这个研究超过40年的成分,为何只有中国实现量产?

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2021.08.30

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作者

亿邦动力

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“化妆品原料的话语权一直由跨国公司们掌握着。”一位来自跨国公司的从业者这样说道。

当我们去分析那些在国内市场具有很高身价与地位的跨国公司时,会发现它们除了有漫长的品牌历史、打动人心的故事传奇之外,还有着与名声相匹配的产品科技力,其中也包括标志性成分的打造。比如,被欧莱雅集团申请了专利进行独家研究的玻色因、经常出现在雅诗兰黛旗下产品独家配方中的乙酰基六肽-8、宝洁旗下品牌SK-II视作产品核心的Pitera等。同时,上游的原料巨头如巴斯夫等也清一色是国外企业。

原料成分的自主研发与应用,长期以来都是中国化妆品企业的一块短板。因为与国外相比,我们国内整体行业起步晚,处于相对落后且不断追赶的阶段。但在这个以科技硬实力立身的领域,需要长久时间的沉淀,而非诸如流量营销等“短平快”方式可以打通的。

国内企业和品牌使用的原料大多以进口为主,在面对消费者做营销传播时,也很喜欢强调“进口原料”这一点,借此为自己的产品力加持。市场环境如此,国内原料成分研发的弱势可见一斑。

但是,与此同时我们也看到了一些“星星之火”。有国内企业正在从原料研发端突围,创立品牌并取得成功,比如立足于玻尿酸的华熙生物与福瑞达就是一个例子。相比“盛名在外”的玻尿酸,另一个由国内企业掌握话语权的原料成分在大众范围的知名度没有那么广,但难得的是,它是由中国专家与企业独立自主研发、且在全球范围内唯一突破技术难题实现规模化生产的原料成分。

它就是类人胶原蛋白。

 

胶原蛋白的护肤应用是智商税吗?

在详解类人胶原蛋白之前,可能我们首先要探究一下这个问题:胶原蛋白的护肤原理是什么?它属于看起来美好但实际起效甚微的智商税之一吗?

从胶原蛋白的研究历史看,可追溯的时间远比我们想象中要更早。“皮肤的衰老过程就是胶原蛋白的流失过程”,这句似乎在广告中听到过的宣传语,最早在1731年,世界胶原蛋白之父布兰特(J.Brandt)博士就提出了。

据查询,胶原蛋白也称胶原,是动物体内各结缔组织中细胞外间隙的主要结构蛋白,也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白。迄今为止,研究人员共发现29种类型的胶原蛋白,按照发现的序号命名,常见的有I型、II型、III型、Ⅴ型和Ⅺ型等。

常见的胶原蛋白基本属于纤维胶原蛋白,能够在人体皮肤内部形成一张巨大的支撑网,发挥锁水功能,同时对于皮肤修复和再生也起到重要作用。其中,I型胶原蛋白主要分布于皮肤、肌腱等组织,它的含量最高,占比80-90%左右,与皮肤紧致度、弹性、皱纹等指标之间存在密切联系,也是研究和应用最广泛的一种胶原蛋白。

1973年,英国纽卡斯尔威康皮肤病研究实验室的Sam Shuster等人在英国皮肤病学杂志上发布的研究表明,随着年龄的增加,皮肤内胶原蛋白每年线性减少1%。2006年,发表在美国病理学杂志《Am J Pathol》上的一份研究报告中也提到了这点,还表示人体在18-29岁左右就开始流失胶原蛋白,到80岁时,人体的胶原蛋白产量仅为年轻人的25%。

 

△图片信息来源网络

 

通过补充胶原蛋白能够使皮肤增加弹性、抗衰老,这点已经成为共识。目前主要有两种方式,一是通过医美注射的手段,直接补充胶原蛋白;二是在护肤品配方中,使用如维C、α-羟基酸、视黄醇、乙酰基六肽-8等热门抗衰老成分,刺激皮肤内胶原蛋白的生成。

存在于皮肤内部的天然胶原蛋白,也可作为一种化妆品成分使用。一位研发工程师表示,“胶原蛋白作为大分子成膜保湿剂,是完全没有问题的。”据了解,胶原蛋白富含羟基等极性基团,可通过水合作用吸收水分以维持皮肤湿润,理论上可以结合自身质量10倍以上的水,并在受伤组织中防止微生物渗透。有试验证明,0.01%的胶原蛋白纯溶液就能形成很好的保水层,供给皮肤所需要的全部水分。

