模式动物是实验动物的一个重要分支，能够模仿人类疾病的各个方面，帮助科研人员获得有关疾病及其预防、诊断和治疗的资料，因此被广泛应用于生物分析、表型分析以及药效分析与评价等领域。

传统实验动物行业的供给已相对成熟，而基因修饰动物模型的快速发展则源自ES打靶技术和Crispr/Cas9技术的突破。这两项技术的应用大大提高了基因编辑模型的可及性，促进市场繁荣发展。创新驱动国内基因修饰模式动物行业成长，海外市场开拓加速有望带来额外增量。建议关注：药康生物（688046）：深耕产品开发，引领品类拓展潮流；南模生物（688265）：产品+服务并行，积极扩产满足需求。

1.什么是模式动物？医药临床前研究或科研的主要生物实验对象

实验动物是指经人工培育，对其携带的微生物和寄虫实行控制，遗传背景明确或者来源清楚，用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。实验动物对科学实验有重要意义，在近百年的诺贝尔生理学或医学奖中，使用实验动物的研究成果占67%。

模式动物是实验动物的一个重要分支，普遍用于科学研究场景，用于揭示某种具有普遍规律的生命现象的生物物种。这些物种能够模仿人类疾病的各个方面，帮助科研人员获得有关疾病及其预防、诊断和治疗的资料。

根据研究需求不同，模式动物分为诸多种类，包括：鼠类、猴类、犬类、兔类、线虫、果蝇、斑马鱼等等。

基因修饰动物是模式动物的一类细分，在21世纪迅速崛起。基因修饰动物利用基因工程或重组DNA技术对模型动物的遗传物质进行了改变。在生物医学研究中，通常为了研究特定基因功能制备特定的基因修饰动物模型。

科学实验中处于对控制变量的需求，对于实验动物的生物特征和疾病情况最好是标准化，从而排除其他因素对于生物实验的干扰，模式动物（具有特定生物模式）的需求应运而生。

小鼠是目前模式动物应用中，小鼠占据主体。

2.基因修饰：模式动物的重要发展方向

模式动物的基本目的是为实验提供特殊的生物环境，于是基因修饰作为重要的技术手段得到应用。

从未按动物改造方式不同，模式动物可分为基因修饰模型、手术诱导模型、药物/饲料诱导模型以及普通模型等。基因修饰动物模型指以模式动物为载体，利用各种基因编辑技术把目的DNA片段导入或删除，实现内源基因的修改，从而构造出能够模拟人类特定生理、病理、细胞特征的生物模型。是模式动物中重要的一个发展分支。

在各类模式动物中，基因修饰动物单价高、用量大，是行业重要的发展方向。

功能强大：相较于野生型模式动物，基因修饰模式生物能够对目标基因开展功能缺失或功能获得的研究，实现对人类生理或病理更精确的模拟，更适合作为研究人类基因功能和疾病致病机制探索的实验模型。

技术壁垒高：基因修饰动物的构建涉及Crispr/Cas9、胚胎干细胞打靶等基因编辑技术，存在较多工艺技巧，对供应商员工能力要求高。

契合研发需求：当前大量学术研究、药物开发围绕靶点进行。基因修饰动物契合了这一研发潮流。

3.Crispr/Cas9技术降低了基因编辑的成本，将进一步促进产业的规模化。

Crispr/Cas9是细菌用来防御噬菌体DNA注入和质粒转移的天然防御免疫机制。Crispr/Cas系统可以在真核细胞中高效发挥DNA编辑作用，针对基因组特定位点造成DNA双链断裂，进而通过不同方式实现小片段碱基的插入或缺失、外源DNA片段敲入或者内源DNA片段替换等基因修饰。该技术的发明者获得了2020年诺贝尔奖。该技术能快速、低成本实现指定位置的基因修饰，无物种限制。

Crispr技术的广泛使用促使定制化模型的价格明显下降，交付速度也提高4个月左右。如今，基因修饰模型的可及性大大提高，普通高校、药物研发单位都能广泛使用这些模型，促进基因修饰动物市场繁荣发展。

4.科研和工业两大需求来源，国内外市场同步发展

按客户性质，模式动物市场可分为科研市场、工业市场两个组成部分。在中国，科研端稍大于工业端。海外工业端更为成熟，约占模型市场的75%左右。不同客户为模式动物行业带来了多样的发展驱动力。在双重驱动力的作用下，国内外模式动物市场持续发展。

