生物農業萬億市場，慕恩生物的探索與實踐

以下為王琳博士在大會現場的分享內容，經35斗編輯整理。

一、微生物技術已成為解決當前社會挑戰的重要手段

現在社會發展面臨一些問題，微生物技術已成為解決當前社會挑戰的重要手段，主要表現在以下幾個領域：

在農業領域，國家農業發展面臨著農藥化肥長期濫用、土壤生態環境長期惡化的現狀；在環境領域，養殖、種植環境、水污染越來越嚴重，全球生物多樣性持續減少；在健康領域，抗生素濫用，致病菌抗藥性問題日趨嚴重，益生菌、腸道微生物對健康的重要性被廣泛認知；在食品領域，肉類的需求和消耗不斷增加，畜牧業消耗了40%糧食產量，養殖過程中造成了大量二氧化碳排放。

以上問題，我們都可以從生物技術方面找到一些解決方案，表現在以下幾個方面：微生物農業，以微生物活菌為主的農業產品包括微生物菌劑及微生物農藥，已成為全球生物農業發展最快的賽道；微生態藥物，近年來，微生態藥物管線快速增長，腫瘤免疫、代謝性疾病等熱度高漲，在適應症上，也從早期的治療艱難梭菌感染擴展到目前已經有7個藥物進入到臨床3期；微生物蛋白，真菌蛋白生產成本低、只需少量土地和水，可極大地降低單位蛋白生產的碳排放，是替代蛋白領域最具潛力的發展方向。

上面三個領域都是慕恩生物應用的方向，微生物農業有慕恩農業；微生態藥物有慕恩醫藥，慕恩醫藥現在有兩個藥物拿到了IND進入臨床一期試驗；微生物蛋白方向，慕恩生物孵化了真菌蛋白企業——蘑米生物。

從全球市場來看，生物農業的增長速度已經遠遠超過化學農業，未來將是生物農業產業化的黃金時期。傳統的農業投入品，包括肥料、農業、除草劑、種子和種子處理劑等，年復合增長率在2.4%到6.2%之間，是一個比較低的水平；生物製劑以及轉基因種子的年復合增長率，基本上超過了10%，在生物殺蟲劑方面甚至超過15%。因此未來十年，生物製劑、合成生物學、轉基因市場等，會迎來非常高速的發展。

新一代微生物技術也極大提高了我們認知、開發和發掘微生物的能力。慕恩生物團隊的核心成員都來自於中科院微生物所，在這些優秀人才的努力下，公司在這些高速發展的領域，也將占有一席之地。

在讀書的時候，老師經常講到，當時我們能夠分離和培養的微生物種類，占整個大自然中微生物種類的1%不到，但正是這樣不到1%的微生物，創造了1863億美金的市場份額。現在，隨著多組學技術、培養組學技術的發展，越來越多的微生物能夠被分離出來，我們可以利用各種各樣的方法去培養出99%的微生物。這個市場空間大家可以想像一下，如果1%是1800億美金的市場份額，那99%的微生物會給我們帶來多大的市場想像空間。

基於基因組學和微生物組學的快速發展，我們對微生物的多樣性也有了越來越多的認識。過去15年，我們了解到微生物組驚人的多樣性，像熱帶雨林一樣有各種各樣的物種，很多人說我們人就是行走的細菌培養基，其實細菌的基因比人類基因多出100多倍，因此這個星球是由微生物主導還是人類主導，已經說不太清楚了。

新的技術變革給我們帶來了更大程度發現微生物的能力，包括多組學技術、培養組學技術、微流控技術，使用一些射線把微生物打成單細胞，然後基於細胞層面對微生物進行分離培養。包括類器官技術，我們可以在體外模擬腸道功能，這對於高通量篩選非常有意義。根據模擬器，可以在體外發現跟作物根系有高度親和力的微生物物種。

隨著技術的快速發展，國內外的產業投資也聚焦在此領域。在2015年，美國就發布了國家微生物組計劃，隨之一系列關於精準醫療、微生物檢測、微生物組藥物的公司就陸續在市場上獲得快速發展。2012年以來，全球多家農化巨頭公司，如巴斯夫、拜耳、先正達、孟山都等，紛紛通過投資或併購進入生物農業領域。僅2012年下半年，國外生物農業領域併購的金額就高達20億美金，生物農業市場年復合增長率高達17%。

國外知名的風險投資也重金布局了數億美金微生物專項基金，最近幾年投入微生物組創業公司的VC基金高達40-50億美金，Seventure Partners、Flagship Pioneering等國際知名風投機構相繼成立數億美金的專項基金。J&J等產業基金也投資多家微生物公司。

慕恩生物的很多合作夥伴，比如先正達，在生物農業領域的併購同樣非常活躍，基本上每一段時間可以看到一個國際併購大消息。

慕恩生物總結了在微生物組產業主要的投資和發展方向：微生物組產業相關的包括植物營養、植物益生菌；生物信息學分析相關的包括植物組學、微生物組的測序分析，以及動物健康領域和人體健康領域。

