伴随着生物科学基础研究和生物技术应用的迅猛发展，合成生物学作为以“建构”为核心的新型交叉技术学科，被认为是认识生命的钥匙和改变未来的颠覆性技术。目前，合成生物学已应用于医疗健康、化工、能源、材料、食品消费、美妆护肤、农业等众多细分领域，业内推测，未来60%的产品都可通过合成生物生产制造，一门前沿学科正在发展成为一个方兴未艾的朝阳产业。
也是在此大趋势下，全国多地均在加速合成生物市场投入。近日，长三角合成生物产业创新园开园，20个重点项目完成集中签约，致力打造合成生物产业创新策源地，建设长三角“合成生物港”。而在上海，《浦东新区加快培育高端生物制造产业集群行动方案》（以下简称《行动方案》）发布，为加快企业在合成生物学领域的战略布局提供了政策支持。此外，深圳已成为中国合成生物学代表力量及全球合成生物学创新网络发展的核心节点，正在围绕以创新链布局产业链、以人才链汇聚产业第一资源等“四链”协同模式，加快打造未来产业体系。
产业的生机勃发随之带来了市场的无限想象力，根据CB Insights分析数据，2019年全球合成生物学市场规模为53亿美元，预计到2024年，全球合成生物学市场规模将达到189亿美元，年复合增长率（CAGR）达28.8%。其中，中国作为全球合成生物学的重要市场之一，预计2025年合成生物学市场规模有望突破70亿美元。
有券商医药行业分析师对21世纪经济报道记者表示，合成生物学是一个非常有发展前景的研究领域，其正在掀起第三次生物技术革命，科学成果将为所有人带来巨大的价值。加之生物科技领域现有研究正面临多项挑战，而合成生物学技术将发挥重大作用。
“但是，也需要发现，合成生物学诞生至今有二十多年，但它还是一个非常年轻的学科，正处于初期的发展阶段，市场需要以动态视角看合成生物学这一学科的发展。”上述分析师说。
中信证券研报指出，目前，东丽、DSM、索维尔、奇华顿、雀巢等各行业全球龙头公司均在合成生物学领域有所布局。传统领域巨头的积极探索有助于加快合成生物学作为新兴技术的产业化进度和对各行业的变革，看好拥有先发优势、丰富产品管线和工程化能力的相关合成生物学龙头企业。
“造物”新时代
天然化合物被誉为医药、农药、日化、护肤和保健品等领域的“天然宝库”，有着多种重要的用途，例如广为人知的抗疟药青蒿素、抗肿瘤药紫杉醇、心脑血管疾病药物丹参酮以及镇痛药吗啡等，但这类天然化合物在植物中含量低，提取分离困难，同时，其由于结构复杂，化学合成难度较大，成为了制约产业进一步发展的瓶颈。
中国科学院上海有机化学研究所研究员、副所长刘文此前在行业论坛上表示，生物合成在天然化合物获取中发挥了独到的作用，构建生产出结构多样的天然产物，重建了天然化合物的生产方式，虽然合成生物学并不能解决所有的痛点，但对于扩展药物的天然产物库以满足结构多样性需求和实现药物的高效制备将发挥举足轻重的作用。
除了天然化合物领域，合成生物学在其他领域的应用也备受关注，比如食品，据BCC Research预测，食品会成为合成生物学应用中增长最快的领域，在该领域，从原料的开发到细胞培养肉再到替代蛋白，合成生物学正在不断拓展传统食物的边界。
合成生物学正在赋能多个产业，反之，其的快速发展也离不开底层关键技术和工具的应用，比如基因编辑技术、酶的分子设计等，也正是这些技术和工具的一次次更新迭代，助推了合成生物学的更好更快发展。
基于合成生物应用市场广阔，头豹联合创始人兼CEO杨晓骋表示，从全球来看合成生物学已经进入了高速增长的阶段，2017年的市场规模在40亿美元左右，我们预计到2027年，将实现十倍的增长，即达到400亿美元左右。
亟待打破的行业壁垒
尽管目前市场前景可观，但不得不说，国内合成生物学企业的融资阶段偏向于早期，多数公司的产品仍保持在研发阶段。这也是由于，这一领域仍存在诸多痛点和难点亟待打破。
华东理工大学教授许建和针对工业生产制造中的痛点指出，他需要创制出高效的生物催化剂来满足绿色生物制造的产业化需求，目前工业上仍有许多传统的化学合成工艺亟待开发新的酶催化剂进行替代，实现工艺优化和产业转型升级。
此外，国内外在合成生物学领域的发展差异巨大且难以形成合力，还有技术层面的难题亟待解决。此前，中国科学院深圳先进技术研究院副院长、深圳合成生物学创新研究院院长刘陈立对21世纪经济报道记者表示，以基因编辑技术为例，一项底层技术带来的应用是多样的，比如在医学、农业等领域都可以用到基因编辑，所以是源自科学目标的驱动，带来了系列技术的开发，然后带来产业的集群化和发展，这是线性的关系。
“但当聚焦粮食、能源等问题，因为其以产业为出发点，所以建立国际合作是不容易的，且当前食品产业、能源产业等受各自国家保护，因此很难形成全球的合力。”刘陈立说。
上述分析师也指出，当前国内在合成生物学市场由于涉及高通量的分析测试，主要面临两大技术层面的难点，一个是标准化，一个是自动化。
“关于合成生物学的应用，国外可能在医药行业会有比较多的突破，而国内更多体现在化工领域。但实际上，中国医药领域的一些头部企业也在加快对合成生物学层面的探索，合成生物学对其来说已经成为刚需。考虑到政策环境、能源的要求等，这些企业面临着更大的压力，因此在技术层面实现突破十分必要。同时，面临降本增效的压力，以及环境友好的挑战，食品行业企业同时也在研究如何实现技术探索和突破，代替产量低且影响环境的微生物发酵的方式。”前述分析师强调。
多维度助力产业创新孵化
从产业集聚度来看，目前，国内合成生物学的技术源头和产业聚集地主要集中在京津冀、长三角和粤港澳大湾区三大地区。其中，在粤港澳大湾区，深圳正在加大对合成生物学领域的投入，今年上半年，深圳正式成立了合成生物产业创新联盟，并发布了“合成生物星聚300”计划。
另外，据公开文件信息，深圳市发改委核定的项目投资总概算为7.222亿元。该项目落地光明科学城，建筑面积约33966平方米，建设周期为60个月，重点建设内容包括设计学习平台、合成测试平台、用户检测平台三大平台。
上海也在不断发力。上海是合成生物学和相关产业的“发源地”，曾诞生了该领域多项“首个”或“第一”，具备了良好的合成生物学发展基础，拥有全产业链生态优势。
目前，上海还绘制了合成生物学产业图谱，提出合成生物学“1+3+1”发展战略，即搭建“1个网络”，将高峰人才、重大基础设施、重点实验室有机整合为一张合成生物学创新资源网；瞄准“3大领域”，重点推进合成生物学在生物医药、先进材料和能源环保、消费品三大领域的发展与应用；打造“1个目标”，全面推进上海打造成为基础研发领先、创新转化活跃、产业主体蓬勃发展、产业生态健全完善的世界级合成生物学创新产业集群。
用新的范式触发产业变革“新风口”，目前，全国多地正在探索合成生物创新中心为新的基点，联动传统与新兴力量、跨越科研与产业鸿沟、融合技术与应用边界，助推国内合成生物学产业实现“弯道超车”。这一目标如何加速实现？仍需时间验证。
来源：21世纪经济报道 季媛媛
责任编辑：李赛男
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