睢富根,李明魁,張遂平,楊得富
(1.河南省畜牧總站,,河南 鄭州450008;2.河南省農業農村廳;3.河南省生物獸藥工程技術研究中心;4.南陽市生物獸藥工程技術研究中心)
為深入了解河南省獸藥行業發展情況尤其是生物獸藥的發展現狀,進一步挖掘和分析河南省生物獸藥發展趨勢和方向,引導河南生物獸藥健康和良性運轉,按照中國科學院河南研究院咨詢項目要求進行河南生物獸藥行業調研。現概述如下。
對河南省獸藥和生物制品企業進行調查,調查當前企業生物獸藥研發狀況;在國家限抗和禁抗政策大背景下,了解獸藥行業替抗產品的研發和推廣應用狀況。
21 世紀是生物技術的時代,生命科學快速發展,生物技術已經進入分子通路和細胞時代,動物疫病防控需要全面、系統的配套生物獸藥,但目前國內和省內企業技術和相應的產品質量難于達到當前養殖業需求。如動物養殖過程中常用的抗生素大都是經過發酵制備或經過發酵為半成品再進行合成,像阿莫西林、強力霉素、泰樂菌素、截短側耳素都是經過發酵制備。另外,在生物發酵制劑制備過程中,菌種至關重要,隨著基因工程技術的發展,進行基因工程菌的改造是以后的發展方向,但在這些方面河南省做得較少。
為進一步擴大生物制藥的研發力度,科技部關于支持建設國家合成生物技術創新中心的函表明:創新中心要以關鍵技術研發為核心使命,為合成生物相關產業發展提供源頭技術供給,主要聚焦于合成生物關鍵核心技術和重大應用方向,重點突破工業酶和核心菌種自主構建和工程化應用的技術瓶頸制約,引領構建未來生物制造新的技術路徑,形成重大關鍵技術源頭供給,為提升我國合成生物領域企業和產業創新能力提供有力支撐。目前,河南省缺乏源頭,即缺乏創新團隊和平臺。
限抗和禁抗是關系國計民生的大事,尋找新型生物獸藥替代抗生素已成為亟待解決的問題。2020 年7 月,隨著農業農村部194 號文件落地,飼料無抗時代來臨。所有抗菌類藥物添加劑品種將于2020 年底禁止在飼料中添加使用,不允許飼料企業給養殖企業代加工飼料中添加獸醫處方藥物。此公告在非洲豬瘟的大背景下強勢出臺,代表了政府對飼料全面禁抗的決心,人類的食品安全問題又向前邁了一大步。
為了響應國家“減抗”、“禁抗”政策,尋找飼用抗生素替代品,最終做到無抗養殖,非常有必要深入了解全省獸藥行業特別是生物獸藥的發展現狀。
3.1.1 獸藥和獸用生物制品的定義
獸藥是指用于預防、治療、診斷動物疾病或者有目的地調節動物生理機能的物質。
獸用生物制品是指用于預防、治療、診斷畜禽等動物特定傳染病或其他有關的疾病的菌苗、疫苗、蟲苗、類毒素、診斷制劑和抗血清等制品。
3.1.2 獸藥和獸用生物制品的分類
獸藥主要包括血清制品、疫苗、診斷制品、微生態制品、中藥材、中成藥、化學藥品、抗生素、生化藥品、放射性藥品及外用殺蟲劑、消毒劑等。
獸用生物制品按照其用途分為預防用生物制品、治療用生物制品和診斷用生物制品三大類。一是預防用生物制品,包括疫苗、菌苗、蟲苗和類毒素,通常將菌苗、疫苗、蟲苗通稱為疫苗。二是治療用生物制品,包括抗血清和抗毒素。三是診斷用生物制品,指利用病原微生物本身或在生長繁殖過程中的產物,或利用某些動物機體中自然具有的或經病原微生物及其他蛋白物質刺激而產生的一些物質制造出來的,用于檢測相應抗原、抗體或機體免疫狀態的一類制品,包括菌素、毒素、診斷血清、分群血清、分型血清、因子血清、診斷菌液、抗原、抗原或抗體致敏血清、免疫擴散板等,如用于診斷結核病的結核菌素、馬傳染性貧血瓊脂擴散試驗抗原、炭疽沉淀素血清等。
飼料禁抗已成定局,禁抗之下,企業如何選擇替抗產品成為行業熱議的焦點。目前,應綜合考慮即“綜合方案考慮三個方面:內外微平衡、動物福利、飼料加工”。現有飼用抗生素替代品分為四大類:①抗菌消炎類,包括抗菌肽、酸化劑、微生態制劑、植物精油、中藥提取物、溶菌酶、葡萄糖氧化酶及噬菌體等;②免疫調節類,包括發酵天然植物、抗菌肽、抗體及免疫球蛋白、寡糖、核苷酸及中藥提取物等;③收斂類,包括氧化鋅、單寧酸及腐植酸鈉等;④治療類,包括中獸藥制劑和發酵中藥,這些產品都是替抗的備用選擇,但還沒有哪一種產品能完全替抗,臨床主要采用綜合配套使用。
3.2.1 酶制劑
酶是生物體內的活細胞產生的具有高效生物催化活性的大分子物質。酶的種類繁多,目前人們已經發現了4 000 多種,但真正用于飼料生產的酶制劑并不多。2014 年2 月1 日施行的《飼料添加劑品種目錄(2013)》(中華人民共和國農業部公告第2045 號)規定,用于飼料的酶制劑主要有淀粉酶、α-半乳糖苷酶、纖維素酶、β-葡聚糖酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、麥芽糖酶、β-甘露聚糖酶、果膠酶、植酸酶、蛋白酶、角蛋白酶、木聚糖酶等13種。由于飼料原料的組成和結構復雜,因此,除植酸酶外,飼料生產中很少使用單一的酶制劑,更多的是使用復合酶制劑。復合酶制劑含有2 種或2 種以上的單酶。酶制劑通過降解構成植物細胞壁的非淀粉多糖類物質,破壞食糜周圍的水化膜,影響食糜物質組成和物理化學特性。復合酶的廣泛應用不僅能改善動物腸道健康,提高畜禽飼料轉化率和日增重,也可以降低畜禽養殖中約20%的氮、磷排放,改善養殖環境,做到健康生態養殖。
