封面新聞記者熊英英 （受訪者供圖）
合成生物，被譽為「第三次生物技術革命」，在經歷20多年發展後突然爆火。
點燃這把火的是一個政策消息。2024中關村論壇年會上，中國工程院院士譚天偉透露，目前國家部委正在聯合研製國家生物技術和生物製造行動計劃，有望在近期出台，「生物製造+」是其中的關鍵內容。
隨後，江南大學宣布，其合成創新團隊利用合成生物學技術，將透明質酸成本降到每公斤幾百元，實現了透明質酸大產量推廣應用，為合成生物的出圈再添一把火。
作為一門前沿交叉學科，合成生物應用領域廣泛，青蒿素、人造肉、人造澱粉、mRNA新冠疫苗等產品均可歸於該技術的落地。在技術突破、政策利好和市場潛力的共同推動下，越來越多企業正在涉足這一領域。
而在與合成生物相關企業及投資人的對話中，記者發現，國內合成生物產業化不斷提速，已出現趕超國外的勢頭。但火熱發展的背後，其產業化落地仍面臨著技術成熟度及規模化生產等多方面挑戰。
投資湧入股民熱捧
合成生物站上風口
「近期我們已經接觸了幾十家資本方，大家都會問到的一個關鍵問題，我們在合成生物領域是如何布局的。」格純生物副總經理林霞對封面新聞說到，這讓她意識到市場關注度在顯著升溫。
格純生物是一家總部位於成都天府國際生物城的化妝品原料服務商，2020年公司開始布局合成生物賽道，主要研究方向為神經醯胺，一種廣泛應用於護膚品的保濕成分。目前，產品研製正在緊鑼密鼓地進行。
格純生物研發人員在實驗室進行菌種鏡檢
對於合成生物賽道掀起的熱潮，川寧生物董秘顧祥感受則更為直觀。今年五一前後短短几個交易日，公司股價累計漲幅超過90%。作為科倫藥業分拆出的生物發酵技術平台企業，川寧生物率先採用合成生物製造技術實現紅沒藥醇的規模化生產，公司因此獲得極高的行業關注，一躍成為合成生物概念龍頭股。
但這並非一個全新的領域。早在20世紀中葉，美國和中國學者相繼實現DNA、RNA和蛋白質等生物大分子的人工體外合成；2010年，美國研究人員首次合成人造單細胞生物；2021年，中國科學院天津工業生物技術研究所在國際上首次實現利用二氧化碳人工合成澱粉。
此次合成生物的「出圈」，則是政策、技術、市場等多種因素共同作用的結果。
顧祥指出，近幾年合成生物學技術取得了突破性發展；從中央到地方多項政策的出台，也為行業發展提供了良好的外部環境；與傳統的化工合成相比，合成生物工藝路線開發更加綠色環保；此外，資本對合成生物學領域的投資熱情高漲，也推動了整個行業的發展。
川寧生物公司車間
瞄準化妝品原料應用
像開發軟體一樣編程細胞
「合成生物就像生物領域的編程。」顧祥如此解釋，只不過程式設計師是通過編寫程序代碼來實現軟體開發，合成生物則是通過基因編輯、基因重組技術去改造細胞內部，通過對細胞進行功能編程，生產出想要的產品。
技術的發展使得人們對生命體的工程化改造成為可能，合成生物也被賦予了「一切皆可造」的更大想像空間。近年來，這項技術被廣泛應用在醫藥健康、能源化工、農業、食品、消費品等多個行業。尤其是化妝品領域，已吸引歐萊雅、資生堂、華熙生物等國內外知名企業競相布局。
「化妝品原料本身就屬於高附加值原料，且化妝品市場需求一直是旺盛狀態。同時，隨著人口老齡化的加劇，保健品需求也穩中有升。」顧祥提到，高附加值和良好的市場前景，是企業布局這一領域的重要原因。
據悉，川寧生物聚焦保健品原料、生物農藥、高附加值天然產物、高端化妝品原料等板塊，目前已有高端化妝品原料紅沒藥醇、保健品原料中間體5-羥基色氨酸在「合成生物學生產基地」進行試生產。