二、國外創業公司的進展：indigo、AgBiome、Pivot Bio

接下來，我們來看一下國外創業公司的發展。

其中最有名的是indigo，成立時間跟慕恩生物差不多，慕恩2015年成立，indigo2014年成立，但是indigo從成立開始一路領先，在2020年就已經完成了F輪融資，總融資金額超過15億美金。indigo正在做一件什麼事情呢，它通過分離作物的根系、種子、葉片各種樣品的微生物，開發成一個微生物種子包衣劑，幫助作物抵禦病蟲害，增加營養攝入量，並且提高水肥利用率，最終來提高生產力。

indigo對外宣傳的一句話是，採用自然微生物學和技術來提高農業生產的可持續性，為種植者帶來利潤，同時也為消費者帶來健康。indigo的特點就是它本身不做合成生物學或者菌株，都是野生型，沒有經過基因改造，通過發現新菌株包在種子表面，來提高作物的一些抗性。2022年8月indigo的第一個產品已經推向市場，拿到EPA認證，未來indigo肯定會迎來更大的發展。

另外一個公司叫AgBiome，本身也是做微生物組學開發的公司，在兩年之內收集了北美最大的根際微生物菌種庫，目前為止AgBiome的菌庫2.3萬株，在2021年的時候拿到了D輪融資，超過1億美金，總融資超過2.5億美元。AgBiome在行業內比較知名的產品，是一款號稱能夠完全媲美化學殺菌劑的生物殺菌劑，目前被巴斯夫引進，進行產品銷售。

Pivot Bio成立於2011年，在2021年的7月份拿到D輪融資，整個估值超過20億美金。跟前面兩家基於野生型菌種開發微生物產品不一樣的是，Pivot Bio利用的是合成生物學的菌株。他們收集了大量野生固氮菌資源，通過合成生物學的方法提高了自由固氮菌的效果。

Pivot Bio的企業願景是能夠完全替代氮肥，這個願景很宏大很有難度，我們也期待著Pivot Bio能給我們帶來越來越多的產品。Pivot Bio的整個研發路徑，首先是發現微生物，即發現一些好的微生物菌株；然後改造微生物，即把固氮菌基因進行改造；最後做出終端產品。

三、生物農業的機遇和挑戰：產、學、研脫節嚴重

生物農業不僅是人類在做，在自然界中也有很多有趣的案例。

螞蟻是世界上最好的種植蘑菇的農民。比如切葉蟻，它們會把葉片採下來，一個一個搬進蟻巢里，並把葉片作為基質接種上它們喜歡吃的真菌，真菌會長出像蘑菇一樣的實體供它們食用，而且蛋白含量很高。

切葉蟻的食物系統特別有意思，一方面切葉蟻把葉子採回來作為真菌的食物來培養，但時間長了之後，會有病原菌侵染切葉蟻培養的蘑菇，不過切葉蟻自己在腹部養了一些放線菌，通過放線菌產生的抗生素能夠抑制病原菌的生長，從而保護它種的真菌蘑菇。

這跟我們的農業生態系統非常像，糧食作物也會受到病原菌和病蟲害侵襲，我們也會通過使用各種各樣的化合物或者生物製劑來保護我們的作物。而在人類文明到來的五百萬年以前，切葉蟻已經完成了上述一整套農業種植的過程。

我們再把眼光放回到生物農業，微生物組有很多有益的功能，包括抗生物的脅迫、非生物的脅迫。生物脅迫包括一些殺蟲除草劑危害、細菌病害、病毒病害、真菌病害等等。而微生物組可以幫助農作物抗乾旱、高溫、低溫、鹽鹼，幫助我們提高對氮元素和磷元素的利用率，以及能夠提高對微量元素的利用率。

目前，國家政策方面給予生物農業發展帶來了極大利好。化肥農藥的雙減政策，提高了農業生產效率。時代的浪潮，正在向生物農業方向發展。不過，生物農業領域也存在著一些產學研嚴重脫節的現狀。

比如現在的國內市場，包括生物製劑領域，很多是以營銷來驅動的，大家更聚焦的是怎麼賣產品，並沒有從頭到尾好好研發這個產品，很多產品都是在市場上隨便拿到一個菌株回來拷貝，然後做成一個產品，其實並沒有什麼市場競爭力。而國外的市場，包括剛才講的幾個公司，就是非常科學的從微生物的發現到微生物製劑，一步一步按照科學的流程走下來，因此產品在市場上非常有競爭力。

中國有著萬億級的市場份額，但是我們要真正抓住這個市場，還面臨非常多的挑戰。現在還有很多脫節的地方，比如核心技術存在缺失，菌種資源庫篩選技術、發酵技術和劑型技術的缺失，都導致了國內產品的落後和低價。

現在生物農業的市場格局，跟幾十年前的化學農藥很像，過去我們國家傳統的化學農藥模式也是小而分散，今天的生物農藥也面臨同樣的問題。如今，在生物製劑領域，我們有超過2000家微生物製劑企業，但到底做出了什麼樣的結果？現狀是，目前我們沒有任何一個在國際上打響的生物農業產品。

