細胞培養市場規模と展望、2025-2033年

世界の細胞培養市場は、2024年に300.7億米ドルの規模に達し、2025年には335.9億米ドルに成長すると予測されています。その後、2025年から2033年の予測期間において年平均成長率（CAGR）11.7%で拡大し、2033年には814億米ドルに達すると見込まれています。この市場の成長は、主に細胞培養ベースワクチンの利点に対する認識の高まりと、世界各国での細胞培養ベースワクチンの規制承認の増加によって牽引されると予想されています。

**市場概要**

「細胞培養」とは、植物や動物の供給源から細胞を取り出し、理想的な温度、ガス、pH、湿度などの栄養素を含む制御された人工的な環境（in vitro）で増殖させるプロセスを指します。培養に先立ち、組織から細胞を機械的または酵素的に分離することが可能です。また、増殖させる細胞は、確立された細胞株や細胞系統から得られることもあります。細胞培養には、基質、成長因子、ホルモン、ガス、そして厳密に制御された物理化学的環境が不可欠であり、これらが細胞の生存と増殖を支える基盤となります。

細胞培養は、製薬産業におけるワクチン生産において不可欠な技術であり、個別化医療の研究開発においても重要な役割を担っています。米国および多くのヨーロッパ諸国で細胞ベースのインフルエンザワクチンが認可されていることは、その実用性と市場における受け入れを示しています。

**市場促進要因**

1. **細胞培養ベースワクチンの認識向上と規制承認の増加:**
人口増加、気候変動、人間と動物の接触増加といった要因は、新たなウイルスのアウトブレイクが起こる可能性を高めています。インフルエンザやCOVID-19のように、予測不能で再発性の脅威は、経済的および社会的に甚大な負担を課しています。世界保健機関（WHO）の報告によると、2022年2月4日時点でCOVID-19の感染者数は3億8655万人に達し、死亡者数は571万人に上りました。このような感染症の蔓延とパンデミックのリスクの高まりは、ワクチンに対する世界的な需要を劇的に押し上げています。細胞培養技術は、ロタウイルス、ポリオ、天然痘、肝炎、風疹、水痘など、多様なワクチンの製造に利用されており、ワクチン生産におけるその重要性は増すばかりです。細胞培養ベースワクチンの開発と普及は、公衆衛生上の課題への対応において中心的な役割を果たしています。

2. **個別化医療へのニーズの高まり:**
個別化医療の進展は、細胞培養市場の成長を強力に促進しています。個別化医療では、患者一人ひとりの遺伝的特性や病態に合わせた治療法の開発が求められ、その過程で患者固有の細胞の使用が不可欠となります。細胞培養は、これらの患者固有の細胞を体外で増殖・操作するための基盤技術であり、個別化医療の研究、診断、治療薬の開発において極めて重要な役割を担っています。この分野への投資と研究の活発化は、細胞培養技術の需要をさらに高めています。

3. **政府による好意的な支援:**
世界各国の規制機関は、遺伝子治療や細胞治療に対する支援を強化しています。米国、ヨーロッパ、英国、中国、日本といった主要国は、それぞれの専門分野において、規制の枠組みを整備し、これらの革新的な治療法が市場に到達するための環境を整える「規制緩和競争」に関与しているとされています。規制当局は、細胞・遺伝子治療と既存のバイオ医薬品がん治療との間の相違点を認識し、より受容的かつ協力的な姿勢を示しています。彼らは、これらの医薬品が市場に投入され、将来的に適切に監視されるための必要な規制メカニズムを導入する意欲を持っています。例えば、米国では、医療が国の最優先事項の一つであり、政府は医療研究を積極的に支援しています。2016年には、科学者が3年以内に1,000の新しい細胞株を研究に利用できるようにすることを目的としたHuman Cancer Models Initiativeが発表されました。これには、米国立がん研究所（NCI）をはじめ、英国がん研究機構、ウェルカムトラスト・サンガー研究所（英国）、ユトレヒトのHubrecht Organoid Technology（オランダ）が参画しました。このような政府による好意的な支援は、市場拡大をさらに促進すると期待されています。

