2013年，一项新的基因编辑技术——CRISPR-Cas9横空出世，可以任意修改DNA序列编辑基因。它的出现让人类拥有了“上帝之手”。2020年，这项技术获得了诺贝尔化学奖，同时打响了全球合成生物学竞争的发令枪。
一场新的生产力革命
从全球现有的产业划分来看，合成生物学技术不亚于一场新的生产力革命。
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“不同于以原油、煤炭等化石能源为原材料的传统化学合成法，合成生物学通常以糖类、纤维素、脂肪等生物质为原材料，生物质通过光合作用从大气中吸收二氧化碳，并在最终产品被消耗后以二氧化碳的形式回归大气，再次通过光合作用重新参与到生物质的再生与循环中，实现了碳元素的闭环循环。”中国国际金融股份有限公司分析师肖亚平介绍说，因此合成生物技术具有更加高效、绿色、低能耗的优势。在农业领域，合成生物技术可以应用于提高农作物的产量和抗性；在食品领域，可利用合成生物技术合成氨基酸、蛋白质、功能性添加剂等用于食品工业生产；在能源领域，合成生物技术可以用于生产生物燃料等可再生能源，例如利用微生物合成生物燃料或遗传改造微生物使其能将生物质转化为乙醇等；在环境保护领域，合成生物技术可以应用于环境修复和污染物治理。
在所有产业中，生物医药是合成生物学应用最具想象空间的领域之一。从古到今，无数人幻想过逆转衰老、永葆青春，目前，合成生物学是最接近实现这些幻想的手段。
“合成生物学是在工程学思想指导下，对生物系统进行有目标的理性设计、改造甚至重新合成具有非自然功能的生命体，既可以通过设计合成探索生命组成和调控规律，也可以设计和改造人工生物系统以满足社会发展重大需求。”天津大学教授李炳志表示，合成生物技术可以用于药物生产、医学诊断和治疗方法开发等，涉及疾病诊断、疫苗、抗生素、药物、基因治疗、细胞工程等产品。
目前，欧美及日本市场上已开始销售有“不老神药”之称的“NMN”，当然，价格也不便宜。业界相信，随着基因编辑技术的成熟，人类有可能将突变的细胞在基因层面进行修复，剪除错误的片段，再把正确的基因填回去，那么就有望消灭遗传病和癌症。在美国硅谷，一些互联网巨头甚至不惜私人出资，让“生物黑客”为自己量身定制计划，以“重返18岁”。
麦肯锡预计，未来全球60%的产品可以由生物法合成，2030到2040年间，全球每年通过生物合成的材料、化学品及能源品将产生约2至4万亿美元的直接经济影响。
风投支持中国企业加紧研发
中国是全球合成生物领域中最受关注的市场之一。2008年以来，我国在合成生物学领域的顶层战略规划逐步加强，《“十三五”国家科技创新规划》将合成生物技术列为引领产业变革的颠覆性技术，2022年《“十四五”生物经济发展规划》明确将合成生物学列为重点发展方向。
面对宽广的市场，合成生物企业数量也快速增长。“按照产业链区分，合成生物学企业可分为三个层面的公司。”浙江天化科技发展有限公司投资总监潘清介绍，第一种是工具层（也称技术型公司），主要与DNA相关，包括测序、合成、存储、基因编辑等；第二种是软件/硬件层（也称平台型公司），结合人工智能搭建高通量、自动化技术平台，侧重模拟设计、菌株构建、高通量测试、智能反馈；第三种是应用层（也称产品型公司），利用合成生物学技术取代现有工艺或开拓新产品，并将其开发至可以商业化应用的程度。
“目前技术型和平台型公司以初创企业为主，具有规模的企业主要是产品型公司，主要包括一些常年深耕生物发酵，并借助合成生物技术成功转型或增加新管线的企业。”潘清说，截至目前，我国合成生物创业企业已超60家，主要集中在天津、深圳、上海、杭州等地。
深圳瑞德林生物技术有限公司联合创始人兼CEO刘建介绍，目前中国合成生物产业的现状主要有4个特点，一是想象空间大，在碳中和、健康中国等国家战略下大有可为；二是突破难，技术研发的门槛极高；三是成本高，需要大量的资金支持；四是制约多，作为技术含量极高的新兴产业，现阶段监管政策并不明朗。“
虽然对监管政策有所顾虑，但基于对行业的高度看好，资本对合成生物产业表示了浓厚的兴趣，成为推动行业的发展的重要一环。
据合成生物学“社区”SynBioBeta统计，2018至2022年中国合成生物学一级市场共完成1039个投融资事件，涉及456个合成生物学相关企业。排除工具层企业融资事件，平台层和应用层企业共发生556个投融资事件，已披露融资总额923.17亿元。已披露融资总额上，美容护肤融资77.4亿元位列第一，其中巨子生物获得73.3亿人民币融资；其次为DNA测序获得融资44.6亿元、药物合成获得融资40.35亿元、基因/细胞治疗获得融资37.56亿元。
