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需求:GLP-1大单品爆发式上量,超弹性催化剂可期。多肽兼具小分子化药及生物药优点,拥有独特成药优势。我们认为伴随GLP-1明星单品司美格鲁肽及替尔泊肽销售额快速爬升,多肽原料药需求具备爆发潜力。我们测算2030年司美格鲁肽及替尔泊肽注射剂原料药需求将达50吨量级,潜在市场空间广阔。口服制剂生物利用度低,原料药消耗量高,我们测算2030年对应需求超过100吨,需求进一步爬升。在此基础上,GLP-1在NASH、阿兹海默症等适应症的潜力值得期待。考虑到司美格鲁肽核心专利到期前仿制药企提前备货需求,我们认为商业化订单已经开始起量。远期供给增加后原料药价格将有所下降,我们测算司美格鲁肽原料药市场规模区间为85.2-357.8亿美元,以量换价后利润空间依旧可观。
供给:规模化生产壁垒高,优质产能供不应求。多肽生产分为生物发酵法和化学合成法,目前化学合成的固相合成法是主流。全球格局看,瑞士企业领先,中国是GLP-1原料药主要供应国家。1)技术壁垒方面:多肽药物规模化生产产能稀缺,主要因合成过程中潜在杂质种类繁多,提纯要求高,过程控制要求高,纯化收率低,难以稳定大批量生产。2)产能扩张节奏方面:短期大规模产能尚未释放,供不应求格局不会改变。海内外多肽原料药产能刚进入密集扩张阶段,我们预计原研药企诺和诺德及礼来高峰产能投放时间为2026-2027年,海外龙头Bachem及PolyPeptide新产2024H2将开始释放,国内产能预计2025年后开始批量投放,目前国内厂商公开披露扩产计划合计将增加约15-20吨产能,其中具备规模化产能力的企业仍较少,优质产能或将更为紧缺。
产能先发优势明显,我们建议关注具备差异化规模化生产能力及成本控制能力的公司。考虑到投产节奏,我们认为多肽原料药产能供不应求的局面将维持到至少2026年。1)短期看:单批次生产规模提高具备较高技术壁垒,拥有吨级产能的公司稀缺,供不应求背景下需求旺盛,业绩具备成长性。2)长期看:具备规模化生产能力的企业生产成本更低,在价格下行时期会有更好的盈利能力,以量换价利润总额仍具备吸引力。
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需求:GLP-1大单品爆发式上量,超弹性催化剂可期
多肽拥有独特成药优势及安全性,GLP-1催化市场快速扩容
多肽在质量控制方面接近小分子化药,活性方面接近于蛋白质药物,兼具二者优点。多肽指10-100个氨基酸通过肽键链接而成的化合物,分子量介于小分子化药和蛋白质类药物之间,拥有独特药学空间。一方面,多肽结构简单、质量可控、代谢稳定、免疫原性低,且对蛋白水解、pH和热降解具有高抵抗力;另一方面,兼具大分子蛋白药物的生物活性、特异性强、疗效好的优点。
图表1:多肽药物优点
资料来源:弗若斯特沙利文,中金公司研究部
1922年首个多肽药物胰岛素应用于临床,至今多肽上市药物数量已超过100个。目前已上市多肽药物主要应用于代谢性疾病和肿瘤领域。1985年,天然GLP-1被首次发现,2005年首款GLP-1药物Exendin-4人工合成艾塞那肽获批上市;2017年,诺和诺德长效GLP-1RA司美格鲁肽上市;2022年礼来推出全球首款GLP-1/GIP双激动剂替尔泊肽。
图表2:多肽药物关键里程碑
资料来源:Muttenthaler, M. et al. “Trends in peptide drug discovery.” Nature Reviews Drug Discovery volume 20 (2021),中金公司研究部
GLP-1重磅单品快速放量,市场认可不断提高,多肽药物行业迎来时代机遇。明星降糖减重药物利拉鲁肽上市后,GLP-1热度不断提升。随后诺和诺德司美格鲁肽以及礼来GLP-1/GIPR双靶点药物替尔泊肽上市,销售额快速增长,GLP-1市场不断扩容。根据辉瑞测算,GLP-1药物2030年销售可达900亿美元。根据弗若斯特沙利文预测,2030年全球GLP-1激动剂市场规模将达到1,150亿美元(2023-2030E CAGR=14.3%),多肽药物市场规模将达到2,290亿美元(2023-2030E CAGR=12.6%)。
