在新冠疫情的全球大流行使得核酸检测、mRNA疫苗等概念映入大众眼帘，相关行业市场迎来爆发式增长，同时带动了作为分子诊断、mRNA疫苗制备、生命科学研究、高通量测序、动物检疫中重要的原材料 — 分子类生物试剂的大量需求。诺唯赞、康为世纪、全式金、翌圣生物等国产企业分子类生物试剂纷纷崛起，抢夺被赛默飞、Bio-Rad、Qiagen、NEB等国外巨头占据已久的市场份额，市场竞争愈发激烈。本篇研究报告将从生命科学分子类原料的概念出发，深入探讨行业现状、市场规模、竞争格局及发展趋势，为读者提供有效的行业参考。
01
定义与分类
分子类生命科学上游原材料，即分子类生物试剂，是指核酸以及小分子进行的实验中所需用到的试剂类型，包括定制序列的DNA和RNA片段，用于分子克隆和逆转录的酶，用于核酸、外泌体等提取与纯化、产品回收、染色和修饰的单个产品或试剂盒。这类生物试剂主要由各类分子酶、核酸等生物大分子和缓冲液等原辅料构成。根据Frost & Sullivan分析，分子类生物试剂为2021年生物试剂科研市场最大细分品类，而综合考虑科研市场和工业市场，约占整体市场的35.8%，仅次于蛋白类生物试剂。
图表1.分子类试剂的定义与产品类型(资料来源：Frost & Sullivan，华医研究院制图)。
在围绕核酸分子进行实验的过程中，会根据不同的用途使用多种不同的分子类生物试剂产品，各产品类别复杂繁多，例如PCR中所需要的Taq DNA聚合酶、UDG酶等，分子克隆和逆转录中所需要的逆转录酶、DNA外切酶、拓扑异构酶等，基因测序中所用到的DNA连接酶、多聚核苷酸激酶、等温扩增酶等。根据细分用途，可大致将分子类生物试剂分为PCR、qPCR、逆转录、基因测序、分子克隆、核酸提取与纯化、体外转录及修饰、基因编辑等类别。
图表2.分子类生物试剂的分类（资料来源：翌圣生物招股说明书、诺唯赞招股说明书、华医资本整理）。
02
应用领域
在应用领域方面，分子类生物试剂可广泛应用于生命科学研究、分子诊断、高通量测序、药物及疫苗制备、动物检疫等众多领域，并随着生命科学探索逐步加深，相关应用领域不断打开。和生物能源用酶、饲料用酶等工业用酶不同，用于生物试剂领域的分子酶往往是通过基因工程、酶工程、细胞工程等人工方式对天然酶进行设计、改造和筛选而得到，具有序列识别功能、更高的催化活性以及更加稳定的性能，因此产生了更高的技术壁垒。
图表3.分子类生物试剂的应用领域与主要用途(资料来源：公开资料、华医资本整理)。
03
市场规模
根据头豹研究院数据，中国分子类生物试剂市场规模从2016年的43亿元增长至2021年的109亿元，复合增长率为20.45%，已步入百亿级市场规模。结合国内主要分子类生物试剂企业剔除新冠业务后的营收变化可知，剔除新冠因素影响后的中国分子类生物试剂整体市场规模在疫情期间受协同效应影响而取得迅速增长，而在后疫情时代的2023年与2024年，市场进入调整阶段，市场规模增长放缓甚至出现下跌。未来随着各厂家的业务调整和过剩产能出清以及下游新兴市场需求的增长，市场有望将于2025年重回增长通道。
图表4.中国分子类生物试剂市场规模（亿元，资料来源：头豹研究院、华医资本制图）。
04
竞争格局
根据灼识咨询数据统计，2021年中国分子类生物试剂市场中，赛默飞（Thermo-Fisher）、凯杰（Qiagen）、宝生物（Takara）、伯乐生命（BioRad）等进口品牌占据市场主导地位，市场份额之和约为71.8%，而国产品牌的市场份额仅为28.2%，进口替代空间仍然较大。此外，国内分子类生物试剂厂商市场格局相对分散，头部企业包括诺唯赞、全式金、康为世纪、翌圣生物等，排名第一的诺唯赞仅占国产品牌14.7%的市场份额，市场集中度具有一定的提升空间。
图表5.中国分子类生物试剂市场竞争格局（资料来源：灼识咨询、全式金招股说明书、华医资本制图)。
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产业链分析
分子类生物试剂的上游为各类原材料及设备的供应商，中游的分子类生物试剂研发生产企业开发出PCR试剂、分子诊断试剂、逆转录试剂、高通量试剂等一系列种类丰富的生物试剂提供给下游的工业及科研用户，如科研院校、高通量测序服务企业、CXO企业、制药企业、疫苗生产企业、体外诊断试剂企业等。分子类生物试剂的成本主要由上游原材料成本、生产工艺成本、人工成本和包装和运输成本构成，其中原材料成本和生产工艺成本合计占总成本的50%-80%。
上游的生物原料供应商往往同时具备核苷酸、酶原料、引物探针等产品的生产能力，并将业务向中游拓展而自主生产分子类生物试剂。而由于分子类生物试剂大多数产品的主要组分为分子酶，因此中游企业均通过自研自产或大部分自研辅之以小部分采购的方式取得，对于作为原辅料的dNTPs、引物探针等生物原料和构成缓冲液等成分的化学原料，则大多通过向上游供应商外购取得。在新冠疫情的驱动下，不少中游企业也纷纷推出体外诊断试剂盒产品，将业务延伸至产业链下游的体外诊断领域。