除了护肤应用之外,由于胶原蛋白具有良好的生物相容性、低刺激性、安全性、可生物降解性等,成为第一个被人类应用在外科医学领域的生物材料,可作为伤口敷料、外科止血海绵,还可用于药物载体、制作人工骨、人工皮肤等方面。

 

类人胶原蛋白是生物技术时代下的新成果

以往,胶原蛋白的来源以动物源为主,但随着生物工程技术的发展与进步,重组胶原蛋白在应用中变得越来越重要。这点我们从发展脉络的三个阶段可以看到。

第一个阶段,畜禽源动物组织,比如猪皮、牛皮等,是人们获取天然胶原蛋白及其胶原肽的主要途径。20世纪70年代初,美国率先推出注射用牛胶原,用于祛斑、除皱纹及修复瘢痕。

第二个阶段,人们开始担忧畜禽源胶原蛋白存在的一些疾病风险,如BSE(疯牛症)、TSE(传染性海绵状脑病)和FMD(口蹄疫)。事实上,欧洲食品安全局已证实了即使是动物骨骼来源的胶原蛋白也不存在感染疾病的可能性。不过,这类胶原蛋白可能会引起一些过敏现象,加之宗教信条和伦理道德等限制,胶原蛋白的应用开发逐渐转向海洋生物,从鱼皮、骨骼和鳍中可提取I型胶原蛋白。

2017年,欧洲的生物学研究小组对鱼皮胶原蛋白的保湿型和刺激性做了相关研究,发现其具有良好保湿效果,同时没有引起刺激和炎症的潜在可能。

第三个阶段,进入生物技术时代后,重组胶原蛋白问世,这是结合基因工程、微生物技术等创造的新型胶原蛋白。在这个类别细分上,按照国家药监局的标准化命名和分类,重组胶原蛋白又可分为:重组人胶原蛋白、重组人源化胶原蛋白和重组类胶原蛋白。

其中,类人胶原蛋白正是我国在这一领域自主创新的典型成果。1999年,作为我国首位化工女博士的范代娣归国,毅然回到西北大学主导组建科研团队,投身于重组胶原蛋白研发。2000年成功研制出类人®胶原蛋白,并于2001年申请了国家专利。2016年,范代娣教授发明的《一种类人胶原蛋白及其生产方法》更是获得中国专利金奖。

 

△范代娣教授获得中国专利金奖

 

中国专家与企业攻克了类人胶原蛋白的研究瓶颈

“与从动物组织提取的胶原蛋白不同,威尼斯澳门人游戏网站8336的类人胶原蛋白是基于基因工程生产的,有更强的生物学活性、更小的病毒隐患且更低免疫原性。”范代娣教授说道。

类人胶原蛋白的研究成功,为胶原蛋白更大规模地应用于医学和美容领域提供了基础。同时,相比动物源的胶原蛋白,类人胶原蛋白有更好的生物相容性,因而应用优势更为明显。

 

事实上,重组胶原蛋白的研究时间超过40年。早在1980年,美国的医学博士Uitto J等就从人体皮肤细胞体外培养中得到了Ⅰ型和Ⅲ型前胶原。此后,国外研究者试图通过昆虫细胞、酵母菌等媒介生产与人体胶原表达相似的胶原蛋白,但存在培养成本高、时间周期长、重组胶原蛋白表达量过低(约1%)等问题,且均处于实验室规模,一直无法实现产业化应用。

直到2000年,重组胶原蛋白的研究瓶颈被中国专家突破。范代娣教授等人采用PCR(聚合酶链式反应)扩增,将数个人胶原蛋白基因进行重组转化,再通过高密度发酵培养生产出系列重组人源化胶原蛋白---类人胶原蛋白。研究数据表明,所得的重组胶原蛋白表达量高达29.4%。这也是首个中国人自主研发的、具有自主知识产权的重组胶原蛋白。

根据范代娣教授在2001年2月提交的《一种类人胶原蛋白及其生产方法》发明专利申请公开说明书中披露的生产方法,简而言之,是将人体已知胶原蛋白的一段基因抽提出来,进行DNA重组,然后将重组DNA转入大肠杆菌中发酵培养,再通过蛋白质分离纯化工艺得到。