瑞德林也刚刚完成近3亿元人民币B轮股权融资。“有融资支持，公司才能跑通多个特色产品的研发、量产和商业化，包括增加胶原蛋白、抗老化的蓝铜肽、玻色因，抗皱紧肤的类蛇毒肽、乙酰基六肽-8，抗氧化抗衰老的谷胱甘肽、调节免疫和内分泌的肌肽等。”刘建说，“否则，一项研发动辄上千万元，如果只靠创始人自己的资金，无法支撑。”
“一级市场对于合成生物学行业的发展功不可没。合成生物学技术商业转化过程具有较大的不确定性，对风险具有较高容忍度的一级市场通过股权投资的方式，一方面带来真金白银的投入，一方面利用上下游资源赋能合成生物学企业，助力合成生物学企业发展，加速全球合成生物学技术的快速发展。2020年以来一级市场对合成生物学的大量的投资，有利于激励合成生物学人才创业，加速合成生物学技术的商业化进程，有益于行业中长期的发展。”肖亚平表示。
抢占未来3至5年发展关键期
业内专家表示，随着底层技术的突破和转化，合成生物产业将迎来爆发式增长，未来3至5年是合成生物产业发展的关键时期。能不能在全球竞争中，率先拥有“上帝之手”，对中国企业、资本和监管部门是巨大的机遇和挑战。
中金公司报告认为，合成生物学企业具有较高的商业化壁垒。合成生物学技术商业转化历程第一个层次是基础研究、技术转化、产品初创，涉及到能不能利用合成生物学技术把产品做出来，更多是技术的范畴。第二个层次是产品生产到大规模商业应用，涉及到商业化选品能力、成本控制、产品质量、市场推广等因素，决定能不能卖得好、能不能盈利的问题，不完全取决于技术范畴，更多涉及到商业范畴，需要企业有敏锐的商业洞察力和商业策划能力，对企业的商业化能力有较高的要求。
有报道指出，当前国内多家合成生物企业正处于跨越量产“死亡谷”的关键时期，尝试将核心单品推上产业化和商业化，获得规模现金流。
刘建介绍，瑞德林也规划了数个短平快产品，如蓝铜肽、玻色因、S-羟丙基四氢吡喃三醇（黑绷带面霜核心成分）等能够迅速贡献收入的护肤品成分，为企业带来稳定现金流。短期内，还有肌肽、NMN等产品有望推向市场。为了提高产品的竞争力，瑞德林立项还有一项规则，即产品成本必须降低50%以上。以谷胱甘肽为例，瑞德林能够将成本降低至对标企业的50%以下，目前数百吨级生产线正在试产中。
技术和成本难题企业可以自己攻克，优胜劣汰，市场法则；但目前还有些制约行业发展的障碍，亟需相关部门从全球竞争的角度提前谋划，为行业指明发展方向。
目前我国尚未针对合成生物学出台专门的法律法规，需要及时完善。金茂资本生命科学产业投资负责人王嘉说：“我国合成生物学行业处于早期发展阶段，涉及生物安全、伦理、医药、化妆品、农业、食品及环保等细分领域，行业标准和管理法规的逐步完善，将有助于促进行业规范发展。”
合成生物学发展还面临着如何进一步降低生产成本、不断拓展非粮食原料等问题。王嘉建议：“可通过选择和优化底盘细胞、选择低成本非粮食基原材料、优化工艺、废弃物再利用等多种方式，有效降低成本，实现对化学方法的成本竞争优势和有效替代。合成生物学产业化发展需要减少对粮食作物的依赖，应拓展秸秆、餐厨垃圾、含碳气体等非粮原料。”
“合成生物技术的产出是产品，最终需要在市场端销售，如何布局全球渠道是企业必须迈过的另一道坎。”刘建说。目前全球各国正推动合成生物学快速发展。全球各国针对生物制造部署战略规划，推动合成生物学应用加速发展。美国占全球合成生物学市场份额近40%，与其政府在合成生物学上长期战略布局和投入有着密切联系。专家表示，需要强化宏观政策引领，打造规划布局一盘棋。推动创新链、产业链、资金链、人才链、政策链等深度融合，更好构筑自立自强的合成生物技术创新体系，把关乎产业发展的核心技术牢牢掌握在自己手中。
中国发展合成生物学，有优势也有劣势，只有发挥优势、补足劣势，才能取得长足发展。中国科学院院士，上海交通大学生命科学技术学院名誉院长邓子新表示，现阶段中国的合成生物学发展基础相对较弱，但中国发展合成生物学具有举国体制、科学家储备量大、团队科研体系、应用场景广泛，生物和医疗资源都很丰富等多重优势。“我们充分认识到自身的优劣后，用不了多少年，中国的生物医药产业也会迎来翻天覆地的变化。”邓子新说。
