如何讓牛奶過敏的人能夠正常喝牛奶？如何在酒桌上“千杯不醉”？如何讓植物肉散發(fā)出真實肉的香味？這些看似違背常識的問題，如今卻都能夠通過合成生物技術實現(xiàn)。其實合成生物技術對我們來說并不陌生，幾千年前我國老百姓在釀酒、炮制中藥的過程中就有使用。而在今天，合成生物更是迎來了發(fā)展的黃金時期。

合成生物學是上海加快布局的“未來產業(yè)”，為推動該領域的科技創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展，4月14日，上海官方宣布正式成立新型研發(fā)機構上海合成生物學創(chuàng)新中心。上海市副市長劉多表示，合成生物學是匯集于生物學、基因組學、工程學和信息學等多種學科的交叉學科，是繼DNA雙螺旋結構、基因組測序之后的第三次生物科技革命，已成為世界各國增強核心競爭力、塑造發(fā)展新動能的關鍵領域，也是上海正在搶抓機遇、加快布局的前沿新賽道。

2023年9月，上海市發(fā)布了《加快合成生物創(chuàng)新策源 打造高端生物制造產業(yè)集群行動方案（2023—2025年）》，圍繞“建設合成生物創(chuàng)新策源高地，打造高端生物制造產業(yè)集群，推進合成生物技術在生物醫(yī)藥、先進材料、消費品、能源和環(huán)保等5大領域發(fā)展應用”的總體目標，提出了加強基礎與應用研究、推動產業(yè)化項目落地、賦能優(yōu)質企業(yè)梯隊成長等9項重點任務，并在政策支持、資金保障、產品推廣、人才引育、開放合作等方面強化服務保障，全力支持合成生物學高質量發(fā)展。

“成立上海合成生物學創(chuàng)新中心，是落實行動方案的一項重要舉措。創(chuàng)新中心要按照運行機制市場化、用人機制國際化、研發(fā)轉化一體化的模式，依托上海在合成生物學領域先發(fā)的科研實力、國際化的合作網絡和完備的工業(yè)體系，加快推進合成生物科技創(chuàng)新與產業(yè)化應用，積極地融入全球科技資源網絡，攜手共促高質量發(fā)展。”劉多說。

合成生物成新風口

合成生物學是一項基于工程化理念的跨學科領域，結合多學科知識，為改造和創(chuàng)造人造生命體系提供了獨特的視角。自21世紀初問世以來，合成生物學經歷了DNA工程、生物分子工程、宿主工程、計算機技術等多個方向的技術突破，已經發(fā)展成為了一門高度體系化的學科，是當下新風口。

從廣義的產業(yè)分類而言，合成生物學產業(yè)可被界定為以生物基材料替代化石基材料、以生物技術路線替代傳統(tǒng)化工技術路線的科技產業(yè)。在雙碳減排成為產業(yè)發(fā)展主旋律的當下，發(fā)展好合成生物學具備尤為重要的戰(zhàn)略意義。

全球合成生物學產業(yè)正處在高速發(fā)展期。根據(jù)BCG發(fā)布的《中國合成生物產業(yè)白皮書2024》，全球合成生物學產業(yè)過去五年經歷了高速增長，市場規(guī)模從2018年的53億美元增長到2023年的超過170億美元，平均年增長率達27%。預計全球合成生物市場在可見的未來仍將保持較快發(fā)展勢頭，在2028年將成長為體量達到近500億美元的全球型市場。

合成生物學產業(yè)的發(fā)展帶來了一大批行業(yè)應用場景。近期（五年以內）工業(yè)化成果主要圍繞各大領域中先發(fā)探索話題的散點突破，如化學和材料中的部分基礎化學品及聚合物，農業(yè)和食品中的少數(shù)食品添加劑、植物蛋白及發(fā)酵蛋白作為替代蛋白，醫(yī)療保健中創(chuàng)新細胞和基因療法、部分原料藥合成，以及消費品中的部分功能性小分子和重組膠原蛋白技術等；在中期（五至十年間），圍繞各大領域的應用進一步拓展，并實現(xiàn)部分全新子品類的技術突破和規(guī)模化生產，如材料領域的高性能蛋白、食品領域的細胞培養(yǎng)蛋白、農業(yè)領域的共生固氮技術、醫(yī)藥領域的工程菌療法等。

此外，在遠期（超過十年），合成生物學一方面有望在熱門應用領域中在當前科研尚處早期或技術瓶頸較大的話題上實現(xiàn)工業(yè)化跑通，如活體功能材料、光合作用優(yōu)化、器官再生等，另一方面，也預期將在生物質燃料、環(huán)保等新領域進一步發(fā)揮作用。

有券商醫(yī)藥行業(yè)分析師對21世紀經濟報道記者表示，合成生物學是一個非常有發(fā)展前景的研究領域，其正在掀起第三次生物技術革命，科學成果將為所有人帶來巨大的價值。加之生物科技領域現(xiàn)有研究正面臨多項挑戰(zhàn)，而合成生物學技術將發(fā)揮重大作用。