图表6.分子类产业链图谱（资料来源：公开资料、华医资本制图）。
06
发展趋势
01
价格与服务优势明显叠加产品性能加速追赶，共同助推国产化率稳步提升。进口品牌具备技术开发、生产工艺、产品种类等多方面的先发优势，在分子类生物试剂领域仍占据主导地位。然而，进口品牌试剂商在国内主要以经销模式为主，特点为采购周期较长，价格相对较高。相比之下，国产企业驻扎于本土，产品销售以直销模式为主，采购周期较短，物流时效性更有保障，售后服务和本地化服务能力也更加完善，有利于及时了解下游客户需求而适时调整产品策略，且价格远低于进口试剂。此外，以诺唯赞为代表的国内头部企业自主开发底层技术平台，产品品类日益丰富，DNA聚合酶、DNA连接酶、逆转录酶等产品的性能指标参数已不弱于甚至优于进口品牌，逐步打破进口垄断。
02
供应链风险加大，推动供应链稳定可控的重要性日益凸显。疫情期间，外资企业因为生产及物流能力受限，无法及时供货，导致了全球生物试剂的供应紧张。而在疫情以后，国际局势严峻、汇率大幅波动等因素的叠加又进一步导致了供应链风险的提升，国内科研机构及企业对供应链安全和本土化更加重视，国产分子类生物试剂的需求进一步加大。近几年，一些国产企业抓住机会，切入国内外分子类生物试剂供应链，并不断加强产业链布局、生产规模投入和技术研发投入，取代进口品牌成为众多知名科研机构和工业企业的主要供应商。
03
科研及工业端应用不断丰富，带动上游分子类原料市场扩容。在科研端，随着生命科学研究的重要性不断凸显，我国力争在生命科学核心领域取得重要技术突破，不断加大生命科学领域研究与试验发展的经费，经费投入已居世界第二，增速快于发达国家，使得分子类生物试剂需求量显著提升，为行业的发展提供了良好支撑。2016-2021年，我国生命科学领域的研究资金投入由496亿元增长至1101亿元，年均复合增速高达18.8%。在工业端，快速发展的下游应用加大了对上游原料的需求，mRNA技术已从疫苗向治疗领域延伸，众多产品有望陆续问世；在传染病、肿瘤检测取得快速发展的基础上，分子诊断企业正不断寻求技术与产品创新；CGT相关产品研发与上市进程加速，行业发展持续升温。
04
顶刊论文引用量增长明显，国产厂商品牌影响力日渐增强。为获得优异的实验数据和产出科研成果，生命科学领域的科研人员倾向于选择质量和品牌口碑良好的生物试剂开展实验，因此文献引用在一定程度上反映了科研端市场的实际使用情况以及客户所用品牌产品的质量和影响力。从Google Scholar和CNS（Cell、Nature、Science）期刊官网检索可以发现，Thermo-Fisher、Qiagen和Bio-Rad等头部企业在科研文献引用数量和CNS引用数量上具有明显领先优势，但在近几年增长疲软。国内的分子类生物试剂公司如诺维赞、全式金、康为世纪和翌圣生物虽与全球头部公司仍存在不小差距，但近年来保持较快上升趋势，无论是科研文献引用数量还是CNS引用数量整体上都呈现逐年增长趋势。国产品牌在顶刊文献引用量的提升也将有助于向其他科研人员产生示范效应，使国产品牌获得更多客户的认可，加速品牌影响力的塑造。
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行业并购整合加速，市场份额向头部企业集中。包括分子类生物试剂在内的生物试剂行业产品种类繁多、用户分散，且不同用户之间的需求差异较大，具备丰富产品线的企业能覆盖到更多的用户且更受青睐。同时，随着生物试剂市场需求的不断扩大、市场竞争的不断加剧以及国家产业规划的逐步调整，生物试剂的平均利润可能随之降低，对生物试剂企业的规模和效益提出了更高的要求，企业需通过不断发展壮大以提升抗风险能力。从全球生物试剂龙头赛默飞的成长路径来看，以“内生+外延”双管齐下的方式丰富产品种类和数量，满足下游客户多样化需求，并强化产业链纵向延伸，为其构建行业竞争力的主要方式。我国的分子类生物试剂行业仍处于早期发展阶段，市场依旧较为分散，预计未来将不断经历产业整合，使得市场集中度持续提升。
07
结语
经历多年的技术研发积累和疫情三年的产品验证，国内头部分子类生物试剂厂商的部分产品性能已能够媲美甚至优于进口品牌，并在产品价格、供货效率、售后服务等方面显示出明显优势，逐步打破进口品牌的市场垄断地位。而在地缘政治、国际市场环境等因素的影响下，供应链安全的重要性日益提升，推动我国生命科学产业链自主可控已成为大势所趋。随着新冠核酸检测试剂原料市场的需求潮水退去，技术与产品的创新迭代能力将成为未来行业竞争的关键，分子类生物试剂市场竞争的“下半场”才刚刚开始。
来源：华医研究院
作者：North
编辑：杨见星
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