3.2.2 酸化劑
酸化劑由有機酸與無機酸按一定比例與賦形劑復合組成。有機酸:常見的有L-乳酸、檸檬酸、富馬酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、山梨酸、蘋果酸、酒石酸、苯甲酸等。無機酸主要有:磷酸、鹽酸(因揮發性很少使用)。載體(賦形劑):二氧化硅。
飼料酸化劑有單一型和復合型,又有液體型和固體型之分。飼料酸化劑大多以有機酸和無機酸配合使用為主,因兩者結合使用可達到互補協同效應,克服單一酸化劑的不足與缺陷,可增強效果,降低飼養成本,提高養殖經濟效益。
酸化劑作為潛在的抗生素替代品之一,在畜牧業生產中的應用日益廣泛,不僅可以改善飼料的適口性,還可以有效調節動物腸道pH 值,為消化酶的激活創造適宜環境,抑制消化道有害微生物的增殖,減少病原菌的感染。現在一些飼料企業在飼料中添加復合酸化劑來提高產品的功能,酸化劑已被廣泛應用于家禽、仔豬、肉牛、奶牛、羊等動物的飼料中。
3.2.3 微生態制劑
微生態制劑是在微生態學說理論指導下,采用從動物體內或自然界分離到的對動物有益的微生物即益生菌,經培養、發酵、干燥等特殊工藝制成的包含有益菌菌體及其代謝產物的用于動物生產的一類物質。也就是說,一切能促進正常微生物群生長繁殖的及抑制致病菌生長繁殖的制劑都可稱為“微生態制劑”。益生菌是一種無毒、無殘留、無抗藥性的飼料添加劑,是飼料行業中有效的抗生素替代品之一。益生菌能改善動物腸道菌群平衡,提高體內有益菌豐度,抑制有害菌的增殖;可以減少動物應激反應,提高動物生長性能,降低胃腸道pH值,改善腸上皮細胞免疫功能,提高動物免疫力。
3.2.4 中草藥
中草藥是天然植物,可以起到防病治病、提升抗應激能力、提高生產性能、增強動物體質及促進生長、提高動物免疫力的作用。中草藥作為抗生素替代品之一,在養殖中使用可以確保畜產品安全綠色,改善畜產品風味和品質,提升畜產品氨基酸和蛋白質含量,尤其是一些科學配伍的中草藥在養殖生產中應用能取得很好的飼養效果。
3.2.5 發酵中藥
發酵中藥技術是在繼承傳統中草藥發酵炮制方法的基礎上,采用現代生物技術而形成的高科技中草藥制藥新技術。在發酵類型上,中藥發酵可分為固體發酵、雙向固體發酵以及液體發酵。
在開發利用中草藥資源過程中,微生物發酵法目前成為一種有效的生物技術手段。中草藥經微生物及其產生的酶生物轉化后,纖維及木質部分變得疏松,活性成分有效釋放,甚至產生新的活性物質,能極大地提高和改善藥效。經微生物發酵后,中草藥中的活性大分子物質轉化為能夠被動物腸道直接吸收的小分子物質,在動物體內更易被腸道菌群轉化吸收、充分代謝,避免了藥物殘留。另外,發酵后益生菌大量增殖、中藥活性成分提升,還可以產生大量的代謝產物和氨基酸等營養基質,綜合了益生菌、中藥、有機酸、抗菌肽等多種成分,對動物使用具有預防和治療疾病的作用。
3.2.6 植物精油
植物精油是一類天然的具有揮發性、氣味性的芳香油狀液體混合物,來源于芳香植物的次生代謝物。一般通過蒸餾方法從植物的各種部位提取。植物精油具有很強的芳香特性和生物活性,使用范圍廣闊,包括化妝品和食品中的香精香料,還被用作藥物、天然防腐劑、飼料添加劑和生物殺蟲劑。植物精油提取物為揮發性、液態物質,再加上其在仔豬體內大部分由胃、前端小腸吸收,故在實際應用中應選用合適的劑型。
植物精油不同的活性成分功效不同,目前已公認有效的成分有香芹酚、百里香酚、肉桂醛,且這些成分相互間有協同效應。植物精油提取物對養殖生產發揮效應的主要原理為抑制胃、腸道有害菌的增殖,提高胃腸道微生物菌群穩態。而這又取決于實際到達胃、腸的活性成分的有效含量,如果劑量達不到抑菌濃度則無促生長效果。
3.2.7 植物提取物
近幾年來,各種植物提取物產品大量問世,植物提取物包含大量植物次生代謝產物,如核苷酸、膽堿、木質素、酚類和鞣酸等。植物提取物的有效活性成分具有抑菌、抗氧化和增強免疫等功效,可作為抗生素替代品之一。
3.2.8 溶菌酶
溶菌酶又稱胞壁質酶或N-乙酰胞壁質聚糖水解酶,是一種能水解致病菌中黏多糖的堿性酶。其是采用生物工程技術進行克隆、提取而制取的,它是一種天然酶、安全綠色的添加劑,無抗藥性。它主要通過破壞細胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之間的β-1,4 糖苷鍵,使細胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽,導致細胞壁破裂內容物逸出而使細菌溶解。溶菌酶還可與帶負電荷的病毒蛋白直接結合,與DNA、RNA、脫輔基蛋白形成復鹽,使病毒失活。因此,該酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。
3.2.9 抗體及免疫球蛋白
抗體是免疫球蛋白,是由特異性抗原刺激產生的蛋白質,抗體的產生是由于抗原侵入機體后引起各種免疫細胞相互作用,使淋巴細胞中的B 細胞分化增殖而形成漿細胞,漿細胞可產生分泌抗體。抗體的主要功能是與抗原(包括外來的和自身的)相結合,從而有效地清除侵入機體內的微生物、寄生蟲等異物,抗體是一種應答抗原產生的、可與抗原特異性結合的蛋白質。每種抗體與特定的抗原決定基結合。