**市場抑制要因**

1. **細胞培養研究の高コスト:**
細胞生物学、特に幹細胞治療や遺伝子治療といった新しい治療法の研究開発は、市場において大きな部分を占めています。しかし、正確で信頼性の高い結果を得るためには、装置、試薬、その他の研究関連製品が最高品質であることが求められます。高品質基準の維持と規制機関が定めたガイドラインの遵守の必要性が高まるにつれて、細胞生物学研究にかかるコストは大幅に増加しています。この高コストは、予算が限られている学術機関や中小企業にとって大きな課題となり、研究活動の実施を困難にしています。

2. **マイクロキャリアに関連する課題とコスト:**
マイクロキャリアは幹細胞生物学において重要な応用を持っていますが、その使用には課題も伴います。細胞がマイクロキャリアに付着するため、増殖した細胞を回収する際には、追加の工程が必要となり、これが下流工程のコストを増加させます。この追加コストは、特に大規模な生産や研究において、細胞培養の経済的負担を増大させ、市場の拡大を一部阻害する要因となる可能性があります。

**市場機会**

1. **3D細胞培養の普及と技術革新:**
従来の2D細胞培養技術では、細胞は平らな表面上で2次元の単層として増殖し、細胞培養容器にのみ付着し、周辺の細胞にのみ結合するため、多次元的な細胞間相互作用や組織構造の再現が制限されていました。これらの課題を解決するために開発された3D細胞培養は、2D培養に比べて多くの利点を提供しています。3D培養は、細胞数モニタリング、細胞生存率、細胞増殖、細胞形態といった基本的な生物学的メカニズムの研究において、より生理学的に関連性の高いモデルを提供し、効果的であることが証明されています。さらに、3D細胞培養は2D培養よりも高い安定性と長い寿命を持つため、長期的な研究や薬物スクリーニングに適しています。

3D細胞培養市場のこれらの多くの利点は、多数の投資家を魅了し、活発な投資と協力関係を生み出しています。
* 2020年6月には、LonzaとCELLINKが包括的な3D細胞培養ワークフローを推進するために設計された3Dバイオプリンティングソリューションを提供するために協業しました。
* 2019年10月には、Corning, Inc.が細胞培養製品ポートフォリオに、3D細胞培養マイクロプレートとオルガノイド培養マトリックスという2つの新しい3D培養製品を追加し、製品ラインナップを強化しました。
* また、臓器の生理機能をマイクロスケールでシミュレートするために設計された3Dマイクロ流体細胞培養チップである「マイクロ流体オルガンオンチップモデル」のような製品への関心も高まっています。これらのマイクロチップのチャンバー内では、3D細胞が足場上で増殖し、より生体に近い環境を再現します。

ベンチャーキャピタルからの資金調達も活発に行われており、多くの3D細胞培養スタートアップ企業が製品の市場投入と流通を加速させています。
* 例えば、2019年5月には、Kiyatec Inc.（米国）が、がん患者の薬物治療に対する反応をモデル化および検出するためのex vivo 3D培養技術の開発のために、シリーズ2の資金として300万ドルを調達しました。
* 同じく2019年5月には、TreeFrog Therapeutics（フランス）が、短期間でゲノムの完全性を保ったまま幹細胞を大量生産するための3D細胞培養システムであるC-Stemのために、シリーズA資金調達ラウンドで860万ドルを確保しました。
* 2018年6月には、創薬および有効性試験のための3D細胞ベースプラットフォームの先駆的なプロバイダーであるInSphero AG（スイス）が、最新の資金調達ラウンドで社内外の投資家から1000万ドルを調達し、これまでの総資金調達額は3500万ドルに達しました。
これらの投資家と市場参加者による積極的な取り組みは、今後数年間で細胞培養市場に大きな成長機会をもたらすと期待されています。

**セグメント分析**

1. **製品別:**
細胞培養市場は、製品の種類に基づいて「機器」と「消耗品」に大別されます。
* 「消耗品」セグメントには、血清、培地、試薬、バイオリアクターアクセサリーなどが含まれ、これらは細胞培養プロセスで消費され、定期的な補充が必要です。
* 「機器」セグメントは、バイオリアクター、細胞培養容器、細胞培養保管機器、細胞培養補助機器などに細分化されます。
**現在の傾向として、消耗品セグメントが最大の収益貢献者であり、予測期間中もその優位性を維持し、大幅な成長を遂げると予想されています。**この成長は、消耗品の継続的な購入の必要性と、細胞ベースの研究への資金増加によって強力に後押しされています。