（1）科研市场

需求方为高校、研究机构等组织，资金来自国家拨付的科研经费。不管国内还是欧美国家，科研经费一直保持稳定较快增长。

以美国国立卫生院为例，2013年-2018年该机构从联邦政府获得的资金从293亿美元增长至373亿美元，CAGR4.95%。

2020年，中国科技经费中投向政府属研究机构及高等学校的分别为3409亿元和1883亿元，自2013年来均保持约10%的CAGR。

模式动物产业不仅受益于科研经费的增长，也得益于产业的专业化分工。过去，很多高校、研究机构自己建立模式动物平台自给自足，由于服务质量、效率、成本及管理等多方面的原因，这些自由平台逐渐式微，更多市场份额转由专业化的商业机构承接。

（2）工业市场

需求方为药企、合同研究组织（CRO）等公司，经费主要来自企业研发投入或融资金额。

创新是龙头药企的核心竞争力来源，多年来全球研发投入保持在较高水平，研发费用增速显著快于药品销售增速。2020年，全球药品研发支出达到2048亿美元，2016年-2020年CAGR为6.92%。

2015年后，我国制药行业由销售驱动转向创新驱动，研发支出迅速提升。2020年，我国药品研发支出达到1700亿元，2016年-2020年CAGR为21.23%。2019年时，全球市场规模达到146亿美元（2015-2019CAGR7.8%）。中国市场起步较晚、增速较快，同年市场达到4亿美元（2015-2019CAGR16.9%），其在全球市场的占比正逐步提升。

欧美国家的现代生命科学研究开始得更早，基因编辑技术也由欧美科学家率先发现和应用，因此模式动物、基因修饰模式动物的欧美市场更为成熟，规模也较其他市场更大。

2019年，全球模式动物及服务市场规模达到146亿美元（2015-2019CAGR7.8%），其中小鼠模型近74.5亿美元，占51%。生物科学研究的难度和复杂度随行业发展加深，基因修饰动物模型功能强大、契合研发需求得到了越来越多的使用。

同时，由于技术难度相对较大、个性化定制需求比例高，基因修饰动物模型普遍单价更高。根据GMI的《AnimalModelMarketReport,2026》，2019年全球基因修饰动物模型市场规模约100亿美元，约占动物模型服务市场的68%左右。预计到2023年时市场将增长至141亿美元，2015-2023年CAGR约为9.34%，增速略快于整体动物模型市场。

5.行业重点公司介绍

药康生物（688046）：公司2017年成立，其核心团队及早期模型品系均来自南京大学生物研究院。

公司业务以标准化模型产品的供应为主，同时具有模型定制、模型繁育、饲养服务及药效分析CRO服务。药康生物的模型数量显著超过业内同行。公司的“斑点鼠计划”旨在建立小鼠全部2万余个蛋白编码基因的敲除品系库，对应约4万种模型（KO+CKO）。目前该计划进度已经过半，创造了大量独特的新模型品系，保证了公司品系持续领先于行业。

除此以外，公司还有两种高壁垒产品系正在开发中，分别是（1）能在可控程度上增加模型遗传多样性，有望大幅改变药物研发流程的真实世界模型和（2）在微生物研究中广泛使用的无菌鼠模型。公司品系丰富的“斑点鼠”在科研方面应用更多，目前客户中科研客户占比约60%。

模型数量：20000+种模型/141个人源化模型；

笼位数：近30万笼；

南模生物（688265）：公司2000年成立，最初股东为基因组中心、上海生科院和成国祥。2021年公司于A股科创板上市。公司对外供应定制化和标准化模型产品，并提供模型繁育、饲养服务及药效分析CRO服务。产品、服务形式的收入规模基本相当。模型产品包括小鼠、大鼠、斑马鱼、线虫等，以基因编辑小鼠为主。

客户方面，公司定制化模型主打科研类客户，标准化模型则适用工业和科研两类客户。目前公司客户中科研客户稍多，占比约58%。公司上市后加快了产能建设节奏，从而满足市场需求。目前公司上海4个生产研发基地共约10万个笼位（其中金山5万个在爬坡期），2022年内还将在张江、中山有新的基地投产。预期到2022年底整体笼位可达14万个。

模型数量：6000+种标准模型&5000+种定制模型/285个人源化模型；

笼位数：10万笼+4万笼在建；

6.风险提示

技术更替不及时风险，研发销售不及预期风险，海外拓展进度不及预期风险。

参考资料：

20220425-平安证券-模式动物行业解析及标的梳理：创新带动需求扩张，出海提供额外增量

本报告由研究助理协助资料整理，由投资顾问撰写。九方智投-投顾-程伟-登记编号A0740618080004