免疫球蛋白(Ig)指具有抗體活性的動物蛋白,主要存在于血漿中,也見于其他體液、組織和一些分泌液中。人血漿內的免疫球蛋白大多數存在于丙種球蛋白,Ig 有著極為重要的生理功能,血清及體液Ig 含量可因疾病而發生變化。免疫球蛋白是結構化學的概念,而抗體是生物學功能的概念。換言之,只要是抗體就一定是免疫球蛋白,但并非所有免疫球蛋白都是抗體。
免疫球蛋白包括IgG、IgA、IgE、IgM、IgD,其中IgG 在免疫過程中占主導地位,具有抗病毒、抗外毒素等多種活性;IgA 在保護腸道、呼吸道、泌尿生殖道、乳腺、五官等黏膜器官免受細菌與病毒的入侵起關鍵作用。免疫球蛋白是一種被動免疫療法,它是把免疫球蛋白內含有的大量抗體輸給受者,使之從低或無免疫狀態很快達到暫時免疫保護狀態,由于抗體與抗原相互作用起到直接中和毒素,中和病毒的作用,增強機體免疫力。主要用于豬流行性腹瀉、傳染性胃腸炎、輪狀病毒感染、豬瘟、藍耳病、圓環病毒病、偽狂犬病、豬流感、水皰病、細小病毒病等的防治,特別是和豬用轉移因子、豬用干擾素協同使用時,對豬的病毒性疾病有很好的凈化、預防和治療效果。
3.2.10 抗菌肽
抗菌肽是機體先天免疫反應的調節因子,具有抗菌、抗病毒、殺傷癌細胞等多種活性,且不易產生耐藥性,在食品、醫藥、畜牧等多個領域有良好的應用前景。抗菌肽來源廣泛,微生物、植物、昆蟲及更高級的真核有機體均能夠合成以抵御致病菌。
獸藥在控制各種類動物疾病中發揮了重要作用,2019 年全球獸藥行業市場容量465 億元,化藥333 億元,同比增長9%;生藥131 億元,同比增長22%。
在全球人口及其對食物需求的持續增長驅動下,全球獸藥行業市場規模穩步增長,據獸藥行業分析統計,2004 年至2019 年,全球獸藥銷售額(不含中國)從2004年的137 億美元增長至2019 年的300 億美元,年復合增長率為7.39%。
《2016-2022 年中國獸藥行業市場研究與發展預測報告》數據顯示,中國是畜牧業大國,畜牧業在我國國民經濟中占有舉足輕重的地位。中國目前是全球最大的豬肉生產國,雞肉第二大生產國,2019 年,中國生豬、家禽出欄量分別約6.85 億頭和120 億羽,需求基礎規模巨大。隨著現代化及工業化規模的發展,畜牧業的養殖方式由散養逐漸向集約化轉變,養殖規模及效率均顯著提高,下游畜牧業的發展拉動了國內獸藥行業的成長。同時,監管法規的不斷完善也為獸藥行業的發展創造了有利條件。
獸藥行業投資分析指出,國內動物疫病情況相對復雜,進一步增加了防控需求。養殖業整體免疫意識的提升也促進了生物產品的升級。養殖集約化的提升很大程度上與行業整體免疫觀念的提升是相一致的,一方面,飼養動物群體使用疫苗,養殖業從業人員免疫意識提升,生物制品企業研發能力和擴張速度也相應提升,系統性的、完善的免疫理念在規模化養殖業中也在提升;另一方面,養殖戶對疫苗效果的辨別力增強,優質疫苗進入擴容時代。市場將繼續擴容的趨勢已經顯露,2019 年行業市場規模在140 億元左右。目前,中國單頭豬、單羽雞的動保費用相比美國仍較低。獸藥行業投資分析指出,針對動物4 種強免疾病的疫苗體量為70 億元左右,預計2020年疫苗行業空間有望達到250億元左右。
中國獸藥企業數量雖然眾多,但以微型企業和中小型企業為主。截至2019 年年底,中國共有1 808 家獸藥生產企業,按照有統計數據的1 543 家獸藥生產企業來計算,微型企業和中小型企業合計約占96.95%。
中國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》、《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》、《“十三五”生物技術發展規劃》等相關政策鼓勵獸藥企業進行研發和生產高效、安全的獸藥。在市場需求和國家政策引導下,安全、高效、低殘留的獸藥將逐步取代安全性差、轉化率低、殘留率高的獸藥,市場份額也將逐步升高,并在畜牧業和飼料業中被大量推廣使用,成為未來獸藥市場的主流產品。
4.1.1 獸用生物制品發展狀況分析
4.1.1.1 獸用生物制品行業不同規模企業結構分析
根據國家統計局等部門出臺的大中小型企業劃分標準,截至2019 年年底,獸用生物制品行業共有大型企業18 家,占比為17.65%;中型企業70 家,占比為68.63%;小型企業14 家,占比為13.73%。
隨著國內獸用生物制品行業的不斷發展,行業中的標桿企業在企業規模、產品數量、品牌效應等多方面取得優勢,從而獲得了更高的經濟效益。2019 年,102 家企業生物制品總銷售額為118.36 億元,銷售額排名前10 位企業的獸用生物制品銷售總額為64.4 億元,占生物制品總銷售額的比例為54.41%。
4.1.1.2 國內獸用生物制品適用動物情況
我國的獸用生物制品,尤其是獸用疫苗等主要是應用于能產生經濟效益的畜禽,如豬、雞、牛、羊等,應用于寵物的獸用生物制品較少,因此寵物生物制品在獸用生物制品中的總體銷售占比較低。
4.1.1.3 國家強制免疫獸用生物制品與非國家強制免疫獸用生物制品的發展情況
