原代细胞培养市场规模、份额及趋势分析报告,按产品(原代细胞、培养基、试剂和补充剂)、细胞类型(人源、动物源)、应用(药物筛选和毒性测试、病毒学、癌症研究、疫苗生产、产前诊断、基因治疗和再生医学、干细胞治疗、组织培养和组织工程、模型系统)、最终用户(外植体法、酶解法、机械分离法、其他)和地区(北美、欧洲、亚太、中东和非洲、拉丁美洲)进行划分,预测期为2025-2033年。
原代细胞培养市场规模
2025年全球原代细胞培养市场规模为56.4亿美元,预计从2026年的62.6亿美元增长到2034年的144.2亿美元,在2026-2034年预测期内的复合年增长率为11%。
细胞培养是一种从人、植物或其他生物体中提取细胞并在适宜的环境中培养的方法。这些细胞可以直接从组织中获得,也可以从先前建立的细胞系或菌株中获得。“原代培养”是指细胞从组织中分离出来后,在理想条件下增殖直至充满细胞培养基空间的培养阶段。原代细胞培养在许多领域都有应用,包括癌症研究、疾病诊断、药物筛选和天然产物生产。与永生化细胞系的扩增不同,原代细胞培养是指对从多细胞生物体中新分离的细胞进行体外培养。细胞系通常被认为不如原代细胞培养物更能代表体内组织。
相比之下,原代细胞需要特定量的底物和营养物质才能存活。经过一定次数的细胞分裂后,它们会呈现衰老表型,导致细胞周期不可逆地停滞。细胞系的建立正是基于这两个原因。HeLa细胞是天然永生化原代细胞的一个例子。HEK细胞是基因改造永生化原代细胞的一个例子。在此阶段,原代细胞被转化为可以无限传代培养的细胞系。
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原代细胞培养市场增长驱动因素
体外试验和药物筛选中原代细胞培养产品的使用日益增多
原代组织细胞可在体内进行研究,以验证其正常功能。因此,这些细胞被用作模型系统,用于研究细胞生物化学和生理学、衰老信号代谢以及有害化学物质和药物。原代细胞包括成纤维细胞、黑素细胞、角质形成细胞、内皮细胞、造血细胞和间充质细胞。早期的原代细胞培养物具有异质性,且体外培养时间较短。转化传代培养可以改善这些细胞的异质性。由于物种特异性,原代细胞系数据分析比动物实验更具相关性,这鼓励研究人员使用这些细胞系进行研究。原代细胞系还允许研究人员使用来自肺、肝和胰腺等器官的细胞来评估药物毒性。这些细胞系也更有可能表达与体内细胞相同的基因和蛋白质,使其成为理想的实验模型。
随着个性化医疗的兴起,研究人员可以研究具有特定特征的供体细胞,从而在研发早期消除药物的毒性作用,并创建生物标志物来识别对特定患者群体具有治疗效果的药物。因此,由于再生医学和个性化医疗研究的发展,原代细胞培养产品的需求预计将会上升。
对干细胞疗法和再生医学的需求不断增长
科学家对干细胞研究的兴趣推动了原代细胞培养市场的增长。干细胞系是指利用细胞培养材料和设备在体外培养的健康、可分裂的未分化细胞。RT-PCR、自动细胞计数器和成像设备等技术为干细胞研究提供了支持。干细胞研究对于治疗心血管、脑部、细胞和血液疾病至关重要。细胞和组织替代疗法有望治愈帕金森病和阿尔茨海默病。此外,干细胞研究还探索体外人体和组织/器官的发育过程。
干细胞研究正在推动原代细胞培养涂层市场的发展。干细胞因其治疗慢性疾病、了解人体机能和自我复制的能力而被广泛应用于生命科学研究。全球慢性疾病的高发也促进了干细胞研究的发展。干细胞可用于治疗糖尿病、慢性心脏病、骨关节炎、阿尔茨海默病和癌症。据国际干细胞研究学会统计,约有25个科研机构资助干细胞研究,帮助学术机构开展综合性研究。其中,美国健康援助基金会、美国癌症协会、欧洲分子生物学组织(EMBO)、美国国立卫生研究院(NIH)和纽约干细胞基金会等机构尤为引人注目。
市场限制
伦理和监管问题