“但是，也需要發(fā)現(xiàn)，合成生物學誕生至今有二十多年，但它還是一個非常年輕的學科，正處于初期的發(fā)展階段，市場需要以動態(tài)視角看合成生物學這一學科的發(fā)展。”上述分析師說。

中信證券研報指出，目前，東麗、DSM、索維爾、奇華頓、雀巢等各行業(yè)全球龍頭公司均在合成生物學領域有所布局。傳統(tǒng)領域巨頭的積極探索有助于加快合成生物學作為新興技術的產業(yè)化進度和對各行業(yè)的變革，看好擁有先發(fā)優(yōu)勢、豐富產品管線和工程化能力的相關合成生物學龍頭企業(yè)。

如何尋找新的嘗試與突破？

盡管合成生物學在眾多下游領域均有廣闊的應用前景，但受限于技術成熟度和市場拓展等因素，下游各領域的產業(yè)化進度（結合通過產業(yè)化案例數(shù)和對應的市場規(guī)模判斷）各不相同。

不少業(yè)內人士對21世紀經濟報道指出，當下合成生物學仍存在技術壁壘、倫理問題以及市場發(fā)展問題，但隨著研究體系的增長，良好的人才儲備，我們仍存在一定的優(yōu)勢。 在未來合成生物會進行轉換與升級，如何尋找新的嘗試與突破，也是未來的趨勢。

《中國合成生物產業(yè)白皮書2024》也指出，當前，兩個層面的因素影響合成生物應用的普及。一方面，技術成熟周期。一項合成生物技術從科學理論發(fā)展成為商業(yè)應用需要多久的時間，在很大程度上影響了相關應用場景的普及。由于復雜技術的發(fā)展歷程是非線性的，且技術發(fā)展的過程中常伴隨大量偶發(fā)事件，技術發(fā)展時間具有高度不確定性。

但從技術到商業(yè)應用，有兩項關鍵里程碑：其一，應用規(guī)模。如果科學家能證明實驗室技術可以在工業(yè)規(guī)模下跑通，那么該項技術具備初步應用的前提。在實務中，大量技術路徑失敗的原因就是無法從實驗室級別放大為工業(yè)級。例如，在生物反應器中制造酵母每年至少需要600千升的規(guī)模，而制造動物細胞僅需45千升。技術的工業(yè)化規(guī)模提升是一個艱苦卓絕的過程。其二，推廣成本：新技術得到推廣的必要條件是能將產品生產成本降至傳統(tǒng)技術以下。在工業(yè)化技術推廣路徑中，將生產設施盡可能靠近原料來源是優(yōu)化成本的主要路徑之一。

另一方面，技術傳播度。技術傳播度是指一項技術獲得行業(yè)認可的程度。技術傳播度受到一系列因素的影響，包括監(jiān)管法規(guī)、行業(yè)集中度、投資、產品性質、稀缺程度等。此外，技術傳播速度也取決于產業(yè)生態(tài)成熟，以及技術人才、技術伙伴和產業(yè)鏈的可得性。

在尋求突破層面，劉多指出，創(chuàng)新中心加快實現(xiàn)三個提升，具體而言：

一是提升科技創(chuàng)新策源能力。圍繞“國際化合成生物學技術創(chuàng)新策源地”的戰(zhàn)略定位，聯(lián)合高校院所、重大科技基礎設施和科技型企業(yè)等各類主體，強化協(xié)同合作，面向合成生物學前沿技術和未來應用，大力推進原創(chuàng)性、顛覆性科技創(chuàng)新，努力產出一批標志性成果。

二是提升成果轉化和產業(yè)化效能。建好用好高價值分子轉化平臺等三個轉化平臺，系統(tǒng)性解決合成生物轉化過程中的重大工程難題，實現(xiàn)一批具有核心競爭力的轉化項目。同時，加快建立健全多元化資金投入機制，推動優(yōu)質項目在重點區(qū)落地，培育壯大合成生物產業(yè)集群。

三是提升國際交流合作水平。主動加強與國際合作伙伴的溝通對接，持續(xù)拓展全球關系網絡，深化與國內外高校、科研機構、非營利組織、領軍企業(yè)等的產學研協(xié)作，引育更多高水平的領軍人才，形成更多具有重大應用價值的合作項目，共同為全球合成生物學創(chuàng)新發(fā)展集聚新動能、激發(fā)新活力。

上海合成生物學創(chuàng)新中心戰(zhàn)略發(fā)展委員會主席、北京清華工業(yè)開發(fā)研究院院長金勤獻也在接受記者采訪時表示，上海合成生物學創(chuàng)新中心將依托上海在合成生物學領域先發(fā)的科研實力、國際化的合作網絡和完備的工業(yè)體系，抓住合成生物學重構世界經濟格局的歷史機遇，以產業(yè)落地為導向，建設合成生物學領域全球領先的開放合作體系、工程轉化體系和產業(yè)發(fā)展體系，形成創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈和人才鏈相融合的合成生物學創(chuàng)新生態(tài)，打造具有全球“燈塔”地位的合成生物學產業(yè)集群。

轉載來源：21世紀經濟報道 作者：季媛媛