コンピューテーショナルバイオロジー市場規模と展望、2024-2032年

グローバルなコンピューテーショナルバイオロジー市場は、2023年に76.9億米ドルの規模に達しました。この市場は、2024年から2032年の予測期間において年平均成長率（CAGR）19.9%という非常に著しい成長を遂げ、2032年には393.8億米ドルに達すると予測されています。コンピューテーショナルバイオロジーとは、生物学的構造やプロセスをより深く理解し、モデル化するためにコンピューターとコンピューターサイエンスを応用する生物学の一分野です。具体的には、生物学的システムを表現し、シミュレートし、そして膨大な実験データを大規模に解釈するためのアルゴリズムなどの計算アプローチを包含しています。

特に、人工知能（AI）と機械学習技術の導入は、コンピューテーショナルバイオロジーの分野に革命をもたらしています。これらの最先端技術は、複雑な生物学的データの高度な分析と、疾患の進行予測や薬剤効果予測などの予測モデリングを可能にし、それによって新薬開発や個別化医療といった分野で画期的な進歩を促進しています。ゲノムシーケンシングプログラムの普及により、配列データベースのデータ量が爆発的に増加しており、この膨大なデータから有用な情報を引き出すためのバイオインフォマティクスツールと専門知識への需要が飛躍的に高まっていることが、市場成長の強力な推進力となっています。

**市場成長要因（Market Drivers）**

コンピューテーショナルバイオロジー市場の成長を牽引する主要な要因は多岐にわたります。まず、バイオインフォマティクス研究の活発化が挙げられます。ゲノム、プロテオーム、メタボロームといった「オミクス」データの生成量が指数関数的に増加する中で、これらの複雑なデータを効率的に処理・解析し、生物学的意味を解釈するためには、高度なバイオインフォマティクスツールの開発と応用が不可欠です。

次に、ファーマコゲノミクス（Pgo）およびファーマコキネティクス（PK）に関する臨床研究の増加が市場拡大に大きく貢献しています。世界的な疾患負担の増大に伴い、新たな治療法の研究開発（R&D）と新薬開発の必要性が高まっており、これに伴い、特定の薬剤に対するPgoおよびPKの臨床試験が増加しています。例えば、2018年11月には、Diagnomics Inc.がTranslational Softwareとの提携を発表し、米国で高度なジェノタイピングアレイを用いたファーマコゲノミクス検査サービスを提供することで、個別化医療の実現に向けた重要な一歩を踏み出しました。また、2021年4月には、Jubilant Pharmaの子会社が、インドにおいて新しい経口製剤のレムデシビルと市販の注射製剤のレムデシビルを比較する動物および健康なヒト被験者を対象とした安全性および薬物動態研究を成功裏に完了しました。このような研究の進展は、コンピューテーショナルバイオロジーが医薬品の最適化と臨床応用において果たす役割の重要性を浮き彫りにしています。

さらに、新薬設計と疾患モデリングの進展も重要な推進力です。コンピューテーショナルバイオロジーは、創薬プロセスの初期段階である標的同定から、リード化合物の最適化、さらには前臨床・臨床段階での薬剤の挙動予測に至るまで、あらゆる段階で不可欠な役割を果たします。これにより、開発期間の短縮とコスト削減が期待されています。

途上国におけるコンピューテーショナルバイオロジー施設の設立も市場成長を後押ししています。例えば、インドの国立技術研究所ルールケラ（NIT-R）は、2021年7月にバイオインフォマティクス・コンピューテーショナルバイオロジーセンター（CBCB）を開設しました。このセンターは、広範なデータ分析を活用して、革新的な疾患バイオマーカーや治療技術の開発を支援することを目的としています。このような施設は、研究能力の向上と人材育成に貢献し、市場全体の成長を促進します。

また、臨床試験やバイオシミラーへの投資の増加も、予測期間中の市場成長に肯定的な影響を与えると予想されます。生物学とコンピューター技術の融合は、現代人としての自己認識を深め、研究者がコンピューターを通じてヒトの進化、遺伝子、解剖学的データに関する新たな洞察を得ることを可能にしました。大規模なデータセットを効率的に扱う作業を容易にするために、データ交換、データストレージ、および高性能コンピューティング技術が継続的に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、新しい薬剤の探索やタンパク質相互作用のメカニズムをより深く理解する方法を常に模索しており、コンピューテーショナルバイオロジーがそのための強力な鍵を握っています。