人类胚胎干细胞研究引发了诸多伦理问题,其中包括对人类生命的尊重。由于获取胚胎干细胞会导致人类胚胎死亡,因此违背了对人类生命价值的尊重。获取研究材料或产品的知识产权是细胞开发的另一项重大障碍。在利用组织建立细胞系之前,必须获得伦理许可,因为该技术可以通过DNA识别患者身份,这有时会导致组织被用于非法活动或被用作疾病的替代诊断以骗取保险金。
许多培养基都含有牛血清和其他动物血清,这是一种丰富的营养来源。剖腹产手术会将母牛的子宫(其中包含小牛胎儿)分离出来,在整个采血过程中,小牛和胎儿都会感到不适。据估计,每年生产的胎牛血清超过50万升,相当于取出超过100万个牛胎儿。在细胞培养中使用胚胎干细胞是另一个存在局限性的问题。由于人们强烈的宗教和伦理观念,从胚胎中提取干细胞会破坏胚胎,这引发了伦理方面的担忧。
原代细胞培养市场机遇
利用三维培养中的原代细胞推进科学研究
由于原代细胞与原始供体组织非常相似,因此它们被认为比细胞系更具生理代表性。正因如此,越来越清楚的是,在体外培养的原代细胞比在体外培养的细胞更具生理代表性。3D细胞培养原代细胞可以构建比细胞系更符合生理条件的体内多细胞环境模型。由于原代细胞比常规细胞系能产生更精确的结果,因此被广泛应用于三维培养。例如,在塑料上单层培养的原代肝细胞会在四天后失去分化并死亡。
产品分析
全球原代细胞培养市场分为原代细胞、培养基、试剂和补充剂四大板块。其中,试剂和补充剂板块占据全球市场主导地位,预计在预测期内将以11.2%的复合年增长率增长。试剂和补充剂的使用量正在快速增长。原代细胞因其自身脆弱性,在细胞培养发展中至关重要。氨基酸、抗生素、冻存液和缓冲液等都是原代细胞培养中常用的试剂和补充剂;这些产品也常用于需要原代细胞培养的研究和生产应用中。这些物质对细胞培养的发展至关重要,任何与试剂或补充剂相关的改变或限制都可能导致细胞死亡。生长因子和细胞因子等新型产品的研发也推动了该板块的增长。例如,2020 年 10 月,Safi Biosolutions, Inc. 和总部位于美国的生物技术企业 iBio, Inc. 达成战略合作伙伴关系,利用 iBio 的 FastPharming 系统生产生长因子和细胞因子。
细胞类型分析
全球原代细胞培养市场分为人类细胞和动物细胞两大类。动物细胞市场占据全球市场主导地位,预计在预测期内将以10.8%的复合年增长率增长。动物细胞培养用于各种基于细胞的实验,包括研究蛋白质表达、分化、形态、细胞增殖、毒性以及在各种条件下细胞凋亡等。如今,动物细胞培养已成为生物科学领域开展经济高效且易于商业化研究的最重要方法之一。动物细胞培养用途广泛,包括癌细胞表征、新药毒性测试、疫苗研发以及基础细胞生物学研究。
龙沙(Lonza)、默克集团(Merck KGaA)和赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific, Inc.)等公司提供的种类繁多的动物源性原代细胞是该细分市场增长的主要驱动力。这些细胞来源于小鼠、兔和猴,包括脂肪干细胞、成纤维细胞、肝细胞、免疫细胞、造血细胞、角质形成细胞、脑膜细胞和系膜细胞。动物原代细胞在疫苗生产中的应用日益广泛,进一步推动了该细分市场的增长。动物原代细胞可用于构建病毒,进而用于生产狂犬病、脊髓灰质炎、麻疹、水痘和乙型肝炎等疾病的疫苗。因此,这有助于减少对动物模型的需求。
应用分析
全球原代细胞培养市场分为药物筛选和毒性测试两大类。病毒学癌症研究、疫苗生产、产前诊断基因治疗再生医学、干细胞疗法、组织培养和组织工程、模型系统。
