贻贝粘蛋白的“奥妙”,自研道路能走多远?| 揭秘吧!成分

贻贝粘蛋白的“奥妙”,自研道路能走多远?| 揭秘吧!成分

破解国货美妆“卡脖子”困境


近年诸多美妆企业持续发力研发领域,国内外企业纷纷通过研发先行,科技驱动,构建和夯实品牌的技术壁垒,“合成生物学”成为美妆行业一个新热点。

2021年,珀莱雅同化妆品行业原料巨头德国巴斯夫(BASF SE)签署了战略合作协议,推动原料合作,研发专供成分。2022年,华熙生物正式将“合成生物学”确定为未来战略发展方向。2016年财报显示华熙生物企业研发费用2396万元,到2022年其研发投入已暴涨15倍以上。通过合成生物学技术,华熙生物在胶原蛋白、透明质酸酶、硫酸软骨素等产品上取得了一定的进展。

根据国际知名调研机构Reportlinker发布的统计,2022年合成生物学全球市场规模为131.10亿美元,较2021年增长30.20%。预计2021-2026年的复合年增长率可达27.27%,到2026年全球合成生物学市场约达336.30亿美元。

2022年国家发展改革委 在《“十四五”生物经济发展规划》中指出:“包括合成生物学在内的生物经济是未来中国经济转型的新动力。”

伴随着功效护肤市场的发展,利用合成生物学,自研中国特色成分成为破解国货美妆“卡脖子”困境的重要策略,比如,伽蓝集团自研酵母“喜默因”成分,欧诗漫自研成分珍白因。同时,我们也注意到,近几年蛋白成分蔚然成风,除了大热的胶原蛋白,还有其他蛋白领域,比如贻贝粘蛋白等。贻贝粘蛋白逐渐吸引着企业自研的目光,相关企业加大科研投入探索重组贻贝粘蛋白的“奥秘”。贻贝面膜、贻贝修护精华、贻贝喷雾等修护产品逐渐在市场上崭露头角。

新兴成分贻贝粘蛋白,究竟有什么“奥秘”?怎么走重组贻贝粘蛋白的自研成分道路?这对相关企业走自研合成生物道路有什么借鉴参考?


贻贝粘蛋白是什么?


喜欢吃海鲜的人一定见到过青口、海虹或淡菜(这就是贻贝)。食用贻贝时,其肉身有个难以下咽的线团,其实这就是贻贝顽固于岩石的本钱——足丝。贻贝的生长环境是辽阔海洋水域。面对大风大浪的海域,它通过足丝分泌的物质牢牢将自己固定在海水下的岩石、船体等固体表面上。

但是大部分人可能不知道这个生物在医学界或医药界大有用途。从贻贝足丝提取的一种大分子蛋白——贻贝粘蛋白可有效用于烧伤烫伤。贻贝粘蛋白对于烧伤病人提供了巨大帮助,烫烧的伤口在使用贻贝粘蛋白处理过后愈合速度变快,形成的疤痕平滑,瘙痒也有所缓解。

 

“生物胶水”贻贝粘蛋白的发现要追溯到1980年。美国科学家们于1980年首次发现,贻贝粘蛋白一经公开就迅速成为全球关注的热点,并登上了《自然》杂志的封面。 

1980年代-2000初,学术界掀起了天然贻贝粘蛋白开发研究。

美国西北大学发现了生物粘合剂作用。

瑞典皇家理工发现了形成保护膜作用。

开普大学发现了促愈合作用。

诺贝尔医学奖Jan-Christer Janson 教授发现了抑制局部炎症的作用。

贻贝粘蛋白被称为“海洋软黄金”,具有促进细胞贴壁爬行、促进创面愈合、抑制瘙痒、广谱粘接、形成抗水保护膜等作用。而贻贝粘蛋白的加速创面修复、促进愈合功能不仅仅可以用在烧伤,而且可以用于皮肤修复。

目前,贻贝粘蛋白多作为医用粘合剂用,应用于眼科手术、皮肤组织粘合及骨骼粘合等临床,并扩展进入医疗美容领域,贻贝粘蛋白也逐渐吸引了诸多企业的目光。这就不得不提到它的结构组成。