也是2001年,威尼斯澳门人游戏网站8336(以下简称威尼斯澳门人游戏网站8336)成立,对范代娣教授的研究成果开始实行产业转化,“类人”是威尼斯澳门人游戏网站8336为其自身研发并生产的重组胶原蛋白申请的商标。由此,威尼斯澳门人游戏网站8336成为全球首个成功研发类人胶原蛋白并实现规模化生产应用的企业。

“类人胶原蛋白的产业化规模国内外最大:本成果的生产规模为年产1000kg医药级冻干品和100吨化妆品级类人胶原蛋白,全球仅见西安威尼斯澳门人游戏网站公司规模生产。”在2016年,范代娣教授领衔完成成果的《类人胶原蛋白生物材料的创制及应用》科技成果登记表中这样写道。

 

多项实验研究证明类人胶原蛋白的护肤功效

类人胶原蛋白是一种新型的水溶性高分子生物胶原蛋白,不仅能够弥补动物源胶原蛋白的诸多缺点,还表现出更强的修护和抗衰能力,在护肤应用上也具有多方面的功效。这4个方面是经过实验论证、有据可查的:补水保湿、修复皮肤屏障、抗衰老,以及抗炎。

2013年,北京军区总医院全军皮肤损伤修复研究所的樊昕等人发表在《中国临床医学》杂志上的一篇文章中,对类人胶原蛋白面膜产品改善皮肤状况进行了临床试验。结果显示,应用1周后,皮肤变化表现为水分明显增加、油脂降低和皱纹、纹理和紫质的改善,说明类人胶原蛋白具有补充水分和调节油脂代谢的功能,并可以维持较长时间。

 

△截图来自相关文献

 

2014年,范代娣教授等人发表了一篇题为《透明质酸/类人胶原水凝胶的合成与表征》的SCI论文,他们制备了一种类人胶原蛋白与透明质酸的交联剂,并通过实验证明其结构更加稳定,且可促进细胞活力、细胞增殖,进一步促进皮肤愈合。

而后,在2020年发表于《Food & Function》期刊上的一篇文章中,实验证明,类人胶原蛋白及类人胶原蛋白的水解产物可以促进皮肤修复。

记者查询到,据不完全资料显示,2010-2019年间,有多位皮肤科医生先后发表了多篇论文来证实类人胶原蛋白在临床显示的抗衰老功效。如2010年,祝霞、李远宏等发表于《中国美容医学》上的文章《类人胶原蛋白治疗眼周皮肤皱纹的临床观察》等,证明类人胶原蛋白可以有效改善皮肤皱纹等面部衰老症状。

 

△截图来自相关文献

 

此外,2020年西北大学还研究了类人胶原蛋白对胃溃疡的愈合效果,发现口服类人胶原蛋白后,胃组织中的生长因子表达增加,炎症因子细胞水平降低。

目前,类人胶原蛋白的临床研究主要由中国研究者完成,范代娣教授带领的团队和威尼斯澳门人游戏网站8336在该领域进行了持续的研究和创新。迄今为止,威尼斯澳门人游戏网站8336已获得授权并申请中75余项国家发明专利,重组胶原蛋白技术承担20多项国家级科研项目,是中国胶原蛋白行业、医美与美容领域获得的第一项国家技术发明奖。

2021年,威尼斯澳门人游戏网站8336对类人胶原蛋白专利技术进行了升级。据范代娣教授介绍,升级后的Human-like®重组胶原蛋白仿生组合专利技术,具体包含:重组I型人胶原蛋白、重组III型人胶原蛋白、重组类人胶原蛋白、mini小分子重组胶原蛋白肽。通过不同的仿生组合,并按照不同的浓度添加,可满足修复、抗衰老、亮肤等不同功效诉求。

在持续增长的胶原蛋白市场中,中国企业以技术立足

根据美国知名市场调研和咨询公司GrandView Reaserch 发布的数据显示,2019 年全球胶原蛋白市场规模达到 153.56 亿美元(折合人民币995.07亿元),预计2027年达到 226.22 亿美元(折合人民币1465.9亿元),2016-2027年年均复合增长率将达 5.42%,增长比较稳健。