因此，我們現在主要面臨的問題就是：小而分散、大而不強。有一些公司發酵的體量很大，可以做到100噸的發酵罐，生產能力很強，但本身發酵工藝或者產品質量並不強，輕研發重營銷，重點並不是在怎麼做產品上，而是怎麼賣產品，缺乏核心技術。在資本層面，很多投資公司也缺乏耐心去扶持重研發的公司。

放眼國際市場，已經從第一代微生物產品進入到了第二代的微生物產品體系。我們以人的益生菌來做一個比較，。第一代微生物產品都是基於乳酸桿菌、雙歧桿菌這一類微生物開發的一些產品，我們今天吃的大部分益生菌都是這兩個。

但是現在國外的企業已經從一代乳酸菌類產品進入到二代更先進的腸道細菌，如果說一代乳酸菌更多是益生菌、保健品功能，二代腸道細菌已經被用於藥物開發，比如糞菌膠囊，就是把一個健康人的糞便進行凍干之後製造成膠囊，給腸道紊亂或者是CDI感染的人來服用，效果非常好。

再把眼光拉回農業微生物產品，目前我們越來越多的技術也是集中開發第二代農業微生物產品，包括發掘一些新的菌種，組合新的菌株，開發新的應用，通過合成生物學的方式改造微生物，就像之前做的那樣，通過合成生物學技術進行基因改造，讓微生物具有更新的功能和更強的能力。

新一代農業微生物產品的四個特點：第一是綠色環保，第二是功能和效率非常高，第三是穩定性很強，第四是能具有很長的貨架期。

四、慕恩生物的探索和實踐：發現微生物，篩選微生物，改造微生物，應用微生物

前面是一些產業的現狀以及業內公司在做的一事情，接下來我們看一下慕恩生物的探索和實踐。

慕恩生物是國內領先的聚焦於微生物組發掘和產業化的技術平台。簡單來說我們做四件事情，第一是發現微生物，用我們微生物組學的方法發現越來越多的微生物；第二是篩選微生物，做各種各樣的模型，包括植物病害模型、肥胖症小鼠模型、患癌症小鼠模型，篩選到對人體和作物有用的微生物菌株；第三是改造微生物，拿到一個好的野生菌株，怎麼用分子生物學的方法讓它的功能更強；最後是應用微生物，把它開發成產品，真正的走向終端。

慕恩生物2015年在北京成立，2016年11月拿了天使輪融資後，公司整體從北京搬到廣州。現在公司擁有員工超過300人，60%以上是碩士學位以上的研發人員，廣州總部有超過一萬平米的研發中心，已建成了國際一流的微生物組產業化技術平台。

慕恩生物主要有兩個業務板塊，包括生物農業和生物醫藥。生物醫藥板塊，腫瘤活菌生物藥MNC—168已經獲批臨床。生物農業領域，從2019年第一個產品正式推向市場開始，公司已經實現連續三年的收入三倍以上增長。

融資方面，慕恩生物已經完成五輪數億元的融資，投資方包括很多頂級的投資機構，投創業、紅杉資本、越秀產業基金、碧桂園創投、天士力渤溢資本等國內一線資本，現在都是慕恩生物的股東。

目前，慕恩已建成全球最大的農業及人體微生物菌種庫，已保存的菌株超過20萬株，擁有全球最大的微生物菌種和基因多樣性資源，每年提交申請發明專利大約在30到50個。

慕恩研發平台叫Culture—To—Product，從微生物的培養到最後產品，所有工作就是圍繞著怎麼把一個微生物菌株，用一些技術手段開發成最終端的產品。其中包括獲得最高的資源多樣性，建立各種各樣的篩選模型，實現高通量的篩選，優化劑型開發技術等等。

截至目前，慕恩生物已經推出了幾個在行業內比較有名的產品。

第一個產品菌養元，是公司2019年正式推出的第一款商業化產品，對標美國Biowork的RootShield。但RootShield這個產品有一個限制，它只能4°低溫保存，在零售店銷售時需要配冰箱，這限制了產品流通。而慕恩解決了這個問題，菌養元可以常溫下保存18個月，從而大大擴展了產品的使用場景。

另外一個大單品叫削線，對標美國MBI公司的Majestene，以發酵產物殺線蟲，廣譜、穩定性極高，獲得了全球農業重要獎項Agrow Awards。削線產品是慕恩生物在國內的首創。它利用伯克氏菌產生的大量代謝產物抑制線蟲，降低作物根結形成，線蟲盆栽平均防效可達65.56%。。產品於2021年年底正式推出，上市第一年就實現了破千萬的銷量。目前，削線正在進行農藥登記，預計到2025年能夠拿到產品的農藥登記證件。

以上就是慕恩生物在做的事情。慕恩公司的公司願景是——以微生物創造美好未來，衷心希望能夠與在座的優秀企業共同攜手，合力將微生物產業做大做強。