1.贻贝粘蛋白结构特点


1)正电荷

贻贝粘蛋白含有丰富的赖氨酸和精氨酸,这使得蛋白具有较高的等电点,其在人体生理pH值下带有很强的正电荷。因人体的各种细胞均带负电荷,带正电荷的贻贝粘蛋白就可通过静电相互作用与细胞结合,促进表皮细胞的贴壁、爬行替代,从而加速创面或溃疡面的愈合。

2)多巴(DOPA)

蛋白序列中的酪氨酸被酪氨酸酶氧化成DOPA,氧化的DOPA和未氧化的DOPA交联形成膜或是网状支架,促使蛋白质更加紧密、稳固地附着在人体表面,起到保护作用。

3)疏水基团

组成贻贝粘蛋白的几种氨基酸含有丰富的疏水基团,在生理溶液存在的情况下、贻贝粘蛋白的部分疏水基团暴露出来,可与细胞膜的脂质双分子层通过疏水作用相互结合,强化细胞隔水黏附。具有疏水基团的贻贝粘蛋白非常适合人体中鼻粘膜、口腔黏膜等等湿润环境,它可以在创口表面形成一个透气透水的薄膜。

 

2.贻贝粘蛋白五大功效


贻贝粘蛋白具有五大功效:消炎,抑菌,抗氧化,抑制色素沉积,改善浅表创面、修复粘膜损伤及皮肤敏感脆弱等功效。

依据这几个功效,目前美妆市场上贻贝粘蛋白的适用范围有:

1)消炎  

对过敏性皮肤、药物性皮炎及激素依赖性皮炎有明显的清洁辅助作用。

2)抑菌

对面部皮肤常驻菌,如金黄色葡萄球菌等有抑菌及消毒作用。

3)抗氧化

具有显著的清除自由基的作用,同时可延长营养物质在皮肤表面的停留时间、提升修复效果。

具有保持水分、清洁皮肤、清洁污垢、提亮肤色的作用。

4)抑制色素沉积,改善浅表创面、修复粘膜损伤及皮肤敏感脆弱

可用于皮肤痤疮、毛囊炎、皮炎、皮疹、皮肤过敏、皮肤暴晒引起的色素沉着及浅表性疤痕的辅助。

可用于激光、光子嫩肤、磨削术后预防色素沉着及减轻轻疤痕的辅助。

有效清洁及改善浅表创面。

 

贻贝粘蛋白最初是针对大面积的烧伤、烫伤,但是因为贻贝粘蛋白能在创面建立连接,加速创面修复,消除各类炎症。所以,近几年诺贝尔奖获得者研发团队将贻贝粘蛋白用在皮肤治疗问题上。

 

3.贻贝粘蛋白与皮肤屏障修护不得不说的奥秘


《中国敏感性皮肤诊治专家共识》的一组数据显示,在我国,平均每3个女性中就有一个是敏感肌。其中20~35岁是易敏高发人群,占比超过七成。

据有关数据显示,功能性护肤品和医疗器械类敷料产品的市场规模由2016年的89.7亿元和2.3亿元增长至2020年的223.4亿元和41.8亿元,年均复合增长率为25.6%和105.7%。预计到2025年,功能性护肤品和医疗器械类敷料产品的市场规模将达到565.5亿元和201.4亿元。

敏感肌人群基数大,功能性护肤品和医疗器械类敷料产品的市场规模增速快,其根源在于皮肤屏障受损。

绽妍《2022皮肤屏障白皮书》通过对全国一千多名消费者的问卷调查发现:皮肤屏障受损已逐渐成为常态化问题,需要引起重视。

目前,市场上皮肤修护热门成分有积雪草、神经酰胺和重组胶原蛋白等。积雪草可以减少炎症产生并能促进伤口愈合;神经酰胺可以修护皮肤屏障;重组胶原蛋白可以参与人体组织修复和部位填充。

对比同类修护成分,优麦医生《皮肤屏障修护问题临床诊疗现状调研》显示,在皮肤领域专业人士的认知中,贻贝粘蛋白对皮肤屏障修护的重要性位列TOP5。贻贝粘蛋白的功能更加“完善”,可以消炎,抑菌,抗氧化,抗过敏,抑制色素沉积,修复创面,还可以形成抗水保护膜。