**市場阻害要因（Market Restraints）**

急速に拡大するコンピューテーショナルバイオロジー市場において、その成長を阻害する主要な要因の一つは、熟練した専門人材の不足です。ヘルスケア産業は慢性疾患の増加と新たな疾患の出現により急速に拡大していますが、この業界のペースに人材育成が追いついていません。必要な業務を遂行できる有能な人材が不足しているため、この分野では深刻な能力不足が生じており、これが予測期間中のコンピューテーショナルバイオロジー産業に負の影響を及ぼすと予測されています。

製薬および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が、これらの薬剤がその目的を果たすためには、資格のある専門家が適切な臨床研究を実施し、研究開発プロセスを監督する必要があります。コンピューテーショナルバイオロジー業界は世界的に熟練労働者の不足に直面しており、これが市場の成長を抑制する可能性があります。複雑な生物学的データを分析し、高度な計算モデルを開発・運用するためには、生物学、コンピューターサイエンス、統計学、そしてAI/機械学習の専門知識を統合した人材が不可欠ですが、このような多分野にわたる専門知識を持つ人材の供給が需要に追いついていないのが現状です。この人材不足は、技術革新のペースを鈍化させ、新しいコンピューテーショナルバイオロジーソリューションの開発と普及を妨げる可能性があります。

**市場機会（Market Opportunities）**

コンピューテーショナルバイオロジー市場には、いくつかの有望な機会が存在します。その一つは、高度な分析技術、ロボティクス、および自動化技術の医薬品製造プロセスへの導入と実装です。自動化、デジタル化、ロボティクスは、非常に柔軟性の高い革新的なラボ環境を生み出しており、これにより、日常的な研究や大量のスクリーニングだけでなく、高度に専門化された試験もリーズナナブルな価格で効率的に実施できるようになりました。特に、分析試験は、より高度な自動化から大幅な恩恵を受けると予想されており、ラボの自動化は分析試験の精度と効率を飛躍的に向上させると期待されています。

また、生物学とコンピューター技術の融合は、研究者がコンピューターからヒトの進化、遺伝子、解剖学的データに関する新たな洞察を得ることを可能にしました。これにより、新たな研究分野が拓かれ、より深い生物学的理解につながる可能性があります。大規模なデータセットを効率的に処理するためのデータ交換、データストレージ、高性能コンピューティングの継続的な発展も、市場の機会を拡大します。製薬企業やバイオテクノロジー企業は、新しい薬剤の発見や、タンパク質間の相互作用をよりよく理解する方法を常に模索しており、コンピューテーショナルバイオロジーはこれらの目標達成のための強力なツールを提供します。これらの技術革新と応用分野の拡大は、市場に新たな成長の道筋を示すものとなります。

**地域別分析（Regional Analysis）**

グローバルなコンピューテーショナルバイオロジー市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東・アフリカ、南米の各地域にセグメント化されています。

**北米**は、市場において最も支配的な地域です。2030年までに109.65億米ドルの推定価値に達すると予測されており、CAGRは19.7%と見込まれています。この地域の急速な成長は、バイオインフォマティクス研究の増加、ファーマコゲノミクスおよびファーマコキネティクスの研究数の増加、新薬開発および疾患モデリングプロセスの進展に起因しています。主要企業による投資の増加や製品発売数の増加も市場成長を後押しすると予想されます。例えば、2021年12月にはCertara, Inc.がSimulator Version 21をリリースしました。これは、新薬製剤の評価、初回投与量の決定、臨床試験デザインの最適化、薬物間相互作用の予測など、薬物開発プロセス全体で利用されています。さらに、Rosa & Co. LLCが中外製薬株式会社と長期的な戦略的研究契約を締結し、RosaのPhysioPD研究サービスを提供した2019年3月の事例のように、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コラボレーションといった重要な取り組みも市場成長を加速させています。

**ヨーロッパ**は、世界で2番目に大きな市場です。2030年までに70.6億米ドルの価値に達すると推定されており、CAGRは19%と予測されています。特にドイツ市場は、新薬開発への注力の増加、臨床試験数の増加、研究開発費の増加、およびドイツのヘルスケア支出の増加により成長すると予測されています。また、同国では新薬開発に対する高い需要が観察されており、その結果、企業はパートナーシップ、買収、合併などの成長戦略を採用し、この国での存在感を拡大しています。したがって、ドイツ市場は上記の要因により着実な成長を遂げると予想されます。

**アジア太平洋地域**は、最も急速に成長している地域であり、2030年までに36.9億米ドルの価値に達すると推定されており、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、ファーマコゲノミクスおよびファーマコキネティクスにおける臨床研究の増加、および新薬設計と疾患モデリングの成長により拡大しています。中国における新薬設計およびモデリング製品の発売数の増加が市場成長を牽引しています。例えば、2020年7月には、Tencentが独自のAI駆動型新薬設計プラットフォーム「iDrug」を立ち上げました。これらの要因から、中国市場は予測期間中に顕著な成長を遂げると推定されています。