目前,我國獸用生物制品按照針對的疫病是否屬于國家強制免疫,可以分為國家強制免疫獸用生物制品和非國家強制免疫獸用生物制品兩類。國家強制免疫獸用生物制品是國家對嚴重危害養殖業生產和人體健康的動物疫病實施強制免疫所使用的疫苗產品,根據《獸藥管理條例》的規定,“強制免疫所需獸用生物制品,由國務院獸醫行政管理部門指定的企業生產”。農業部每年會根據動物疫病傳播情況頒布《動物疫病強制免疫計劃》,確定需要強制免疫的病種,其疫苗由省級獸醫主管部門通過政府采購供應。
非國家強制免疫獸用生物制品是除政府采購外,以直銷或經銷等市場途徑銷售的獸用生物制品,包括市場苗、診斷試劑、血清、卵黃抗體等。具有相關生產資質,并且取得相應產品生產批準文號的企業均可生產非強制免疫生物制品。根據中國獸藥協會的統計數據,非國家強制免疫獸用生物制品市場增長明顯快于國家強制免疫獸用生物制品。2018 年國家強制免疫獸用生物制品的銷售額占獸用生物制品整體銷售額的比例為44.12%。
4.1.2 獸用生物制品行業發展特征
4.1.2.1 周期性
目前,我國畜牧業產值持續增長,居民食品消費中肉類的比重持續提升,年出欄和存欄畜禽規模巨大,從而保證了獸用生物制品行業的持續增長。另外,目前食品安全和動物疫情防控均受到國家的高度重視,規模化養殖場的防疫意識不斷增強,這些因素均促使我國獸用生物制品行業步入了長期的增長周期。
獸用生物制品行業本身不存在較大的周期性波動。但由于獸用生物制品行業受下游畜牧業的直接影響,例如受生豬產業的“豬周期”影響,在生豬價格下降嚴重時,獸用生物制品的銷售量也會出現波動。
4.1.2.2 區域性
我國幅員遼闊,各區域的畜牧業發展程度不盡相同,畜禽養殖結構也有較大差異,再加上經濟發展程度的差異,共同決定了獸用生物制品行業具有區域性特征。目前,我國獸藥生產企業主要集中在山東、河南、廣東、湖北、江西、浙江等省份,這些省份同時也是我國畜牧業較為發達的地區,畜禽養殖企業的集中化和規模化進一步提升了獸用生物制品企業的集中度。區域性特征一方面有利于獸用生物制品企業更好地服務于畜禽養殖企業,提高運營效率;另一方面也有利于獸用生物制品企業發掘客戶、開拓市場。
4.1.2.3 季節性
獸用生物制品行業存在一定的季節性特征,主要是受疫病的流行規律和不同季節的氣溫變化對動物機體抵抗各種病原體能力的影響所致。一般情況下,隨著季節更替,尤其是秋冬季的降溫,動物機體的免疫能力下降,畜禽流行性疫病更易發生。
河南省是全國重要的獸藥生產大省,從2010 年至2020 年,獸藥生產企業數量連續位居全國第二位。截至2019 年年底,全省獸藥生產企業共227 家,數量居全國第二位,其中化藥生產企業172 家,中藥生產企業48 家,生物制品生產企業7 家。
2019 年河南省獸藥總產值44.35 億元,占全國獸藥總產值的8.34%,居全國第三位,其中化藥產值27.41 億元、中獸藥產值6.60 億元、獸用生物制品產值10.34 億元。目前全省共有2 家國家級獸藥工程中心,6 個省級獸藥工程中心,大力發展獸藥工業,推動產業轉型升級,產業集中度和競爭力進一步提升。2019 年全省年產值超億元的獸藥生產企業共10 家,中型以上生產企業占比接近70%,產能利用率提高10%以上;獸藥產品質量抽檢合格率連年穩定在95%以上。
河南省共有獸藥經營企業2 288 家,其中獸用生物制品經營企業373 家,獸藥銷售額32.69 億元,占全國獸藥銷售額的7.11%,居全國第5 位。
根據統計顯示,河南省獸藥生產企業分布如下:鄭州市68 家,新鄉市24 家,商丘市22 家,焦作市20 家,洛陽市18 家,南陽市17 家,開封市15 家,許昌市10 家,駐馬店市5 家,鶴壁市、周口市各4 家,漯河市、平頂山市、安陽市、濮陽市各2 家,三門峽市、濟源市各1 家,直管縣市共10 家。其中生產生物獸藥和生物飼料添加劑的企業有30 多家。
近20 年來,以基因工程、細胞工程、酶工程為代表的現代生物技術迅猛發展及在健康領域的應用,催生了一個新興的生物制藥高技術產業。隨著人類基因組計劃的完成以及現代生物技術不斷取得突破,生物醫藥產業化進程明顯加快并成為制藥行業中最受關注的領域。生物治療藥物因其具備藥理活性高、毒副作用小、靶向性強等特點,廣泛用于治療病毒性感染、癌癥、冠心病、貧血、發育不良、糖尿病等多種疾病,行業前景廣闊。隨著單克隆抗體、新型蛋白藥物、治療性疫苗、基因治療、免疫細胞治療和細胞再編程誘導多能干細胞等前沿領域的發展與突破,生物制藥行業將進入新一輪快速發展期。全球各大醫藥巨頭不斷加大研發投入力度,紛紛推出新藥產品和重磅產品,力爭占據關鍵科技領域的制高點,形成科技、產業和市場的國際競爭優勢。
少數發達國家在全球生物醫藥市場中占有絕對比重,處于產業主導地位。全球生物技術公司總數已達4 362 家,其中76%集中在歐美,歐美公司的銷售額占全球生物技術公司銷售額的93%,而亞太地區生物技術公司的銷售額僅占全球的3%左右。美國是生物技術產業的龍頭,其開發的產品和市場銷售額均占全球70%以上。大的跨國公司主導了世界專利藥市場,跨國企業在全球醫藥市場中的地位日益攀升,所占比重不斷增長,現代醫藥產業的集中度逐年上升,跨國企業的壟斷程度不斷加大。在產品市場領域,單品種銷售的市場集中度也呈現不斷增高的趨勢。
