNA，gRNA；2）将gRNA 、Cas蛋白或者mRNA以及修复模板注射到小鼠受精卵中获得F0代小鼠；3）对F0代小鼠进行基因型鉴定，筛选获得阳性F0代小鼠，通过与野生型小鼠交配获得基因编辑F1代杂合子小鼠。图6：CRISPR/Cas9技术图示2.5.22.5.2 基因修饰动物模型服务技术基因修饰动物模型服务技术基于ES细胞（胚胎干细胞）打靶的同源重组技术 （ES细胞打靶技术）小鼠胚胎干细胞（ES细胞）具有发育全能性
17、，能够分化为各种类型的细胞，可在体外培养扩增并保持发育的全能性；基因同源重组是指当外源 DNA 片段与宿主基因组片段序列相同或相近，两者互补结合时，结合区的任何部分都有与宿主的相应片段发生交换（即重组）的可能，这种重组称为同源重组。主要技术路线：1）根据基因修饰要求，构建同源重组打靶载体；2）将该打靶载体转入ES细胞中，并通过药物筛选获得ES细胞抗性克隆 ；3）将同源重组阳性的ES细胞克隆显微注射到囊胚中，获得嵌合体小鼠（F0 代小鼠）；4）嵌合体小鼠和野生型小鼠交配后获得基因修饰的F1代小鼠图7：ES细胞打靶应用技术图示2.5.32.5.3 基因修饰动物模型服务技术基因修饰动物模型服务技术胚
18、胎工程技术:对早期胚胎或配子所进行的操作和处理技术，包括体外受精、受精卵显微注射、囊胚注射、单精注射、胚胎移植、胚胎冻存复苏等技术。体外受精技术（In vitro fertilization，IVF） 卵子与精子在体外条件下人工受精培养发育为早期胚胎后，再通过胚胎移植技术将发育的胚胎植入代孕母鼠子宫内，使其发育成子代小鼠的技术。 利用超排激素刺激雌鼠超排卵，可以在极少量雄鼠的条件下一次性获得成百上千只同日龄的子代小鼠，节省繁育的时间和成本。单精子显微注射技术（Intracytoplasmic sperm injection，ICSI） 通过显微操作系统将单个精子头注入小鼠卵子胞浆内，使卵子受精
19、并发育成小鼠。 精简了受精过程，可用于挽救因为精子无活力或者活力低造成雄性不育的小鼠品系。精子、胚胎冻存复苏技术 精子或者胚胎冻存技术: 将小鼠的精子或者胚胎放在特殊的冻存液中，通过程序降温或者快速冷冻的方法，将精子或者胚胎储存于液氮中，用于品系的长期保存。 胚胎复苏技术: 通过升温的办法将冻存的精子或者胚胎解冻，将存活的胚胎移植到代孕小鼠子宫内发育，进而获得冻存品系小鼠活体。表6：基因修饰动物构建方式构建方式原理及应用基因修饰策略图示转基因（随机插入）采用受精卵雄原核显微注射方法，将目的DNA片段随机整合到小鼠基因组中。如将引发人唾液腺瘤的致癌基因PLAG1 DNA片段整合到小鼠中，使其过表
20、达人的致癌基因，模拟人类肿瘤的发生。普通敲除用ES细胞打靶或基因编辑技术，将小鼠内源目的基因全部或部分序列用无关序列替换或删除，使目的基因在小鼠所有组织器官细胞中功能缺失。如将小鼠凝血因子VIII敲除，小鼠可表现出人A型血友病的凝血功能障碍症状。条件敲除用ES细胞打靶或基因编辑技术，将小鼠内源目的基因全部或部分序列两侧插入重组酶识别序列，如loxp位点，该序列不影响目的基因的正常表达；通过在小鼠特定组织器官中专一性表达对应的重组酶，如和loxP位点对应的Cre重组酶，从而将目的基因功能的缺失限制的特定组织细胞内，达到条件敲除的目的。如只在小鼠肝脏中特定地将自噬相关基因Atg5功能缺失，而不波及
21、其它组织细胞，用于研究该基因在肝脏中的作用。基因点突变用ES细胞打靶或基因编辑技术，将小鼠内源目的基因的某个碱基或者某几个碱基进行特异性突变，常用于模拟在临床病人中发现的潜在致病突变，如模拟人类肺癌中常见的KRAS(G12D)基因突变，构建Kras(G12D)点突变小鼠模型，研究肿瘤的发生。基因敲入用ES细胞打靶或基因编辑技术，将一段特定DNA片段精确地整合到小鼠基因组的某个碱基位置，如将一个荧光蛋白基因整合到小鼠内源目的基因的起始翻译位置，利用该目的基因启动子驱动荧光蛋白基因表达，实现在小鼠体内对目的基因表达的可视化跟踪。2.62.6 基因修饰动物模型构建方式基因修饰动物模型构建方式基因修饰
