β-烟酰胺单核苷酸(NMN)是当下的“网红”原料。国家市场监督管理总局《对十三届全国人大四次会议第1067号建议的答复》中的内容——支持NMN及相关产品的基础性研究,引导NMN及相关产品规范发展。当前在中国流通的NMN产品主要以跨境电商的模式进行销售,随着市场的发展,涉及到的科学研究的方向也越来越多。下面我们将从市场规模、原料成分、国外法规、功效宣称、安全性等方面进行介绍,也希望让消费者更清楚了解NMN的国外发展情况。
美国的市场研究公司(GlobeNewswire)的数据显示,2022年全球NMN的原料市场销售额预估为2.8亿美金,其预测到2028年,NMN的原料销售额将达到4.96亿美金,年复合增长率达到10.0%[1]。主要的供应商包括基因港(GeneHarbor)、霍伯麦(Herbalmax)、日本新和制药(Shinkowa)和音芙医药(EffePharm)。四家的原料合计占比达到了83%的市场占有率。
上述数据说明,目前的原料供应商基本都来自于中国公司,充分说明了中国原料在全球范围内存在很大的竞争优势。随着我们基础研究的不断深入,也许可以成为我国出口膳食补充剂原料的一个核心品种,也成为我国保健食品“出海”战略的具体体现。另外,中国的市场规模也是全球最大的,充分说明未来NMN若作为新食品原料或者保健食品原料后,可以更好地满足消费者需求。
β-烟酰胺单核苷酸(NMN)是一种由核糖和烟酰胺衍生的核苷酸。NMN是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)前体物质。研究表明,哺乳动物不能直接摄入NAD+, 为维持体内NAD+平衡, 哺乳动物体内NAD+生物合成主要依赖于NAM和烟酰胺核糖核酸等前体物质参与的烟酰胺补救途径[3]。目前,烟酰胺核糖核酸的前体物质主要包括如下两种化合物:β-烟酰胺单核苷酸(NMN)和烟酰胺核糖苷(NR),其相应的结构式如下图所示。
从上述的结构式可以看出,NMN只是比NR多了一个磷酸基,其他结构大致相同。研究表明,NR进入细胞后,在“ 烟酰胺核苷激酶(NRKs)”的催化下转化为NMN。
在哺乳动物体内,NMN由烟酰胺(Nicotinamide,Nam)在Nampt的催化下生成,随后NMN在烟酰胺单核苷酸腺苷转移酶(Nicotinamide mononucleotide adenosine transferase,Nmnat)的催化下生成NAD+。细胞外NMN需要去磷酸转化为烟酰胺核苷(Nicotinamide riboside,NR)才能进入肝细胞内部。进入胞内后,NR在烟酰胺核苷激酶1(Nicotinamide riboside kinase,NRK1)的作用下磷酸化生成NMN,随后NMN和ATP结合生成NAD+。NMN在人体内通过转化为NAD+以发挥其生理功能,如激活NAD+底物依赖性酶Sirt1(组蛋白脱乙酰酶,又称沉默调节蛋白)、调节细胞存活和死亡、维持氧化还原状态等[4]。
目前制备NMN的方法主要可以分为化学合成法和生物法两大类。化学合成法研究的时间较早,主要是以烟酰胺、四乙酰核糖等为原料通过不同的合成步骤进行合成。与化学合成法相比,生物法制备NMN具有技术路线简单、操作方便、绿色环保和生产成本低等优点。
目前,酶促法合成NMN的路线主要是以磷酸核糖焦磷酸(PRPP)和烟酰胺为底物在烟酰胺磷酸核糖转移酶(Nampt或Namprt)的催化下生成NMN 的 方 式。通 过人 工 手 段 构 建NAMPT 的突变或利用含有 NAMPT 的基因工程菌的方式实现合成的高效转化,从而提高 NMN 的产量[5]。
β-烟酰胺单核苷酸(NMN)和烟酰胺单核苷(NR)是NAD+的前体物质。作为食品原料或膳食补充剂原料,其在国外法规的要求总结如下表所示。
从中可以看出,NR在欧盟、美国、日本都基本批准作为食品原料,其相当于维生素B3(烟酸)的一个来源。NMN在日本、美国作为食品原料进行管理。NMN/NR在加拿大都是作为天然健康产品进行管理。
目前也有很多中国企业正在向美国FDA申请新膳食成分(New Dietary Ingredient, NDI),这可以从FDA的网站中看到,如下图所示[6]。
从中可以看出,编号为1234和1240的两个申请都是NMN的申请,FDA也对此申请进行了相应的回复。
我们也看到了美国上市的NMN产品有很多,这可以从美国FDA关于结构/功能声称的申请文件中看出,如下图所示[7]。
这些信息和NDI的申请似乎有些矛盾,这是美国膳食补充剂管理法规的一个特色。依据FDA关于NDI申请的规定,成分在1994年10月15日前已经在美国市场进行了销售的,可以不用申请NDI,直接上市。如果不能确认,可以申请NDI备案。所以很多公司可能认为这个成分在1994年10月15日前已经在美国市场销售,故不用申请NDI备案。
近几年,有关NMN生物学功能的研究日益增加[8,9-18],如:改善与年龄有关的病理生理和疾病状况,明显减轻与年龄相关的生理衰退,改善细胞能量状态、神经系统、大脑认知(阿兹海默)等,并对心脏病、糖尿病等诸多疾病情况的改善显示出良好效果。整理如下表所示。
(1) NMN是NAD+的前体,对细胞健康至关重要。
(2) 能量代谢。
(3) 可能支持健康血糖水平和代谢功能。
但是,相关的功能声称大部分都来自动物实验,因此只能初步说明NMN具有一定的相关功效,后续仍需要进行充分验证,包括人体验证等大量工作的确认。
如上面提到,安全性作为食品的重要指标,NR在全球主要国家及地区已经批准作为食品原料,其安全性已经得到了相关的证明。NMN作为一个新的原料,目前已经被日本批准作为食品原料,在其他主要国家和地区可以作为膳食补充剂原料,说明其安全性已经得到了一定的验证。但是对于人体的安全性数据还是比较少的,目前全球范围内对于NMN的临床实验很多涉及到安全性评估和其他相关功能评估。我们整理了目前全球范围内涉及到NMN的临床研究,结果如下表所示。
综上所述,β-烟酰胺单核苷酸(NMN)和烟酰胺单核苷(NR)作为NAD+的前体物质,在过去几年,NMN仅作为科研材料面向研究机构销售且价格昂贵。近几年,通过一定的生物技术,NMN在人体内的吸收及活性得以增强,并且其生产成本也有所降低。动物实验初步验证了其广泛的功效,并逐渐开始在国外的膳食补充剂领域崭露头角,但是缺乏有关人体的实验数据,其基础研究的数据还得不到全面的支撑。相信随着全球范围内临床研究实验的不断开展,将会逐渐获得来自美国、欧盟等国家政府部门的认可。中国作为NMN的原料生产主要国家,除了不断积累基础研究数据以外,NMN成为新食品原料和保健食品原料也会逐步成为现实,从而可以更好地服务中国消费者,满足广大人民对于健康美好生活的追求。
中国作为NMN的最大消费市场,依据艾媒数据中心数据,2020年含NMN成分食品的市场规模达51.06亿元,同比增长34.87%,预计到2023年将会以近70.25%的增速攀升至270.13亿元,行业发展速度较快[2]。市场规模和增长率如下图所示。
我们下载了一个美国FDA中Swanson Health Products, NMN的结构/功能申请[19],截图如下: