在生物制药领域，细胞培养基素有“生命的血液”之称。
1882年，英国生理学家Sydney Ringer开发出一种盐溶液，让离体的青蛙心脏保持跳动，这是第一次实现动物组织的体外培养。
发展至今，细胞培养基已经成为生物制药领域的不可缺少的基石，只要是需要用到细胞生产的生物制剂产品，细胞培养基就无可替代。以无血清培养基为例，就有疫苗生产用无血清培养基；抗体、重组蛋白生产用无血清培养基；细胞及基因治疗用无血清培养基；原代细胞培养无血清培养基等。
目前，GIBCO、Merck、Hyclone等三家企业占据了无血清培养基的全球大部分市场份额。
生物制剂生产用培养基、药理及基础医学研究用培养基，主要由原代细胞无血清培养，其开发技术壁垒最高，干粉生产难度很大，几乎完全依赖进口，且具有很强的客户粘性。如果有国产制品替代进口，从运输供应时间和成本控制上取得竞争空间，将成为可能突破的方向。
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细胞培养基为何重要？
细胞培养基是生物制药生产的最关键原材料之一。其原材料主要是氨基酸、维生素、微量元素等，要求为药用级别。
目前我国细胞培养基的原材料主要依赖进口，如生物试剂公司Sigma等。但由于进口周期长，备货需要3-6个月甚至更长，通常会由国内企业提供少量药用级别氨基酸。大型制药企业会根据特定抗体及重组蛋白，进行无血清培养基配方的自主开发，然后寻求有供应能力的培养基生产商进行代工生产；而小型药企只能应用无血清培养基的标准商业化产品，无法做到工艺性能的最优化。
健顺生物董事长兼总裁罗顺博士对21新健康记者解释道，在生物制药领域有一个常用的比喻：培养基就相当于奶粉，直接影响着婴儿（生物药）的健康成长。
抗体及重组蛋白生产主要使用无血清、化学界定培养基，国内用户包括生物制药企业，如三生国健、康弘药业，嘉和生物等；生物药CDMO企业，如药明生物、澳斯康生物等。但过去三十年来，无血清培养基的供应因技术原因，长期被国外供应商垄断，近年来才逐渐打破这一局面。
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国外市场的长期垄断
在无血清培养基市场，有三大国外巨头长期“称霸”全球。三大培养基公司美国赛默飞（Thermofisher/Gibco）、美国默克（Merck/SAFC/JRH）、美国GE（GE Health/Hyclone），占有全球市场90%左右的份额。
三大家均拥有成熟的研发和客户体系，业务稳定性强。而且全球细胞培养基行业的现有格局，是通过多次并购整合形成的，尤其是Thermo Fisher，先是并购Hyclone，再并购Life Technologies（旗下品牌GIBCO），随后又把Hyclone卖给GE。
附：国外无血清培养基一览
Thermo Fisher
2003年，Fisher Scientific收购了位于美国犹他州、成立于1960年代的Hyclone，合并成为Thermo Fisher Scientific；2013年收购Life Technologies；又在2014年把Hyclone卖给了GE Healthcare。
Life Technologies旗下的GIBCO（Grand Island Biological Company），1962年成立于美国纽约州，主要生产化学成分界定的细胞培养基、无血清细胞培养基、基础细胞培养基及血清等产品，为全球最大的细胞培养基供应商。
GE Healthcare
2014年，GE Healthcare以10.6亿美元收购Thermo Fisher旗下Hyclone的细胞培养、基因调控及磁珠三项业务，相关业务在2013年营业收入2.5亿美元左右。Hyclone从为美国大学基础研究中的细胞培养开发高质量胎牛血清做起，现有产品包括基础细胞培养基、无血清培养基、无蛋白培养基及一次性生物反应器等。
Merck
Merck在细胞培养基业务的投入相当大，分别在2010年收购Millipore、2011年收购北京清大天一科技有限公司（其主要业务为动物疫苗培养基）、2014年收购Sigma(SAFC Bioscience)。2005年，Sigma收购JRH Biosciences，年收入在1.62亿美元左右，整合在旗下的SAFC Bioscience公司。
JRH Biosciences于1960年成立于美国堪萨斯州，2005年作澳大利亚CSL公司的一部分卖给Sigma Aldrich，主要产品包括基础培养基（DMEM、1640、MEM、M199）、无血清培养基（适用于CHO细胞、杂交瘤细胞、昆虫细胞等）和各种血清产品（澳大利亚及新西兰产地）。
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国产细胞培养基是否有优势？
近年来，细胞培养基的国产替代可以说是“小荷才露尖尖角”。
在人用、兽用疫苗行业，细胞培养基生产通常是基础培养基添加10%左右的血清，GIBCO等外资企业占有基础培养基和血清的主要市场份额，天杭生物、民海生物等国内企业占有部分血清市场份额。
在抗体及重组蛋白领域，主要使用化学成分界定的培养基，GIBCO等外资企业占据主要市场份额，健顺生物有一定市场份额。
在科研领域，主要使用的基础培养基、化学成分界定培养基及胎牛血清，GIBCO等外资企业占据主要市场份额，天杭生物、民海生物等占有一定的科研用血清市场份额。国内少数生物制药企业可自主开发无血清细胞培养基，如三生国健、天广实等。
近年来，我国生物制药领域发展迅速，除了因为生物制药人才不断从海外回归中国以外，还有监管部门的支持。此外，在保证产品质量的前提下，国内产品性价比更高（国内产品的平均价格是国外产品的三分之一左右），且具备更迅速的运输时效，种种条件都在为我国的生物制药发展提供源源动力。
近几年，中国生物制药企业也快速发展，初创生物制药企业通常就能获得数亿元、甚至数十亿元的融资。对中国无血清培养基企业来说，目前显然是生物制药发展的窗口期，天时地利人和之下，企业更多着力于在临床前为客户提供细胞株筛选及化学成分界定培养基的定制化开发，增强客户粘性，实现与客户共同发展。
罗顺博士对21新健康记者表示，细胞培养基长期以来被美国垄断，很大程度上是因为其规模化生产难以实现，而主要难点在于技术经验的限制以及前期巨大的资金投入。随着市场日新月异的变化，上市药物的竞争已逐渐成了生产工艺的效率和成本之比拼。目前，全球细胞培养基市场普遍存在采购成本提高、供应链不稳定、技术支持与服务严重缺乏等痛点。如健顺生物，就在规模化上力求取得突破，其于2019年12月正式开工的细胞培养基生产基地二期项目已投资数亿，建设用地78亩，预计将于2020年底实现全面竣工投产。
而在实际培养基采购过程中，美国的审查流程十分复杂，通常需要三到六个月的货期。时间成本极高。而健顺生物，只需要两个星期即可完成供货。“国产培养基在保证质量的基础上，突破规模化的难题，具备自身的优势。”罗顺博士补充道。
另一方面，随着带量采购、一致性评价的深入，细胞培养基市场也迎来发展的新机遇。各大药企在加强生物制药转型的要求之下，未来对培养基的需求也将更大，以实现在制药领域提高竞争效率，降低生产成本的目标。
“目前细胞培养基领域的全球年销售额已达到60-70亿美金，尽管中国连其中的十分之一都没有，但预计到2030年，中国将会占到全球份额的一半以上，而整个市场的销售额还在扩大。”罗顺博士向21新健康记者说道。
据了解，中国疫苗企业已逐步认识到用血清生产疫苗的弊端，逐渐转为无血清培养基生产工艺。预计未来在中国疫苗生产领域，无血清培养基将逐步全面替代血清。应用无血清培养基可降低疫苗企业生产成本和分离纯化成本，及提高疫苗产品质量。
此外，无血清培养基受药政部门监管，更换无血清培养基需要变更登记甚至临床试验，对于疫苗及生物制药企业来说，更换供应商的成本极高，因此无血清培养基企业的客户也有粘性强的特点。
“在国产替代层面，由于中国市场发展的历史因素，提高市场认可度的确困难，但随着质量体系的建立，我们引进更加先进的自动化技术、分析技术、过程控制，生产线的设计将达到甚至超过美国标准，再综合规模、成本、效率等诸多优势，国产培养基的推广难题也就能够pj了。”罗顺博士说道。
本文首发于21新健康（Healthnews21）
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