22、动物模型分类:模型构建方式不同，可分为转基因、普通敲除、条件敲除、基因点突变、基因敲入等类别。2.72.7 我国实验动物规模居世界前列我国实验动物规模居世界前列, , 特有品种丰富特有品种丰富, 申万宏源研究中国常用实验动物概况中国常用实验动物（包括实验用动物）有30余个品种100多个品系，主要从国外引进，如BALB/c小鼠、C57BL/6小鼠、ICR小鼠、SD大鼠、Wistar大鼠、Hartley豚鼠、Beagle犬等。据2014-2015实验动物学学科发展报告统计，中国生产量最大的是小鼠(54)、地鼠(24)、大鼠(13)、兔(5)等。常用小鼠11个品系，大鼠7个品系，地鼠、豚鼠、实验犬各
23、2个品系，家兔以大耳白、新西兰兔为主，其他动物还有猴、猫、鸡、小型猪等。全国实验动物生产量约2000万只以上。非人灵长类实验动物的养殖规模已居世界前列，47家养殖企业存栏规模达29万多只，其中食蟹猴约25万只，猕猴约4万只。我国特有实验动物资源我国特有实验动物资源丰富, 包括：小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、猴、小型猪、水生动物、家禽及高原鼠兔、树鼩、旱獭、兔尾鼠、裸鼹鼠等其他动物。随着Talen和CRISPR/CAS9等新技术的出现，基因工程小鼠的制备和应用也得到了快速发展。中国已有许多专门从事基因工程小鼠制备的生物技术公司，一些大型的研究机构也具备了小鼠模型的制备技术和相应的设施，每年有大量新的
24、基因工程模型小鼠模型出现。大鼠基因修饰研究相对于小鼠要落后许多，2008年才建立起具有生殖细胞分化能力的大鼠胚胎干细胞。随着近年来Talen 和CRISPR/CAS9 等新技术的出现，基因修饰大鼠研究突飞猛进。2.8.1 2.8.1 政策扶持，推动行业发展政策扶持，推动行业发展表7：实验动物相关政策序号法规名称发布时间发布部门主要内容1实验动物管理条例（2017年修订）2017年3月科技部主要对实验动物的饲育管理、实验动物的检疫和传染病控制、实验动物的应用、实验动物的进口与出口管理、从事实验动物工作的人员等作出了相关规定。2实验动物许可证管理办法（试验）2001年12月科技部、卫生部等申请实验
25、动物生产及使用许可证的组织和个人需满足特定的条件方可获得审批，未取得实验动物使用许可证的单位，或者使用的实验动物及相关产品来自未取得生产许可证的单位或质量不合格的，所进行的动物实验结果不予承认。3国家实验动物种子中心管理办法1998年5月科技部规定应根据国家科学技术发展的需要，由科学技术部统一协调，择优建立各品种的国家实验动物种子中心，必要时各品种实验动物种子中心可设分中心和特定品种、品系保种站。对国家实验动物种子中心的主要任务、组织结构经费管理、检查和监督等方面做出相关规定。4实验动物质量管理办法 1997年12月 科技部明确了建立国家实验动物种子中心、实施许可证管理、认定国家级和省级实验动
26、物质量检测机构等规定。5中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要2021年3月全国人大建设国家重大科技基础设施。建设转化医学研究设施、多模态跨尺度生物医学成像设施、模式动物表型与遗传研究设施等。6加强“从0到1”基础研究工作方案2020年1月科技部、发改委、教育部、中科院、自然科学基金委支持高校、科研院所自主布局基础研究。高等学校与科研机构结合国际一流科研机构、世界一流大学和一流学科建设，遵循科研活动规律，自主布局基础研究；瞄准重大原创性基础前沿和关键核心技术的科学问题，在数学、物理、生命科学、空间科学、深海科学、纳米科学等基础前沿领域和农业、能源、材料、信息、
