計算生物学市場 サイズと展望 2024-2032

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計算生物学市場の推進要因

バイオインフォマティクス研究の増加

ゲノムシーケンシングプログラムの普及により、配列データベースが飛躍的に増加したため、バイオインフォマティクスツールと専門知識に対する需要が高まっています。インドのルーケラ国立工科大学（NIT-R）は、2021年7月にバイオインフォマティクス・計算生物学センター（CBCB）を開設しました。同センターは、広範なデータ分析を用いて革新的な疾患バイオマーカーと治療技術の開発に貢献します。その結果、発展途上国におけるこのような計算生物学施設の設立は、市場の成長を支えることになります。

薬物ゲノミクスと薬物動態学における臨床試験の増加

薬物ゲノミクス（PGO）と薬物動態学（PK）研究における急速な進歩により、臨床検査室で薬物ゲノミクス検査が利用可能になりました。疾患負担が増加するにつれて、研究開発と創薬の必要性も高まり、これらの医薬品を対象とした薬物ゲノミクスと薬物動態学の臨床試験が増加しています。さらに、臨床試験とバイオシミラーへの投資は、予測期間中の市場成長にプラスの影響を与えると予想されます。

世界中で、薬物ゲノミクスの導入に向けた取り組みがいくつか開始されています。 2018年11月、Diagnomics Inc.は、米国において高度なジェノタイピングアレイを用いた薬理遺伝子検査サービスを提供するため、トランスレーショナルソフトウェアとの提携を発表しました。これは、プレシジョン・メディシン（精密医療）への道を開くものです。こうしたサービスの開始は、薬理遺伝子学の進歩を反映しており、業界の発展を牽引するものです。2021年4月、Jubilant Pharmaの子会社であるJubilant Pharmaは、インドにおいて、新規経口剤のレムデシビルと市販の注射剤のレムデシビルを比較した、動物および健常者を対象とした安全性および薬物動態試験が成功したと発表しました。この研究は、検討中の業界におけるイノベーションにつながり、市場拡大につながるでしょう。

計算生物学市場の抑制

訓練を受けた専門家の不足

慢性疾患の負担増加と新たな疾患の出現により、ヘルスケア事業は急速に拡大しています。人材育成は業界のペースに追いついていません。必須業務を遂行できる有能な人材が不足しているため、この分野では能力が著しく不足しており、これは本調査の予測期間中、計算生物学業界に悪影響を及ぼすと予測されています。

医薬品と技術の進歩は、人類の健康に新たな時代をもたらしました。一方で、これらの医薬品が本来の目的を達成するには、資格を有する専門家が必要な臨床試験を実施し、研究開発プロセスを監督する必要があります。計算生物学業界は世界中で熟練労働者の不足に直面しており、これが市場の成長に影響を与えるでしょう。

計算生物学の市場機会

革新的技術の増加

現代人としての人々の世界における位置づけに対する認識は、生物学とコンピュータ技術の融合によって進化しました。研究者たちは、コンピュータから人類の進化や遺伝学的・解剖学的データに関する新たな知見を得ることができました。膨大なデータセットの取り扱いを容易にするために、データ交換、データストレージ、そして高性能コンピューティングが開発されてきました。製薬企業やバイオテクノロジー企業は、新たな医薬品の開発や、タンパク質の相互作用をより深く理解する方法を模索しています。

さらに、市場の潜在的なトレンドの一つは、医薬品製造における高度な分析、ロボット工学、そして自動化の進歩と導入です。自動化、デジタル化、そしてロボット工学の進歩により、日常的な大量試験や高度に専門化された試験を適正な価格で実施できる、適応性の高い革新的なラボが誕生しました。高度な自動化によって大きな利益が見込まれる分析試験は、ラボの自動化にも大きなメリットをもたらすと期待されています。

セグメント分析

世界の計算生物学市場シェアは、アプリケーション、ツール、サービス、エンドユーザー、地域別にセグメント化されています。

アプリケーション別

世界の市場は、細胞・生物学的シミュレーション、創薬・疾患モデリング、前臨床医薬品開発、臨床試験、人体シミュレーションソフトウェアに分類されています。

創薬・疾患モデリングは最大のシェアを占めており、2030年までに年平均成長率19.6%で93億6,500万米ドルに達すると推定されています。さらに、ターゲット同定、ターゲット検証、リード化合物発見、リード化合物最適化に分類されます。創薬・疾患モデリングの中では、ターゲット同定が市場の大部分を占めています。計算生物学は、創薬プロセスの加速、コスト削減、そして医薬品設計の変革をもたらす可能性を秘めています。創薬プロセスにおける標的同定段階における計算手法の増加は、このセグメントの成長を短期間で押し上げると予想されています。

