高瓴、紅杉...全球頂級資本都在布局的合成生物學,究竟是什么?
來源: MedTrend 2022年06月13日 13:20
近期,國家發展改革委印發《“十四五”生物經濟發展規劃》。在《規劃》中,合成生物學被多次提及,覆蓋醫療健康、食品消費兩大領域。

合成生物學是交叉學科的產物,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、細胞工廠、無細胞表達系統、合成生命體等。

雖然看起來概念新穎,但仔細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片的生產到胰島素制備,再到通過基因工程化改造淋巴細胞來治療癌癥都可以歸入其中。

近年來,合成生物學的熱度不斷攀升。不僅投資熱度高,更有不少科技大佬投身其中。

中信證券預計,2020-2025年,全球合成生物市場規模將保持22.5%的高年均復合增速,至2025年有望突破200億美元。

國內合成生物學發展仍處于早期階段,無論是投資還是創業面臨的都是藍海。

作為一個很可能引導生產力革新的行業,合成生物學的回報率較高,風口未至,仍在起飛階段,無論何時投資,都有著長足的成長空間。

但與此同時,作為一個高壁壘行業,合成生物學細分領域多,研發周期差異較大,投資機構難免要做“時間的朋友”,行業騰飛還需時間。

資本和大佬都看好“合成生物學”

近年,合成生物學投資熱度顯著上升。尤其是2021年,合成生物學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全球合成生物相關企業融資額創單季度歷史新高,投資金額高達61億美元,比前期提高33%。

2022年,合成生物學熱度不減:

  • 2022年1月,高瓴以數億人民幣加碼西湖歐米Pre-A輪融資;

  • 2022年3月,合成生物行業新秀態創生物完成第四輪融資。態創生物目前累計融資額過億美元;

  • 2022年5月,微元合成宣布完成近億元人民幣的天使輪融資,由經緯創投領投,博遠資本、河南投資集團匯融基金、險峰長青和浙江紅什跟投;

  • 2022年6月,衍微科技宣布完成5000萬元人民幣的天使輪融資,由紅杉中國和峰瑞資本共同領投,水木創投和康裕資本跟投。

而二級市場上,凱賽生物華恒生物,PE在70倍左右,遠超傳統化工行業,這也昭示了市場對于合成生物學的看好。

熱門投資高度聚焦藥物生產和食品保健

麥肯錫報告顯示,截止到2021年,大部分合成生物學投資聚焦于藥物生產和保健品食品生產。

生物技術和制藥的投資占比最高,合成生物學可幫助生物技術和制藥公司開發新藥。

  • 默沙東使用合成生物學方法為糖尿病患者開發了 Januvia(西格列?。?。

  • 諾華開發了CAR-T療法 Kymriah來治療 B 細胞急性淋巴細胞白血病。



此外,近年來合成生物學在很多領域取得了進步,包括活體材料、生物計算、治療性基因組編輯、活體生物療法、多路診斷和細胞記錄、電子接口第三代生物精煉廠。

值得一提的是,“生物經濟”是美國經濟的重要支柱,涵蓋藥品、食品和燃料生產各個方向。

2018年,美國商務部工業安全署對技術出口加強管控,合成生物學是重點管控、限制技術出口的的關鍵領域之一。

互聯網大佬看好的合成生物學

縱觀這幾年國際投資,會驚訝的發現,合成生物學吸引了越來越多投資人的目光,尤其是科技巨頭。



前谷歌首席執行官Eric Schmidt是世界上最成功的商業領袖之一。2010 年,他與人共同創立了創新奮進公司,這是一家早期風險投資公司,該公司已投資多個合成生物學公司,包括Zymergen、Bolt Threads、Ukko和GRO Biosciences。

推特的 Peter Thiel 是 Founders Fund 的合伙人,該機構投資了一些領先的合成生物學公司,尤其是那些提供基于云平臺來遠程執行實驗的公司。Thiel 表示,過去 50 年來,包括生物學在內的許多領域都缺乏突破。因此,Thiel嘗試利用基于軟件的解決方案來尋找生物學突破。

科技創始人通常具備敏銳的直覺,而投資合成生物學則是因為他們看到了一個真正的機會,可以通過將計算機科學和互聯網的便捷性融入到下一個科技革命浪潮中。

還有什么比投資合成生物學更合適?