27、生物、医药、制造与工程等应用基础领域开展基础研究。7国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见2018年1月国务院把提升原始创新能力摆在更加突出位置，坚定创新自信，勇于挑战最前沿的科学问题，提出更多原创理论，作出更多原创发现；促进基础研究、2.8.2 2.8.2 政策扶持，推动行业发展政策扶持，推动行业发展表7：实验动物相关政策序号法规名称发布时间发布部门主要内容8“十三五”生物技术创新专项规划2017年5月科技部加强免疫检查点抑制剂、基因治疗、免疫细胞治疗等生物治疗相关的原创性研究，突破免疫细胞获取与存储、免疫细胞基因工程修饰技术、生物治疗靶标筛选、新型基因治疗载体研发等产品研发及临床转化的关
28、键技术，提升我国生物治疗的产业发展和国际竞争力。9“十三五”生物产业发展规划2016年12月 发改委依托高通量测序、基因组编辑、微流控芯片等先进技术，在肿瘤、重大传染性疾病、神经精神疾病、慢性病及罕见病等领域实现药物原始创新。发展治疗性疫苗，核糖核酸（RNA）干扰药物，适配子药物，以及干细胞、嵌合抗原受体T细胞免疫疗法（CAR-T）等生物治疗产品。推动抗体/多肽-小分子偶联、生物大分子纯化、缓控释制剂、靶向制剂等可规模化技术，完善质量控制和安全性评价技术，加快高端药物产业化速度。10“十三五”国家战略性新兴产业发展规划2016年11月 国务院推进基因编辑技术研发与应用。建立具有自主知识产权的基
29、因编辑技术体系，开发针对重大遗传性疾病、感染性疾病、恶性肿瘤等的基因治疗新技术。建立相关动物资源平台、临床研究及转化应用基地，促进基于基因编辑研究的临床转化和产业化发展。11产业技术创新能力发展规划（2016-2020年）2016年10月 工信部发展新机制和新靶点化学药、抗体药物、抗体偶联药物、全新结构蛋白及多肽药物、新型疫苗等针对重大疾病的化学药、中药、生物技术药物新产品，加快专利到期药物仿制上市，提升化学仿制药质量、中药质量的可控性，实施医药国际化发展战略。12“十三五”国家科技创新规划2016年7月国务院加快推进基因组学新技术、合成生物技术、生物大数据、3D生物打印技术、脑科学与人工智能
30、、基因编辑技术、结构生物学等生命科学前沿关键技术突破，加强生物产业发展及生命科学研究核心关键装备研发，提升我国生物技术前沿领域原创水平，抢占国际生物技术竞争制高点。13中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要2016年3月全国人大加快突破生物医药等领域核心技术，鼓励研究和创制新药，将已上市创新药和通过一致性评价的药品优先列入医保目录。14国家中长期科学和技术发展规划纲要200620202006年2月国务院生物技术和生命科学将成为21世纪引发新科技革命的重要推动力量，基因组学和蛋白质组学研究正在引领生物技术向系统化研究方向发展。药物及动植物品2.92.9 基础研究经费持续增长，中国增
31、速较快基础研究经费持续增长，中国增速较快美国位列首位，中国增长最快。根据OECD等机构2021年公布的数据，从各国具体研发支出来看，美国持续位居全球第一，2019年为6127亿美元; 中国自2015年超越欧盟27国后，稳居第二，2019年5148亿美元。中国的科技研发投入的增长速度明显高于其他国家。中国研发强度提升空间大。从全球研发强度（国内研发支出占GDP的比重）来看，OECD在2021年3月18日公布的数据显示，2019年经合组织研发支出增长4%，研发强度从2018年的2.4%增长至近2.5%。多数经合组织国家的研发强度普遍有所增长，其中美国首次突破3%，中国则从2.1%增长至2.2%，韩