图表3:重磅GLP-1药物销售额
注:汇率换算(DKK/USD)=0.14资料来源:各公司公告,中金公司研究部
图表4:GLP-1药物2030年销售预期
注:此处为辉瑞预期
资料来源:公司公告,中金公司研究部
多肽原料药全球需求达几十吨量级,期待口服需求释放
参考美国地区以及欧洲地区均价,我们测算2023年利拉鲁肽+司美格鲁肽+替尔泊肽注射剂销售额对应原料药需求量约为1-3吨。我们测算,每千万患者用量来对应原料药需求:利拉鲁肽为6.4-10.5吨,司美格鲁肽注射剂为0.9-1.0吨左右,司美格鲁肽口服制剂在45.9吨,替尔泊肽为6.3吨。
图表5:各GLP-1注射剂型单个患者API年需求量
注:一年按照52周测算;汇率换算(DKK/USD)=0.14;治疗人数按照1年消耗量测算;价格及销售额按照美国地区出厂价计算
资料来源:EUMEDS,KFF,各公司官网,各公司公告,中金公司研究部
我们预期2030年GLP-1注射剂原料药需求将达到50吨级别。我们测算2030年司美格鲁肽注射剂原料药需求为5.0吨。假设除司美格鲁肽外市场份额全部为替尔泊肽,2030年替尔泊肽原料药需求约为52.0吨。
图表6:司美格鲁肽及替尔泊肽注射剂原料药需求测算(2030)
注:降糖患者人群为2型糖尿病(T2DM)患者,减重患者人群为BMI>=30的超重人群;假设患者基数保持稳定
资料来源:IDF,WHO,World Obesity,世界银行,中金公司研究部
口服司美格鲁肽生物利用度低,原料药需求具备超弹性成长空间。口服司美格鲁肽生物利用度仍仅约为0.5-1.0%,导致口服剂量比注射剂量大得多。我们测算司美口服制剂Rybelsus降糖和减肥适应症人均原料药消耗量为4,592mg/年和13,972mg/年,相比注射剂型Ozempic的100mg/年和Wegovy的87mg/年,增加约50-150倍,对应原料药需求指数级提高。根据诺和诺德数据,2022年司美格鲁肽中口服制剂占比约为20.8%,同时我们参考辉瑞指引未来口服占GLP-1市场规模比例将达30%,假设口服使用量占比为20%,对应2030年口服原料药需求量为147.0吨。
伴随重磅药核心专利到期,仿制药API订单将陆续起量。部分国家和地区司美格鲁肽核心专利2026年到期,口服司美格鲁肽核心化合物专利“酰化的GLP-1化合物”在中国2026年到期。考虑到提前备货需求,仿制药商业化订单已经开始放量。除此以外旺盛的研发需求带来大量注册原料药的需求。
图表7:主要GLP-1RA核心专利到期年份
资料来源:各公司官网,中金公司研究部
期待司美格鲁肽的“百忧解时刻(Prozac Moment)”,GLP-1潜在应用场景有望扩大。在适应症扩展上,非酒精性脂肪性肝炎、阿兹海默症、慢性肾病、心脑血管疾病等都是司美格鲁肽主要开发的领域,其中大部分都已经进入临床III期,我们测算对应GLP-1潜在治疗患者人数为5,088万人。此外,包括罕见病、肿瘤、代谢性疾病、胃肠道疾病、骨科疾病、免疫系统疾病等在内的适应症研究也是GLP-1类产品正在拓展的蓝海。
个体患者临床解决方案释放院外需求。为解决上市药物无法解决的某些特定个体患者的临床需求,“联邦食品、药物和化妆品法案”(FDCA)第503A(药房调配制剂)和503B(外包场地调配制剂)条款允许医院药房和社会药房调配药品,或者委托外包场地调配药品。利拉鲁肽、司美格鲁肽、替尔泊肽均被FDA列为短缺药物,适用于503A及503B。登记的外包场地必须符合cGMP的要求。Hims&Hers Health2024年5月宣布将推出司美格鲁肽复合药物,起售价为每月199美元。
根据QYOBO数据,2024Q2司美格鲁肽原料中间体为568美元/克,2024年至今保持稳定。以此为基础,我们预计目前GMP级别原料药中间体价格维持在约4000元/克。根据CNBC研究数据,司美格鲁肽Ozempic一个月用量生产成本约为4.73美元,我们测算约对应3,700元/克。虽然相比2019年高点下跌较多,但仍旧维持较高的绝对价格。
图表8:司美格鲁肽原料药价格走势
资料来源:QYOBO,中金公司研究部