林霞則舉了一個更直觀的例子，麥角硫因在抗衰領域的功效，一直備受高端護膚品品牌追捧。該成分原本需要從松茸、靈芝等菌菇中提取，市場價格曾一度高達2000萬元/公斤。如今通過合成生物學發酵製備手段，能夠有效提高麥角硫因產量，使得產品價格降至8000元/公斤。「合成生物之所以在化妝品領域受到青睞，核心是解決了成本問題。」
格純生物研發人員在實驗室進行基因擴增操作
從實驗室走向市場
選品和規模化量產是關鍵
國外合成生物學產業起步較早，也誕生了不少明星企業，但其發展路徑並非一帆風順。
以美國公司Amyris為例，早在2005年，公司就研發出一種能夠生產青蒿素的酵母菌株；2010年成功登陸納斯達克，成為「合成生物第一股」。而在靠青蒿素賺得「盆滿缽滿」後，Amyris選擇轉戰生物燃料賽道，但因未能實現產量目標，導致巨額虧損，最終走向破產。
由此可見，技術成功並不意味著商業化的成功。由於合成生物學應用領域眾多，選品就顯得尤為重要。
「合成生物學現在實驗室規模太多了，幾乎所有的高校、生物醫藥企業都有這個領域的研究，但很多都還停留在前期實驗研究階段。」林霞認為，最終真正走向市場，一是要看選品是否真的是市場所需，二是要突破規模化生產的瓶頸。
她進一步說到，目前公司正在研發的神經醯胺產品，即使是在實驗室環境下得到了高產的菌株，但也只有百公斤級的實驗量級，最終要在數噸甚至數十噸的發酵罐體系下進行量產，整個過程中充滿了變數。
顧祥表示，目前川寧生物已在國內生物發酵領域積累起規模優勢。但合成生物實現產業化依然面臨著成本控制、市場接受程度等諸多挑戰。作為一種資本密集型的行業，其研發和商業化需要大量的資金支持。隨著未來合成生物學參與者越來越多，企業之間的競爭也會加劇，對個別企業的市場份額和定價能力也會造成影響。
國內產業化發展提速
消費品、食品行業或率先落地
據麥肯錫數據顯示，預計到2025年，合成生物學與生物製造的經濟價值將達到1000億美元，未來全球60%的物質生產可通過生物製造方式實現。即便產業化落地仍面臨挑戰，這依然是一個擁有巨大想像空間的市場。
「雖然國內合成生物學發展仍處於早期階段，但我們憑藉製造業發展的優勢，在產業化方面已趕超國外。」顧祥表示，在技術突破疊加政策利好之下，國內合成生物產業將進入快速發展階段。
這一點也得到川創投副總經理韓傑思的認同。他提到，隨著國內合成生物學技術的發展與產業化能力的不斷提升，一些企業的產品已經占據一定的細分市場份額，開始成為國際巨頭「忌憚」的對手。在全球市場持續擴張的情況下，中國也成為發展潛力最大的市場之一。
從國內發展格局看，韓傑思表示，我國合成生物學產業鏈在東部沿海地帶形成了較大的規模，特別是在後端發酵和下游產業方面優勢開始顯現。四川作為中西部地區的重要省份，擁有人才資源、自然生態方面的優勢，加上國家和區域的政策支持，在合成生物學方面具有明顯的後發優勢，已經在農業、食品、營養品和化妝品等方面展現出了一定的活力與潛力。
「目前，我們正在跟進四川、重慶的幾個合成生物學項目。」韓傑思指出，目前來看，消費品、食品是投資反饋較快的賽道，因為其產業鏈較短，產品可快速進入市場進行印證，是當前合成生物學領域的投資熱點；但醫療健康領域的市場前景更值得期待，特別是合成生物學在原料藥研發、生產中的應用，將會受到更多的關注。