前臨床医薬品開発は最も成長の速いセグメントです。2030年までにCAGR20.2%で73億6,500万米ドルに達すると予測されています。さらに、薬物動態学と薬力学に分類されます。前臨床医薬品開発の中では、薬力学が市場の大部分を占めています。

細胞・生物学的シミュレーションセグメントは、市場シェアで第3位です。2030年までにCAGR18.8%で39億7,500万米ドルに達すると予測されています。さらに、計算ゲノム科学、計算プロテオミクス、薬理ゲノム科学、その他の細胞・生物学的シミュレーション（トランスクリプトミクス／メタボロミクス）に分類されます。細胞・生物学的シミュレーション分野において、計算ゲノム科学は最も大きなシェアを占めています。計算ゲノム科学分野における成長は、主にヒトゲノムシーケンシングによって遺伝子異常を特定し、遺伝子編集療法で対処できるようになることが牽引しています。

ツール別

計算生物学業界は、データベース、インフラストラクチャ（ハードウェア）、分析ソフトウェアおよびサービスに分類されます。

データベース分野は最大の市場シェアを占め、予測期間中に19.3%という最高のCAGRを記録し、98億3,000万米ドルに達すると予測されています。データベースは特定の疾患や生物によって異なり、核酸、タンパク質などに関する様々な種類のデータを含む場合があります。膨大な量の生物学的データベースは、分子モデリング、分子進化、マッピング、遺伝子発現パターンといった生物学的な疑問に答えるためのリソースを提供し、治療薬の構造ベース設計にも役立ちます。

企業や研究機関は、計算生物学の発展のためにデータベースを共有するために協力しています。例えば、2021年7月、DeepMindは欧州分子生物学研究所と提携し、ヒトプロテオームの3Dモデルのデータベースを作成しました。このデータベースには、ヒトゲノムで発現する約2万種類のタンパク質が含まれます。このように、様々な研究用途におけるデータベースの利用増加は、データベース市場の成長と需要の拡大に寄与するでしょう。

分析ソフトウェアおよびサービスは最も急速に成長している分野であり、2030年までに20.2%のCAGRで88億7,500万米ドルに達すると予測されています。分析ソフトウェアは、科学者が複雑な生物学的システムを理解するのに役立つ強力な計算ツールです。様々なデータベースを分析するためのソフトウェアやサービスの利用が増えていることから、企業はソフトウェア業界への事業拡大に注力しています。例えば、2021年12月、BICOグループはBioseroを最大1億6,500万米ドルで買収する計画を発表しました。この買収は、同社が計算生物学ソフトウェアへの進出という目標を達成する上で役立ちました。したがって、これらの要因は分析ソフトウェアおよびサービス市場の成長を促進するでしょう。

ハードウェアは3番目に大きなセグメントであり、2030年までに18.6%のCAGRで52億4,000万米ドルに達すると予測されています。ハードウェアアクセラレータは、科学的発見のプロセスを加速させるための技術的な基盤として機能します。計算生物学では、FPGAベースの再構成可能なハードウェアプラットフォーム、グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）、セルブロードバンドエンジン、マルチコアプロセッサなど、幅広いハードウェアアクセラレータプラットフォームが使用されています。グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）は、科学計算の高速化に頻繁に使用されます。これらの要因は、市場におけるハードウェアの需要を押し上げる一因となる可能性があります。

サービス別

世界市場は、社内開発と契約開発に区分されています。

契約開発は最も大きなシェアを占め、最も急速に成長しているセグメントです。2030年までに188億5,000万米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）は19.6%と予測されています。契約ベースでソフトウェアやサービスを取得することは、アウトソーシング会社が特定の組織向けにソフトウェアを開発する場合によく行われます。アウトソーシング開発チームは様々な分野で豊富な経験を持つため、このような契約ソフトウェアの価格は社内開発よりもリーズナブルです。

2021年12月、Iktosはダンディー大学と協力し、AIベースの逆合成分析を用いて、潜在的な前臨床候補物質や適切な特性を持つ新規化学物質を特定しました。これは、同大学の創薬プログラムの1つにIktosの生成モデリング人工知能技術を適用することで行われました。これらの要因は、契約計算生物学業界の需要増加に寄与するでしょう。

社内計算生物学ソリューションは、2030年までに18.8%のCAGRで50億3,000万米ドルに達すると予測されています。社内ソリューションを活用することで、企業の要件に合わせて、あらゆる細かい技術のカスタマイズプロセスを最大限に活用できます。また、開発プロセス中にソフトウェアをビジネスニーズに合わせて調整するための適切な変更を加えることも可能になります。

