北美计算生物学市场——按工具、应用、服务和最终用途划分——预测，2025-2034年

北美计算生物学市场规模

2024年，北美计算生物学市场规模估计为34亿美元。根据Global Market Insights Inc.最新发布的报告，该市场预计将从2025年的38亿美元增长至2034年的102亿美元，预测期内复合年增长率为11.8%。计算生物学市场增长的主要因素包括临床试验中计算设计的采用率上升、药物开发成本增加同时面临时间限制、药物发现与开发增长、生物信息学和数据科学的进步，以及政府政策的支持。
 

多组学研究的扩展、个性化医疗需求的增加，以及在临床试验和疾病建模中计算工具的应用，是推动市场增长的关键因素。该市场由Thermo Fisher Scientific、Illumina Inc.、QIAGEN、BIO-RAD实验室和Dassault Systèmes等主要企业主导。这些主要企业正在致力于AI驱动平台、多组学数据整合、可扩展的云原生解决方案以及协作伙伴关系，以加速药物发现、提高预测建模能力，并促进个性化医疗。
 

市场规模从2021年的18亿美元增长至2023年的29亿美元。疫情凸显了快速基因组评估在实时病毒追踪和疫苗开发中的重要性。自COVID-19疫情以来，计算生物学方法在基因组监测、突变追踪和疫苗开发方面的持续发展和投资，推动了公共卫生和制药行业的增长。
 

此外，AI和ML也通过预测建模、模式识别和数据分析自动化，正在改变计算生物学领域。因此，这些技术的应用可以帮助研究人员优化生物模拟和药物开发流程的准确性和速度。
 

传统药物开发过程耗时且成本高昂。例如，根据已发表的数据，将新药推向市场平均需要10-15年的时间，开发成本可能高达26亿美元。这一挑战促使计算生物学领域需要工具来促进研究和开发协议，减少试错，并在产品开发周期的早期识别最有前景的药物候选。这些工具通常用于建模生物系统、模拟药物相互作用和分析组学数据，从而大大减少实验室实验并最小化临床试验失败。
 

此外，学术机构、行业参与者和政府机构之间的合作预计将进一步推动行业增长。这些合作伙伴关系通过结合学术研究专业知识、行业资源和政府支持，推动创新。学术机构贡献新发现，公司提供资金和商业化路径，政府机构提供监管指导和基础设施。通过利用集体知识和资源，这些实体推动计算生物学工具的开发，促进转化研究，并帮助科学创新在医疗和制药领域实现实际应用，从而推动市场增长。
 

计算生物学是一个跨学科领域，结合算法、数据分析和/或高性能计算，应用于生物系统建模、复杂生物数据分析（基因组学、蛋白质组学）以及加速药物发现、疾病建模和个性化医疗。该领域是现代生命科学和制药研发的重要组成部分。
 

北美计算生物学市场趋势

对实时基因组监测的重视、生物学领域数字孪生技术的采用增长以及基于云的生物信息学平台的兴起是推动该地区市场增长的关键趋势。
 

• 计算生物学领域正在随着云计算的发展而快速变化，为研究人员和公司提供可扩展、安全且成本效益高的基础设施，用于分析和存储数据。研究人员和公司可以远程使用先进的生物信息学工具，并通过大型数据集在机构间协作，无需投入大量物理基础设施的资金。这一趋势反映了研究动力的重大创新和成本门槛的降低。
   
• 此外，生物系统的数字孪生技术正在药物开发、疾病建模等领域逐渐获得应用。这些技术允许研究人员在无需进行昂贵的实验或实证数据的情况下，测试假设、预测结果和优化治疗方案。
   
• 此外，实时基因组监测对跟踪传染病和新出现的变种至关重要。计算生物学技术使得快速测序、突变分析和国际范围内的数据共享成为可能。这一趋势因COVID-19疫情而加速，并已成为大多数常规公共卫生和全球疾病监测的标准部分。
   

北美计算生物学市场分析

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2021年，该市场价值为18亿美元，2022年增长至23亿美元，2023年达到29亿美元。先进计算平台和创新解决方案的采用增长正在显著推动行业增长。
 

按工具类型划分，北美计算生物学市场分为分析软件和服务、数据库和硬件。2024年，分析软件和服务细分市场占据43.4%的主导份额。随着组学数据量的增加、对复杂建模工具的需求以及AI驱动洞察在药物发现和精准医疗中的应用扩大，分析软件和服务需求不断增长。该细分市场预计将在2034年超过46亿美元，预测期内复合年增长率为12.2%。
 