疫苗生产领域占据最高的市场份额,预计在预测期内将以11.2%的复合年增长率增长。由于利用原代动物细胞来制造病毒,进而生产疫苗(例如,通过动物细胞培养产生的用于治疗脊髓灰质炎、狂犬病、水痘、麻疹、乙型肝炎等严重疾病的疫苗),因此不再需要动物模型。由此,使用动物模型进行测试的成本大大降低。疫苗已成功用于对抗世界各地的致命疾病。疫苗的研发极大地造福了人类和医疗保健行业。主要企业也提供用于疫苗生产的细胞培养基。例如,默克集团(Merck KGaA)提供的EX-CELL无血清疫苗培养基和EX-CELL EBx细胞系培养基是两种用于开发疫苗(包括最小抑菌疫苗和非最小抑菌疫苗)的细胞培养基。这些知名企业及其尖端产品的存在,有望在未来展现出巨大的发展前景。
分离与培养方法分析
全球原代细胞培养市场分为组织块法、酶解法和机械分离法。其中,酶解法是市场的主要贡献者,预计在预测期内将以10.9%的复合年增长率增长。酶解法是目前最常用的细胞解离方法。该方法利用多种酶解离组织,可获得高产量的原代细胞。该方法中最常用的酶是粗胰蛋白酶。为了保持细胞的产量和纯度,强烈建议在培养前去除细胞中残留的酶。酶解法是原代细胞培养分离和培养过程中最受欢迎的方法,因为它对细胞的负面影响较小,且产量更高。酶解法还具有以下优势:它可以防止细胞迁移造成的细胞选择,因此通常能获得更具代表性的样本;与组织块法相比,酶解法的制备速度更快。
区域分析
全球原代细胞培养市场份额分为北美、欧洲、亚太、拉丁美洲以及中东和非洲五个区域。
北美在全球市场占据主导地位
北美是全球原代细胞培养市场最大的市场份额,预计在预测期内将以10.9%的复合年增长率增长。由于干细胞移植和临床研究的蓬勃发展,该市场正在不断扩张。随着癌症和慢性疾病的日益增多,该地区的市场规模也将随之扩大。由于慢性疾病患者人数的增加,原代细胞的需求量也随之增长,因为这些疾病只能通过医疗手段进行治疗。国际血液和骨髓移植研究中心(CIBMTR)的研究表明,接受干细胞治疗的患者人数显著增加。
根据国际骨髓移植和移植中心(CIBMTR)的估计,2013年美国约有8000例异基因移植患者。2018年为9509例,预计2019年将达到9498例。自体移植自2000年以来稳步增长,2019年达到14270例。美国超过60%的移植手术为自体移植。亚太、中东和拉丁美洲等新兴国家的移植和治疗增长速度远超欧洲和亚洲等较富裕国家。预计这一增长将增加对再生医学、器官发生和干细胞疗法的需求。癌症发病率的上升将推动原发性细胞治疗的需求和市场增长,尤其是在中低收入国家。
欧洲:增长最快的地区
预计欧洲在预测期内将保持10.45%的复合年增长率。德国、英国、法国和瑞典等国的生物技术和制药行业发展成熟,这些国家大力支持研发工作。由于该地区重视个性化医疗、组织工程和再生医学,对原代细胞培养产品的需求不断增长。众多大学和研究机构的存在也进一步促进了业务拓展。
亚太地区已成为全球市场增长最快的地区之一。预计在预测期内,亚太地区将保持最快的增长速度。该地区干细胞移植价格的降低,也促进了强劲的需求,是推动市场增长的主要原因。此外,研究人员开展了大量的研发活动,这也是该地区市场扩张的另一个因素。例如,2020年3月,中国疾病预防控制中心(CDC)的科学家利用在人体组织培养系统中培养的肺气道细胞成功扩增了SARS-CoV-2病毒。
在拉丁美洲、中东和非洲地区(LAMEA),原代细胞培养市场正在蓬勃发展。巴西和墨西哥等国的医疗保健行业正在扩张,生物医学研究经费也在不断增加。药物研发投入的增加、慢性病发病率的上升以及公众对再生医学的认知,都是推动原代细胞培养产品需求增长的部分原因。中东和非洲地区在全球原代细胞培养市场中所占份额低于其他地区。然而,在沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国和南非等国,人们对生物医学研究的兴趣日益浓厚,医疗设施的建设也在不断推进。预计这些因素将促进市场扩张,并应对慢性病发病率上升带来的影响。
