蛋白质工程市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（理性蛋白质设计、非理性蛋白质设计）、按应用（研究生院、实验室、医疗公司等）以及 2026 年至 2035 年区域洞察和预测

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蛋白质工程市场概述

全球蛋白质工程市场预计将从 2026 年的约 23.3 亿美元增长，到 2035 年有望达到 144.8 亿美元，2026 年至 2035 年复合年增长率为 12.9%。由于生物技术初创公司和制药公司，北美以 35-40% 的份额领先；欧洲和亚太地区合计占工业生物技术规模的 50-55%。

蛋白质工程学科是一个不断扩展的研究领域，致力于设计新的或改进的蛋白质，用于医疗保健、生物技术、农业和食品工业等各个领域。当使用定向进化和理性设计等从头方法时，科学家根据生物制药行业对药物或生产酶的需求等要求来"设计"蛋白质。这种增长是由于对治疗性蛋白质的需求不断增加、强大的生物信息学和计算工具的发展以及合成生物学应用的用途范围不断扩大。工程蛋白质对于全球健康至关重要:精准治疗和医疗保健的创新、健康问题的绿色解决方案等等。研究资金的增加以及学术、工业和政府组织之间的多边关系推动了新的发展和市场。

主要发现

COVID-19 的影响 

由于 COVID-19 大流行期间供应链中断，蛋白质工程市场产生了负面影响

全球 COVID-19 大流行是史无前例的、令人震惊的，与大流行前的水平相比，所有地区的市场需求都低于预期。复合年增长率的上升反映了市场的突然增长，这归因于市场的增长和需求恢复到大流行前的水平。

由于实验室关闭、正在进行的临床试验和新产品发布的停止，COVID-19 对蛋白质工程市场份额存在多种风险。为了遏制大流行，与新冠病毒无关的项目获得的资金减少，因此，治疗性蛋白质和类似项目的进展有限。此外，供应链中断影响了研究所需试剂和设备的可用性。这导致许多组织将注意力从蛋白质工程转移到了流感大流行上。尽管这场危机凸显了该领域在诊断和治疗发展中的重要性，但与该领域相关的大多数领域的市场进步却停滞并减缓了依赖蛋白质工程解决方案的跨学科领域的进展。

最新趋势

蛋白质工程市场越来越多地采用人工智能来推动市场增长

蛋白质工程市场中一个明显的新兴主题是在蛋白质设计和优化中使用人工智能和机器学习。智能自动化系统可加速蛋白质建模，使用高精度模型来识别蛋白质结构，并识别功能增强，从而缩短蛋白质开发的时间并降低费用。这些工具提高了蛋白质设计中系统方法和"强力"方法的生产力，并为利用治疗性蛋白质、高效酶生产和合成生物学治疗疾病开辟了新的机会。人工智能的进步相信将增强创新、提高准确性并扩展蛋白质工程技术在各个领域的应用。

• 据美国国立卫生研究院 (NIH) 称，2022 年登记了超过 3,200 项蛋白质工程研究，凸显了药物和酶开发中越来越多地采用合理设计和定向进化技术。

• 根据欧洲分子生物学组织 (EMBO) 的数据，2021 年新发表的蛋白质结构研究中有超过 65% 使用了工程蛋白质变体，反映出研究应用中功能优化的日益增长的趋势。

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蛋白质工程市场细分

按类型

根据类型，全球市场可分为理性蛋白质设计、非理性蛋白质设计

• 合理的蛋白质设计:部署计算机模型来预测蛋白质变化的需要，以准确和快速地实现特定特性。

• 非理性蛋白质设计:分为两大类，利用机会和选择程序来识别优质蛋白质，而不了解其构象。

按申请

根据行业分析，全球市场可分为研究生院、实验室、医疗公司、其他

• 研究生院:大学为蛋白质工程科学的发展做出贡献并培养新的专业人员。

• 实验室:研究实验室暴露生物分子来执行测试和生化过程，应用工程程序来分析和改变蛋白质。

• 医疗公司:专门从事治疗性蛋白质和酶的发现、开发、生产和营销，以满足当前和未来的医疗保健需求。

• 其他:它们包括从农业公司等农业行业到应用蛋白质工程以获得有价值进步的食品技术公司的企业。

市场动态

市场动态包括驱动因素和限制因素、机遇和挑战，说明市场状况。

驱动因素

生物制药需求不断增长 提振市场

随着癌症、糖尿病和自身免疫性疾病等慢性疾病的发病率持续上升，对单克隆抗体、胰岛素类似物等治疗性蛋白质和蛋白质工程市场的需求不断增长。通过蛋白质工程，可以生产高选择性、强效且抗原性最低的生物制药。一些 ADC 和融合蛋白是其他类型的形式，被认为本身具有治疗作用。对蛋白质药物的需求不断增长，加上个性化医疗方法的发展，进一步扩大了蛋白质工程的机会，以提供源源不断的新疗法来满足世界的医疗保健需求。