 


重组贻贝粘蛋白的技术和优势


贻贝粘蛋白被称为“海洋软黄金”不仅体现在它强大的功能上,还体现在它生产提取的不易。传统贻贝粘蛋白的获取途径主要为海洋紫贻贝足部提取,由贻贝足丝经过粉碎、提取、色谱纯化、浓缩等工艺步骤而获得高纯度的单一蛋白质。但传统提取工艺成本高,3万头贻贝提取才可获得1mg贻贝粘蛋白。在烧伤科,5ml的贻贝粘蛋白的价格大致为600-700元。

受原材料及提取工艺的限制,获取贻贝粘蛋白纯品的效率及产量较低,极大得限制了贻贝粘蛋白的应用。在供求不匹配的市场条件下,利用生物技术手段进行重组贻贝粘蛋白的发酵生产成为现下的研究重点。

其实,2006年学界就开始研究重组贻贝粘蛋白的开发,2010年开始聚集基于贻贝粘蛋白的仿生合成开发研究。

目前全球只有5家贻贝粘蛋白生产企业:美国BD公司、韩国Kollodis BioSciences、瑞典Biopolymer、国内的江阴贝瑞森和西安的德诺海思(绽妍生物全资子公司)。绽妍生物也成为国内首家实现产业化的重组贻贝粘蛋白(纯度≥90%,内毒素可控<10EU/mg)生产企业。

△全球5家贻贝粘蛋白生产企业

绽妍生物根据天然贻贝粘蛋白氨基酸序列设计并合成相应的核苷酸序列,通过一系列基因操作,将DNA插入到表达载体中,对获得的表达载体转化宿主菌进行表达并筛选获得高表达菌株。表达菌株经大规模发酵、修饰、纯化可以获得富含多巴的高纯度重组贻贝粘蛋白原液,再经过冷冻干燥即可获得重组贻贝粘蛋白冻干粉成品。

相对于从贻贝原料中获取贻贝粘蛋白的传统工艺,重组贻贝粘蛋白的生产成本可控。绽妍生物利用基因工程技术获得的蛋白质,生产原料来源清楚,无任何动物源成份,无病毒污染风险;生产过程可控,可实现大规模生产,生产质量稳定,批间差异小;获得的蛋白纯度高。

绽妍生物副总裁杨鹭介绍道:“贻贝粘蛋白有I型、II 型、III型等共13种类型,富含多巴是其最大的特点。而在常规重组表达过程中是无法实现酪氨酸向多巴的转化修饰,绽妍的科研团队经过2年的研究攻关,利用AI技术对酶分子进行改造,成功获得高活性可用于工业化生产的酪氨酸酶,并实现贻贝粘蛋白多巴修饰的生产工艺。”

目前贻贝粘蛋白市场相对于其它修护成分市场潜力更大,行业处于上升期。原料的生产研发还有许多进步空间。微生物的量产给企业自研产品提供了有效帮助。对于企业来说,走贻贝粘蛋白产品的研发,可以在修复市场上拓宽赛道,建立科学壁垒树立自己的竞争优势。


重组贻贝粘蛋白的未来趋势和思考


目前国内贻贝粘蛋白生产企业只有两家:贝瑞森和绽妍生物。市场上贻贝粘蛋白的产品却“琳琅满目”:贻贝蛋白修护面霜、面膜、精华液、安瓶等等。已“入局”的品牌有绽妍、安肌士、友肌等。

△美妆市场上贻贝粘蛋白产品

市场贻贝粘蛋白产品多以面膜、面霜、精华形式出现,主要针对的是皮肤屏障修护问题。品牌通常将贻贝粘蛋白和其它修护成分结合形成自研的组合产品。在天猫旗舰店数据中,销量较高的是绽妍的三重蛋白系列、冻干面膜和LEAWHA梨花膏。

据了解,贻贝粘蛋白是绽妍品牌在皮肤屏障修护领域的专研成分。绽妍生物依托合成生物技术,创造性地将NovRhcol®人源化胶原蛋白、NovRfibro®纤连蛋白、诺贻预®贻贝粘蛋白三种成分组合,形成了具有独特竞争优势的自研生物科技配方——Novtripro®人源化胶原蛋白MX。

