合成生物學(xué)是交叉學(xué)科的產(chǎn)物,研究范圍廣泛,包括了諸如合成代謝通路、生物傳感器、合成基因線路、生物材料、細(xì)胞工廠、無細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)、合成生命體等。
雖然看起來概念新穎,但仔細(xì)看每一種都或多或少涉及生物工程、基因工程。從生活中常見的維C、維E片的生產(chǎn)到胰島素制備,再到通過基因工程化改造淋巴細(xì)胞來治療癌癥都可以歸入其中。
近年來,合成生物學(xué)的熱度不斷攀升。不僅投資熱度高,更有不少科技大佬投身其中。
中信證券預(yù)計(jì),2020-2025年,全球合成生物市場(chǎng)規(guī)模將保持22.5%的高年均復(fù)合增速,至2025年有望突破200億美元。
國(guó)內(nèi)合成生物學(xué)發(fā)展仍處于早期階段,無論是投資還是創(chuàng)業(yè)面臨的都是藍(lán)海。
作為一個(gè)很可能引導(dǎo)生產(chǎn)力革新的行業(yè),合成生物學(xué)的回報(bào)率較高,風(fēng)口未至,仍在起飛階段,無論何時(shí)投資,都有著長(zhǎng)足的成長(zhǎng)空間。
但與此同時(shí),作為一個(gè)高壁壘行業(yè),合成生物學(xué)細(xì)分領(lǐng)域多,研發(fā)周期差異較大,投資機(jī)構(gòu)難免要做“時(shí)間的朋友”,行業(yè)騰飛還需時(shí)間。
資本和大佬都看好“合成生物學(xué)”
近年來,合成生物學(xué)投資熱度顯著上升。尤其是2021年,合成生物學(xué)VC投資熱度前所未有的繁榮:
2021年Q1和Q2投資額提升快速;
Q3全球合成生物相關(guān)企業(yè)融資額創(chuàng)單季度歷史新高,投資金額高達(dá)61億美元,比前期提高33%。
2022年,合成生物學(xué)熱度不減:
2022年1月,高瓴以數(shù)億人民幣加碼西湖歐米Pre-A輪融資;
2022年3月,合成生物行業(yè)新秀態(tài)創(chuàng)生物完成第四輪融資。態(tài)創(chuàng)生物目前累計(jì)融資額過億美元;
2022年5月,微元合成宣布完成近億元人民幣的天使輪融資,由經(jīng)緯創(chuàng)投領(lǐng)投,博遠(yuǎn)資本、河南投資集團(tuán)匯融基金、險(xiǎn)峰長(zhǎng)青和浙江紅什跟投;
2022年6月,衍微科技宣布完成5000萬元人民幣的天使輪融資,由紅杉中國(guó)和峰瑞資本共同領(lǐng)投,水木創(chuàng)投和康裕資本跟投。
而二級(jí)市場(chǎng)上,凱賽生物和華恒生物,PE在70倍左右,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)化工行業(yè),這也昭示了市場(chǎng)對(duì)于合成生物學(xué)的看好。
麥肯錫報(bào)告顯示,截止到2021年,大部分合成生物學(xué)投資聚焦于藥物生產(chǎn)和保健品食品生產(chǎn)。
生物技術(shù)和制藥的投資占比最高,合成生物學(xué)可幫助生物技術(shù)和制藥公司開發(fā)新藥。
默沙東使用合成生物學(xué)方法為糖尿病患者開發(fā)了 Januvia(西格列?。?。
諾華開發(fā)了CAR-T療法 Kymriah來治療 B 細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病。
此外,近年來合成生物學(xué)在很多領(lǐng)域取得了進(jìn)步,包括活體材料、生物計(jì)算、治療性基因組編輯、活體生物療法、多路診斷和細(xì)胞記錄、電子接口和第三代生物精煉廠。
值得一提的是,“生物經(jīng)濟(jì)”是美國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要支柱,涵蓋藥品、食品和燃料生產(chǎn)各個(gè)方向。
2018年,美國(guó)商務(wù)部工業(yè)安全署對(duì)技術(shù)出口加強(qiáng)管控,合成生物學(xué)是重點(diǎn)管控、限制技術(shù)出口的的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。
縱觀這幾年國(guó)際投資,會(huì)驚訝的發(fā)現(xiàn),合成生物學(xué)吸引了越來越多投資人的目光,尤其是科技巨頭。
前谷歌首席執(zhí)行官Eric Schmidt是世界上最成功的商業(yè)領(lǐng)袖之一。2010 年,他與人共同創(chuàng)立了創(chuàng)新奮進(jìn)公司,這是一家早期風(fēng)險(xiǎn)投資公司,該公司已投資多個(gè)合成生物學(xué)公司,包括Zymergen、Bolt Threads、Ukko和GRO Biosciences。
推特的 Peter Thiel?是 Founders Fund 的合伙人,該機(jī)構(gòu)投資了一些領(lǐng)先的合成生物學(xué)公司,尤其是那些提供基于云平臺(tái)來遠(yuǎn)程執(zhí)行實(shí)驗(yàn)的公司。Thiel?表示,過去 50 年來,包括生物學(xué)在內(nèi)的許多領(lǐng)域都缺乏突破。因此,Thiel嘗試利用基于軟件的解決方案來尋找生物學(xué)突破。
科技創(chuàng)始人通常具備敏銳的直覺,而投資合成生物學(xué)則是因?yàn)樗麄兛吹搅艘粋€(gè)真正的機(jī)會(huì),可以通過將計(jì)算機(jī)科學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)的便捷性融入到下一個(gè)科技革命浪潮中。
還有什么比投資合成生物學(xué)更合適?