主要和新兴参与者名单 原代细胞培养市场
- Thermo Fisher Scientific Inc.
- Lonza
- Merck
- Corning Incorporated
- Danaher
- PromoCell GmbH
- ATCC
- FUJIFILM Irvine Scientific Inc.
- Mattek
- Axol Bioscience Ltd.
最新进展
- 2023年1月-本文介绍了类器官的构建、培养和应用。生物和医学领域的研究已经发生了革命性的变化,在临床前研究中,动物模型已被类器官成功取代。
- 2023年1月- AnaBios收购了Cell Systems,收购价格未公开。扩大其人类组织和细胞的范围。Cell Systems是一家总部位于美国华盛顿州柯克兰市的人类原代细胞和细胞培养基公司。该协议利用多种生理相关技术,帮助AnaBios的科学家加速药物研发并加深对细胞生物学的理解。
报告范围
| 市场指标 | 详细信息与数据 (2025-2034) |
|---|---|
| 市场规模 2025 | USD 5.64 billion |
| 市场规模 2026 | USD 6.26 billion |
| 市场规模 2034 | USD 14.42 billion |
| CAGR | 11% (2026-2034) |
| 估算基准年 | 2025 |
| 历史数据 | 2022-2024 |
| 预测期 | 2026-2034 |
| 研究期间 | 2022-2034 |
| 主导地区 | 北美 |
| 增长最快地区 | 欧洲 |
| 主要市场参与者 | Thermo Fisher Scientific Inc., Lonza, Merck, Corning Incorporated, Danaher |
| 报告覆盖范围 | 收入预测、竞争格局、增长因素、环境与监管格局及趋势 |
| 涵盖细分市场 | 按产品分类, 按细胞类型, 按申请方式, 最终用户 |
| 覆盖地区 | 北美洲, 欧洲, 亚太地区, 中东和非洲, 南非, 埃及, 尼日利亚, 中东和非洲其他地区 |
| Countries Covered | 美国, 加拿大, 英国, 德国, 法国, 西班牙, 意大利, 俄罗斯, 北欧, 比荷卢经济联盟, 欧洲其他地区, 中国, 韩国, 日本, 印度, 澳大利亚, 新加坡, 台湾, 东南亚, 亚太其他地区, 阿联酋, 土耳其, 沙特阿拉伯 |
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Debashree B
Healthcare Lead
Debashree Bora is a Healthcare Lead with over 7 years of industry experience, specializing in Healthcare IT. She provides comprehensive market insights on digital health, electronic medical records, telehealth, and healthcare analytics. Debashree’s research supports organizations in adopting technology-driven healthcare solutions, improving patient care, and achieving operational efficiency in a rapidly transforming healthcare ecosystem.