据有关数据显示:抗敏舒缓、屏障修护功效类产品销售额占比在整个科护市场中居于第3、4。此类功效份额在未来或将进一步扩大。相对于火热的重组胶原蛋白等赛道,贻贝粘蛋白市场还处于发展期,产品的种类和功效有更大的可能,未来或将成为各品牌发展抗敏舒缓、屏障修护热门功效方向的“有力助手”。


1.加大重组贻贝粘蛋白成分研发,为产品研发提供有力保障


对于重组蛋白内毒素去除困难的普遍难题,绽妍生物通过多种纯化方法的组合,将重组贻贝粘蛋白的内毒素可控在10EU/mg以内。

由于对贻贝粘附蛋白空间结构和粘附机理的认识不足,已有的基因工程技术合成的贻贝粘蛋白多肽仍无法达到贻贝的粘附效果。而绽妍生物的诺贻预®贻贝粘蛋白是采用I型(Mfp-1)与V型(Mfp-5)的融合表达,Mfp-5粘性最佳,Mfp-1弹性最好,通过结构设计,使得重组贻贝粘蛋白兼具了天然贻贝足丝蛋白的弹性和粘性。

绽妍团队专注合成生物学技术创新,致力于活性蛋白生物材料的开发与应用,经过两年的攻关克难,已完成贻贝粘蛋白的微生物合成、体外多巴修饰核心技术的突破,绽妍也成为国内首家实现贻贝粘蛋白微生物发酵量产的企业。

除了贻贝粘蛋白之外,绽妍在A型重组人源化胶原蛋白(III型、I型、IV型、XVII型等)、重组纤连蛋白、重组超氧化物歧化酶、重组弹性蛋白等成分的研究开发均取得巨大进展。

 

2.拓宽组合产品赛道,核心活性成分成焦点


化妆品是各种原料经过合理调配加工而成的复配混合物,原料成分纷繁复杂。根据科思股份对化妆品原料的分类标准,将化妆品主要原料分为基质、一般添加剂和活性成分三大类。基质原料决定了化妆品的功能和性质。市场上的添加剂一般是胶质、抗氧化剂等。化妆品活性成分则是指赋予强化化妆品对皮肤生理作用。如何平衡多种成分,使产品发挥更优效果,是当下各大化妆品品牌的核心竞争力所在。

市面上组合产品越来越多,比如玻尿酸去包裹聚乳酸的微球来提高及时填充的效果并能起到缓释的作用。但是目前组合产品还存在着壁垒,在不同成分之间加入结构交联的方式,研究成分结合问题是一个难点,比如玻尿酸和聚乳酸之间如何结合的问题。

一家公司很难把握多种原料成分,所以很多公司是以胶原蛋白为主,再加入其他的成分。而越来越多的公司品牌开始注意贻贝粘合蛋白。在天风商社2023春季策略会上,有关人士谈到公司以三型胶原蛋白为主,但是对于组合胶原蛋白成分的产品,后续也在关注其他蛋白领域,比如贻贝粘蛋白等,它们的差别会比胶原蛋白内部各种型号的差别更加实际,这是未来的开发思路,未来的大方向可能是多种材料的复合。

目前,绽妍的Novtripro®人源化胶原蛋白MX生物科技配方已经在市场上崭露头角。“三重蛋白”系列产品就是对贻贝粘蛋白组合产品最好的尝试。对比其它热门的修护产品,它向市场了展示了一条将贻贝粘蛋白和其它成分组合的自研发展道路,这个方向在未来大有可为,具有借鉴意义。

 

3. 顺应市场需求、解决需求痛点


品牌要想获得长期的可持续发展,就必须带来产品创新和获得市场认可,这就需要保持对大众消费市场的关注和洞察,顺应市场需求、解决需求痛点。

2022年,绽妍联合权威机构,经过7个月的调研及整理,发布了《2022皮肤屏障白皮书(专业版)》,以绽妍的医学积累向消费者传递专业护肤知识的同时,也向广大医学领域从业者传递专业的皮肤屏障修护之声。绽妍团队注意到目前皮肤屏障受损问题非常普遍,尤其是突发敏感和反复敏感问题。市场对于突发敏感、反复敏感的舒缓修护的需求越来越大,针对皮肤受损人群的特点,绽妍推出了安全低负、快速舒缓的系列产品——绽妍三重蛋白系列。在舒缓敏感症状的同时,通过贻贝粘蛋白(三重蛋白)的功效,修护皮肤屏障,从根源解决皮肤敏感问题。

