无细胞蛋白表达市场（2024 - 2030）

无细胞蛋白表达市场概述

由于基因组学和蛋白质组学的进步、传染病和癌症的高发病率以及结构修饰和更短表达时间的需要，CFPS 市场正在不断增长。基因组学和蛋白质组学的进步通过实现蛋白质的精确和快速生产来推动无细胞蛋白质表达市场。该技术支持高通量筛选和个性化医疗，满足对高效和可定制蛋白质合成解决方案日益增长的需求。例如，2024年4月，华大智造在巴西成立了客户体验中心（CEC），以推进拉丁美洲的基因组学发展。该设施旨在支持临床和研究实验室、医院和大学将基因测序技术应用于精准医学、肿瘤学、农业基因组学和宏基因组学等领域。

传染病和癌症的高发病率推动了无细胞蛋白表达市场的发展。该技术能够快速有效地生产用于研究和治疗开发的蛋白质，满足新型诊断和治疗的迫切需求。其速度和灵活性对于满足日益增长的有针对性的医疗干预需求至关重要。据美国国家癌症研究所称，到 2024 年，美国预计将出现 2,001,140 例新癌症病例和 611,720 例癌症相关死亡。最常见的癌症是乳腺癌、前列腺癌、肺癌、结直肠癌、黑色素瘤、膀胱癌、肾癌、非霍奇金淋巴瘤、子宫内膜癌、胰腺癌、白血病、甲状腺癌和肝癌。前列腺癌、肺癌和结直肠癌占男性诊断的 48%，而乳腺癌、肺癌和结直肠癌占男性诊断的 51%。女性。

对结构修饰和更短表达时间的需求正在推动无细胞蛋白表达市场的发展。该技术可以实现快速、精确的蛋白质合成，这对于高级研究和治疗应用至关重要。其效率和灵活性满足生物技术和医疗领域的关键需求。根据弗劳恩霍夫分子生物学和应用生态学研究所 IME 的说法，与基于细胞的表达相比，无细胞蛋白质合成 (CFPS) 的处理时间更短，并且可以直接控制反应条件。它能够同时表达 PCR 产物中的多种蛋白质，无需克隆和转化，允许添加蛋白质折叠因子或非天然氨基酸掺入，并促进活细胞中不可能产生的细胞毒性蛋白质的产生。

产品洞察

表达系统MS 细分市场在 2023 年以 76.1% 的收入份额占据市场主导地位，预计在预测期内将以最快的复合年增长率增长。无细胞蛋白质表达 (CFPE) 系统无需细胞培养即可快速合成蛋白质，从而推动生长，从而简化工作流程并提高效率。通过消除细胞生长和维护的耗时步骤，CFPE 加快了蛋白质生产时间，并能够更快地获取用于各种研究、药物开发和生物技术应用的蛋白质。

这种效率降低了生产成本并支持敏捷的研发流程，促进了蛋白质工程和生物制药领域的创新。根据美国国家生物技术信息中心 (NCBI) 的数据，大肠杆菌因其简单、生长快速以及具有成本效益的细胞培养和蛋白质提取方法而成为重组蛋白表达的首选异源宿主。这些优势使大肠杆菌成为高效、经济的蛋白质生产和纯化的理想选择。

试剂领域预计在预测期内将以显着的速度增长。试剂领域受到技术进步的推动，提高了蛋白质产量、稳定性和功能性，促进了市场扩张。此外，对定制试剂来优化特定蛋白质表达条件的需求不断增长，这增加了各种研究和工业应用的需求。例如，2023年9月，生命科学研究工具提供商金斯瑞通过推出定制脂质纳米颗粒（LNP）和环状RNA（circRNA）制剂服务，增强了其IVT mRNA合成产品组合。这些现已上市的新产品体现了金斯瑞致力于提供先进试剂来支持蛋白质替代疗法、疫苗开发以及基因和细胞疗法研究的承诺。

Application Insight

就2023年的收入份额而言，酶工程领域在市场上占据主导地位。其在生物制造、合成生物学和医学中的重要作用使其占据主导地位。此外，利用无细胞合成生物学方法作为酶工程的替代方法已经受到欢迎。这种方法避免了细胞膜带来的限制和细胞耐久性的需要，同时为生物合成途径提供了显着的灵活性。

