克日，，，，， ，，BCG與B Capital團(tuán)結(jié)推出報(bào)告《中國(guó)合成生物學(xué)工業(yè)白皮書(shū)2024》，，，，， ，，先容了合成生物學(xué)的生長(zhǎng)趨勢(shì)、工業(yè)鏈漫衍與投資情形等。。。。。。。
合成生物學(xué)是一門基于工程化的設(shè)計(jì)理念，，，，， ，，團(tuán)結(jié)生物學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、工程學(xué)、盤算機(jī)與數(shù)據(jù)科學(xué)等交織學(xué)科手藝，，，，， ，，旨在刷新或創(chuàng)立人造生命系統(tǒng)的新興學(xué)科，，，，， ，，在科技和工業(yè)立異兩個(gè)層面均具備周全傾覆現(xiàn)著名堂的潛力。。。。。。。
狹義的合成生物學(xué)包括兩大偏向:“自上而下”地“刷新生命”(將全新功效引入活細(xì)胞等生命體或生物-非生物混淆系統(tǒng))；；；；；“自下而上”地“創(chuàng)立生命”(體外合玉成新生命系統(tǒng))。。。。。。。
從廣義的工業(yè)分類而言，，，，， ，，合成生物學(xué)工業(yè)可被界定為以生物基質(zhì)料替換化石基質(zhì)料、以生物手藝蹊徑替換古板化工手藝蹊徑的科技工業(yè)。。。。。。。
合成生物學(xué)工業(yè)鏈可分為上、中、下游三個(gè)環(huán)節(jié)。。。。。。。上游聚焦使能手藝的開(kāi)發(fā)，，，，， ，，包括讀-寫-編-學(xué)、自動(dòng)化/高通量化和生物制造等,關(guān)注底層手藝傾覆及提效降本。。。。。。。
中游是對(duì)生物系統(tǒng)及生物體舉行設(shè)計(jì)、刷新的手藝平臺(tái)，，，，， ，，焦點(diǎn)手藝為路徑開(kāi)發(fā)，，，，， ，，注重合成蹊徑的選擇以及手藝上跑通(如底盤細(xì)胞選擇及刷新、作育條件優(yōu)化、純化要領(lǐng)開(kāi)發(fā)等)，，，，， ，，與下游企業(yè)相比，，，，， ，，更強(qiáng)調(diào)手藝平臺(tái)的通用性，，，，， ，，潛在具備CRO屬性。。。。。。。
下游則涉及人類衣食住行方方面面的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品落地，，，，， ，，焦點(diǎn)手藝在于大規(guī)模生產(chǎn)的本錢、批間差及良品率等的把控，，，，， ，，與中游企業(yè)相比，，，，， ，，更強(qiáng)調(diào)應(yīng)用領(lǐng)域的聚焦、產(chǎn)品的細(xì)膩打磨及商業(yè)化放量。。。。。。。其中在大規(guī)模生產(chǎn)上，，，，， ，，潛在具備CDMO屬性。。。。。。。
中下游企業(yè)之間并無(wú)明確界線，，，，， ，，現(xiàn)階段行業(yè)整體尚處在工業(yè)生長(zhǎng)早期，，，，， ，，不少生物手藝公司實(shí)質(zhì)上為中下游一體化結(jié)構(gòu)。。。。。。。
憑證價(jià)值鏈所處位置來(lái)看，，，，， ，，上游使能手藝繁多，，，，， ，，各企業(yè)通常聚焦某一手藝領(lǐng)域如二代合成、三代測(cè)序、新一代基因編輯工具、仿真測(cè)試、自動(dòng)化/高通量裝備等。。。。。。。中下游企業(yè)又可分為平臺(tái)型和產(chǎn)品型兩類。。。。。。。平臺(tái)型公司中，，，，， ，，領(lǐng)先企業(yè)已最先以CRDMO模式提供全鏈條的工程化開(kāi)發(fā)及轉(zhuǎn)化效勞，，，，， ，，且可按手藝蹊徑分為體內(nèi)平臺(tái)和體外平臺(tái)(如酶工程平臺(tái))。。。。。。。產(chǎn)品型公司又可憑證下游應(yīng)用、使用手藝、產(chǎn)品屬性等差別維度舉行歸類。。。。。。。
全球合成生物學(xué)工業(yè)已往五年履歷了高速增添，，，，， ，，市場(chǎng)規(guī)模從2018年的53億美元增添到2023年的凌駕170億美元，，，，， ，，平均年增添率達(dá)27%。。。。。。。預(yù)計(jì)全球合成生物市場(chǎng)在可見(jiàn)的未來(lái)仍將堅(jiān)持較快生長(zhǎng)勢(shì)頭，，，，， ，，在2028年將生長(zhǎng)為體量抵達(dá)近500億美元的全球型市場(chǎng)。。。。。。。