32、国研发强度达到了4.6%，研发强度最高; 相比之下，欧盟27国普遍较小，为2.1%。2.102.10 中国医药市场发展较快，全球规模占比稳定上升中国医药市场发展较快，全球规模占比稳定上升2015年至2019年，全球药物市场规模由1.11万亿美元增至1.32万亿美元，中国药物市场规模由1943亿美元增至2363亿美元，2015-2019年的CAGR分别为4.6%和5.0%；根据南模生物招股书预计，全球和中国的药物2019-2024年的CAGR分别为4.4%和6.4%，市场规模分别达到1.64万亿美元和3226亿美元。总体上全球医药市场保持了稳健增长的态势，中国医药市场近年来发展较快，占全球药物市
33、场规模的比例稳定上升。2.112.11 中国药物研发投入规模增长较快中国药物研发投入规模增长较快, , 未来空间广阔未来空间广阔2019年，全球医药研发投入规模达到1,823亿美元，其中药物发现阶段、临床前阶段、临床阶段的研发投入为381亿美元、206亿美元和1236亿美元。2015年到2019年的CAGR为5.0%，随着发展创新药成为大势所趋，药物研发投入将继续攀升，全球医药研发支出预计在2024年将会达到2270亿美元，2019年至2024年CAGR达到4.5%。国内医药研发行业起步较晚，研发投入规模相比国外较小，但随着国内创新药市场需求的提升、政策支持力度的加大、药企研发实力的增强，国内
34、医药研发支出呈现较快增长态势，由2015年的105亿美元增至2019年的211亿美元，CAGR为19.1%；预期到2024年将达476亿美元，2019年至2024年的CAGR高达17.7%，国内医药研发投入规模具有广阔的增长空间。2.12 2.12 国内国内CROCRO市场保持高速增长市场保持高速增长, , 拉动模式动物需求拉动模式动物需求根据南模生物招股书中的数据，全球CRO市场规模保持较快增长态势。2015-2019年，全球CRO市场规模由443亿美元增至626亿美元，CAGR达到9.0%。预计到2024年，CRO市场规模将达到961亿美元，2019至2024年CAGR达到9.0%。国内C
35、RO市场规模保持高速增长态势。2015-2019年，国内CRO市场规模由26亿美元增至69亿美元，CAGR高达27.6%；预计到2024年，我国CRO市场规模将达到221亿美元，2019-2024年的CAGR将达到26.2%。在国内生物医药研发支出持续增加，以及CRO行业规模快速增长的带动下，基因修饰动物模型的市场需求预计将大幅上升。2.132.13 中国动物模型市场处于发展早期，增速较快中国动物模型市场处于发展早期，增速较快根据集萃药康招股书中的数据，全球动物模型市场从2016年的115亿美元增长至2019年146亿美元，复合年增长率为8.28%；预计到2024年，全球模式动物模型市场预计增
36、长至226亿美元，2016-2024复合年增长率为8.81%。中国动物模型市场相对处于发展早期，市场还较小，但是增速较快。根据集萃药康招股书中的数据，中国动物模型市场从2016年的3亿美元增长至2019年的4亿美元，复合年增长率13.62%；预计到2024年，中国动物模型市场总额将增至15亿美元，2016-2024复合年增长率为22.28%。2.142.14 基因修饰动物模型市场占据实验动物半壁江山基因修饰动物模型市场占据实验动物半壁江山作为实验动物行业的新兴细分领域，基因修饰动物模型服务市场发展速度相对更快，市场占比也最大。据GMI的 Animal Model Market Report,