据《中国化学工程学报》报道，酶工程在 20 世纪和 21 世纪的合成生物学、医学和生物制造领域取得了突出地位。然而，酶变构调节的内在脆弱性和宿主代谢的复杂性提出了挑战。由于底物转移和潜在的细胞毒性，在体内操作多种酶途径通常会导致产量低。

此外，高通量生产系统是一个预计在预测期内将呈现最快的复合年增长率（CAGR）。无细胞蛋白表达的高通量酶筛选已经显示出结果。它已成为发现酶变体和理想生物催化剂的熟练技术。通过使用新的高通量技术，应用无细胞蛋白质表达系统有助于顺利进行原型设计，加快具有增强特性的酶的筛选过程。例如，2021 年 8 月，专门从事细胞编程的 Ginkgo Bioworks 与专注于植物药物的合成生物学公司 Antheia, Inc. 合作。此次合作旨在加速基本药物的开发和生产。通过与 Ginkgo 合作，Antheia 旨在提高基本药物成分（API 和 KSM）的产量。 Ginkgo 在快速设计和测试酶方面的专业知识将为 Antheia 提供更广泛的这些成分，这些成分通常来自于 n

方法见解

转录和翻译系统细分市场在 2023 年的收入份额方面占据主导地位，预计在预测期内将以最快的复合年增长率增长。耦合翻译和转录系统结合了在一个试管中从 DNA 制造 RNA 并将该 RNA 翻译成蛋白质的步骤。这节省了研究人员的时间并简化了过程。这些系统是研究各种蛋白质的流行工具，从一次几个蛋白质到整个基因组的大规模研究。

根据德国 Krebsforschungszentrum 的说法，大规模基因组测序的广泛采用激发了人们对全面了解 DNA 编码信息的功能含义的极大兴趣。然而，许多细胞调节和调控方面超出了核酸范围，需要关注蛋白质组。转录后等流程蛋白质翻译的离子控制、翻译后修饰和通过蛋白水解的蛋白质降解显着影响细胞功能。据估计，存在超过 200 种类型的蛋白质修饰，强调了它们的重要作用，其中 5% 到 10% 的哺乳动物基因专门用于编码参与修饰其他蛋白质的蛋白质。

翻译系统部分预计在预测期内将以显着的速度增长。翻译系统细分市场的驱动力是其提供高蛋白质产量和可扩展生产的能力，有效满足小规模研究需求和大规模工业需求。这种可扩展性对于满足市场的不同需求、确保从基础研究到生物制药生产等应用的蛋白质合成的灵活性和效率至关重要。

最终用途见解

2023 年，制药和生物技术hnology 公司在收入份额方面占据市场主导地位。这些公司经常需要个性化蛋白质生产来支持他们的研发活动。无细胞系统具有适应性和可扩展性，使得定制蛋白质表达成为药物开发领域的重要组成部分。例如，2022 年 2 月，Takara Bio Inc. 为其位于日本滋贺县的生产设施——基因和细胞加工中心的扩建项目落成。这一增长旨在满足合同开发和制造领域不断增长的需求，增强适应更广泛原材料和制造方法的能力。该工厂预计将专注于生产再生药物、RNA 和 DNA 疫苗、癌症免疫治疗和基因治疗产品，以满足全球对先进生物制药解决方案日益增长的需求。

其他设施预计在预测期内将以最快的复合年增长率增长。药物研发投资的增加和抗体药物偶联物临床试验数量的增加是推动市场增长的一些因素。例如，2024 年 5 月，Enhertu（曲妥珠单抗 deruxtecan）成为美国第一个批准用于基于肿瘤分子特征而不是其解剖部位的癌症治疗的抗体药物偶联物（ADC），实现了一个里程碑。此次批准是在成功的临床试验证明对表达人表皮生长因子受体 2 (HER2) 的各种癌症的治疗功效之后取得的，这标志着靶向癌症治疗的重大进步。

区域见解

北美无细胞蛋白表达市场在 2023 年占据了 36.05% 的市场份额。这一重要部分是由于大型制药公司的存在、生物技术的扩张和制药的行业、先进产品的引进、癌症等疾病的增加以及对药物发现研究投资的支持。

2021 年 4 月，Promega 公司宣布成立新的研发设施科恩伯格中心。这座最先进的建筑致力于推进遗传身份、细胞和生命科学研究、分子生物学、临床诊断、科学应用和培训方面的技术和产品开发。该中心强调了 Promega 在通过尖端解决方案和资源为科学界服务方面对创新和卓越的承诺。