合成生物學(xué)工業(yè)的生長(zhǎng)帶來(lái)了一大批行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。。。。。。。近期(五年以內(nèi))工業(yè)化效果主要圍繞各大領(lǐng)域中先發(fā)探索話題的散點(diǎn)突破，，，，， ，，如化學(xué)和質(zhì)料中的部分基礎(chǔ)化學(xué)品及聚合物，，，，， ，，農(nóng)業(yè)和食物中的少數(shù)食物添加劑、植物卵白及發(fā)酵卵白作為替換卵白，，，，， ，，醫(yī)療保健中立異細(xì)胞和基因療法、部分質(zhì)料藥合成，，，，， ，，以及消耗品中的部分功效性小分子和重組膠原卵白手藝等。。。。。。。
在中期(五至十年間)，，，，， ，，圍繞各大領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)一步拓展，，，，， ，，并實(shí)現(xiàn)部分全新子品類的手藝突破和規(guī)；；；；；，，，，， ，，如質(zhì)料領(lǐng)域的高性能卵白、食物領(lǐng)域的細(xì)胞作育卵白、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的共生固氮手藝、醫(yī)藥領(lǐng)域的工程菌療法等。。。。。。。
在遠(yuǎn)期(凌駕十年)，，，，， ，，合成生物學(xué)一方面有望在熱門應(yīng)用領(lǐng)域中在目今科研尚處早期或手藝瓶頸較大的話題上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化跑通，，，，， ，，如活體功效質(zhì)料、光相助用優(yōu)化、器官再生等，，，，， ，，另一方面，，，，， ，，也預(yù)期將在生物質(zhì)燃料環(huán)保等新領(lǐng)域進(jìn)一步施展作用。_。_。。。_。_。
在食物與營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用
“食物與營(yíng)養(yǎng)”可粗分為食物添加劑和替換卵白兩大類;除需兼顧本錢優(yōu)勢(shì)和手藝優(yōu)勢(shì)外_，，，_，，_，，口胃、口感等的復(fù)刻也經(jīng)常成為商業(yè)化時(shí)不可忽視的挑戰(zhàn)。_。_。。。_。_。
1、食物添加劑
食物添加劑和配料包括營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、抗氧化劑、甜味劑、著色劑、保鮮劑、穩(wěn)固劑增稠劑、新食物質(zhì)料、功效性配料等。。。。。。。其中，，，，， ，，營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑指為了增添食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值而加入到食物中的自然某人工合成的營(yíng)養(yǎng)素，，，，， ，，憑證泉源差別，，，，， ，，可分為泉源于動(dòng)植物的自然營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑和人工合成營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑兩大類。。。。。。。
憑證中國(guó)食物工業(yè)協(xié)會(huì)的果真資料顯示，，，，， ，，海內(nèi)食物添加劑和配料行業(yè)工業(yè)規(guī)模一直擴(kuò)大，，，，， ，，2016年至2022年，，，，， ，，食物添加劑產(chǎn)量從1056萬(wàn)噸增添到1530萬(wàn)噸，，，，， ，，年均增添6.4%:銷售額從1035億元人民幣增添到1441億元人民幣，，，，， ，，年均增添5.7%。。。。。。。重大的終端市場(chǎng)意味著食物添加劑和配料的市場(chǎng)時(shí)機(jī)很是縣有吸引力。。。。。。。