37、2026 数据，2019年全球基因修饰动物模型市场规模约100亿美元，约占动物模型服务市场的68%左右，预计2024年将增至153亿美元；2016-2024年CAGR约为9.14%。假设中国基因修饰动物模型市场占中国动物模型市场的比例和全球比例相同，根据集萃药康招股书中中国动物模型市场的数据测算，2019年中国基因修饰动物模型市场约为3.01亿美元，预计2024年将增至10.15亿美元左右， 2016-2024年CAGR约为22.65%。2.152.15啮齿类实验动物作为实验动物模型中最重要的一大类，其国内产品和相关服务市场规模呈高速增长态势。根据集萃药康招股书的数据，2019年市场规模为33
38、亿元人民币，预计到2024年，国内啮齿类实验动物产品和服务的总市场规模将增长至98亿元人民币，2019-2024年CAGR为24.3%。预计到2030年，其市场总规模预计将进一步达到272亿元人民币，2019-2030年CAGR约为21.1%。在啮齿类实验动物模型中，小鼠模型占据约85%，其国内产品和服务市场也呈高速增长态势。根据集萃药康招股书的数据，2019年市场规模为28亿元，预计到2024年市场规模将达到85亿元人民币，2019-2024年CAGR为24.9%；预计到2030年，国内实验小鼠产品和服务的整体市场规模将达到236亿元人民币，2019-2030年CAGR约为21.4%。注:
39、啮齿类实验动物包括小鼠、大鼠、豚鼠和地鼠2.162.16 实验小鼠客户及服务市场分类实验小鼠客户及服务市场分类国内实验小鼠产品及服务的销售客户主要分为科研客户和工业客户。科研客户主要包括科研院校和三甲医院，2019年市场规模为15.9亿元，市场占比为56.0%；工业客户主要包括创新药企和CRO研发企业，2019年市场规模为12.5亿元，市场占比为44.0%。按照疾病领域拆分，则市场主要集中在肿瘤免疫、代谢疾病、神经系统疾病，市场规模分别为18.7亿元、4.2亿元和3.2亿元人民币，市场占比分别为66.0%、14.8%、11.2%。主要内容主要内容1. 模式动物定义及应用场景2. 模式动物行业发
40、展状况分析3. 模式动物竞争格局情况分析4. 模式动物行业相关企业3.13.1 国外主要竞争企业国外主要竞争企业The Jackson Laboratory全球最大的基因修饰大小鼠品系供应商，2019年营收达4.41亿美元目前拥有全球最大的模型资源库Charles River2019年营业收入为26.2亿美元，其中动物模型业务收入约为5.4亿美元，占比约20.5%主要提供药物研究常用的野生型及自发突变型动物模型，品种较少Taconic Biosciences主要为欧洲和北美的制药和生物医学公司提供啮齿类实验动物模型及相关产品和服务表8：国外竞争对手简介公司主要业务The Jackson Lab
41、oratory1929年成立于美国的非营利性生物医学研究机构，最早全面系统从事小鼠品系培育及小鼠遗传学研究，开创了现代实验动物产业先河。多年来在实验动物和模式动物领域累积的技术与经验，被誉为全球实验小鼠的黄金标准。业务涉及小鼠模型销售、小鼠育种及胚胎冷冻等。Charles River成立于1947年的美国公司，业务涵盖动物模型生产销售以及相关繁育、药效服务等。Taconic Biosciences成立于1952年的美国公司，专注于啮齿类动物模型业务，包括模型构建，繁育，胚胎冷冻与复苏，质量监测等。Envigo成立于2015年，专注于常规动物模型生产销售和定制繁育服务等。Janvier Labs