以价换量,价格下行后市场空间依然可观。产能供给增加或口服需求量占比提升等因素,会带来原料药及中间体均价下滑。我们以司美格鲁肽原料药及中间体均价398美元/克为价格基准,以50吨为需求量中值,假设GLP-1原料药中间体价格区间为284-511美元/克,年需求量为30-70吨,测算司美格鲁肽原料药中间体市场规模区间为85.2-357.8亿美元。
图表9:GLP-1原料药市场规模敏感性分析
资料来源:中金公司研究部
供给:规模化生产壁垒高,优质产能供不应求
多肽生产工艺复杂,规模化生产能力稀缺
多肽生产商提供临床前、临床各阶段到药品获批上市后不同规模和批次的药物,包括非GMP、GMP原料药中间体和制剂。CMC服务包括原料药工艺开发、放大生产、分析方法开发与验证、稳定性研究以及相关批次记录等文件包准备工作。多肽生产商核心价值在于降低研发和生产成本,提高效率。
图表10:多肽CDMO服务内容
资料来源:弗若斯特沙利文,中金公司研究部
多肽合成技术成熟,化学合成是主流。据肽研社统计,截至2021年11月,68.8%的多肽分子通过化学合成方法制备,22.8%通过生物合成法获得。1)生物发酵法:成本低、商业化规模大,但纯化难度较大,杂质多,能直接生产的多肽药物产品较少。2)化学合成法:拥有难度低、易普及、可实现高通量等优点,产率和纯度均较高,是目前普及的方法;复杂产品可以先用发酵法获得中间体再通过化学合成获得目标肽段。3)以合成生物学和绿色酶催化为代表:解决了环境污染、生产规模不足和成本高的问题。
图表11:多肽药物合成方法
资料来源:弗若斯特沙利文,中金公司研究部
诺和诺德的司美格鲁肽采用发酵+固相合成结合的方法,生物发酵法制备主链后进行修饰和后处理,再将侧链连到主链,最后纯化。礼来的替尔泊肽采用化学合成(固相+液相合成)生产,先生成四段分支,随后将四个分支合成主链再后处理和纯化。礼来的化学合成法更容易外包扩大产能,诺和诺德则自产生产主链。
化学合成中固相合成工艺占主导,产率和纯度均较高。1)固相合成:将氨基酸的N末端固定在不溶性载体树脂上,在此树脂上多步缩合氨基酸,重复操作,延长肽链。固相合成可自动化,适用于中长肽,每步中间产物不可纯化,必须过量投料。2)液相合成:分逐步合成和片段组合两种策略,两种策略通常联合使用。逐步合成通常是从多肽链C端逐步添加连接氨基酸直至整个多肽链完成,片段缩合则先合成各个片段将其缩合合成目标多肽。中间产物可纯化并获得理化常数,可以随意修饰取代基,适合短肽。
图表12:多肽药物化学合成方法对比
资料来源:医药魔方,弗若斯特沙利文,中金公司研究部
多肽药物规模化生产壁垒高。多肽药物合成过程中潜在的杂质种类繁多,提纯要求高,过程控制要求高,纯化收率低,因而难以稳定大批量生产。
► 长链多肽药物规模化收率较低:在重复添加氨基酸的过程中,随着肽链的增长循环偶联也越多,长链多肽药物的合成需经过多步化学反应,因此副反应较多,容易出现错接肽、消旋肽、缺失肽等较多且较大的杂质,导致合成及生产过程的效率和收率较低。
► 纯化是关键技术难点:粗品杂质复杂且数量多,多次纯化会造成较多损失。常用的分离纯化方法中反相高效色谱仪应用较广泛,为提高分离纯化效果也常多种方法结合使用,此外也可采用多柱系统进一步提高产量和收率,减少溶剂消耗。
► 实验室放大生产路线复杂:多肽药物规模化生产对合成工艺和生产控制要求较高,因此在工艺放大生产过程中收率低,较难大规模生产,单批次产量仅能达到克至百克级的水平。
图表13:多肽药物生产壁垒
资料来源:《化学合成多肽药物要学研究技术指导原则(试行)》,中金公司研究部
图表14:多肽药物分离纯化方法
资料来源:医药魔方,中金公司研究部
优质产能供不应求,关注技术优势突出的产业链公司
海外MNC产能2026-2027年开始规模化释放。伴随司美格鲁肽和替尔泊肽供不应求,原研厂商诺和诺德和礼来加大了产能投资和收购力度,2022年至今合计斥资分别约330亿美元和134亿美元,包括原料药、无菌灌装、注射剂生产等环节均有较多处产能在建。从公司公开披露计划计算,我们判断大批量产能从2025年开始投入使用,高峰投放时期为2026-2027年。
图表15:原研药企多肽产能建设规划