中東・アフリカおよび南米地域も市場の一部を構成しますが、本レポートでは具体的な数値や詳細な成長予測は提供されていません。しかし、これらの地域でもデジタルヘルスケアインフラの整備やバイオテクノロジー研究への投資が今後進むにつれて、コンピューテーショナルバイオロジー市場の潜在的な成長が見込まれます。

**セグメント別分析（Segment Analysis）**

グローバルなコンピューテーショナルバイオロジー市場は、用途、ツール、サービス、エンドユーザー、および地域に基づいて詳細にセグメント化されています。

**用途別（By Application）**
用途別では、**医薬品開発と疾患モデリング**が最大のシェアを占めており、2030年までに93.65億米ドルの価値に達し、CAGRは19.6%と予測されています。このセグメントはさらに、標的同定（Target Identification）、標的検証（Target Validation）、リード探索（Lead Discovery）、リード最適化（Lead Optimization）に分類されます。この中で、特に**標的同定**が市場を支配的な位置にあります。コンピューテーショナルバイオロジーは、医薬品開発プロセスを加速し、開発コストを削減し、さらには薬剤設計の方法論そのものを変革する可能性を秘めています。医薬品開発プロセスの初期段階である標的同定における計算手法の利用増加は、近い将来、このセグメントの成長を強力に促進すると予想されます。

**前臨床薬物開発**は、最も急速に成長しているセグメントであり、2030年までに73.65億米ドルの予測価値に達し、CAGRは20.2%と推定されています。これはさらに、薬物動態（Pharmacokinetics）と薬力学（Pharmacodynamics）に分類され、この中で**薬力学**が市場を支配しています。薬力学は、薬剤が生物体に及ぼす効果とそのメカニズムを研究する分野であり、コンピューテーショナルモデルを用いることで、薬剤の有効性や安全性に関する予測をより正確に行うことが可能になります。

**細胞・生物学的シミュレーション**は、3番目に大きなシェアを占めるセグメントであり、2030年までに39.75億米ドルに達し、CAGRは18.8%と推定されています。これはさらに、コンピューテーショナルゲノミクス（Computational Genomics）、コンピューテーショナルプロテオミクス（Computational Proteomics）、ファーマコゲノミクス（Pharmacogenomics）、およびその他の細胞・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セグメント内では、特に**コンピューテーショナルゲノミクス**が最も支配的なシェアを占めています。コンピューテーショナルゲノミクスの成長は主に、遺伝子編集療法で対処できる遺伝子異常を特定するためのヒトゲノムシーケンシング技術の進展によって推進されています。

その他の用途セグメントとして、臨床試験（Clinical Trials）および人体シミュレーションソフトウェア（Human Body Simulation Software）がありますが、具体的な市場規模や成長率は本レポートでは提供されていません。しかし、これらの分野でもコンピューテーショナルバイオロジーの応用は拡大しており、臨床試験におけるデータ解析の効率化や、より精密な人体モデルによる薬剤応答予測の可能性が期待されます。

**ツール別（By Tool）**
ツール別では、コンピューテーショナルバイオロジー産業は、データベース、インフラストラクチャ（ハードウェア）、および分析ソフトウェアとサービスにセグメント化されています。

**データベース**セグメントは、最大の市場シェアを占め、予測期間中に最高のCAGR 19.3%を記録し、98.3億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、その他の分子データなど、さまざまな種類のデータを含むことができます。生物学的データベースの膨大なサイズは、分子モデリング、分子進化、遺伝子マッピング、遺伝子発現パターンに関する生物学的質問に答え、治療薬の構造ベース設計を支援するための貴重なリソースを提供します。企業や研究機関は、コンピューテーショナルバイオロジーの進歩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月には、DeepMindが欧州分子生物学研究所（EMBL）と提携し、ヒトゲノムによって発現される約2万のタンパク質を含むヒトプロテオームの3Dモデルデータベースを作成しました。このように、さまざまな研究用途でのデータベースの使用増加は、市場成長とデータベース市場の需要を強力に促進します。

**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セグメントであり、2030年までに88.75億米ドルの価値に達し、CAGRは20.2%と推定されています。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。異なるデータベースを分析するためのソフトウェアとサービスの利用増加により、企業はソフトウェア産業への事業拡大に注力しています。例えば、2021年12月には、BICO GroupがBioseroを最大1.65億米ドルで買収する計画を発表しました。この買収は、同社がコンピューテーショナルバイオロジーソフトウェアへの事業拡大という目標を達成するのに役立ちました。このような要因は、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のに役立つでしょう。

