合成生物產業乘風而上:華熙生物的探索與實踐
當前,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”。如果革命的要義在于創造,那當下合成生物學的確堪稱“第三次生物技術革命”。麥肯錫數據顯示,預計到2025年,合成生物學與生物制造的經濟價值將達到1000億美元,未來全球60%的物質生產可通過生物制造方式實現。
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臺、全球最大的中試轉化平臺、合成生物科學館等基礎設施的建設,實現“平臺-人才-技術-轉化”的合成生物全產業鏈閉環運轉,并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。
“顛覆性技術之一”
近年來,因更綠色、更高效的方式,合成生物學被視為“21世紀生命科學領域的顛覆性技術之一”。在醫藥、能源、材料、化工、農業等領域,合成生物的學科概念及產業布局熱度在不斷攀升,并在資本市場持續延伸,成為繼人工智能和低空經濟之后的又一熱點題材,引發市場和資本的廣泛關注。
合成生物學(Synthetic Biology)是一門結合了生命科學觀察分析方法和工程學設計思維的學科,使人類通過工程方法設計、改造甚至從頭合成有特定功能的生物系統。目前,合成生物技術的應用大多和微生物發酵技術相結合。傳統的微生物發酵,是通過在自然界中選取特定菌種,向其提供發酵底料,然后在合適的溫度和PH值下,獲得發酵產物。而合成生物技術則是對現有菌種的基因進行改造和編輯,使其能夠生產不同物質或者更高效地產出物質,進而實現更多創新物質的生產及大幅降本增效。
舉例來說,過去需要通過動物提取的透明質酸、膠原蛋白,以及通過植物提取的青蒿素、紅景天苷、麥角硫因等材料,借助化學合成的塑料、化纖等物質及材料,如今都可以通過合成生物的技術來獲得。因此有業內人士強調,合成生物的本質,就是“對傳統生產制造方式的顛覆與變革”。
中國合成生物產業雖起步稍晚,但發展態勢極為迅猛。如今,無論是在基礎研究領域,還是產業轉化以及市場應用等各個層面,均已躍居全球領先行列,與歐美發達國家并駕齊驅。合成生物產業極有希望成為我國又一引領世界的高新技術產業高地。
“大有可為”的行業
合成生物的革命性意義在于對生產方式的顛覆。通過合成生物細胞工廠,能夠制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制造方式。在趙燕看來,合成生物支撐的生物制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、提取步驟復雜(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,僅能用于醫療,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”。過去麥角硫因通過松蕈發酵獲取,不僅發酵周期長、產率極低,且無法提純。產率僅有幾十毫克每升,純度最多只有20%-30%。而現在通過合成生物學細胞工廠,麥角硫因的發酵周期僅需要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于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制造來獲取。”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于此。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,目前生物制造產品平均節能減排30%—50%,未來潛力將達到 50%—70%。
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,華熙生物作為生物制造領域的領軍企業,早于2018年起就開始積極布局合成生物技術,已經構建了一條覆蓋“研發創新、中試及產業轉化、市場轉化”的合成生物綠色制造全產業鏈,擁有從“基因編輯、菌種改造、細胞工廠創制,到中試及產業轉化、再到市場轉化”的全鏈條能力。
據悉,華熙生物在研發端建設了強大的研發團隊,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;在產業轉化端,華熙生物建設了全球最大的中試轉化平臺,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。在市場轉換端,華熙生物作為全球為數不多的生物制造全產業鏈平臺公司,在獲得新物質后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制定。
“合成生物學從底層基礎研究、到產品、到商業化的鏈路很長。而華熙生物的優勢并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于,著眼在合成生物技術驅動的生物制造產業上,走通了從源頭到終端的全鏈條,并將之做成閉環生態。
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