资料来源:各公司公告,各公司官网,IDA Ireland,中金公司研究部
全球GLP-1原料药主要由中国公司供应,海外主要对手为瑞士和印度。截至2024年7月15日,FDA司美格鲁肽原料药DMF登记厂商数量为19家,其中中国13家,瑞士2家(PolyPeptide和Bachem),印度2家(MSN和太阳药业)。诺泰生物利拉鲁肽和司美格鲁肽原料药,以及翰宇药业的利拉鲁肽原料药已取得FDA签发的DMF First Adequate Letter,通过FDA技术审评,质量获得认可。替尔泊肽DMF登记激活厂商较少,仅有中国企业诺泰生物、湃肽生物和哈尔滨吉象隆3家。
瑞士公司Bachem和PolyPeptide为全球多肽原料药领军企业。根据弗若斯特沙利文数据,2023年全球多肽CRDMO市场份额前两名为Bachem(13.8%)和PolyPeptide(10.0%),截至2024年6月两家公司FDA DMF激活数量分别为36个和32个。两家公司在多肽生产有深厚积淀,历史均超过50年。根据官网最新数据,PolyPeptide生产了全球一半的已上市多肽药物。
图表16:全球多肽CRDMO竞争格局(2023)
注:此处仅统计多肽收入占比超过50%公司的市场份额资料来源:弗若斯特沙利文,中金公司研究部
图表17:多肽原料药厂商DMF激活数量
注:数据统计截至2024年6月资料来源:FDA,中金公司研究部
海外生产商处于产能扩张周期,2024H2将有新产能投放。Bachem产能正在切换大批次生产线,公司预计Building K 2024H2投产后Bubendorf产能将至少增加一倍,Sisslerfeld工厂新建产能将在2030年前投产。PolyPeptide全球共有6个GMP生产基地,公司规划大规模固相合成产能在2024H2投产。
图表18:海外多肽CDMO产能扩张计划
资料来源:各公司公告,中金公司研究部
国内GLP-1原料药申报公司数量不超过10家。截至2024年7月,CDE(国家药品监督管理局药品审评中心)司美格鲁肽原料药登记数量为5家,利拉鲁肽为6家。其中,诺泰生物、翰宇药业2个品种均有登记。从包装规格看,诺泰生物量级最大,单规格达吨级,显示出规模化生产优势。
图表19:司美格鲁肽及利拉鲁肽原料药CDE登记情况
注:数据截至2024-7-30
资料来源:CDE,中金公司研究部
国内产能待释放,我们预期峰值为20吨量级。根据各公司环境影响评估报告以及公告,2023年多肽原料药新产能密集启动建设,我们假设产能建设周期平均为2年左右,预期2025-2026年多肽原料药产能才开始批量投放,公开产能规划合计达到约15-20吨,假设公开产能数据占全国产能约70-80%,我们预计中国多肽原料药峰值产能将达到20吨左右。考虑到环评报告产能设计数据偏大,实际产能将小于我们测算的数字。
供不应求背景下,GLP-1相关订单已经开始放量。诺泰生物已与客户签订司美格鲁肽注射液战略合作和口服司美格鲁肽原料药战略合作,2023年GLP-1原料药贡献收入2.14亿元。翰宇药业与客户签订GLP-1原料药订单公开披露金额达5,240-5,400万美元(约3.81-3.93亿元),利拉鲁肽注射剂订单1.75亿元。
图表20:GLP-1原料药客户及订单签订情况
资料来源:公司公告,中金公司研究部
产能先发优势明显,我们建议关注具备差异化规模化生产能力及成本控制能力的公司。多肽产能才刚进入密集扩张阶段,考虑到投产节奏,我们认为多肽原料药产能供不应求的局面将维持到至少2026年。1)短期看,单批次生产规模提高具备较高技术壁垒,拥有吨级产能的公司稀缺,供不应求背景下需求旺盛,业绩具备成长性。2)长期看,具备规模化生产能力的企业生产成本更低,在价格下行时期会有更好的盈利能力,同时以量换价利润总额仍具备吸引力。
本文摘自:2024年7月30日已经发布的《GLP-1快速扩容下,多肽生产迎时代机遇》
吴婉桦 分析员 SAC 执证编号:S0080522120002
张琎 分析员 SAC 执证编号:S0080517040001 SFC CE Ref:BHM689
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