拐點下的合成生物：華熙生物的探索與實踐

利用二氧化碳和氫氣來生產蛋白、通過酵母發酵生產人參皂苷……

合成生物學正在用重新設計和組裝的方式對物質世界進行「重構」。如果革命的要義在於創造，那當下合成生物學的確堪稱「第三次生物技術革命」。

華熙生物很早就看到了合成生物的潛力。2018年起，公司就將合成生物作為底層技術支撐及核心發展戰略。7年的時間，華熙生物已完成合成生物研發平台、全球最大的中試轉化平台、合成生物科學館等基礎設施的建設，實現「平台-人才-技術-轉化」的合成生物全產業鏈閉環運轉，並陸續推出超純麥角硫因、重組人源膠原蛋白、微真、脂肽等新原料，不斷擴充自己的合成生物版圖。

「重新定義」未來的合成生物

合成生物被稱為「第三次生物技術革命」，其通過設計改造微生物以進行定向發酵，使細胞工廠可以高效生產目標產品。該技術不同於以往對自然界資源的開發和利用，能通過人工干預的方式高效、綠色且低成本地獲得目標物。

「合成生物學」「合成生物技術」「合成生物支撐的生物製造」，是三個不同層級的邏輯體系。在日前舉辦的第二屆中國（濟南）透明質酸產業大會上，華熙生物董事長兼總裁趙燕強調，合成生物是賦能產業的生物技術。合成生物的發展得益於基礎學科和跨學科的發展，如基因檢測、基因合成、基因編輯等，加上生物信息學、工程學、AI等跨學科的發展，共同推動合成生物技術到了今天的水平，成為支撐生物製造產業發展的重要基礎。

合成生物的革命性意義在於對生產方式的顛覆。通過合成生物細胞工廠，能夠製造出原本需要從動植物資源提取或石油化工來源的產品，在本質上變革傳統生產製造方式。在趙燕看來，合成生物支撐的生物製造能夠重塑地球資源，顛覆傳統的動物提取、植物提取、化學合成等物質獲取方式，是實現雙碳目標和可持續發展的底層基礎。

以護膚品中大受歡迎的成分透明質酸（俗稱：玻尿酸）為例。早期，透明質酸主要從牛眼和雞冠提取，因為原料難以獲得、提取步驟複雜（200公斤雞冠僅得1公斤透明質酸），所以成本極高，價格一度超黃金數十倍，僅能用於醫療，如骨科、眼科等。而目前華熙生物通過合成生物技術生產透明質酸，實驗室發酵產率已經達到73g/L，成本降低3/4，不僅效率更高，且更加低碳環保。

再如華熙生物的代表性原料之一「麥角硫因」。過去麥角硫因通過鬆蕈發酵獲取，不僅發酵週期長、產率極低，且無法提純。產率僅有幾十毫克每升，純度最多隻有20%-30%。而現在通過合成生物學細胞工廠，麥角硫因的發酵週期僅需要24-36個小時，純度高達99%，成本降低90%。

「膠原蛋白、母乳寡糖、紅景天苷以及華熙生物新推出的脂肽等有益於人體健康的各種物質，現在都可以通過合成生物技術支撐的生物製造來獲取。」華熙生物生物活性物研發管理總監王瑞妍表示。

事實上，合成生物技術的應用潛力遠不止於此。它可以跨越化妝品、化工、醫藥、農業、食品等多個領域，覆蓋人類衣食住行醫用等方方面面。根據麥肯錫預測，未來全球經濟活動中，60%的物質產品可以由生物技術生產。在2030年至2040年間，合成生物技術每年將為全球帶來2萬億至4萬億美元的直接經濟效益。而根據中科院天津工業生物技術研究所統計,和石化路線相比,目前生物製造產品平均節能減排30%～50%，未來潛力將達到 50%～70%。

合成生物「拐點」已出現？

基於對生產方式的革命性意義及綠色可持續價值，合成生物已成為全球各國的戰略焦點，並在國內持續升溫。

據Wind數據顯示，今年2-4月，合成生物指數一路上漲，4月30日，該指數已經上升至1280.36點，5月更攀升至逾1407點。

而在過去一年間，上海、杭州、深圳、天津，北京等地陸續出台多項政策支持合成生物及生物製造的發展。今年4月底，北京化工大學校長、中國工程院院士譚天偉在2024中關村論壇年會上透露，國家生物技術和生物製造行動計劃由國家發展改革委牽頭研製，有望在近期出台。

此外，另有數據顯示，2020年以來，全國新增合成生物製造企業約200家。

國家政策力撐、資本市場「追捧」、初創公司「紮堆」，合成生物已成為名副其實的「黃金賽道」。

對於國內合成生物領域的發展現狀，王瑞妍指出，底層技術是驅動中國合成生物加速發展的根因，特別是我國在基礎研究層面逐步實現突破，如植物全基因組、染色體的全基因合成、化合物的複雜途徑改造等。與此同時，國家政策及政府的大力支持，不斷加大產業投入，也為國內合成生物支撐的生物製造發展奠定了基礎。

而另一方面，王瑞妍也認為，中國合成生物領域的發展拐點或已出現。近三年合成生物學初創公司越來越多，並逐步發展壯大。但同時市場正逐步回歸理性，初創公司開始接受市場的考驗，將可能出現一大波的席捲、併購、退潮。同時在產業端，無論是初創公司、上市龍頭、高校和科研機構，都在加大佈局製造端的重資產投入，加速推動產業落地。此外，產業相關政策逐步發生變化，如化妝品政策趨嚴、食品領域放開等，也都將產生深遠影響。

全鏈條探索及長期主義

從行業格局來看，我國合成生物行業已進入「百家爭鳴」的市場競爭狀態，入局者眾多。其中，華熙生物已位列第一陣營。

公開資料顯示，華熙生物作為生物製造領域的領軍企業，早於2018年起就開始積極佈局合成生物技術，已經構建了一條覆蓋「研發創新、中試及產業轉化、市場轉化」的合成生物綠色製造全產業鏈，擁有從「基因編輯、菌種改造、細胞工廠創製，到中試及產業轉化、再到市場轉化」的全鏈條能力。

據介紹，首先在研發端，華熙生物建設了900多人的強大研發團隊，與全球知名科研院所合作20多個創新中心，以解決從0-1的物質發現問題；第二在產業轉化端，華熙生物建設了全球最大的中試轉化平台，解決從1-10-100的產業轉化問題。這是華熙生物實現產業賦能、打通產學研的核心關鍵。第三在市場轉換端，華熙生物作為全球為數不多的生物製造全產業鏈平台公司，在獲得新物質後能夠快速推出終端產品，實現市場驗證，引領行業發展及標準製定。

「合成生物學從底層基礎研究、到產品、到商業化的鏈路很長。而華熙生物的優勢並不是聚焦在某個點上。」王瑞妍稱，以合成生物學為底層技術的大多數公司往往只做原料，而華熙生物的不同之處在於，著眼在合成生物技術驅動的生物製造產業上，走通了從源頭到終端的全鏈條，並將之做成閉環生態。