• 随着生物数据变得更加复杂且产生量极大，软件和服务细分市场正在快速发展以应对这一挑战。研究人员和制药公司希望能更快地分析临床、基因组和蛋白质组数据。
   
• 这些工具将使研究人员能够更快地评估假设、开发预测模型和有效可视化数据，这些都是药物开发和个性化医疗的关键组成部分。
   
• 此外，用户友好的界面、云计算兼容性以及具有AI功能的软件需求增长，推动了学术界、医疗保健和生物技术领域的创新和采用。
   
• 此外，数据库细分市场在2024年位居第二，价值达12亿美元。生物数据库的增长趋势显著，它们使研究人员和企业能够将大量分散的基因组、蛋白质组和临床数据集中存储和组织在一个中心数据库中。
   
• 生物数据库促进了互操作性、数据共享和实时信息访问，从而增强了协作研究、监管提交和基于数据的医疗解决方案。
   
• 硬件细分市场在2024年价值达7.03亿美元。随着复杂生物模拟、大规模基因组测序和基于AI的分析处理需求的增加，对高性能计算（HPC）硬件的需求不断上升。
   
• 此外，随着数据生成量的增加，需要可扩展且高效的计算硬件基础设施，包括GPU、云服务器和云计算及存储基础设施，以支持实时分析和增强的计算工作流程，用于研究和临床项目。
   

按应用类型划分，北美计算生物学市场分为细胞与生物模拟、药物发现与疾病建模、临床前药物开发、临床试验和人体模拟软件。细胞与生物模拟细分市场占据主导地位，2024年价值达12亿美元。
 

• 细胞与生物模拟细分市场的增长主要受其能够模拟复杂生物过程的驱动，从而减少了对昂贵且耗时的实验室实验的需求。
   
• 此外，模拟对理解疾病过程、药物相互作用以及预测细胞反应具有极高价值。随着系统生物学和个性化医疗的兴起，越来越多的研究人员和制药公司希望利用模拟工具加快发现速度，优化治疗方法，并通过促进疾病的临床前建模降低临床开发成本。
   
• 药物发现与疾病建模细分市场预计将以12.2%的复合年增长率增长。该市场增长迅速，因为制药公司正在寻求更快速、更经济的方法来识别候选药物。
   
• 计算生物学中的虚拟筛选、靶点识别和候选药物优化可以用于降低实际早期药物发现研发所需的时间和资源。
   
• 疾病建模也可结合AI和多组学数据来模拟疾病发展和治疗反应，这对精准医疗计划尤其重要。
   
• 此外，临床前药物开发细分市场在2024年价值达5.009亿美元。计算生物学被广泛用于在实际患者研究之前模拟药物候选物的药代动力学、药效动力学和毒性特征。
   
• 这些工具可以预测药物在生物系统中的反应，可能减少临床前药理学研究中动物模型的使用，并提高药物候选物进入临床试验的成功率。
   
• 此外，临床试验细分市场预计将实现显著增长，到2034年将达到12亿美元。计算生物学工具可用于模拟生物反应、优化临床试验设计和更高效地分析患者数据。这些做法可降低临床试验成本，提高精度并简化监管审批流程。
   

根据服务类型，北美计算生物学市场被细分为合同服务和内部服务。2024年，合同服务细分市场占据了56.8%的主要市场份额，主要得益于其成本效益高、能够获取先进工具和专业知识等优势。
 

• 随着制药和生物技术公司将业务转向合同研究组织（CROs）和专注于计算生物学的组织，合同服务需求显著增加。这种模式使组织能够节省成本、获取先进技术和专业人才，同时避免了内部建设能力所需的开支。
   
• 合同组织倡导采用计算生物学模型和工具，因为它们能够提供多种好处，如加快项目完成速度、提高可扩展性和灵活性，这对于中小型组织往往是一个重要的变量。
   
• 此外，随着药物开发变得越来越复杂、数据驱动且耗时，采用这种策略被认为是促进创新并减轻运营负担的更佳选择。
   
• 2024年，内部服务细分市场价值为14亿美元。制药公司或学术机构内部的计算生物学服务至关重要，尤其是当组织希望完全掌控专有数据和/或能力时。组织参与计算生物学服务，以确保数据安全和知识产权所有权，同时为未来的研发活动提供支持。
   
• 此外，尽管内部服务成本可能更高，但它能够提供更高的灵活性和与现有工作流程、电子医疗记录系统等的互操作性。
   

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2021年和2022年，美国计算生物学市场规模分别为17亿美元和22亿美元。2024年市场规模从2023年的27亿美元增长至32亿美元。通过整合先进工具和框架，加速药物开发进程的重点投入预计将推动市场增长。
 

