医药行业mRNA产业链专题研究：第三代核酸疫苗技术颠覆性创新

　　（报告出品方作者：中信证券，朱奕彰）
　　1。mRNA技术及其发展历程
　　第三代疫苗技术，高有效性低生产成本高安全性快研发速度
　　mRNA疫苗的优势：有效性高：激活体液免疫和细胞免疫，免疫原性强，且可表达多种抗原。研发周期短：平台技术复用性强，更有效应对突发疫情和病毒变异。低生产成本快生产速度：体外转录（IVT）合成制备，无需细胞培养和动物源基质，生产线可复用。安全性高：不存在潜在宿主感染风险或整合到宿主细胞基因组中的诱变风险，自我降解可通过正常生理过程代谢。劣势：稳定性差，一般疫苗储存温度是2～8摄氏度，BNT162b2mRNA1273为7020摄氏度，运输和储存成本高。
　　递送技术核苷修饰技术发展，带动mRNA技术落地
　　mRNA发现于1961年，历经半世纪科学探索，21世纪初起步商业化研发，2005年核苷修饰技术验证，2014年首个使用LNP递送的mRNA肿瘤免疫疗法临床试验，2017年LNPmRNA的流感疫苗、蛋白替代、个性化肿瘤疫苗临床试验，2020年LNPmRNA新冠疫苗上市。
　　2。mRNA疫苗生产过程及产业链龙头概览
　　上游原材料市场规模约400亿元，国产替代空间广阔
　　2021年新冠mRNA疫苗上游原材料市场规模约400亿元。以Moderna100g剂的新冠mRNA疫苗为例，1剂mRNA1273售价约20美元，毛利率82，生产成本约为3。6美元；Moderna、BioNTech新冠疫苗原材料成本占比分别为55。9和41。7，考虑到其定价接近，按照2021年销售额进行加权平均得到mRNA疫苗原材料成本占比约为51，对应每剂mRNA疫苗生产成本1。84美元；Moderna、BioNTech新冠疫苗2021年销售量分别为8。07亿剂、26亿剂，合计约34亿剂，对应上游原材料市场规模约63亿美元，按照2021年度期末汇率换算，约为400亿人民币。
　　核酸序列修饰技术
　　mRNA序列优化设计：提高mRNA疫苗的稳定性和翻译效率。密码子优化：5’帽子修饰，3’尾巴修饰，假尿嘧啶替换，低丰度稀有密码子替换为高丰度常见密码子，增加CG含量等。mRNA二级结构优化：基于目标蛋白质的高级结构来优化氨基酸序列，使其能够高效折叠或形成特定构象。
　　新冠病毒目标抗原单一明确（S蛋白），mRNA结构较简单且研发时间短，核苷修饰难度相对较低且产品间相似度高；随着mRNA技术应用于多抗原领域和蛋白替代优化领域，核苷修饰技术有望成为产品差异化重要因素。
　　设计筛选检测优化：AI高通量验证；与AI科技公司合作构建数据和算法壁垒。新冠疫苗全长刺突蛋白有1273个氨基酸，可供选择的mRNA序列数量达到10的632次方；随着氨基酸数量的增多，可供选择的mRNA序列数量指数级增加。
　　递送载体技术
　　递送载体为目前mRNA疫苗主要研发壁垒，LNP为主流递送系统，具备专利壁垒，自研LNP集中在阳离子脂质结构优化和LNP组分优化两方面。阳离子脂质：LNP核心成分，在酸性环境下携带正电荷，与携带负电荷的mRNA结合。胆固醇：提高纳米颗粒的稳定性。辅助脂质分子：调节纳米颗粒的流动性。PEG修饰脂质：提高LNP的稳定性，调节纳米颗粒的大小。
　　金斯瑞：全球领先的基因合成领域龙头企业
　　金斯瑞于2002年在美国新泽西州成立，2015年在港股上市，拥有金斯瑞生物科学（生命科学服务及产品平台）、百斯杰（工业合成生物学平台）、金斯瑞蓬勃生物（生物药CDMO平台）、传奇生物（细胞疗法平台）四家子公司，在中国、美国、日本、欧洲等地区均建立了研发生产基地，具备全球化生产和销售能力。公司于2000年开始提供实验室级别质粒服务，为国内最大cGMP级质粒生产商，供应国内目前所有mRNA疫苗项目质粒，提供临床前到商业化全阶段质粒供应。营收快速稳健增长，收入结构逐步多元化。2013至2021年，营收由3。67亿元提升至32。64亿元，CAGR31。41。
　　诺唯赞：国内生物试剂领域领先企业
　　诺唯赞成立于2012年，围绕酶、抗原、抗体等功能性蛋白及高分子有机材料进行技术研发和产品开发，依托自主研发的蛋白质定向改造与进化平台，能够提供用于mRNA疫苗生产中从模板合成、转录、修饰到纯化的全套酶解决方案。立足生命科学上游原料研发，持续拓展下游终端产品线。公司基础科学研究院负责底层技术开发和上游核心原料开发，逐步切入下游产品市场扩充产品线，设立生命科学事业部、体外诊断事业部和生物医药事业部。
　　键凯科技：国际化聚乙二醇衍生物研发生产龙头
　　键凯科技成立于2001年，2020年科创板上市，是全球少数能进行GMP级聚乙二醇衍生物规模化生产的企业之一，为LNP递送系统辅料关键供应商。公司业务覆盖PEG原料、PEG衍生物、PEG修饰药物研制全流程，是mRNA疫苗企业研发新型LNP的重要合作伙伴。营收净利润同步高速增长，规模效应带动利润率稳步提升。20172021年营收CAGR46，归母净利润CAGR70。业务快速放量产能规模效应，利润率稳步提升，2022Q1公司毛利率和净利率达86。37、51。90，同时公司加大研发投入，2022Q1研发费用率18。81。
　　3。他山之石海外mRNA三巨头
　　Moderna：引领mRNA传染病疫苗，布局全面的新兴BioPharm
　　Moderna成立于2010年，2018年登陆Nasdaq。由开发出mRNA诱导多能干细胞RiPSCs的哈佛医学院副教授DerrickRossi、美国三院院士“组织工程与药物递送之父”RobertLanger、风投机构FlagshipPioneering创始人NoubarAfeyan等创立。公司在传染病疫苗、肿瘤疫苗、蛋白替代等领域全面布局，研发数量全球第一，进度全球领先；重点布局传染病疫苗领域。具备从研究发现、药物开发、临床生产全流程平台，新冠疫苗验证平台技术，补齐商业化能力版图。药物发现平台：SOFTWAREOFLIFE；药物优化平台：DesignStudio。临床与生产平台：马萨诸塞州cGMP临床中心，每年超过100批次，具备一体化生产能力。新冠疫苗商业化：2021年新冠疫苗销售收入176。75亿美元，2022Q1为59亿美元。
　　BioNTech：专注mRNA肿瘤疫苗研发
　　BioNTech于2008年成立于德国，2019年登陆Nasdaq，由肿瘤科医生、德国土耳其裔夫妇Uurahi和ezlemTreci创立，致力于开发mRNA癌症免疫疗法，于2020年切入新冠疫苗研发。公司与辉瑞合作打通商业化渠道，新冠疫苗持续放量（公司拥有德国、土耳其地区的商业化权益及其他地区销售分成）。BNT162b22021年销售额约404亿美元，2022Q1为144亿美元；公司2021年收入214。89亿美元。
　　CureVac：专利储备丰富的mRNA首发企业
　　CureVac成立于2000年，位于德国图宾根，2020年登陆Nasdaq，是第一家成立的专注mRNA技术的研发企业；由IngmarHoerr基于博士期间在RNA领域的研究发现创立，2018年公司CEO更换为DanielMenichella。公司拥有693项专利，数量业内第一；具备从药物发现至生产全流程能力，研发出流动生产车间TheRNAPrinter。公司暂无商业化产品；共14条研发管线，4条进入临床I期，分别为2代新冠疫苗、流感疫苗、狂犬疫苗、实体肿瘤疫苗。2021年6月宣布一代新冠疫苗CVnCoV有效率为47，III期临床失败原因：1）使用未修饰的mRNA；2）疫苗使用剂量低；3）没有低温保存；4）III期临床数据同比不佳而迅速推进III期临床。
　　4。风起云涌国内mRNA疫苗企业
　　艾博生物：新冠mRNA疫苗ARCoV曙光将至