42、成立于1960年的法国公司，专注于啮齿类动物模型业务，包括模型构建，繁育，胚胎冷冻与复苏，质量监测等。3.23.2 国内主要竞争对手业务对比国内主要竞争对手业务对比表9：国内主要竞争对手业务对比产品及服务南模生物集萃药康赛业生物百奥赛图定制化模型大小鼠转基因基因敲除条件敲除点突变基因敲入模型小鼠转基因基因敲除条件敲除点突变基因敲入模型大小鼠转基因基因敲除条件敲除点突变基因敲入模型大小鼠转基因基因敲除条件敲除点突变基因敲入模型标准化模型自研免疫检查点人源化小鼠模型重度免疫缺陷小鼠模型自发肿瘤模型Cre/Dre工具鼠模型报告基因工具鼠模型罕见病小鼠模型等自研免疫检查点人源化小鼠模型重度免疫缺陷小鼠
43、模型等斑点鼠模型资源库Genoway公司引进重度免疫缺陷小鼠模型免疫检查点人源化小鼠模型等红鼠-小鼠模型资源库自研免疫检查点人源化小鼠模型重度免疫缺陷小鼠模型Cre工具鼠细胞银子人源化小鼠RenMab抗体人源化小鼠模型等模型繁育品系扩繁、净化、冻存药效评价及表型分析血液学、影像学、病理学、行为学及代谢表型分析肿瘤免疫、自身免疫和炎症疾病、自发肿瘤、神经及内分泌疾病、代谢病疾病、罕见病等药效评价模型临床前评价服务肿瘤免疫、自身免疫疾病、自发肿瘤、代谢病、神经退行性疾病、血液病等药效评价模型临床前评价服务手术疾病模型肿瘤免疫、自身免疫疾病模型临床前评价服务其他/常规野生型小鼠品系无菌鼠无菌鼠干细胞
44、及其他细胞产品技术服务全人抗体小鼠平台RenMab小鼠、RenLite小鼠、RenNano小鼠抗体药物研发服务3.33.3 模式动物行业竞争格局模式动物行业竞争格局小鼠定制化模型领域，根据集萃药康招股书中Frost & Sullivan的统计，2019年国内市场规模为4.3亿元，南模生物定制化模型细分市场占有率为9.22%，与市场第一百奥赛图（9.25%）基本持平。小鼠标准化模型领域，根据集萃药康招股书中Frost & Sullivan的统计，2019年国内市场规模为16亿元，Charles River境内子公司维通利华该业务收入2.17亿元人民币，占据13.66%市场份额，居于首位。小鼠模型
45、繁育及饲养服务领域，根据集萃药康招股书中Frost & Sullivan的统计，2019年国内市场规模约为6亿元，南模生物2019年收入合计6,103.01万元，市场份额为10.1%，国内市场排名首位。主要内容主要内容1. 模式动物定义及应用场景2. 模式动物行业发展状况分析3. 模式动物竞争格局情况分析4. 模式动物行业相关企业4.1.14.1.1 南模生物：编辑基因，解码生命南模生物：编辑基因，解码生命强大基因修饰与胚胎工程技术，基因修饰动物模型业务具有核心竞争力。自主研发了基因修饰核心技术（基于CRISPR/Cas系统的基因编辑技术、ES细胞打靶技术、基因表达调控技术）和辅助生殖技术，并
46、且在业务中大规模运用，83%的业务运用至少其中一项，76.55%的业务运用基因修饰核心技术。丰富的模型库支撑公司快速发展。公司已经建立包括超过6,000个模型的基因模型库，为标准化模型业务快速发展提供动能；针对肿瘤免疫治疗，开发了285种人源化基因修饰模型品系；针对靶向治疗药物，开发了127种自发肿瘤模型小鼠品系；针对罕见病治疗，构建了36种罕见病小鼠模型；完善、先进的研发体系和设计平台提高研发效率，保障定制化模型交付质量业界领先的SPF运维能力，为模型繁育业务提供支撑。公司拥有上海张江金山、周浦、金科路、哈雷路和广东中山五大基地，超过10万个笼位，可容纳超过50万只小鼠，获得国际AAALAC
47、、OLAW、ISO9001等权威认证，饲养实验动物有严苛的科学标准，公司目前生产设施面积达20,400平方米，运维能力强大。利用模型构建能力向CRO业务延伸，药效评价及表型分析业务发展迅速。公司在基因编辑动物模型业务中搭建了强大的研发平台，积累了丰富的动物模型品系，为药效评价及表型分析业务开展提供了强大支持。4 4. .1 1. .2 2 南模生物：编辑基因南模生物：编辑基因，解码生命解码生命主营收入持续增长，业务规模迅速扩大2016-2020年收入增速保持25%以上，公司业务规模持续扩张，2020年以来在新冠疫情干扰下仍保持稳定增速。2021Q1-Q3业绩爆发式增长，营业总收入达1.90亿元