生命科學(xué)下半場(chǎng)?起飛階段的革命性技術(shù)
合成生物學(xué)其實(shí)已經(jīng)滲透到生活的方方面面,其中,最廣為人知的胰島素生產(chǎn)。
最初,人們從豬的胰腺中收集胰島素,但人們很快發(fā)現(xiàn)豬的生產(chǎn)速度滿足不了糖尿病人的需求。如果沒有合成生物學(xué)的參與,今天,人類需要一個(gè)比地球更大的地方來養(yǎng)豬,才能幫助全世界數(shù)億糖尿病患者。
幸運(yùn)的是,上世紀(jì)70年代,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)可以通過基因改造微生物,將人胰島素基因插入酵母細(xì)胞,促進(jìn)這種治療糖尿病的關(guān)鍵蛋白質(zhì)的產(chǎn)生,這也是基因泰克誕生之初的故事。
合成生物學(xué)的這一開創(chuàng)性應(yīng)用催生了生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在這里,合成生物學(xué)落地的主要場(chǎng)景為通過改造微生物,生產(chǎn)具有高附加值、通過傳統(tǒng)方法化學(xué)生產(chǎn)成本較高、碳排放較大或難以大量獲得的產(chǎn)品。
相對(duì)于生物工程和基因工程,合成生物學(xué)的概念外延了很多,但核心離不開創(chuàng)新和工程化:
創(chuàng)新是跨學(xué)科交流迸發(fā)的靈感火花;
工程化是合成生物學(xué)的愿景,即從實(shí)驗(yàn)室研究走向工程化應(yīng)用。
由于能夠克服與當(dāng)前生物制藥生產(chǎn)相關(guān)的基因設(shè)計(jì)、表達(dá)優(yōu)化、產(chǎn)量穩(wěn)定性、發(fā)酵和純化的限制,合成生物學(xué)大大擴(kuò)展了生物制藥、藥物開發(fā)規(guī)模和范圍。同時(shí),合成生物學(xué)大大降低原材料成本,縮短了產(chǎn)品周期。
對(duì)于某些特定的化學(xué)品,生物法大部分反應(yīng)步驟均在微生物或酶的作用下進(jìn)行,反應(yīng)條件更溫和、流程更簡(jiǎn)單,反應(yīng)過程中的低碳環(huán)保;生物基材料因熱塑性而方便回收利用,可減少環(huán)境負(fù)擔(dān)。
合成生物學(xué)可能會(huì)改變大量產(chǎn)品的制造方式,從實(shí)驗(yàn)室培育的肉類到化妝品再到可生物降解的包裝,不僅降本增效而且環(huán)境友好。
合成生物學(xué)是綠色制造的核心。通過生物化工生產(chǎn)的產(chǎn)品,可以節(jié)省大批的人力物力成本。
以維生素C合成為例,維生素 C 的生產(chǎn)工藝方法具體的發(fā)展過程可以分為三個(gè)階段:濃縮提取法、化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法。
相比濃縮提取法和化學(xué)合成法,微生物發(fā)酵法生產(chǎn)維生素 C 的收率更高,生產(chǎn)條件溫和,得到廣泛應(yīng)用。
類似的例子不勝枚舉,包括維生素E、人參皂苷乃至化工材料。
合成生物應(yīng)用場(chǎng)景豐富,涵蓋醫(yī)療健康、化工、農(nóng)業(yè)、食品、消費(fèi)品等;同時(shí),行業(yè)技術(shù)不斷推進(jìn),在DNA合成、組裝及基因編輯技術(shù)進(jìn)步下,有望大幅度改善行業(yè)通量和成本。
目前國(guó)際上的合成生物學(xué)企業(yè)及其主要應(yīng)用如下:
在醫(yī)療保健領(lǐng)域,各種公司已經(jīng)使用合成生物學(xué)來設(shè)計(jì)使微生物能夠生產(chǎn)醫(yī)學(xué)相關(guān)藥物的途徑。例如:Poseida Therapeutics公司使用基因編輯技術(shù)開發(fā)治療多發(fā)性骨髓瘤和前列腺癌等疾病的方法。Amyris Inc. 設(shè)計(jì)了酵母菌株以開發(fā)抗瘧疾藥物青蒿素。