エンドユーザー別

世界の計算生物学市場は、学術分野と産業・商業分野に区分されています。

産業・商業分野は最大かつ最も成長率の高い分野です。2030年までに142億1,500万米ドルに達し、CAGRは19.7%に達すると予測されています。計算生物学データベースとソリューションは、様々なデータセットを分析して様々な生物学的製品を製造するために、産業界でますます利用されています。製薬会社やバイオ医薬品会社は、核酸やタンパク質／アミノ酸に関する複数のデータベースを活用し、創薬・開発にこれらのソリューションを活用しています。

製薬会社はまた、特定の遺伝子型と疾患の関連性を解析・発見するために、ゲノムデータベースにも注力しています。さらに、特許切れが近づく医薬品が増加する中、大手製薬会社はバイオ医薬品の製造に注力しており、これらの製品の設計・開発において計算生物学が重要な役割を果たしています。したがって、上記の要因が予測期間中の市場成長を牽引すると予測されています。

学術分野は、2030年までに年平均成長率19%で96億3,000万米ドルに達すると予測されています。様々な計算生物学関連のソフトウェア、ハードウェア、データベースの開発に対する資金の調達可能性の向上は、学術分野における市場の需要拡大に大きく貢献しています。

地域分析

地域別に見ると、世界の計算生物学市場シェアは、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東・アフリカ、南米に分類されます。

北米：最も支配的な地域

北米は最も支配的な地域市場です。2030年までに推定価値109億6,500万米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）は19.7%と予測されています。バイオインフォマティクス研究、薬物ゲノミクスおよび薬物動態研究、創薬および疾患モデリングプロセスの増加により、世界市場は急速な成長が見込まれています。大手企業による投資の増加と新製品発売数の増加も、市場成長を後押しすると予想されています。

例えば、2021年12月、Certara社は、新薬処方の評価、ヒト初回投与量の決定、臨床試験デザインの最適化、薬物相互作用の予測など、医薬品開発プロセス全体で使用されるシミュレーターバージョン21をリリースしました。さらに、主要市場プレーヤーによる能力拡大のためのパートナーシップや協業といった重要な取り組みも、市場の成長を促進するでしょう。例えば、2019年3月には、米国に拠点を置くRosa & Co. LLCが中外製薬株式会社と長期戦略研究契約を締結し、RosaのPhysioPD研究サービスを提供しました。したがって、これらの要因が市場の成長を牽引しています。

ヨーロッパ：最も急成長している地域

ヨーロッパは2番目に大きな地域です。 2030年までに市場規模は70億6,000万米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）は19%と予測されています。ドイツでは、創薬への関心の高まり、臨床試験件数の増加、研究開発費の増加、そして医療費の増加により、市場の成長が見込まれています。さらに、ドイツでは創薬に対する需要が高く、企業は提携、買収、合併などの成長戦略を採用し、ドイツにおけるプレゼンスを高めています。したがって、上記の要因により、ドイツ市場は着実な成長を遂げると予想されています。

アジア太平洋地域は最も急速に成長している地域です。2030年までに市場規模は36億9,000万米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）は20.6%と予測されています。中国市場は、バイオインフォマティクス研究の増加、薬物ゲノミクスおよび薬物動態学の臨床研究の増加、そして医薬品設計および疾患モデリングの成長により拡大しています。中国における医薬品設計およびモデリング関連の製品発売の増加が、市場の成長を牽引しています。例えば、テンセントは2020年7月に独自のAI駆動型医薬品設計プラットフォーム「iDrug」を立ち上げました。上記の要因から、中国市場は予測期間中に大幅な成長を遂げると予測されています。

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計算生物学市場のトップ競合他社

1. Thermo Fisher Scientific Inc.
2. Illumina, Inc.
3. Qiagen N.V.
4. Dassault Systemes SE
5. Certara
6. Chemical Computing Group ULC
7. Compugen Ltd
8. Rosa & Co. LLC
9. Genedata AG
10. Insilico Biotechnology AG
11. Instem Plc. (Leadscope Inc.)
12. Nimbus Discovery LLC
13. Strand Life Sciences

最近の進展

• 2024年3月 - グラッドストーン研究所の学際研究チームは、上級研究員であるケイティ・ポラード博士の指揮の下、計算生物学と人工知能を用いてがん研究分野における新たな発見を促進することを目的とした、最近設立された助成金プログラムの一環として、500万米ドルの助成金を獲得しました。
• 2024年3月 - 免疫学的データ分析のためのクラス最高のソフトウェア開発のリーダーであるMiLaboratoriesは、Platforma.bioの正式リリースを発表しました。 AI大規模言語モデルを搭載したこの画期的な計算生物学プラットフォームは、生物学的分析を大幅に効率化・簡素化し、様々な分野の研究者にとってよりアクセスしやすいように設計されています。