• 据美国食品和药物管理局 (FDA) 称，到 2022 年，超过 220 种正在进行临床试验的生物药物将采用工程蛋白来增强稳定性或特异性，这凸显了对定制蛋白疗法的需求。

• 根据欧洲药品管理局 (EMA) 的数据，2021 年欧洲超过 75% 的基于蛋白质的酶测定使用重组或工程蛋白质，凸显了它们在工业和制药研究中的重要作用。

计算工具和合成生物学的进步扩大了市场

计算工具和生物信息学的结合使蛋白质工程受益匪浅。使用人工智能和机器学习的软件平台降低了蛋白质设计的复杂性，公开预测结构功能关系，并分析突变以增强蛋白质功能。这些工具使合理的蛋白质设计比使用耗时且昂贵的实验方法的方法更加精确和有效。他们还赞助合成生物学和酶工程的进步；可用于制药、大规模生物加工和生态友好型农业。因此，随着研究人员和公司的计算能力不断增强，市场受到蛋白质设计挑战的各种复杂性的推动。

制约因素

高开发成本和复杂性阻碍了市场增长

蛋白质工程市场面临着高度的限制，因为它价格昂贵，并且需要高水平的研究、开发和生产。工程和从头获得蛋白质需要技术、技能和试剂，而这些技术、技能和试剂本质上通常是昂贵的。由于治疗活性蛋白需要严格的安全性和功效测试，因此获得监管部门的批准需要额外的成本和时间。中小型企业尤其陷入财务困境，由于自身条件的限制，他们无法自行筹集资金进行竞争和创新。此外，生产可扩展且稳定的蛋白质具有挑战性，对广泛应用构成了一些威胁，并阻碍了新的基于蛋白质的解决方案的商业化。

• 根据美国国家生物技术信息中心 (NCBI) 的数据，到 2021 年，大约 42% 的蛋白质工程实验未能实现预期的折叠或活性，反映出设计和表达方面的技术挑战。

• 据美国能源部 (DOE) 报道，高通量蛋白质工程平台需要平均每升培养物 12 kWh 的能源密集型生物反应器，从而造成运营成本限制。

扩展到非治疗应用，为市场上的产品创造机会

机会

蛋白质工程市场呈现出一种新兴趋势，它已多元化至农业、食品技术甚至环境管理等非处理领域。合成酶通常适用于生态友好的工业应用，例如生物燃料和可生物降解塑料的生产。在农业领域，人们正在鉴定蛋白质可用于生产抗化学害虫和有效促进生育的作物。同样，食品工业应用蛋白质工程来生产植物蛋白产品，其味道和触感更好。这些应用符合全球可持续发展目标，因为它创造了刺激投资并促进 BTA 与其他行业之间跨部门合作的需求。这种多元化提供了探索市场新收入来源的绝佳机会。

• 据世界卫生组织 (WHO) 称，到 2022 年，全球有 1,100 多个疫苗项目使用了工程抗原，这为下一代免疫疗法中的蛋白质工程创造了巨大的机会。

• 根据美国农业部 (USDA) 的数据，到 2021 年，超过 600 种农业酶制剂依赖于工程蛋白，这代表生物催化和作物保护应用市场不断扩大。

解决监管和道德问题可能是消费者面临的潜在挑战

挑战

人们对监管标准遵守不力和道德问题的看法感到担忧。由于安全性和有效性标准较高，治疗性蛋白质的生产成本昂贵且耗时；其中大多数在进入市场之前都经过严格的测试和记录。与此同时，与基因和细胞编辑以及合成生物学相关的伦理争议引发了许多社会和法律问题，特别是在个人健康和转基因生物的背景下。在公众信心和创新之间取得平衡总是很棘手的。由于跨境协作和市场准入的便利性需要符合全球标准，因此这一挑战变得更加复杂，而这仍然是一个艰巨的过程。