4.6.1 生物制藥領域基礎研究以高校和科研機構為主
國際上生物制藥領域基礎研究以高校和科研機構為主。其中,排行榜的前八位均為美國機構,可見美國在TOP 機構數量及其排位上占有絕對優勢,此外,來自中國和日本的機構各1 家。前三位機構依次為美國加州大學、美國國立衛生研究院和美國德克薩斯大學。相比而言,中國機構與上述機構還存在一定的差距,這其中也包括獸醫相關的生物制藥。
4.6.2 中國獸用生物制品
國內外獸用生物制藥領域主要是疫苗,以下為中華人民共和國農業農村部公告第72 號-228 號令(2018 年10 月15 日至今)公布的生物制品的品種。
4.6.2.1 疫苗
試劑盒和試紙條:狂犬病毒檢測試劑盒,圓環病毒檢測試劑盒,犬腺病毒1 型膠體金檢測試紙條,豬肺炎支原體等溫擴增檢測試劑盒,犬腺病毒(血清1、2 型)膠體金檢測試紙條,非洲豬瘟病毒熒光PCR 檢測試劑盒;口蹄疫O 型病毒抗體膠體金檢測試紙條;禽流感病毒H7亞型熒光RT-PCR 檢測試劑盒;豬偽狂犬病毒gB 競爭ELISA 抗體檢測試劑盒;犬細小病毒酶免疫層析檢測試紙條;雞傳染性支氣管炎病毒ELISA 抗體檢測試劑盒、豬流行性腹瀉病毒膠體金檢測試紙條等。
4.6.2.2 基因工程合成的生物獸藥
氨基丁三醇前列腺素F2α,注射用戈那瑞林;注射用血促性素絨促性素;重組犬α-干擾素(凍干型);重組雞細胞白介素-2(2018.04)等。
4.6.2.3 血清制品
禽流感病毒H5 亞型(Re-11 株)血凝抑制試驗抗原、陽性血清與陰性血清;禽流感病毒H5 亞型(Re-12 株)血凝抑制試驗抗原、陽性血清與陰性血清;禽流感病毒H7亞型(H7-Re2 株)血凝抑制試驗抗原、陽性血清與陰性血清;犬血白蛋白注射液等。
4.6.2.4 生物發酵制品
拉沙洛西鈉;加米霉素;泰拉菌素;賽拉菌素;延胡索酸泰妙菌素。
從以上已批準的藥物和生物制藥新藥研發相關的新藥審批來看,占整個新藥申報的70%以上,由此可見,在動物的疫病防控生物制藥領域相關的新藥研發占據非常重要的地位,但是以上產品利用新的生物工程技術制備的具有代表性的產品較少。
國內領尖技術人才領域,在畜牧獸醫相關領域的院士除了中國農業大學的沈建忠院士以外,其他獸醫專業相關的院士都是獸用生物技術領域相關的,如夏咸柱、張改平、陳煥春、金寧一、劉秀梵、高福、陳化蘭等。也能反映出生物制藥在中國畜牧獸醫領域的社會地位及技術領先程度。
4.6.3 國內生物獸藥知名企業和研究單位
國內主要有國藥集團動物保健股份有限公司、瑞普生物有限公司、中國農業科學院蘭州獸醫研究所、中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所、中牧實業股份有限公司、中農威特生物科技股份有限公司、中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院、普萊柯生物工程有限公司等等。
近年來,獸用以及大健康相關的生物發酵技術發展比較迅猛,特別是在替抗的大背景下,國內一部分生產微生態制劑和酶制劑的有關生物發酵企業發展較快,臨床應用表明益生菌和酶可改善動物腸道菌群,達到防病治病的目的。
4.6.4 發酵中藥和發酵天然植物
世界衛生組織估計,全球80%以上發展中國家的人口醫療衛生依賴于中藥。即使在歐洲和北美的一些發達國家,中藥在補充和替代藥物中的消費量也越來越多。然而,中藥的臨床療效在涉及活性物質和藥理學機制方面的科學依據仍然難以捉摸。值得注意的是,在中國藥典通用的474 種藥材專論中,284 篇專論的質量控制方法采用高效液相色譜法。而用于質量控制的主要標記物質(大于60%)是多酚,多糖和皂苷,均具有低口服生物利用度的難題。草藥和腸道菌群相互作用的臨床研究表明,傳統草藥可以通過影響腸道菌群的結構發揮益生作用和疾病預防作用。另外,經過研究發現中藥里面的小分子活性物質如人參皂苷、黃芩苷、大豆苷、甘草甜素和蘆丁等成分通過腸道菌群轉化后發揮其治療作用。
在臨床實踐中,中藥通常由水或乙醇提取,以生產出口服給藥的劑型,因此它們的親油性較差。腸道菌群介導的生物轉化將分子轉化為極性較小的單元,并且更具親油性。最多的代表是糖苷類物質,如三萜糖苷和類黃酮苷在許多中藥中含量豐富,因為增加的氫鍵數和極性表面積導致腸道通透性差,使得糖苷的腸吸收有限。通過腸道微生物群催化的去糖基化產生的次級糖苷和糖苷配基通常具有更好的腸吸收,從而具有更好的生物利用度。
腸道菌群是存在于胃腸道內最重要的生物群體,對維持人體健康和腸道穩態有非常重要的作用,腸道菌群失調會引起宿主代謝紊亂,導致各種慢性疾病的發生。以腸道菌群作為靶點,通過調節腸道菌群來改善人體健康是一種新思路。口服生物利用度低是中藥普遍存在的問題,微生物發酵技術是一種應用于中藥的生物轉化技術,發酵產物中的活菌數、中藥活性成分是影響轉化效果的關鍵因素,也是評價發酵產品質量的重要因素。近年來,大多認為“針對多靶點的多成分”是中藥發揮療效的原理。一方面,中藥在抑制某些病原體生長的同時促進有益細菌的增殖;另一方面,腸道菌群可以代謝中藥有效成分,使其代謝產物更易被吸收,從而產生不同的治療效果。同時,中藥活性物質可以調節腸道菌群結構,加強腸黏膜屏障,從而恢復腸道穩態。