美国无细胞蛋白表达市场趋势

由于制药公司和研究中心在美国各地大量存在，2023 年美国的无细胞蛋白表达市场将在北美占据主导地位。由于北美地区的风险投资、政府补助和政策以及支持生物技术研发的资助机构的存在，美国在确立自己在北美的主导地位方面发挥了非常重要的作用。

2024 年 3 月，总部位于加利福尼亚州的初创公司 Tierra Biosciences 获得了由 Material Impact 领投的 1140 万美元 A 轮融资，补充了其 600 万美元的种子资金和超过 700 万美元的赠款。此轮融资获得了新老投资者的支持，例如 In-Q-Tel (IQT)、Prosus Ventures、Freeflow Ventures、Hillspire、Creative Ventures 和 Social Capital。这笔资金预计将支持 Tierra Biosciences 在开发用于定制、高通量蛋白质合成的人工智能驱动的无细胞技术方面的努力，突显投资者对其创新方法及其在生物技术领域的潜在影响的坚定信心。

亚太细胞无细胞蛋白质表达市场趋势

预计亚太地区无细胞蛋白表达市场在预测期内将以 11.13% 的最快复合年增长率增长。这主要归因于研发支出的增加、技术投资、诊所数量的增加以及顶级市场参与者之间的战略合作伙伴关系，有助于加快该地区的增长速度。例如，2021 年 7 月，日本公司 CellFree Sciences Co., Ltd 获得爱媛县的资助，利用其专有的蛋白质技术推进新药概念和靶点。这一举措突显了爱媛县致力于促进本地区生物技术和药物发现增长，支持这些关键领域的当地创新和经济发展。

关键无细胞蛋白表达公司见解

一些关键公司无细胞蛋白表达市场的供应商包括 Thermo Fisher Scientific, Inc.、Takara Bio Inc.、Merck KGaA、New England Biolabs、Promega Corporation、Jena Bioscience GmbH、GeneCopoeia, Inc.、biotechrabbit 和 CellFree Sciences Co., Ltd.。市场上的供应商致力于增加客户群，以获得行业竞争优势。因此，主要参与者正在采取多项战略举措，例如并购以及与其他大公司建立合作伙伴关系。

• Thermo Fisher Scientific, Inc. 以其广泛的科学产品和服务而闻名于世，满足不同学科的需求，包括无细胞蛋白表达。该公司提供专门的技术和试剂盒，旨在优化细胞环境外的蛋白质合成，支持生物技术和制药领域的研究、开发和生产。

• Takara Bio Inc. 专注于先进的无细胞技术。蛋白质表达，使蛋白质在活细胞外合成。其全面的产品系列包括提供有效转录目标基因并将其翻译为蛋白质的所有必需组件的试剂盒，适用于研究和工业用途。 Takara Bio Inc. 致力于创新，通过严谨的研发工作、优化反应条件、提高蛋白质产量和质量以及探索新颖的应用来不断完善这些系统，以满足不断变化的生物技术需求。

最新进展

• 2024 年 6 月，Daicel Arbor Biosciences 推出了高级版本的 myTXTL 试剂盒，专为无细胞蛋白质表达而定制，以简化抗体发现和蛋白质工程流程。新产品 myTXTL Pro Kit 和 myTXTL Antibody/DS Kit 为研究人员提供了优化蛋白质表达平台通量的多功能工具，标志着生物技术研究能力的重大进步。

• 2023 年 7 月，Liberumbio 获得了 180 万美元的种子资金，以推进其被称为“蛋白质合成即服务”的技术，TechU Ventures 领投，SOSV 和 Savantus Ventures 跟投。 Liberumbio 利用大肠杆菌和衍生材料，通过无细胞和基于细胞的平台提供定制的蛋白质生产。通过提交数字蛋白质序列，公司可以预测接收结果在大约两周的快速周转时间内纯化蛋白质。

• 2022 年 2 月，默克公司在获得监管部门批准并满足标准交割要求后，以约 7.8 亿美元完成了对 Exelead 的收购。此次收购旨在增强默克生命科学部门在整个 mRNA 生产过程中提供完整合同开发和制造组织 (CDMO) 服务的能力，从而更好地服务其客户群。

无细胞蛋白表达市场