**インフラストラクチャ（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52.4億米ドルの価値に達し、CAGRは18.6%と推定されています。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高速化するための技術的イネーブラーとして機能します。コンピューテーショナルバイオロジーでは、FPGAベースの再構成可能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）、Cell Broadband Engine、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。特にGPUは、その並列処理能力により、科学計算を高速化するためによく使用されます。このような高性能ハードウェアの需要は、計算集約的な生物学的シミュレーションやデータ解析の必要性から、今後も高まると予想されます。

**サービス別（By Service）**
サービス別では、グローバル市場は社内（In-House）と契約（Contract）にセグメント化されています。

**契約**サービスは、最も支配的でかつ最も急速に成長しているセグメントです。2030年までに188.5億米ドルの予測価値に達し、CAGRは19.6%と推定されています。ソフトウェアやサービスを契約ベースで取得することは、アウトソーシング企業が特定の組織のためにソフトウェアを開発する一般的な慣行です。このような契約ソフトウェアの価格は、アウトソーシング開発チームが異なる分野でより多くの経験を持っているため、社内ソフトウェア開発よりもリーズナブルであることが多いです。例えば、2021年12月には、Iktosがダンディー大学と協力し、AIベースの逆合成分析を使用して、適切な特性を持つ潜在的な前臨床候補やその他の新規化学物質を特定しました。これは、同大学の薬剤開発プログラムの一つにおいて、Iktosの生成モデリング人工知能技術を適用することによって行われました。このような外部専門知識の活用は、契約型のコンピューテーショナルバイオロジー産業の需要増加に貢献するでしょう。

**社内**コンピューテーショナルバイオロジーソリューションは、2030年までに50.3億米ドルの価値に達し、CAGRは18.8%と推定されています。社内ソリューションの利用は、企業の特定の要件に合わせてあらゆる細かな技術のカスタマイズプロセスを最大化する能力を可能にします。また、組織は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柔軟に調整するための適切な変更を迅速に行うことができます。

**エンドユーザー別（By End-User）**
コンピューテーショナルバイオロジーのグローバル市場は、学術機関（Academics）と産業・商業分野（Industrial and Commercial）にセグメント化されています。

**産業・商業分野**は、最大かつ最も急速に成長しているセグメントです。2030年までに142.15億米ドルの価値に達すると推定されており、CAGRは19.7%と予測されています。コンピューテーショナルバイオロジーのデータベースとソリューションは、さまざまなデータセットを分析して多様な生物学的製品を生産するために、産業界でますます使用されています。製薬会社やバイオ医薬品会社は、これらのソリューションを、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用いて、新薬開発に利用しています。製薬会社はまた、特定の遺伝子型と疾患との関連性を分析し、見つけるためにゲノムデータベースに注力しています。加えて、特許切れが近づいている薬剤の数が増加しているため、大手製薬会社はバイオ医薬品の生産に注力しており、コンピューテーショナルバイオロジーはこれらの製品の設計と開発において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強力に牽引すると予測されます。

**学術機関**セグメントは、2030年までに96.3億米ドルに達すると推定されており、CAGRは19%と予測されています。異なるコンピューテーショナルバイオロジー関連のソフトウェア、ハードウェア、およびデータベースの開発のための資金提供の増加は、学術機関における市場需要に貢献する重要な要因です。研究助成金や政府からの支援は、大学や研究機関が最先端の計算ツールやインフラストラクチャを導入し、複雑な生物学的問題に取り組むための基盤を提供しています。これにより、基礎研究の進展だけでなく、将来の産業応用につながる新たな技術や知見の創出が期待されます。

Report Coverage & Structure

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• 競合状況
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• M&A契約と提携分析
• 市場プレイヤー評価
• サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社
• 概要
• 事業情報
• 収益
• 平均販売価格 (ASP)
• SWOT分析
• 最近の動向
• イルミナ株式会社
• キアゲンN.V.
• ダッソー・システムズSE
• サータラ
• ケミカル・コンピューティング・グループULC
• コンピュージェン株式会社
• ローザ・アンド・コーLLC
• ジェネデータAG
• インシリコ・バイオテクノロジーAG
• インステム・ピーエルシー（リードスコープ株式会社）
• ニンバス・ディスカバリーLLC
• ストランド・ライフサイエンス
• 調査方法
• 調査データ
• 二次データ
• 主要な二次情報源
• 二次情報源からの主要データ
• 一次データ
• 一次情報源からの主要データ
• 一次情報の内訳
• 二次および一次調査
• 主要な業界インサイト
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• トップダウンアプローチ
• 市場予測
• 調査仮定
• 仮定
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