中藥可經多種有益菌進行發酵:如乳酸菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、黑曲霉等,益生菌發酵復方中藥不僅可以保證發酵液中的活菌數達到發酵產品要求,還通過對中藥材的生物轉化,顯著增加了中藥提取液中多糖和小分子物質的含量;而且發酵產物對腸道菌群具有明顯的有益調節作用。另外,中藥中以植物藥居多,植物藥本身都具有細胞壁,而中藥中的有效成分大都包裹在植物細胞壁中,植物細胞壁具有致密的結構,這些致密的結構是由木質素和纖維素組成,這會使中藥中的有效成分得不到充分的釋放,從而降低中藥的藥效。傳統的中藥加工工藝中,中藥會經歷煎、煮、熬、煉、蒸、浸等步驟,在經歷這些步驟以后,中藥中的活性成分很大程度上遭到破壞,這同樣會降低中藥的藥效。于微生物發酵而言,它所具有的發酵環境都是在常溫常壓下,發酵條件是比較溫和的,在這種環境中,微生物對中藥進行發酵,中藥中的活性成分會免遭破壞,這對那些對環境的變化比較敏感的活性成分來說,能很好地保留它原有的藥效。
因此,目前的發酵中藥是在動物用藥方面一個值得推廣的方向,其符合國家提出的中醫藥現代化政策,應用于動物綠色、無毒、無副作用,發展前景廣闊。發酵天然植物是利用微生物對飼用天然植物進行發酵,將天然植物成分進行生物學轉化,將其大分子物質轉變成小分子物質能被腸道直接吸收制備而成的飼料添加劑。
發酵中藥與發酵天然植物的區別:發酵天然植物原料相對面范圍窄,僅僅限于117 種藥食同源植物,作為飼料添加劑主要具有促進營養吸收、提高免疫、提高生產性能等作用,因此,發酵天然植物主要起到預防保健作用,可歸于飼料添加劑;發酵中藥其作用的對象是中藥飲片,種類多,不限于天然植物,發酵中藥組方具有預防和治療疾病的作用,其可歸于生物獸藥。
河南省獸藥生產企業高度重視科技發展工作,獸藥研發資金投入逐年增加,2019 年全省獸藥研發資金投入2.74 億元。目前全省共有2 家國家級獸藥工程中心,分別是位于普萊柯生物工程股份有限公司的國家獸用藥品工程技術研究中心和位于河南牧翔動物藥業有限公司的禽藥工程技術研究中心,省級獸藥工程中心共有6家,分別位于河南亞衛動物藥業有限公司、鄭州后羿集團、河南金爾康動物藥業有限公司、河南康星動物藥業有限公司、河南黑馬藥業有限公司和河南金大眾公司,另外還有市級工程中心5 家,企業自發成立的研發機構11 家等。
4.7.1 承擔的項目
十年來,河南省獸藥行業承擔國家、省市科研項目約155 項,國家863 計劃1 項:“農業藥物分子設計與產品創制——疫苗佐劑、免疫增強劑及新型疫苗的研究與開發”;國家科技支撐計劃3 項:“新型抗菌原料藥加米霉素及其制劑的研究和應用”、“豬病原細菌防控及非抗生素新獸藥開發應用”、“新型抗菌原料藥加米霉素及其制劑的研究和應用”;國家農業科技成果轉化項目1 項:“癸氧喹酯納米乳的中試與轉化”;國家重點研發計劃1 項:“新型動物藥劑創制與產業化子課題——畜禽用新原料創制與產品開發”。
全省研發四類以上新獸藥81 個,累計授權發明專利約724 項,其中國際專利16 項;獲各級科技進步獎115項,獲國家科技進步獎二等獎2 項,河南省科技進步獎一等獎2 項;生產新技術新工藝333 項。科技投入的增加有力地推動了河南省獸藥創新能力的提升,促進獸藥產業的高質量發展,也催生了一批高成長性的高科技獸藥生產企業。如普萊柯生物工程股份有限公司先后承擔國家科技部863 計劃、國家科技支撐計劃、國家發改委高技術產業化專項、河南省重大科技專項等國家、省、市級各類重大科技項目近40 項;累計取得新獸藥證書47 個;取得發明專利190 項,其中獲得國際發明專利11 項,專利數量位居國內獸用疫苗領域第一,位居全球疫苗產業前二十,成為全國行業內研發技術人員最多、實力最強、成果最多的獸藥生產和科研企業,已成為全國獸藥行業科技創新典范,樹立了河南省獸藥行業在全國的形象和地位。
河南省的高校、科研機構也為畜牧業生物產業的發展提供了有力支撐,如中國工程院院士、河南農業大學校長張改平是農業部動物免疫學重點實驗室主任,長期從事動物病毒致病機制、動物重大疫病快速監測技術、食品安全快速檢測技術研究和新型疫苗研究,先后主持國家“863”計劃、自然科學重點基金、科技支撐計劃、948專項、河南省重大科技攻關等課題20 項,已成功研制動物疫病診斷和食品安全快速檢測試紙系列產品,在動物疫病和藥物殘留快速檢測技術方面做出了突出貢獻。近年來獲國家級科技類獎項1 項、省部級獎項2 項,獲授權專利34 項。河南牧業經濟學院喬宏興教授組建團隊于2010 年開始專注于發酵中藥的研究,在國內農業院校獨家開設《發酵中獸藥炮制學》課程,并編著了國內首本《發酵中獸藥炮制學》教材,發表高水平SCI 論文6 篇。該團隊十年來一直專注于發酵中藥的研究,研究與生產實際相結合,目前研發基礎和開發能力處于國內領先水平。河南省動物疫控中心建立了50 多種高通量PCR 和熒光定量PCR 檢測方法,累計獲得授權專利50 項,先后承擔國家、省、市級科技項目40 余項,獲省部級科技獎10 多項。
