靶标发现行业展情况及未来发展趋势
思瀚产业研究院 吉凯基因    2024-03-02

（1）靶标发现行业概览

目前，靶向药物主要应用于抗肿瘤领域。癌症是全球第二大致死原因，针对癌症的靶向治疗成为了各国生物医学的攻坚重点。癌症靶向药物是目前最具发展前景的生物医药发展方向之一。截至 2019 年底，全球药物销量前十的药物中，有一半的药物针对癌症。

另一方面，我国癌症治疗药物相比发达国家仍有很大的差距。在美国，2009-2015 年所有癌症患者的五年生存率达到 67%，而我国在 2003-2015 年间所有癌症患者的五年生存率仅为 40.5%。差距主要在于我国能使用的抗肿瘤药物和治疗手段非常有限。

截至 2020 年末，我国上市的癌症靶向药物不足 70 款，而美国累计上市的癌症靶向药物约有 130 款以上，两者相差接近 2 倍。研发层面，由于我国基础药物科研与西方国家相比起步较晚，积累相对不足，当前我国药企药物研发投入主要集中于海外成功靶标，而非国内原创靶标，很大程度上导致了生物医药公司开发的药品集中在少量成熟的靶标上。

产出层面，以中国最近上市的50 款一类新药为例，其中有 15 款为靶向药物，而首创靶向药物数量为零；而美国最近上市的50款一类新药，靶向药物占19款，其中更有6款为首创靶向药物。适应症层面，由于海外制药公司投入研究有限，中国部分高发癌种，如胃癌和肝癌，虽然患者人数众多，但上市靶向药物仅分别为 6 款及 5 款；而中美均高发的肺癌，现中国上市的靶向药物达到 19 款。

因此，加速新靶标的发现，特别是针对中国人高发病的有效靶标，是中国生物医药企业面临的最大机遇和挑战之一，也是造福中国广大癌症患者的重要机会。

针对靶标发现行业的研发现状，国内的问题主要集中于以下两点：

1）中国医药企业靶标发现起步晚，积累不足

中国生物医药企业处于快速发展阶段，但由于起步较晚，目前尚缺聚焦于靶标发现研究的成熟体系以及人才储备，在药物原创靶标的发现及应用领域显著落后世界发达水平。在中国最新上市的 50 款一类创新药中，有 4 款疫苗以及 15 款可追溯靶标的药物。所有药物的关键靶标均来自海外成功药物，中国真正意义上的原创新药严重不足。

和美国相比，中国目前大部分生物医药公司开发的药品集中在已经比较成熟的靶标。在所有临床开发的药品涉及的 550 个靶标中，中国 70%的临床开发产品聚集在最拥挤的不到 50 个靶标，而在美国 70%的临床开发产品是分布在 150 多个靶标。

此外，中国新药的研发起步较晚，截至 2020 年末，中国 15 款非首创靶向药物中，中国药物上市距美国首款同靶向药物上市的平均时间差可达 10 年以上。

由于中国原创靶标稀缺，大量生物医药企业追随海外成功且热门的药物靶标，导致海外热门靶标赛道拥挤。以 PD-(L)1 药物为例，截至 2020 年末，中国已上市 PD-(L)1 药物已经达到 8 款，上市申请 5 款，在研管线数量（包含单独治疗以及联合治疗）超过 100 个。在 2019 年上市且形成规模销售的 PD-(L)1 药物中，已经形成了激烈的市场竞争，药物价格快速下滑，5 款药物 2019 至 2020 年降价幅度已经超过 45%。

大量的生物医药企业集中于少数靶标，形成了激烈的行业竞争，挤压了中国生物医药企业的终端收入。在中国生物医药企业靶标集中、竞争激烈的现状下，生物医药原创靶标的发现，尤其是针对中国患者遗传特征的生物医药靶标发现尤为珍贵。随着中国生物医药行业逐步走向成熟，掌握原创核心靶标专利，建设完整的靶标发现体系将成为中国生物医药企业的核心竞争力。

2）中国生物医药基础科研转化效率低下

中国生物医药基础科研转化效率的低下也是目前制约中国生物医药企业发展的重要瓶颈。国际层面，药物靶标发现的主要机构是高校、医院或者医学机构等研究型机构。截至 2020 年末，在中美近期各上市的 50 款创新药物（总计 100款）中，共有有效靶标 34 个，其中，能通过公开信息查询到发现者以及相关论文的靶标共31个，其中有27个靶标是在高校、医院或者医学机构被研发出来的，占比高达 87.1%。