現(xiàn)在，，，，， ，，海內(nèi)代表企業(yè)在花生四烯酸(arachidonic acid，，，，， ，，ARA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，，，，， ，，DHA)市場(chǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破，，，，， ，，接納微生物發(fā)酵法生產(chǎn)。。。。。。。ARA和DHA的質(zhì)料泉源和生產(chǎn)要領(lǐng)生長(zhǎng)歷程體現(xiàn)了生物發(fā)酵法的優(yōu)勢(shì)。。。。。。。ARA古板要領(lǐng)從動(dòng)物肝臟和蛋黃中獲得，，，，， ，，DHA則主要從魚(yú)油中獲得，，，，， ，，動(dòng)物泉源質(zhì)料保存含量低、品質(zhì)差別性大等弱點(diǎn)。。。。。。。20世紀(jì)90年月，，，，， ，，ARA和DHA生產(chǎn)劃分實(shí)現(xiàn)手藝突破，，，，， ，，可通過(guò)高山被孢和裂殖壺生物發(fā)酵生產(chǎn)。。。。。。。海內(nèi)代表企業(yè)嘉必優(yōu)在2022年實(shí)現(xiàn)收入4.33億元，，，，， ，，毛利率抵達(dá)42%
合成生物學(xué)在食物及營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域應(yīng)用的另一大偏向?yàn)樘鎿Q卵白，，，，， ，，即非動(dòng)物泉源的卵白質(zhì)，，，，， ，，主要應(yīng)用包括肉、奶、蛋等。。。。。。。其中，，，，， ，，植物基卵白商業(yè)化歷程較快，，，，， ，，海內(nèi)外已有大宗商業(yè)化案例，，，，， ，，且大豆卵白、豌豆卵白市場(chǎng)接受水平較高:但微生物發(fā)酵卵白和細(xì)胞作育卵白雖有較高商業(yè)化潛力但市場(chǎng)仍需教育，，，，， ，，商業(yè)化處于起步階段。。。。。。。
讓消耗者接受替換卵白的要害在于口胃口感及平價(jià)，，，，， ，，即替換卵白的感官和味道必需和動(dòng)物泉源的一樣好，，，，， ，，且在價(jià)錢上與動(dòng)物卵白持平或者更低。。。。。。。而要實(shí)現(xiàn)這一目的將履歷三個(gè)階段，，，，， ，，告竣目的的時(shí)間在一定水平上取決于替換卵白的泉源和被替換的產(chǎn)品:第一階段,用大豆、豌豆和其他植物卵白制成的肉類、乳制品、蛋類等的替換品實(shí)現(xiàn)與動(dòng)物卵白價(jià)錢持平；；；；；第二階段，，，，， ，，由真菌(如酵母)、單細(xì)胞藻類、細(xì)菌等微生物制成的替換卵白預(yù)計(jì)于2025年實(shí)現(xiàn)與動(dòng)物卵白價(jià)錢持平；；；；；第三階段，，，，， ，，直接由動(dòng)物細(xì)胞作育出的替換卵白預(yù)計(jì)于2032年實(shí)現(xiàn)與自然的動(dòng)物卵白價(jià)錢持平。。。。。。。
替換卵白的全球消耗量預(yù)計(jì)在2035年將達(dá)9700萬(wàn)噸，，，，， ，，屆時(shí)植物卵白仍將占有主要體量(71%)，，，，， ，，發(fā)酵卵白其次(23%)、細(xì)胞作育卵白最低(6%)。。。。。。。但從增速來(lái)看，，，，， ，，發(fā)酵卵白和細(xì)胞作育卵白將在2025年之后迎來(lái)強(qiáng)勁增添。。。。。。。
從手藝視角看，，，，， ，，植物卵白、發(fā)酵卵白和細(xì)胞作育卵白的產(chǎn)品開(kāi)舉事度依次提升。。。。。。。植物卵白作為最常見(jiàn)的替換卵白，，，，， ，，其在合成生物學(xué)方面的手藝挑戰(zhàn)較低，，，，， ，，主要在于需要添加合成大豆血紅卵白來(lái)改善口感。。。。。。。細(xì)胞作育卵白的手藝難度最大，，，，， ，，主要由于細(xì)胞朽邁快、作育基本錢高、味道和質(zhì)地模擬難度大,外洋圍繞替換卵白開(kāi)拓新應(yīng)用、探索新蹊徑的公司眾多但中國(guó)企業(yè)在該領(lǐng)域關(guān)注度相對(duì)有限。。。。。。。阻止2021年底，，，，， ，，全球共有近110家專注細(xì)胞作育肉開(kāi)發(fā)的首創(chuàng)公司，，，，， ，，僅2021年就新增21家。。。。。。。別的，，，，， ，，替換卵白在微生物發(fā)酵乳、植物合成蛋/蛋黃醬和純素膠原卵白領(lǐng)域也有相關(guān)公司，，，，， ，，例如美國(guó)的Perfect Day和Eat Just。。。。。。。