4.7.2 研發中心建設情況
河南獸藥生產企業普萊柯生物工程股份有限公司現有的研發中心為“國家獸用藥品工程技術研究中心”,該中心是2009 年經國家科學技術部批準依托洛陽惠中獸藥有限公司(普萊柯生物工程股份有限公司的全資子公司)組建的國內首家以企業為主體的國家級獸藥工程技術研究中心,建成中心實驗室面積16 000 多平方米,下設動物疫苗、診斷試劑、生物工程、工藝技術、化學藥品、高新制劑和中獸藥七個研究所,以及動物實驗研究中心、質量控制研究中心、中試放大試驗系統、臨床試驗研究系統,基礎條件處于國內領先水平。擁有博士后科研工作站和獸用藥品開發院士工作站,2012 年,公司研發中心被國家發展改革委、科學技術部等五部委聯合認定為“國家級企業技術中心”,成為行業同時擁有國家獸用藥品工程技術研究中心和國家級企業技術中心“雙中心”的企業,研發能力業界領航。后羿公司為“河南省天然獸藥工程技術研究中心”、“河南省獸用生物合成藥物工程技術研究中心”、獸藥院士工作站博士后科研工作站。康星公司為“河南省高新技術企業”、“鄭州市禽藥(分散劑)工程技術研究中心”、“河南省中草藥超微粉工程技術研究中心”、“博士后研發基地”。黑馬公司建有“河南省中獸藥工程技術研究中心”,擁有“國內首家重離子輻照中藥材育種基地”、“河南省博士后研發基地”,被省科技廳認定為“河南省科技型中小企業”,公司與蘇丹共和國合作共建了中獸藥研發實驗室,被科技廳認定為“河南省中蘇黑馬天然獸藥國際合作基地”。金大眾公司被認定為“河南省活性肽制藥工程技術研究中心”、“高新技術企業”評審。愛己愛牧公司被認定為“河南省企業技術中心”、“河南省十佳科技型最具信賴品牌企業”、國家科技型中小企業。
4.7.3 研發成就
河南省獸藥行業十年來共獲批國家新獸藥注冊證書80 余項,共獲授權發明專利約724 項,共獲各級科技進步獎115 項。
發展畜牧業成敗在防疫,河南省畜禽養殖總量居全國前列,動物疫病防控工作是一個長期而艱巨的任務。多年來,河南省高度重視動物疫病防控工作,堅持預防為主、防控結合,重大動物疫病得到有效防控,全省連續多年沒有發生區域性重大動物疫情,人畜共患病常年基本保持穩定。疫苗等生物醫藥作為畜牧業的重要投入品,對于預防、控制和撲滅動物疫病,促進養殖業健康發展,維護公共衛生安全,保障動物福利等,發揮著不可替代的作用。發酵中藥和發酵飼料產品近年來快速發展,為提高畜禽產品產量和質量,減少疾病發生,減少抗生素等使用做出了有益嘗試。診斷試劑行業是生物醫藥行業的重要組成部分,已成為國內外最活躍、發展最快的行業之一,對于全面準確地開展動物疾病的診斷檢測、流行病學調查、疫病防控效果評價等,具有重要作用。
河南省作為農牧業生產大省,是“一帶一路”的重要節點,發展畜牧生物產業具有得天獨厚的資源優勢和區位優勢。近年來,基于養殖業集約化和現代化發展的趨勢要求,畜牧生物產業在發揮重要的社會效益的同時,也取得顯著的經濟效益。如普萊柯生物工程股份有限公司于2015 年在上海證券交易所主板掛牌上市,上市前2014 年和上市后2016 年相比,公司總營業收入從4.76 億元增長到5.83 億元,利稅從1.94 億元增長至2.47 億元,走出了一條質量效益型發展道路;濮陽泓天威藥業有限公司生產國家二類新獸藥硫酸安普霉素(動物專用抗生素)國內市場占有率30%以上,馬度米星銨及其制劑出口60 多個國家,占有全球80%的市場份額;乾元浩鄭州生物藥廠全部產能為33 億mL 左右,2017 年僅生產禽用滅活疫苗達15.48 億mL,產值2.68 億元。
4.9.1 資金制約,企業融資難
一是由于河南省畜牧生物技術企業目前大多數為中小企業,且為高科技行業,無形資產遠大于固定資產,沒有過多的固定資產作抵押或擔保,很難得到銀行貸款或直接從資本市場上募集資金;二是風險投資不發達,真正投資于生物企業,特別是投資處于種子期或早期階段的生物技術企業的風險投資機構很少,生物企業融投資渠道窄和國際通行的風險介入機制相比差距明顯;三是我國目前生物企業產品附加值較高,增值稅率偏高,也很少能享受高新技術企業“兩免三減半”的所得稅優惠政策。作為智力密集型產業,個人所得稅不能進行稅收抵免,負擔較重。
4.9.2 產業結構不合理,升級速度緩慢
目前的生物產業大多是運用傳統工藝對動物、植物、微生物等進行加工處理,包括發酵類產品(如維生素和抗生素等)和天然藥物(中藥飲片、中成藥和中藥提取物)等,傳統生物產業急需轉型升級。當前,河南省以獸用疫苗為主的畜牧生物產業在國內同行業科技創新水平方面已居行業領先地位,但是,在品種發展上仍缺少口蹄疫等大品種疫苗的布局和有關產品的技術儲備;與國際動物疫苗產業相比,河南省動物疫苗發展在寵物疫苗、診斷試劑方面與國際仍有相當差距。
4.9.3 產業鏈不完善,自主創新能力較弱
我國目前生物技術企業很少將基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程及蛋白質工程等現代生物技術的研究成果應用于畜牧生物產業。有一大部分停留在對傳統工藝的改良,質量低且同質化嚴重,仿制產品的安全性及有效性缺少足夠的數據加以證明,也很難適應生產實際。由于生物技術開發周期長等因素使產業鏈的各個環節未能緊密銜接,尤其是在技術轉化、中試、放大等環節脫節較突出,缺少通暢的轉化平臺導致產業化速度減慢,經過漫長的臨床試驗再到放大生產也出現脫節現象嚴重。