生命科學下半場?起飛階段的革命性技術

合成生物學其實已經滲透到生活的方方面面,其中,最廣為人知的胰島素生產。

革命性技術的誕生:從胰島素到基因泰克

最初,人們從豬的胰腺中收集胰島素,但人們很快發現豬的生產速度滿足不了糖尿病人的需求。如果沒有合成生物學的參與,今天,人類需要一個比地球更大的地方來養豬,才能幫助全世界數億糖尿病患者。

幸運的是,上世紀70年代,科學家們發現可以通過基因改造微生物,將人胰島素基因插入酵母細胞,促進這種治療糖尿病的關鍵蛋白質的產生,這也是基因泰克誕生之初的故事。

合成生物學的這一開創性應用催生了生物技術產業。在這里,合成生物學落地的主要場景為通過改造微生物,生產具有高附加值、通過傳統方法化學生產成本較高、碳排放較大或難以大量獲得的產品。

跨學科的降本增效

相對于生物工程和基因工程,合成生物學的概念外延了很多,但核心離不開創新工程化

  • 創新是跨學科交流迸發的靈感火花;

  • 工程化是合成生物學的愿景,即從實驗室研究走向工程化應用。

由于能夠克服與當前生物制藥生產相關的基因設計、表達優化、產量穩定性、發酵和純化的限制,合成生物學大大擴展了生物制藥、藥物開發規模和范圍。同時,合成生物學大大降低原材料成本,縮短了產品周期。

對于某些特定的化學品,生物法大部分反應步驟均在微生物或酶的作用下進行,反應條件更溫和、流程更簡單,反應過程中的低碳環保;生物基材料因熱塑性而方便回收利用,可減少環境負擔。

合成生物學可能會改變大量產品的制造方式,從實驗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境友好。

合成生物學是綠色制造的核心。通過生物化工生產的產品,可以節省大批的人力物力成本。

以維生素C合成為例,維生素 C 的生產工藝方法具體的發展過程可以分為三個階段:濃縮提取法、化學合成法和微生物發酵法。

相比濃縮提取法和化學合成法,微生物發酵法生產維生素 C 的收率更高,生產條件溫和,得到廣泛應用。

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。

合成生物學能有多廣闊?涵蓋醫療健康、化工、農業、食品、消費品等領域

合成生物應用場景豐富,涵蓋醫療健康、化工、農業、食品、消費品等;同時,行業技術不斷推進,在DNA合成、組裝及基因編輯技術進步下,有望大幅度改善行業通量和成本。

目前國際上的合成生物學企業及其主要應用如下:

在醫療保健領域,各種公司已經使用合成生物學來設計使微生物能夠生產醫學相關藥物的途徑。例如:Poseida Therapeutics公司使用基因編輯技術開發治療多發性骨髓瘤和前列腺癌等疾病的方法。Amyris Inc. 設計了酵母菌株以開發抗瘧疾藥物青蒿素。

此外,合成生物學還可以改善體外藥物生產。Codexis 利用合成生物學開發了一種更有效的酶,用于合成小分子藥物。

生物工程和自動化平臺公司正在構建軟件和硬件解決方案,以實現合成 DNA 生產的快速擴展。Desktop Genetics正在為 CRISPR 基因編輯構建一個人工智能驅動的平臺。

風口未至,起飛仍需蓄力

投資者對合成生物學的關注重點在于大規模工業化后的經濟效益,而當下政府鼓勵科研成果合理轉化,而非揠苗助長。

國內某生物合成專家表示,目前雖然國內的優秀實驗室成果很多,但成果轉化比例不算高,因為工業放大還需要優化生產條件,評價成本,而目前還沒有完備的成果轉化體系。

作為一個綜合學科衍生產物,合成生物學的產業化必須依附當下的科研進展,而國內研究還有很大成長空間。

因此,目前合成生物學的發展還在起步階段,風口未至。

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公司,吸引了更多的人進入行業,一定程度上促進了行業的發展。

目前國內外合成生物學企業不過50多家,國內不過十余家。

2020年12月工程生物產業數據分析平臺EB Insights發布的《全球最值得關注的50家合成生物學企業》可以發現,其中的中國企業共有九家: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細分領域有所建樹:

凱賽是國內唯一布局生物化工領域從基因工程——菌種培養——生物發酵——分離純化——化學合成——應用開發的全產業鏈上市公司。

華恒生物是一家專業以丙氨酸系列產品為主的氨基酸等生物基產品的研發、生產 與銷售的國家火炬重點高新技術企業。

傳奇生物旗下的百斯杰則是國內合成生物學分支——工業酶制劑龍頭。

雖然已經默默發展了二十年,合成生物學發展尚處于早期階段,此時無論是投資還是創業,該行業都存在巨大機會。

合成生物學或許終將起飛,但可能不是現在。

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