農(nóng)業(yè)是合成生物學(xué)近年來(lái)的重點(diǎn)研究偏向之一，，，，， ，，包括農(nóng)作物(包括糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物)、畜牧水產(chǎn)等主要領(lǐng)域。。。。。。。中國(guó)人均耕地面積少，，，，， ，，生物科技的應(yīng)用尤為要害。。。。。。。別的，，，，， ，，憑證BCG研究，，，，， ，，農(nóng)業(yè)排放占全球人類運(yùn)動(dòng)溫室氣體排放總量的17%。。。。。。。來(lái)自農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的溫室氣體排放往往會(huì)造成更高的溫室效應(yīng)，，，，， ，，主要緣故原由在于農(nóng)業(yè)排放中的甲烷及氨氧化物占較量高。。。。。。。中國(guó)是農(nóng)業(yè)排放的大國(guó)，，，，， ，，農(nóng)業(yè)減排蹊徑任重道遠(yuǎn)。。。。。。。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，，，，， ，，合成生物學(xué)的研究重點(diǎn)圍繞鐫汰肥料使用、鐫汰碳排放、強(qiáng)化病害防控、提高生長(zhǎng)效率等話題開(kāi)展，，，，， ，，但行業(yè)整體仍處于早期。。。。。。。例如，，，，， ，，從手藝角度來(lái)看，，，，， ，，合成生物學(xué)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中現(xiàn)在主要圍繞微生物刷新植物刷新并未抵達(dá)嚴(yán)酷意義上的系統(tǒng)性重構(gòu)遺傳及代謝系統(tǒng)。。。。。。。
糧食作物領(lǐng)域又可分為育種、作物；；；；；?、作捂k熱，，，，， ，，合成生物學(xué)在各細(xì)分領(lǐng)域均可施展作用。。。。。。。其中，，，，， ，，部分設(shè)計(jì)育種、固氮肥料和微生物農(nóng)藥已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。。。。。。。以育種為例，，，，， ，，合成生物學(xué)應(yīng)用主要分為三類:通過(guò)野生植物馴化，，，，， ，，提升產(chǎn)量和質(zhì)量，，，，， ，，具備遼闊的市場(chǎng)空間但尚未商業(yè)化:提高果實(shí)質(zhì)量、固、抗蟲(chóng)抗藥等性能刷新的應(yīng)用具有普遍的應(yīng)用場(chǎng)景且希望快，，，，， ，，已有多種產(chǎn)品上市:通過(guò)合成生物學(xué)來(lái)增進(jìn)羧化反應(yīng)，，，，， ，，提高光能使用，，，，， ，，降低光呼吸損失，，，，， ，，也具有重大潛在價(jià)值，，，，， ，，但尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。。。。。。。
別的，，，，， ，，合成生物學(xué)還可用于新型農(nóng)藥開(kāi)發(fā)，，，，， ，，包括RNAi/微生物農(nóng)藥和植物源農(nóng)藥，，，，， ，，除蟲(chóng)效率更高，，，，， ，，也取得了較多希望和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。。。。。。。別的，，，，， ，，還可使用合成生物學(xué)來(lái)搭建光自養(yǎng)平臺(tái)，，，，， ，，能籠罩諸多工業(yè)，，，，， ，，想象空間重大。。。。。。。