此外,合成生物學(xué)還可以改善體外藥物生產(chǎn)。Codexis 利用合成生物學(xué)開發(fā)了一種更有效的酶,用于合成小分子藥物。
生物工程和自動(dòng)化平臺(tái)公司正在構(gòu)建軟件和硬件解決方案,以實(shí)現(xiàn)合成 DNA 生產(chǎn)的快速擴(kuò)展。Desktop Genetics正在為 CRISPR 基因編輯構(gòu)建一個(gè)人工智能驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)。
風(fēng)口未至,起飛仍需蓄力
投資者對(duì)合成生物學(xué)的關(guān)注重點(diǎn)在于大規(guī)模工業(yè)化后的經(jīng)濟(jì)效益,而當(dāng)下政府鼓勵(lì)科研成果合理轉(zhuǎn)化,而非揠苗助長(zhǎng)。
國(guó)內(nèi)某生物合成專家表示,目前雖然國(guó)內(nèi)的優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)室成果很多,但成果轉(zhuǎn)化比例不算高,因?yàn)楣I(yè)放大還需要優(yōu)化生產(chǎn)條件,評(píng)價(jià)成本,而目前還沒有完備的成果轉(zhuǎn)化體系。
作為一個(gè)綜合學(xué)科衍生產(chǎn)物,合成生物學(xué)的產(chǎn)業(yè)化必須依附當(dāng)下的科研進(jìn)展,而國(guó)內(nèi)研究還有很大成長(zhǎng)空間。
因此,目前合成生物學(xué)的發(fā)展還在起步階段,風(fēng)口未至。
這都沒能阻止投資者的熱情,巨額融資催生出了雨后春筍般崛起的新興生物技術(shù)公司,吸引了更多的人進(jìn)入行業(yè),一定程度上促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展。
目前國(guó)內(nèi)外合成生物學(xué)企業(yè)不過50多家,國(guó)內(nèi)不過十余家。
2020年12月工程生物產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)EB Insights發(fā)布的《全球最值得關(guān)注的50家合成生物學(xué)企業(yè)》可以發(fā)現(xiàn),其中的中國(guó)企業(yè)共有九家:杭州恩和生物(Bota Biosciences)、北京博雅基因、北京合生基因、蘇州泓迅科技、上海凱賽生物、北京藍(lán)晶微生物、南京傳奇生物、深圳森瑞斯生物、深圳鑫飛生物。
各大廠家都在各自的合成生物學(xué)細(xì)分領(lǐng)域有所建樹:
凱賽是國(guó)內(nèi)唯一布局生物化工領(lǐng)域從基因工程——菌種培養(yǎng)——生物發(fā)酵——分離純化——化學(xué)合成——應(yīng)用開發(fā)的全產(chǎn)業(yè)鏈上市公司。
華恒生物是一家專業(yè)以丙氨酸系列產(chǎn)品為主的氨基酸等生物基產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn) 與銷售的國(guó)家火炬重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。
傳奇生物旗下的百斯杰則是國(guó)內(nèi)合成生物學(xué)分支——工業(yè)酶制劑龍頭。
雖然已經(jīng)默默發(fā)展了二十年,合成生物學(xué)發(fā)展尚處于早期階段,此時(shí)無論是投資還是創(chuàng)業(yè),該行業(yè)都存在巨大機(jī)會(huì)。
合成生物學(xué)或許終將起飛,但可能不是現(xiàn)在。