• 得益于强大的生物技术生态系统、领先的研发能力以及公私合作，美国已成为计算生物学领域的先驱。
   
• 许多大型制药和科技公司正在大力投资于AI驱动的药物开发、基因组学和精准医学等领域。研究机构和国家实验室也通过推动算法、数据和生物建模的发展发挥着关键作用。
   
• 此外，美国的监管环境日益有利于数字健康技术的增长。人才储备、先进基础设施和创新文化等因素预计将推动该国增长并保持其行业领先地位。
   

2024年，加拿大在北美计算生物学市场中占据了相当大的份额，市场规模达1.952亿美元。
 

• 由于加拿大拥有优秀的学术研究环境、政府支持计划以及不断发展的生命科学产业，该国对计算生物学解决方案的需求正在增长。
   
• 大学和研究机构已开始采用生物信息学工具，推动基因组学、蛋白质组学和系统生物学等领域的重要发展。
   
• 该国对精准医学和公共卫生的重视程度不断提高，也促进了计算平台在疾病建模和治疗开发方面的应用。
   
• 此外，加拿大机构和全球生物技术公司正在加强合作，推动创新，从而将计算生物学确立为加拿大生命科学生态系统的重要组成部分。
   

北美计算生物学市场份额

包括Thermo Fisher Scientific、Illumina Inc.、QIAGEN、BIO-RAD实验室和Dassault Systèmes等在内的市场领先企业在行业中占据重要地位。这些企业通过强大的产品组合、监管批准、持续创新以及与行业关键利益相关者的合作来保持其核心地位。
 

北美计算生物学市场竞争激烈，涵盖了既有生物技术公司、新兴初创企业、学术机构和科技公司。该领域的创新者专注于AI优化的药物发现、多组学整合以及基于云的生物信息学平台。
 

此外，许多公司正在与大学和医疗系统建立战略合作关系，以加速研究和商业化进程。开源和专有软件均在使用，提供了灵活性和可扩展性。
 

此外，新兴公司如Schrödinger和Certara等也在加速进入该市场，为药物研发过程提供更先进的建模和生物模拟方法。
 

北美计算生物学市场公司

北美计算生物学行业中运营的部分知名企业包括：

• aganitha
• Atomwise
• 仁慈
• BIODIGITAL
• BIO-RAD
• Cadence
• CERTARA
• Compugen
• 达索系统
• Deep Genomics
• DNAnexus
• Genedata（达纳赫）
• Ginkgo
• Illumina
• Instem
• QIAGEN
• Schrödinger
• Thermo Fisher Scientific
   
• Thermo Fisher Scientific

Thermo Fisher Scientific 在2024年北美计算生物学市场中占据领先地位，市场份额约为12%。该公司专注于生命科学价值链的端到端整合，结合研发、制造、诊断和临床服务。其战略强调积极的并购、数字化转型和AI驱动的创新，以加速药物开发和精准医疗。公司还大力投资于可持续发展和区域扩张，以保持其关键地位。
 

• Illumina Inc.

Illumina 正在从测序转向多组学和AI驱动的数据解读。公司的新部门BioInsight旨在与制药公司合作，利用大规模组学数据进行药物发现。该公司正在扩展蛋白组学（例如收购SomaLogic），增强临床采用，并推动单细胞和群体水平基因组学的创新。
 

• QIAGEN

QIAGEN的战略围绕其样本到洞察模型展开，提供整合的分子诊断和生命科学工具。它专注于高增长平台，同时扩大其伴随诊断和自动化解决方案。战略性并购、区域市场渗透和运营效率是公司增长计划的关键支柱。
 

北美计算生物学行业新闻：

• 2025年6月，Illumina, Inc.宣布与Standard BioTools达成协议，收购SomaLogic。这一发展将增强Illumina在不断增长的蛋白质组学市场中的地位，并帮助公司提升行业影响力。
   
• 2024年12月，QIAGEN宣布推出Ingenuity Pathway Analysis (IPA) Interpret新功能，旨在简化和加速复杂生物数据的解读。这一发展使公司能够增强其服务供应，并通过持续的进步和更新提升用户体验。
   
• 2024年11月，NVIDIA宣布推出开源平台NVIDIA BioNeMo Framework，以推动药物发现并加速分子设计。该平台专注于加速和扩展数字生物学，以满足行业各方的需求。
   
• 2024年4月，微生物组科学公司Seed Health推出其CODA平台，该平台由Human Phenotype Project提供支持，这是一个全面的多组学数据集。CODA是一个计算生物学平台，用于发现和开发下一代精准益生菌和微生物组靶向干预。该产品发布预计将使公司进一步提升其行业影响力。
   

北美计算生物学市场研究报告涵盖行业深入分析，包括2021年至2034年按收入（百万美元）的估计和预测，以下是各细分市场：

按工具划分

• 分析软件和服务
• 数据库
• 硬件

按应用划分

• 细胞与生物模拟
  
  • 计算基因组学
  • 计算蛋白质组学   
  • 药物基因组学
  • 其他模拟
• 药物发现与疾病建模
  • 靶点识别
  • 靶点验证
  • 候选药物发现
  • 候选药物优化
• 临床前药物开发
  • 药物动力学
  • 药物效能学
• 临床试验
  • 第一期
  • 第二期
  • 第三期
  • 第四期
• 人体模拟软件

按服务类型划分市场

• 合同服务
• 内部服务

按终端用户划分市场

• 商业用途
• 学术与研究

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• 美国
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