合成生物學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用還面臨市場(chǎng)、羈系、資金、手藝四個(gè)方面的挑戰(zhàn)。。。。。。。在市場(chǎng)端,“轉(zhuǎn)基因作物”部分消耗者認(rèn)可缺乏,保存阻擋聲浪，，，，， ，，大部分地區(qū)育種難以集約化推廣羈系端，，，，， ，，在以中國(guó)為代表的地區(qū)，，，，， ，，肥料、農(nóng)藥等生物制劑因保存生態(tài)危害，，，，， ，，保存審批挑戰(zhàn)審批時(shí)間甚至可達(dá)十年:資金端，，，，， ，，除部分成熟市場(chǎng)外，，，，， ，，大型農(nóng)業(yè)公司較少，，，，， ，，行業(yè)生長(zhǎng)缺乏有力投資:手藝端，，，，， ，，植物自然性狀刷新仍保存“卡脖子”，，，，， ，，以植物的自身固氮為例，，，，， ，，保存固氮酶存于葉片細(xì)胞中氮?dú)饨佑|缺乏等問(wèn)題。。。。。。。
國(guó)際上提出了農(nóng)業(yè)合成生物學(xué)三個(gè)生長(zhǎng)階段的戰(zhàn)略目的，，，，， ，，即推感人工光合系統(tǒng)、固氮系統(tǒng)及生物抗逆系統(tǒng)三大方面的手藝生長(zhǎng)應(yīng)用，，，，， ，，這三大手藝生長(zhǎng)偏向同樣是中國(guó)在手藝跨越階段(2020年-2025年)的主要目的:中國(guó)還妄想在2026年-2030年進(jìn)入工業(yè)跨越階段，，，，， ，，人工固氮和部分抗逆品種、新一代酶制劑與農(nóng)藥等實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，，，，， ，，農(nóng)業(yè)合成生物手藝研發(fā)水平躋身天下先舉行列:在2031年-2035年進(jìn)入整體跨越階段，，，，， ，，中國(guó)農(nóng)業(yè)合成生物手藝研究開(kāi)發(fā)與工業(yè)化整體抵達(dá)天下先進(jìn)水平。。。。。。。
憑證Pitchbook數(shù)據(jù)顯示，，，，， ，，在2017年至2021年的五年間，，，，， ，，全球合成生物市場(chǎng)對(duì)危害投資和私募股權(quán)投資者的吸引力一直提升。。。。。。。2021年，，，，， ，，合成生物市場(chǎng)吸引投資抵達(dá)近年來(lái)高點(diǎn)融資額達(dá)87億美元，，，，， ，，融資筆數(shù)達(dá)391筆。。。。。。。在投資者的支持下，，，，， ，，合成生物學(xué)的手藝應(yīng)用及場(chǎng)景拓展進(jìn)入快速生長(zhǎng)通道。。。。。。。2022年之后資源市場(chǎng)逐漸回歸理性。。。。。。。2022年，，，，， ，，全球合成生物融資額為54億美元，，，，， ，，融資筆數(shù)為376筆。。。。。。。2023年前三季度，，，，， ，，資源市場(chǎng)融資額20億美元，，，，， ，，融資筆數(shù)193筆，，，，， ，，較前一年同期亦有所下降。。。。。。。在此配景下，，，，， ，，市場(chǎng)估值情形也進(jìn)一步向理性生長(zhǎng)。。。。。。。
在海內(nèi)資源市場(chǎng)，，，，， ，，合成生物學(xué)也是一個(gè)高度活躍的賽道。。。。。。。從2017年至2021年的五年間，，，，， ，，風(fēng)投及私募股權(quán)投資額從5100萬(wàn)美元上升至19億美元，，，，， ，，融資筆數(shù)從12筆上升至74筆2021年也是海內(nèi)合成生物資源投資的大年。。。。。。。2021年10月，，，，， ，，海內(nèi)合成生物美公司巨子生物以11美元A輪融資額，，，，， ，，成為昔時(shí)度單筆融資最大的合成生物投資項(xiàng)目(73.6億元人民幣)。。。。。。。
中國(guó)合成生物市場(chǎng)與全球高度協(xié)同，，，，， ，，因此進(jìn)入2022年以來(lái)資源市場(chǎng)進(jìn)入相對(duì)冷靜期，，，，， ，，2022年，，，，， ，，海內(nèi)合成生物賽道融資額靠近11億美元，，，，， ，，融資筆數(shù)93筆。。。。。。。2023年前三季度，，，，， ，，海內(nèi)資源市場(chǎng)融資額5.5億美元，，，，， ，，融資筆數(shù)58筆。。。。。。。
（文章泉源：諾賽國(guó)際醫(yī)學(xué)研究院）