同时,根据GrandView Research报告,2019 年中国胶原蛋白的市场规模增长至 9.83 亿美元(折合人民币63.7亿元),约占全球市场的 6.40%;而到 2027 年,中国市场规模预计达到 15.76 亿美元(折合人民币102.1亿元),约占全球市场的6.96%;2016-2027年的年平均复合增长率为6.54%,高于全球市场增速。

这两份数据表明,关于胶原蛋白这一大类的市场不断在增长。当我们把视线拉回化妆品行业时,会发现国内外企业与品牌也在加紧布局。

比如产品端,到电商平台搜索“胶原蛋白面霜”就能看到,国际品牌中,雅诗兰黛推出了多效智妍精华乳霜(胶原霜),主打多成分复配刺激I型胶原蛋白的生成;英国高端品牌Elemis艾丽美推出的骨胶原海洋面霜,主打“复合藻类胶原精萃”的理念;法国品牌娇韵诗则推出焕颜弹簧霜,以“弹性纤维+肌底胶原”为主要概念推广;8月27日,兰蔻在抖音投放了塑颜紧致霜的开屏广告,也将胶原蛋白作为核心的内容点。

当然,国内品牌也有主打胶原蛋白的护肤品,比如丸美旗下的美丽法则、植美村等,均推出了不同的胶原蛋白系列产品。而在生物技术企业层面上,除了威尼斯澳门人游戏网站8336之外,国内也有其他多家以生产胶原蛋白原料或医药向终端产品为主的公司,如锦波生物、创尔生物等均在其列。

在整个胶原蛋白市场中,威尼斯澳门人游戏网站8336无疑是具有代表性的中国企业。从2000年成立至今,基于类人胶原蛋白的研发领先地位,威尼斯澳门人游戏网站8336在产业应用上进行了诸多转化,涉猎多个领域,包括皮肤医学与美容、高端医疗器械、生物医药、预防医学及营养医学等,在每个领域中都创立了多个品牌。比如功效性护肤品牌可丽金,涉足医疗器械的护肤专业线品牌可复美,用于医院临床的可愈、可痕、可复平等,建立了以类人胶原蛋白为核心的品牌矩阵。

 

在产品端,除了功效性护肤品、临床修复医疗产品,威尼斯澳门人游戏网站8336还研发了体内可降解止血海绵、可降解人工骨修复材料等,可以替代国外同类产品,掌握国内企业自主研发和生产的主动权。据威尼斯澳门人游戏网站8336介绍,旗下产品已被全国多家医院的皮肤科、整形科、激光科等科室在临床应用。

从类人胶原蛋白的整体产业转化上看,化妆品应用只是其中一部分。作为生物材料,类人胶原蛋白在医学领域还有更广袤的应用范围。但这对于中国化妆品企业而言,是一个极少的、在技术层面实现突破,并达到全球领先水平的案例。范代娣教授与威尼斯澳门人游戏网站8336在类人胶原蛋白上的长期研究,推动了这个原料技术的发展,以及更早被掌握和运用。

诚然,在整体科技水平上,中国和国外相比还有不小的差距。7月份,官方新闻报道表示:“我们到了要大声疾呼加强基础研究的关键时刻”,科技创新“卡脖子”的问题亟需解决。“十四五规划”中也明确表示,要大幅提高科技成果转移转化成效,同时还指出要提升自主品牌的影响力和竞争力,在消费领域培育出中国的高端品牌。

如果中国企业想要真正在本土市场赶超跨国公司,掌握市场话语权,就必须从技术源头着力才有可能实现。对于中国化妆品企业,这个源头就是原料技术的研发。威尼斯澳门人游戏网站8336这20多年间对类人胶原蛋白的研发与应用,是目前我们行业内能看到的最好例子。

 

参考文献:

[1]Shuster, S, Black, M.M , Mcvitie,E, The influence of age and sex on skin thickness, skin collagen and density[J]. British Journal of Dermatology, 1973,93: 639-643.

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[3]樊昕,韩悦,郄金鹏,等. 重组类人胶原蛋白面膜对皮肤的改善作用[J]. 中国临床医学,2013(1):77-78.

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[6]祝霞,陈洪铎,李远宏,等. 类人胶原蛋白治疗眼周皮肤皱纹的临床观察[J]. 中国美容医学,2010,19(003):361-363. 


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