美国在生物医药基础科研，尤其是药物靶标发现层面有显著优势。在 27 个公开可查的上市药物的靶标中，有 12 个靶标在美国被发现（发现机构或发现机构之一属于美国），其占比接近一半。美国基础科研实力的积累以及科研成果的高效转化已经成为美国生物医药行业的核心竞争力。

相比之下，中国药物靶标的发现与转化显著落后于海外发达国家水平，具体表现为基础科研投入大，但是成果产出有限。在基础科研投入端，自 2016 年，全国各类研究与试验经费总量已经超过欧盟 28 国的总和，成为研究与试验经费世界第二的国家；研究与试验经费投入强度（研究与试验经费与国内生产总值的比值）已达 2.12%，超过 2017年欧盟 28 国 1.98%的平均水平。

相当于 2017 年经济合作与发展组织（OECD）37个成员国中的第13位，正接近OECD国家2.34%的平均水平。据国家统计局、科学技术部、财政部发布的《2019 年全国科技经费投入统计公报》显示，2019 年全国共投入研发经费 22,143.6 亿元，比上年增加 2,465.7 亿元，增长率为 12.5%。

但就成果而言，我国基础医学科研的研究多数停留于论文研究层面。根据国家科技部统计，2017 年，中国临床医学论文数量达到 128,555 篇，但当年医学专利数量仅 4.7 万余项，并且医学专利转化率（转让数/申请总数）在 10%以内浮动，一直处于较低水平，真正能够形成专利并且具有后续商业化价值的成果少之又少。

综上可见，中国生物医药行业在企业研发以及基础科研两个层面与发达国家相比存在明显不足，凭借药企以及科研单位本身难以实现高效高质量的药物靶标发现并进一步商业化；市场亟需专业的靶标发现企业弥补这一市场空缺，中国靶标发现市场发展前景可观。随着未来国家投入研究与试验经费的快速增长、医学科研投入的不断增加以及一系列鼓励政策的指导，中国靶标发现行业有望进入发展快车道。

（2）靶标筛选及验证行业概览

靶标发现主要包含靶标筛选及验证。在药物研发的起始阶段，药物靶标的筛选及验证是靶向药物研发的起点。靶标的筛选即靶标识别，根据 MarkA. Lindsay2003 年发表在《Nature》上的论文《Target discovery》之中的定义，靶标识别过程为试图识别新的靶标，其调节可能抑制或逆转疾病进展。靶标识别试图将基因（基因组学）和蛋白质（蛋白质组）表达变化或遗传变异（遗传关联）与人类疾病相关联；靶标验证的作用是验证潜在靶标在疾病表型中的功能作用。因此，靶标筛选及验证是靶向药物研发的第一步。

靶标筛选及验证能够在不计其数的分子结构中精确、高效、快速的选择出具有应用活性且与疾病相关的靶标，为后续先导化合物的合成以及活性化合物的筛选建立坚实的基础；另一方面，医学科学研究服务有助于加强一线临床医生、研究员的科研成果转化，通过验证相关疾病与特定基因的关系，筛选出新的药物靶标，赋能新药研发，能够使学界和产业界产生更加紧密的联系。

目前，中国的靶标筛选及验证行业尚处于发展早期，主要内容包含基因分型、生物信息分析、基因操作工具制备、基因功能体外验证及动物模型分析等。我国靶标筛选及验证行业市场规模从 2015 年的 23.1 亿人民币增长至 2019 年的 39.4亿人民币，年复合增长率为 14.3%，未来随着越来越多的研究型医生参与到靶标筛选及验证的研究中，以及更多专业的靶标筛选及验证服务为研究型医生提供更有效率和更快捷的科研服务支持，靶标筛选及验证市场预计会继续保持强劲的增长速度，于 2025 年达到 74.8 亿人民币的市场规模。

（3）行业价值链分析

在整个药物研发的价值链中，靶标的发现是新药研发的起点。在靶标发现阶段，研究型医生及靶标研发企业通过分析临床问题以及利用采集到的临床样本进行分析研究，以达到筛选及验证靶标基因的目的。靶标筛选及验证服务可提供研究关联基因的变化和蛋白质表达或遗传变异过程中的全套技术支持，这包含一系列基因分型、生物信息分析、基因操作工具制备、基因功能体外验证以及动物模型分析等过程。

在靶标通过验证之后，科研成果将继续转化。一方面，研究型医生可继续持有专利，自行成立公司进行后续药物研发。另一方面，由于药物研发耗时耗力且风险较大，承担专利研发的研发人员或企业都需要有足够的实力来进行药物后续研发，研究型医生、学校以及研发公司可将专利出售给大型药企，由大型药企承担药物研发的过程及费用。