　　艾博生物成立于2019年，2020年1月新冠mRNA疫苗项目ARCoV立项，当年6月获得国内首个IND批文，2021年9月启动国际多中心III期临床，目前正在等待揭盲，有望于2022年底申报上市。公司于20202021年间完成4轮超10亿美元融资，投后估值接近190亿元。ARCoV仅用新冠病毒S蛋白RBD片段，使用自研LNP递送载体；生产模块化厂房已建设完毕，设计年产能2亿剂。ARCoVI期临床数据显示：15g诱导的最高中和抗体滴度为对照组2倍（145vs。71），全身性副作用发生率90，全身性3级副作用发生率30；可在28摄氏度保持稳定至少6个月。
　　斯微生物：拥有独家LPP递送载体技术
　　斯微生物于2016年在上海张江成立，由美国MDAnderson肿瘤中心博士团队归国创立；2017年7月，公司获得康奈尔大学休斯顿卫理公会医院沈海法教授发明的mRNA递送技术脂质多聚物纳米载体技术平台（LPPmRNA）相关专利的全球独家授权。LPP递送载体可规避LNP的专利纠纷风险，有望带来差异化疗效。新冠疫苗2021年1月获批IND，为国内第二；目前处于II期临床。个性化肿瘤疫苗前景可期。个性化肿瘤疫苗SMNeoVac1为第一个产品，2018年11月完成首例患者给药，针对晚期消化系统肿瘤患者。SMNeoVac1联合PD1特瑞普利单抗治疗非小细胞肺癌也已进入I期临床。
　　5。mRNA技术未来发展趋势
　　mRNA技术应用：预防性疫苗治疗性疫苗治疗性药物三大领域
　　mRNA技术应用场景广阔，可分为预防性疫苗治疗性疫苗治疗性药物三大类。预防性疫苗针对传染病，包括流感、RSV、HIV等疾病；治疗性疫苗集中在肿瘤疫苗领域；治疗性药物包括通过mRNA技术替代抗体、细胞因子等药物；此外还有mRNA技术应用于细胞重编程、再生疗法等领域。
　　新冠mRNA疫苗2022年市场规模有望达到545亿美元
　　新冠mRNA疫苗2022年市场规模有望达到545亿美元：2021年BNT162b2销售额约为404亿美元，mRNA1273销售额为176。75亿美元，合计约580亿美元；2022H1BNT162b2销售额为320亿美元（不含复星医药），Q2环比47。28；2022H1mRNA1273销售额为105亿美元，Q2环比25；2022H1合计销售425亿美元，Q2环比42。53；目前全球新冠疫苗基础免疫全程接种率已达61，加强针接种率已达27，增速均已放缓；2022年新冠疫苗市场主要由第三针加强针接种驱动；在携带大量突变的Omicron变异株扰动下，目前BA。4BA。5变异株已成为全球主要流行的新冠毒株，引爆变异株加强针接种需求；经历2021年的产能扩张和冷链运输设施建设，mRNA新冠疫苗供给已不再被产能限制，凭借强大保护力优势在全球渗透率进一步提升；同时考虑mRNA疫苗的降价因素；预计新冠mRNA疫苗2022Q3、2022Q4环比增速50，对应2022年市场规模545亿美元。
　　非新冠疫苗mRNA市场规模有望在2025年达到281亿美元
　　mRNA预防性疫苗有望在2025年503亿美元预防性疫苗市场中达到20渗透率，对应市场规模101亿美元；mRNA肿瘤疫苗有望在2025年达到0。5渗透率，按照2050万癌症患者基数，个性化治疗肿瘤疫苗全疗程10万美元人价格计算，对应市场规模105亿美元；mRNA蛋白替代疗法有望取代部分蛋白药物市场，按照2025年蛋白药物市场规模2200亿美元计算，假设mRNA蛋白替代疗法替代率达到3，对应市场规模为66亿美元；mRNA其他领域应用产品也将陆续上市，包括过敏免疫治疗、再生医学疗法（基因编辑）、医美等领域，按照基因编辑再生医学疗法179亿美元的市场规模计算，假设mRNA疗法渗透率为5，对应市场规模9亿美元。
　　报告节选：
　　（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
　　精选报告来源：【未来智库】。