48、（+49.21%）。公司毛利率自2017年以来逐年回升，2020年以来毛利率保持在60%以上，2021Q1-Q3实现毛利率62.70%。2018-2020年，公司标准化模型、模式生物技术服务收入占比不断提升，2020年标准化模型业务收入占比达27.24%，模型繁育业务收入占比达29.0%，定制化模型业务占比21.7%，模式生物技术服务业务收入占比达21.82%，业务结构不断优化，重点发展业务方向逐渐明晰。4.2.14.2.1 集萃药康：创新模型，创造可能集萃药康：创新模型，创造可能核心团队深耕多年，行业经验业内领先。最早开展小鼠模型研究及产业化团队之一，曾主导国内首例CKO小鼠模型、全球首例C
49、as9介导犬项目。技术创新持续推进，资源品系行业前列。掌握小鼠模型相关领域关键技术, 截至2020年末累计形成16,000+种具有自主知识产权的商品化小鼠模型，品系资源数量稳居行业前列，具有核心技术与资源禀赋双重壁垒丰富的商品化小鼠模型和良好的服务体系有助于增加客户粘性，进而进一步拓展公司在模型定制、定制繁育以及功能药效分析等方面的技术服务，实现相关产业链一站式服务优势。公司目前服务客户超1,000家，涵盖国内知名科研院校、三甲医院、创新药企和CRO研发企业“斑点鼠计划”领跑市场，抢占靶点先发优势。实现KO/CKO小鼠模型的产品化供应，将原来的客户定制交付周期由4-7个月最多缩短到7天；基因敲
50、除策略自动化设计系统，优化CRISPR/Cas9等基因编辑技术，实现高通量基因敲除生产体系理念先进，产品质量可靠保证。符合国际AAALAC标准的SPF级动物设施和标准化实验动物质量管控体系4.2.24.2.2 集萃药康：创新模型，创造可能集萃药康：创新模型，创造可能主营收入高速增长。2018-2020年公司业绩快速爆发，主营收入从2018年的53.29百万元增长至2020年的262百万元，年复合增长率高达121.7%；2021年Q1-Q3公司业务持续高速增长，营业总收入达1.78亿元。商品化小鼠模型销售业务占比逐年提升，是公司重点发力的业务板块；定制繁育业务占主营业务比重有所下降，这是由于近年
51、商品化小鼠模型业务蓬勃发展所导致，该板块营收仍保持快速增长；功能药效业务收入占比逐年提升，公司根据客户需求提供合适的小鼠模型进行靶向给药，开展药效研究、毒理评价、靶点验证等服务；模型定制业务收入占比较为稳定，维持在8%-9%。4.3.14.3.1 百奥赛图百奥赛图: : 专注全人源抗体小鼠，转型创新药专注全人源抗体小鼠，转型创新药三大基因编辑技术平台拥有包括ESC/HR、CRISPR/EGE、SUPCE在内三大基因编辑技术，每个技术平台都具有独特技术壁垒和强大优势。全人源抗体发现平台RenMice平台公司通过SUPCE技术开发了RenMice平台，包括RenMab和RenLite两个全人源转基
52、因小鼠，分别用于发现及产生全人源单抗和双抗。 RenMice平台生成的抗体可用于开发ADC，且展现了亲和力高、免疫原性低及易于开发的特点。 RenMab平台: SUPCE技术确保RenMab小鼠体内的全人源可变区完好无损，后期阶段可顺利与人类恒定区置换, 可确保抗体候选药物在临床开发过程中可能具有更高的安全性、药效和成功率。 RenLite平台: RenLite小鼠经过基因改造，具有单一人类共同kappa轻链，确保未来开发双抗的轻链互补性，解决轻链与重链的错配问题，简化CMC开发过程。“千鼠万抗”：全球首个大规模体内抗体筛选计划 遵循以终为始的原则，采用循证体内药效筛选方法，快速连续筛选超过1