在靶标确定甚至先导化合物出现之后，针对药物的前期研究与筛选工作结束，药物后续开发将进入耗费资金更大的化合物研发以及临床开发阶段。后续开发包括先导化合物筛选、候选化合物确定、成药性研究到临床 I-III 期研究等一系列研发阶段。这一阶段及后续的上市申请及销售阶段皆由药企主导。

药物靶标发现及其衍生业务通常的商业模式是学校/医院等医学研究机构利用企业、政府、社会拨款、捐款以及自身收入的分配进行药物靶标发现，将有实际应用价值的技术和知识产权以许可或转让的形式给到产品开发企业，将学术成果转化为商业产品，从而通过许可或转让收入获取后期产品开发成功后的巨大利益。目前，已经有许多国外研究机构会将研发结果转让给药企从而实现靶标发现转化成药物的具体应用，研究机构也因此获得相应报酬。

Xta 由医学研究者在学校或医院进行靶标发现的研究，之后许可或转让给小型企业继续进行靶标验证和研发，最后被大型药企购入后推进临床试验和上市的方式在美国已经成为成熟的医药研发产业流程，而该流程在中国并未得到显现的原因很大程度在于源头性的靶标发现阶段的创新能力不足。

（4）行业壁垒

1）丰富的临床资源

靶标筛选及验证需要研发技术人员与临床实际进行紧密合作，而临床实际需要广大的医生群体和医学科研人员进行良好合作。与众多研究型医生的合作基础和丰富的临床资源能够保证靶标筛选及验证服务有着稳定的收入来源，同时大量持续性的科研项目能够优化靶标筛选及验证服务的工作流程，实现靶标发现的技术和经验积累。因此丰富的临床资源是靶标筛选及验证行业的主要进入壁垒之一。

2）高覆盖的基因操作工具库

基因操作工具是靶标筛选及验证行业的基础之一，新靶标的筛选及验证的过程中离不开基因操作工具的使用。生物医药科研覆盖人类所有基因组序列，可能涉及到的基因载体达到万级，这些基因载体的种类积累往往需要很长时间，市场新入者往往难以在短时间内拥有足够数量的基因载体，从而难以满足各异的下游用户科研需求，因此基因操作工具库覆盖人类基因组的程度成为了靶标筛选及验证市场重要的行业进入壁垒。

3）新进入者难以达到规模效应

基因载体主要为质粒以及病毒，而质粒和病毒的培养复制是生物制备的常见过程，其中涉及的实验室耗材，如血清、玻璃仪器、培养基等均充分市场化，市场供应充足，因此除人工费用外，成熟企业单位的基因载体培养复制成本较低。基因载体的市场先入者往往能够凭借已经建立的基因载体库和更大的市场份额，对下游订单进行合并处理实现规模效应，从而降低单位基因载体制备的生产成本。而市场新入者难以形成这类的规模效应，单位基因载体制备成本更高，难以形成竞争优势。

（5）行业未来发展趋势

1）更加成熟、丰富、标化的靶标数据平台

随着靶标筛选及验证工具的不断普及以及相关标准化的平台不断涌现，靶标发现的速度将会逐渐加快、标准化程度将会逐渐提高，更多的研究型医生和医学科研人员愿意与提供科学研发服务的公司展开更为紧密的合作，通过标准化的研发平台，加快基础研究的速度，提高成果转化的能力，从而能够更容易、精确地发现疾病和基因的关系，找出更多首创性靶标，赋能中国原研药物的开发制备工业。

2）愈发完善的学界和产业界合作激励模式

中国靶标发现行业未来将通过越来越多的科研与应用的结合，打破生物医学、药物研发的学术界和产业界沟通交流的壁垒，使得医学界和医疗产业界的联系更为紧密。此外，未来会有更多下游药物开发公司去接手医生或者医学研究人员发现的疾病对应的潜在药物靶标，打造更加通畅、高效的上下游产业通道和科研成果转化渠道，使药物靶标产品转化数目更多、效率更高，从而反过来更加有效地激励上游生物医学科研工作者不断研发新的原创性靶标。

3）新兴产业赋能药物靶标筛选及验证行业

随着交叉学科的兴起，尤其是人工智能、机器学习等新兴产业应用到药物研发领域，利用预测药物-靶标相互作用的机器学习算法来发现新的药物-靶标基因相互作用的关系，能够显著地推动创新药物发现和开发过程，并为相关企业减少大量的研发成本。拥有海量靶标基因和标准化数据的企业将会建立行业发展的先发优势。