伴隨著生物科學基礎研究和生物技術應用的迅猛發展，合成生物學作為以“建構”為核心的新型交叉技術學科，被認為是認識生命的鑰匙和改變未來的顛覆性技術。目前，合成生物學已應用于醫療健康、化工、能源、材料、食品消費、美妝護膚、農業等眾多細分領域，業內推測，未來60%的產品都可通過合成生物生產制造，一門前沿學科正在發展成為一個方興未艾的朝陽產業。
也是在此大趨勢下，全國多地均在加速合成生物市場投入。近日，長三角合成生物產業創新園開園，20個重點項目完成集中簽約，致力打造合成生物產業創新策源地，建設長三角“合成生物港”。而在上海，《浦東新區加快培育高端生物制造產業集群行動方案》（以下簡稱《行動方案》）發布，為加快企業在合成生物學領域的戰略布局提供了政策支持。此外，深圳已成為中國合成生物學代表力量及全球合成生物學創新網絡發展的核心節點，正在圍繞以創新鏈布局產業鏈、以人才鏈匯聚產業第一資源等“四鏈”協同模式，加快打造未來產業體系。
產業的生機勃發隨之帶來了市場的無限想象力，根據CB Insights分析數據，2019年全球合成生物學市場規模為53億美元，預計到2024年，全球合成生物學市場規模將達到189億美元，年復合增長率（CAGR）達28.8%。其中，中國作為全球合成生物學的重要市場之一，預計2025年合成生物學市場規模有望突破70億美元。
有券商醫藥行業分析師對21世紀經濟報道記者表示，合成生物學是一個非常有發展前景的研究領域，其正在掀起第三次生物技術革命，科學成果將為所有人帶來巨大的價值。加之生物科技領域現有研究正面臨多項挑戰，而合成生物學技術將發揮重大作用。
“但是，也需要發現，合成生物學誕生至今有二十多年，但它還是一個非常年輕的學科，正處于初期的發展階段，市場需要以動態視角看合成生物學這一學科的發展。”上述分析師說。
中信證券研報指出，目前，東麗、DSM、索維爾、奇華頓、雀巢等各行業全球龍頭公司均在合成生物學領域有所布局。傳統領域巨頭的積極探索有助于加快合成生物學作為新興技術的產業化進度和對各行業的變革，看好擁有先發優勢、豐富產品管線和工程化能力的相關合成生物學龍頭企業。
“造物”新時代
天然化合物被譽為醫藥、農藥、日化、護膚和保健品等領域的“天然寶庫”，有著多種重要的用途，例如廣為人知的抗瘧藥青蒿素、抗腫瘤藥紫杉醇、心腦血管疾病藥物丹參酮以及鎮痛藥嗎啡等，但這類天然化合物在植物中含量低，提取分離困難，同時，其由于結構復雜，化學合成難度較大，成為了制約產業進一步發展的瓶頸。
中國科學院上海有機化學研究所研究員、副所長劉文此前在行業論壇上表示，生物合成在天然化合物獲取中發揮了獨到的作用，構建生產出結構多樣的天然產物，重建了天然化合物的生產方式，雖然合成生物學并不能解決所有的痛點，但對于擴展藥物的天然產物庫以滿足結構多樣性需求和實現藥物的高效制備將發揮舉足輕重的作用。
除了天然化合物領域，合成生物學在其他領域的應用也備受關注，比如食品，據BCC Research預測，食品會成為合成生物學應用中增長最快的領域，在該領域，從原料的開發到細胞培養肉再到替代蛋白，合成生物學正在不斷拓展傳統食物的邊界。
合成生物學正在賦能多個產業，反之，其的快速發展也離不開底層關鍵技術和工具的應用，比如基因編輯技術、酶的分子設計等，也正是這些技術和工具的一次次更新迭代，助推了合成生物學的更好更快發展。
基于合成生物應用市場廣闊，頭豹聯合創始人兼CEO楊曉騁表示，從全球來看合成生物學已經進入了高速增長的階段，2017年的市場規模在40億美元左右，我們預計到2027年，將實現十倍的增長，即達到400億美元左右。