53、000种潜在抗体药物靶点，从而大幅加快新型治疗性抗体候选药物的发现和开发过程。 预计未来3-5年完成1000+潜在靶点抗体开发，有望发现数百靶点临床前候选化合物（PCC）抗体分子。 截止目前，公司已基因敲除980多个潜在药物靶点，超15个靶点已进入候选物筛选阶段。基于此计划，公司与多家国内外药企签署药物合作开发协议，涉及肿瘤、抗感染等领域的十多个药物靶点。4.3.24.3.2 百奥赛图：专注全人源抗体小鼠，转型创新药百奥赛图：专注全人源抗体小鼠，转型创新药产品管线丰富, 临床及临床前阶段产品表现亮眼。充分利用独特的创新药物开发优势，拥有包含单抗、双抗及双抗ADC等在内的12项具有全球权益的产品
54、管线，包括4项临床产品，6项临床前阶段产品及2项已售出资产。图30：百奥赛图管线4.3.34.3.3 百奥赛图：专注全人源抗体小鼠，转型创新药百奥赛图：专注全人源抗体小鼠，转型创新药主营收入高速增长，成长性强。2019-2020年，公司主营收入从2019年的170百万元增长至2020年的254百万元，同比增长49%。2021M1-M4公司营业收入为70.18百万元，同比增速48.6%。毛利率基本稳定。2019-2021M4公司毛利率由57.1%增长至66.5%，毛利率稳健上升。百奥赛图目前收入主要来自提供基因编辑服务、临床前药理药效评价、模式动物销售及抗体开发。随着公司管线不断进一步推进，抗体
55、开发的占比预计会逐渐上升。4.4.14.4.1 昭衍新药：药物安评龙头昭衍新药：药物安评龙头, , 产能扩张助力增长产能扩张助力增长国内领先的药物安全评价细分行业龙头昭衍新药公司业务包括非临床研究服务、临床试验与销售实验模型，其中非临床研究服务为主营业务。非临床研究服务以药物安全性评价为主，还涵盖药代动力学与药理及药效学研究。根据Frost & Sullivan报告，按照2019年收入计算，公司是国内最大的先药物非临床安全性评价外包服务提供商，国内市场份额高达15.7%， 显著高于排名第二公司的9.9%。4.4.24.4.2 昭衍新药：药物安评龙头昭衍新药：药物安评龙头, , 产能扩张助力增长
56、产能扩张助力增长动物基地建设助力模型动物研究公司的实验模型主要包括非人灵长类动物与啮齿类动物。子公司苏州启辰创建基因编辑小鼠模型品系4个、基因编辑细胞系9株，并获得了首批体细胞克隆巴马猪。公司已在广西梧州计划新增非人灵长类繁殖基地565亩，梧州实验动物基地56栋生产用房已全部完成主体工程并已通过验收。截止2021年H1，公司在手订单金额超过23亿元人民币，为未来业绩提供了保障。表10：各公司动物房及实验室产能及扩张计划公司临床实验室面积提供实验动物种类扩建规划昭衍新药2021H1约为7.5万平方米大鼠、小鼠、狗、兔子、小型猪、豚鼠和非人灵长类动物昭衍(苏州)2021年启动约7,500平米动物房
57、装修工程, 预计年底前投入使用;昭衍(苏州)开始II期工程扩充建设工作，共计划增加建筑面积约25,000平米，计划2021年下半年动工，仍以动物饲养管理为主;昭衍新药广州项目于2021年9月正式开工, 计划建设总面积为8万平方米设施，包括动物房及配套实验室。美迪西2021H1研发实验室7.38万平方米, 已投入使用4.76万平方米小鼠、大鼠、豚鼠、犬类、小型猪、兔、非人灵长类2021H1有2.62万平方米实验室在建成都华西海圻约8万平方米大鼠、小鼠、兔、犬、猪、猴未披露药明康德2018年4月上市时拥有大动物房74间、小动物房46间未披露计划扩建8.7万平方米康龙化成未披露啮齿类、犬、猴等未披露
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