据悉,绽妍三重蛋白系列通过生物科技配方Novtripro®人源化胶原蛋白MX的添加,将绽妍专利NovRhcol®人源化胶原蛋白(中国发明专利,专利号:ZL 202111391978.1)和"类生长因子" NovRfibro®纤连蛋白组合,并加持绽妍明星成分"生物胶水"诺贻预®贻贝粘蛋白。三种蛋白均由绽妍自研生产,以生物科技力量直击红敏源头,改善皮肤敏感状态。专利NovRhcol®人源化胶原蛋白采用高密度酵母发酵技术,保障高品质胶原蛋白的出产,搭配超滤+层析精纯技术进行纯化,确保每1克蛋白纯度稳定且均达到95%的标准。

LEAWHA的梨花膏兼顾了用户遮瑕和养肤需求,是首款专利养肤级素颜霜。梨花膏添加乌普萨拉盐来平衡肌肤水油、加入二裂酵母发酵物来加强角质代谢预防光老化、运用贻贝粘蛋白助皮肤屏障修护。乌普萨拉盐、珍珠粉等成分可以在皮肤形成保护膜,且不粘附皮肤,产品使用不用卸妆,洗面奶即可洗去。

 

4.酒香也怕巷子深,科学传播也重要


企业需要“坐得住冷板凳”,但是在提升优秀的研发实力和产品实力的基础上如何将自身成分、科研实力传播出去,让消费者感知到,也极为重要。

新媒体时代,通过社交平台把贻贝粘蛋白的“故事”传播过去也是一个途径。我们可以借鉴TikTok宣传方式:美宝莲采用了三周的独特媒体传播策略,每周和一位美妆达人合作推广一款产品,并结合不同广告解决方案进行传播。欧莱雅和TikTok合作举办“品牌挑战赛”,邀请用户创作有趣创意视频,展示日常护肤流程。

但是品牌也应该遵守行业法规,不夸大功效不虚假宣传,不能垄断下游测评产业。而在社交网络各平台和线下进行科学传播,让更多消费者熟知,提升更多消费者的接受度。

同时我们也可以参考绽妍在构建科学传播体系方面的独到做法。去年绽妍联合优麦医生发布《2022皮肤屏障白皮书(科普版)》和《2022皮肤屏障白皮书(专业版)》,直击国人屏障修护问题。今年4月,绽妍又联合丁香园和中国整形美容协会发布了《医美术后科学修护指南》,提供医美术后的全阶修护方案。

2020年,绽妍与丁香医生合作推出了《听皮肤的话》微综艺,以医美术后屏障受损为切入点,提供专业术后修护方案;2021年又重磅推出了自创科普专栏——《妍之有理》,与国内顶尖皮肤医学专家紧密合作,通过图文、视频、直播等形式,输出专业的皮肤护理知识,直击当前护肤界的伪科学、旧观念。2022年,绽妍联合多位流量艺人和皮肤学专家,共创《敏肌妍究所》科普直播,到2023年,《敏肌妍究所》已成为绽妍月度重磅科普栏目。当前,绽妍医起说屏障短视频科普大赛也正在进行中。同时在线下,绽妍在医院渠道也积极进行科学传播。通过联合医院皮肤科开展义诊,参与皮肤屏障高峰论坛等全国性、区域性学术会议和皮肤年会等方式,加强院端传播。



总结:美妆赛道持续火热,各企业为获得竞争优势,持续加码生物合成学赛道,自研成分来树立技术壁垒。而贻贝粘蛋白作为“新兴”成分,当它身上强大的功能“奥妙”被一层层剥开,它也被逐渐运用到皮肤屏障修护上。重组贻贝粘蛋白的生产基础创新更是拓宽了相关产品配方研发的道路。贻贝粘蛋白的未来自研道路会如何走呢?我们拭目以待。

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