亟待打破的行業壁壘
盡管目前市場前景可觀，但不得不說，國內合成生物學企業的融資階段偏向于早期，多數公司的產品仍保持在研發階段。這也是由于，這一領域仍存在諸多痛點和難點亟待打破。
華東理工大學教授許建和針對工業生產制造中的痛點指出，他需要創制出高效的生物催化劑來滿足綠色生物制造的產業化需求，目前工業上仍有許多傳統的化學合成工藝亟待開發新的酶催化劑進行替代，實現工藝優化和產業轉型升級。
此外，國內外在合成生物學領域的發展差異巨大且難以形成合力，還有技術層面的難題亟待解決。此前，中國科學院深圳先進技術研究院副院長、深圳合成生物學創新研究院院長劉陳立對21世紀經濟報道記者表示，以基因編輯技術為例，一項底層技術帶來的應用是多樣的，比如在醫學、農業等領域都可以用到基因編輯，所以是源自科學目標的驅動，帶來了系列技術的開發，然后帶來產業的集群化和發展，這是線性的關系。
“但當聚焦糧食、能源等問題，因為其以產業為出發點，所以建立國際合作是不容易的，且當前食品產業、能源產業等受各自國家保護，因此很難形成全球的合力。”劉陳立說。
上述分析師也指出，當前國內在合成生物學市場由于涉及高通量的分析測試，主要面臨兩大技術層面的難點，一個是標準化，一個是自動化。
“關于合成生物學的應用，國外可能在醫藥行業會有比較多的突破，而國內更多體現在化工領域。但實際上，中國醫藥領域的一些頭部企業也在加快對合成生物學層面的探索，合成生物學對其來說已經成為剛需。考慮到政策環境、能源的要求等，這些企業面臨著更大的壓力，因此在技術層面實現突破十分必要。同時，面臨降本增效的壓力，以及環境友好的挑戰，食品行業企業同時也在研究如何實現技術探索和突破，代替產量低且影響環境的微生物發酵的方式。”前述分析師強調。
多維度助力產業創新孵化
從產業集聚度來看，目前，國內合成生物學的技術源頭和產業聚集地主要集中在京津冀、長三角和粵港澳大灣區三大地區。其中，在粵港澳大灣區，深圳正在加大對合成生物學領域的投入，今年上半年，深圳正式成立了合成生物產業創新聯盟，并發布了“合成生物星聚300”計劃。
另外，據公開文件信息，深圳市發改委核定的項目投資總概算為7.222億元。該項目落地光明科學城，建筑面積約33966平方米，建設周期為60個月，重點建設內容包括設計學習平臺、合成測試平臺、用戶檢測平臺三大平臺。
上海也在不斷發力。上海是合成生物學和相關產業的“發源地”，曾誕生了該領域多項“首個”或“第一”，具備了良好的合成生物學發展基礎，擁有全產業鏈生態優勢。
目前，上海還繪制了合成生物學產業圖譜，提出合成生物學“1+3+1”發展戰略，即搭建“1個網絡”，將高峰人才、重大基礎設施、重點實驗室有機整合為一張合成生物學創新資源網；瞄準“3大領域”，重點推進合成生物學在生物醫藥、先進材料和能源環保、消費品三大領域的發展與應用；打造“1個目標”，全面推進上海打造成為基礎研發領先、創新轉化活躍、產業主體蓬勃發展、產業生態健全完善的世界級合成生物學創新產業集群。
用新的范式觸發產業變革“新風口”，目前，全國多地正在探索合成生物創新中心為新的基點，聯動傳統與新興力量、跨越科研與產業鴻溝、融合技術與應用邊界，助推國內合成生物學產業實現“彎道超車”。這一目標如何加速實現？仍需時間驗證。
來源：21世紀經濟報道 季媛媛
責任編輯：李賽男
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