4.9.4 管理體制制約,有限資源被分散分割
由于生物產業涵蓋的產業領域較廣,包括獸用疫苗、試劑、生物制藥、生物農業、生物工業及生物安全等,涉及的產業發展的主管部門較多,約15 個部門,致使在管理體制上形成多頭管理的格局,相互之間缺乏高效協調和溝通,不可避免地產生各部門從自己的管理職能出發來制定相關政策法規的現象,不僅造成管理效率低下,而且造成有限的資金和資源被分散、分割,不能有效地集中力量辦大事,嚴重影響了我國生物產業包括畜牧生物產業的快速發展。
4.9.5 集聚效應弱,高校科研院所互動少
產業集群一直被視為高技術產業發展的驅動力,河南省盡管在部分地區設立了生物醫藥產業集聚區等,但更多的是簡單的地理集聚,企業間很少有信息交流和資源共享,較少或無法形成有效的產業聯盟,總體來講,集聚效應不明顯。應通過大型企業的高技術勞動力、大型企業與新創企業的聯合、風險資本、支撐高技術發展所需的基礎設施以及與高校、科研機構的產學研一體的模式來實現集聚效應。
培育生物產業,是我國全面建設創新型國家的重大舉措。河南省應牢牢把握新科技革命戰略機遇,加快把生物產業培育成為畜牧業優勢創新產業,推動全面建設創新型畜牧業。
大力引導社會資金投向生物產業,加大對生物技術研發與產業化的投入。鼓勵設立生物技術投資基金,鼓勵、引導金融、信用擔保機構支持生物產業發展,積極探索利用貼息、小額貸款等方式,加大有效信貸投入。支持生物企業利用資本市場融資,建立財政性資金優先采購自主創新生物產品制度。對國家需要重點扶持和鼓勵發展的生物農業、生物醫藥、生物能源、生物基材料等生產企業,進一步完善相關稅收優惠政策。
建立健全工作機制,統籌協調生物產業發展的重大問題。引導技術、人才、資金等資源向畜牧生物產業集聚,促進生物技術創新與產業化,加速生物產業規模化、集聚化和國際化發展。培育具有較強創新能力和國際競爭力的龍頭企業。加大科技型中小企業技術創新基金,對符合條件的中小生物企業的支持力度在創新能力基礎設施、公共服務平臺建設以及實施科技計劃、高技術產業計劃等方面按規定給予重點支持。建立以企業為主體、市場為導向、產學研相結合的產業技術聯盟,形成若干個產業集聚度高、核心競爭力強、專業化分工特色顯著的生物產業基地。
充分發揮企業技術創新主體的作用。鼓勵企業加大研發投入,國家通過建立健全產學研結合機制等方式,加大對企業技術創新的支持。培養造就高素質人才隊伍,增強自主創新能力,掌握一批擁有自主知識產權的重要生物技術、產品和標準。支持生物技術工程中心、工程實驗室、孵化器、產品質檢中心等建設。大力推進生物科研基礎設施的開放和共享,積極推進國際合作,支持國內機構參與有關國際標準的制(修)訂工作,開展生物產業認證認可國際交流。建立健全生物產品認證認可體系,完善生物技術成果的評價體系和轉讓機制,規范生物產業第三方認證等中介機構的發展。
培育壯大生物產品市場的同時,落實監管責任和企業主體責任,提高行業誠信自律水平,依法查處制假售假、商業欺詐等行為,切實規范生物產品市場秩序。加大對知識產權侵權的懲處力度,依法保障知識產權所有者的權益。加強生物技術專利保護和物種種質資源保護,提高種質資源開發、利用水平。完善生物產品市場準入政策,規范生物產品進出口秩序。鼓勵推廣使用高端疫苗、診斷試劑、發酵中藥、發酵飼料和發酵天然植物等。
加強替抗方案的研發投入,把中獸藥、微生態制品、發酵制劑和酶制劑等安全、高效、低殘留的無抗生物獸藥列為研發和使用推廣重點。以獸用抗菌藥生產經營企業、畜禽規模養殖場(小區)、畜禽養殖大縣和問題多發領域為關注點,持續開展獸用抗菌藥專項整治,嚴格核查生產環節抗菌藥產品對應情況,打擊非法添加行為;督促指導養殖環節科學合理用藥;推動促生產用抗菌藥退出;參考河南省動物及動物產品獸藥殘留監控結果和動物源細菌耐藥性監測結果,及時開展獸藥質量和獸藥殘留結果分析評估,發現隱患和問題立即追溯;推廣畜禽規模養殖場獸用抗菌藥使用減量化示范場的經驗做法。
雖然目前酶制劑、微生物制劑等先進技術的應用取得一定的成就,但新產品研發并非易事,不但耗時長,企業負擔重,高端人才留不住,創新驅動、新技術推廣都存在著一定的難度;同時許多獸藥及添加劑缺乏行業標準,飼料和獸藥企業與養殖一線人員交流少,現有獸藥產品無法滿足養殖企業的真正需求,無法及時解決養殖中實際遇到的困難。因而,通過政府做橋梁,組織大專科研院校及科研機構、獸藥企業、養殖企業成立獸藥研發交流聯盟會。由養殖場技術廠長提出養殖中實際遇到的問題,各大專科研院校及科研機構為解決實際問題提出措施,與獸藥企業討論研發方向并提供技術支持。這樣不但能夠讓科研院校和獸藥研發企業最快接收到一線養殖戶面臨的畜禽疫病問題,抓準研發方向,也能縮短解決問題的時間,大大減少養殖戶的損失。獸藥研發交流聯盟會同時可舉辦新獸藥產品發布會,對行業各類新產品進行評價;建立省內畜牧行業標準,團體標準等,從而更好地為獸藥企業和養殖戶服務,最終找到生物獸藥快速發展的可行性操作方案和建議,切實促進河南生物獸藥企業的發展,為養殖戶解決實際困難。□