2. **用途別:**
市場は、幹細胞技術、がん研究、医薬品スクリーニングと開発、組織工学と再生医療、その他のカテゴリーに分類されます。これらの各分野で細胞培養技術は不可欠なツールとして活用されており、それぞれの研究開発の進展が市場全体の成長に寄与しています。

3. **試薬カテゴリ別（消耗品の一部）:**
試薬カテゴリは、消耗品セグメントの中でも特に注目すべき成長が期待されています。特に、哺乳類培養を維持する上で血清由来化合物を輸送するアルブミンの重要性が高まっており、その需要が増加しています。また、抗生物質やアミノ酸などの追加の試薬は、一次培養において無菌で栄養豊富な環境を維持するために頻繁に利用されています。これらの要素が、試薬カテゴリの成長を大幅に加速させ、予測期間中に最も速いCAGRを経験すると予想されます。

4. **エンドユーザー別:**
市場は、研究機関、製薬・バイオテクノロジー企業、その他のエンドユーザーにセグメント化されます。
**製薬・バイオテクノロジー企業セグメントが、細胞培養市場分析において最大のシェアを占めています。**これは、主要な製薬企業の継続的な拡大と、細胞培養ベースワクチンの生産に対する規制承認の増加に直接起因しています。これらの企業は、新薬開発、ワクチン製造、個別化医療の推進において細胞培養技術を積極的に採用しており、その需要は今後も高まると見られています。

**地域分析**

1. **北米:**
現在、細胞培養市場のシェアは北米が支配しており、この傾向は予測期間中も継続すると予想されます。この優位性は、主に個別化医療への需要の増加と、Thermo Fisher Scientific、Danaher Corporation、Sartorius AGといった主要な市場プレイヤーが多数存在することに起因しています。米国政府は医療研究を積極的に支援しており、医療は同国の最優先事項の一つです。例えば、2016年に発表されたHuman Cancer Models Initiativeは、米国におけるがん研究の進展を象徴するものです。また、FBS（ウシ胎児血清）のような細胞培養に不可欠な増殖補助剤の生産においては、汚染リスクに対応するためFDAが多くの要件を課しており、品質管理が徹底されています。さらに、2019年には食品医薬品局（FDA）と米国農務省（USDA）が細胞培養肉の共同規制に関する初の公式政策文書を発表するなど、新しい細胞ベース製品への規制対応も進んでいます。細胞ベースの研究への重点が高まるにつれて、この分野での技術的進歩が加速し、米国市場にプラスの影響を与える可能性が高いです。

2. **アジア太平洋地域:**
アジア太平洋地域は、細胞培養技術の利用に関する知識の増加と、地域における研究資金の増加により、主要な市場プレイヤーにとって魅力的な潜在力を持つ市場として浮上しています。この地域では、主要メーカーが発展途上にあるアジア太平洋諸国での地理的プレゼンスを拡大し、大きな市場シェアを確保することに注力しており、これが市場拡大をさらに推進しています。特に中国、インド、日本といった国々では、バイオテクノロジー産業の成長と研究開発への投資が活発化しています。

3. **ヨーロッパ:**
ヨーロッパの細胞培養市場は、バイオ医薬品研究と臨床試験の増加、政府による好意的な支援、希少疾患や慢性疾患の発生率の上昇、そして世界トップクラスの医療研究機関の存在によって、堅調な成長が期待されています。例えば、英国では、様々な疾患の発生率の上昇に対応するため、政府と製薬企業が新しい医薬品の研究開発への投資を増やしています。国立保健医療研究機構（NIHR）の報告によると、2018年には英国は約48億ポンドを保健研究プログラムに投資しており、このような継続的な投資は予測期間を通じて市場拡大に好ましい環境を育み続けるでしょう。

**競争環境**

世界の細胞培養市場は非常に競争が激しく、多数の主要プレイヤーで構成されています。市場は現在、Thermo Fisher Scientific、Danaher Corporation、Sartorius AGといった少数の大手プレイヤーによって市場シェアの面で支配されています。これらの主要プレイヤーは、製品の進歩と細胞培養プラットフォームの強化に継続的に投資しており、これが市場全体の競争を激化させています。例えば、2019年10月には、Thermo Fisher Scientificが安定性を損なうことなく室温で保存できる初の細胞培養培地を発売し、製品革新の重要性を示しました。このような技術革新と製品開発競争は、市場の成長を促進する一方で、新規参入企業にとっては高い障壁となっています。

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