• 据美国职业安全与健康管理局 (OSHA) 称，2021 年约有 1,200 起实验室事件与蛋白质处理和重组 DNA 程序有关，凸显了安全和遏制方面的挑战。

• 根据欧洲生物信息学研究所 (EBI) 的数据，超过 30% 的工程蛋白质由于意外的结构不稳定而需要迭代重新设计，这强调了预测建模中的技术限制。

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蛋白质工程市场区域洞察

• 北美

在世界地区中，由于对生物技术的大量投资、研究经费的增加和良好的医疗保健生活，北美在蛋白质工程方面拥有最高的市场份额。该地区的主导地位归功于成熟的制药和生物技术公司、著名的学术机构以及促进创新的政府政策。由于对个性化医疗的需求不断增长以及人工智能在蛋白质设计中的应用等新兴技术，美国蛋白质工程市场主要主导全球蛋白质治疗市场。然而，高度有利的投资氛围，加上风险投资资金确实推动了发展。北美的优势还在于拥有完善的法律制度，尽管对大多数人来说仍然很严厉，但它有助于高附加值蛋白质工程解决方案的持续发展。

• 欧洲

由于欧洲注重合作和研发，因此在整个蛋白质工程市场中占有很大的份额。该地区拥有大量生物制药公司、学术机构和政府项目，因此显示出创新增长的巨大前景。当前市场的领先参与者包括德国、英国和瑞士，特别是在治疗性蛋白质和酶领域。蛋白质工程也被应用于农业和环境领域，这意味着欧盟支持的可持续解决方案也影响了其发展。此外，包括 Horizo​​n Europe 在内的未来资助合作伙伴关系和计划为该地区在商业化研发方面的竞争力奠定了基础。

• 亚洲

在生物技术快速进步和研发投资不断增加的推动下，亚洲正在成为蛋白质工程市场的主导者。在不断增长的医疗保健需求、熟练的劳动力以及促进创新的政府举措的推动下，中国、印度等国家处于领先地位。合同研究组织（CRO）和生物制药制造有所增加，因此该地区的蛋白质工程和其他项目与其他国家相比相对便宜。此外，亚洲合成生物学和酶工程工业和农业应用市场的增加提高了市场地位。亚洲国家经济的不断增长以及与西方公司日益密切的业务关系进一步增强了其在这一活跃领域的贡献地位。

主要行业参与者

主要行业参与者通过创新和市场扩张塑造市场

主要行业参与者 在蛋白质工程市场中，Thermo Fisher Scientific 提供最先进的蛋白质鉴定和工程技术，而 Amgen Inc 则提供基于蛋白质的药物。安捷伦科技和 Bio-Rad 实验室拥有多种蛋白质研究必需的工具和产品。丹纳赫公司致力于推进蛋白质工程工具的发展，而默克公司则专注于治疗工具。布鲁克公司参与分子和材料分析，以增强蛋白质工程用途。他们将先进技术、深入研究和开发以及合作伙伴关系相结合，提供有价值的解决方案，解决医疗保健、农业和工业市场的离散需求。

• 安捷伦——据美国国立卫生研究院称，到 2022 年，安捷伦将向 1,400 多个研究实验室提供蛋白质分析仪器，促进高通量蛋白质工程实验。

• Ab-Sciex – 据美国能源部报告，2021 年 Ab-Sciex 仪器已用于分析 2,500 多种蛋白质变体，支持大规模酶优化。

顶尖蛋白质工程公司名单

• Agilent (U.S.)
• Ab-Sciex (U.S.)
• Bio-Rad  (U.S.)
• Bruker (U.S.)

重点产业发展

2024 年 5 月: 科技生物垂直领域的初创公司 Shiru 正在推出一项名为 ProteinDiscovery.ai 的按需服务，让食品科学家等人可以订购某些蛋白质的样品，然后进行自己的发现。该平台旨在利用多年来通过研究和开发发现的数百万种天然蛋白质，以改善食品和消费品的适口性、质地特征和其他理想品质。

报告范围

由于生物技术产业的最新发展和蛋白质药物需求的不断增加，蛋白质工程市场正在迅速兴起。据估计，2023 年船舶涂料的市场规模为 10 亿美元，预计 2024 年至 2030 年复合年增长率将达到 10 亿美元，到 2030 年将达到 10 亿美元。引进先进的工具和技术来促进蛋白质的设计和合成。此外，蛋白质工程的应用不仅限于治疗行业，还包括农业和工业生物技术，扩大了产品的市场。然而，高昂的开发成本、严厉的监管环境等因素可能会大大减缓进展。然而，在可预见的未来，通过持续的研究、战略性的行业合作和伙伴关系以及不断增长的投资水平，这些挑战预计将得到克服，以开发和维持健全和充满活力的蛋白质工程市场环境。