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生物制造步入產(chǎn)業(yè)化深水區(qū): 萬(wàn)億賽道亟待跨越“中試轉(zhuǎn)化”瓶頸

來源:網(wǎng)絡(luò)

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日期:2025-06-17 12:14:17

  kaiyun網(wǎng)頁(yè)登錄入口 開云在線近日,工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)通知,部署開展生物制造中試能力建設(shè)平臺(tái)培育工作。提出到2027年,力爭(zhēng)培育20個(gè)以上中試平臺(tái),為產(chǎn)業(yè)規(guī)模化鋪路。與此同時(shí),生物制造領(lǐng)域技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)布局密集落地。高校團(tuán)隊(duì)在聚砜塑料回收、羊毛甾醇合成等領(lǐng)域取得進(jìn)展,凱賽生物、錦波生物等企業(yè)加碼布局,弈柯萊自主研發(fā)的燕窩酸獲批準(zhǔn)入新食品原料清單,持續(xù)拓寬技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。政策端與產(chǎn)業(yè)端協(xié)同發(fā)力,推動(dòng)生物制造從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)向規(guī)模化產(chǎn)業(yè)化加速邁進(jìn),展現(xiàn)出“技術(shù)突破—政策護(hù)航—資本涌入”的全鏈條發(fā)展活力。

  合成生物學(xué)作為平臺(tái)技術(shù),在生物制造中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。華安證券認(rèn)為,合成生物學(xué)正在重塑產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式,能夠執(zhí)行傳統(tǒng)生物技術(shù)難以企及的任務(wù),同時(shí)實(shí)現(xiàn)了更高效、更環(huán)保的生物合成方案。隨著基因編輯、酶工程、代謝工程等核心技術(shù)的突破,合成生物學(xué)不僅降低了藥物生產(chǎn)成本,還提升了產(chǎn)能,使大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。

  “生物制造能力是衡量一個(gè)國(guó)家是否成為制造大國(guó)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)?!比A熙生物董事長(zhǎng)趙燕日前在接受中國(guó)證券報(bào)記者采訪時(shí)表示,其核心價(jià)值在于,它一端連接著上游底盤菌株、基因編輯等前沿基礎(chǔ)生物科學(xué)的研究,另一端連接如何延長(zhǎng)生命長(zhǎng)度、提升生命質(zhì)量等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用轉(zhuǎn)化,涉及生命健康和日常消費(fèi)的方方面面,這也是其成為新質(zhì)生產(chǎn)力典型代表的原因。公司最初立足于解決關(guān)鍵原料透明質(zhì)酸的供應(yīng)鏈“卡脖子”問題,依托先進(jìn)制造能力,在合成生物領(lǐng)域掌握了大量圍繞工程應(yīng)用的技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,公司積極向上游和下游兩端延伸。通過合成生物制造能力支持研發(fā)轉(zhuǎn)化,構(gòu)建“前沿科學(xué)-工程技術(shù)-消費(fèi)品牌”完整鏈條,實(shí)現(xiàn)從制造到品牌的跨越。

  “合成生物學(xué)并非全新概念,以釀酒為代表的傳統(tǒng)生物技術(shù)早有應(yīng)用。然而,真正推動(dòng)其成為新興產(chǎn)業(yè)風(fēng)口的關(guān)鍵,在于基因編輯工具的革命性突破?!鞭目氯R董事長(zhǎng)羅煜日前在接受中國(guó)證券報(bào)記者采訪時(shí)表示,CRISPR-Cas9“基因剪刀”技術(shù),實(shí)現(xiàn)DNA精準(zhǔn)切割,讓原本復(fù)雜昂貴的基因操作變得簡(jiǎn)單、高效、經(jīng)濟(jì),為合成生物產(chǎn)業(yè)爆發(fā)奠定技術(shù)基石。

  “公司在合成生物學(xué)領(lǐng)域形成工具端、平臺(tái)端、產(chǎn)品端的體系化布局,核心優(yōu)勢(shì)在于全鏈條技術(shù)整合能力與產(chǎn)業(yè)化落地經(jīng)驗(yàn)?!比A東醫(yī)藥相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,以維生素K2為例,公司通過合成生物技術(shù)優(yōu)化菌種代謝路徑,攻克天然菌種復(fù)雜低效難題,實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。

  凱賽生物主要從事新型生物材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,主要產(chǎn)品包括系列生物法長(zhǎng)鏈二元酸(DC10-DC18)、生物基戊二胺,以及系列生物基聚酰胺及其復(fù)合材料。中國(guó)證券報(bào)記者從凱賽生物獲悉,公司獨(dú)家開發(fā)的高性能生物基聚酰胺連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料系列產(chǎn)品和技術(shù),正在用于新能源裝備、交通運(yùn)輸輕量化、綠色建筑等領(lǐng)域,可在提供高性價(jià)比產(chǎn)品的同時(shí),更為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)帶來綠色低碳技術(shù)解決方案。與傳統(tǒng)化學(xué)法石油基同類產(chǎn)品相比,其單位碳排放可降低50%或以上。

  富邦科技副總經(jīng)理周志斌對(duì)中國(guó)證券報(bào)記者表示,公司在生物農(nóng)業(yè)領(lǐng)域已構(gòu)建完善的技術(shù)創(chuàng)新體系,成功開發(fā)出多個(gè)具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。其中,“天生旦”系列禾本科固氮產(chǎn)品聚焦生物肥料與禾本科固氮領(lǐng)域,可有效促進(jìn)作物氮素吸收;“前鋒線”系列微生物制劑則深耕生物農(nóng)藥與根結(jié)線蟲防治領(lǐng)域,為根結(jié)線蟲防治提供綠色解決方案。相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù),這些創(chuàng)新產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)顯著:一方面,通過減少化學(xué)肥料和農(nóng)藥的使用,能改善土壤微生態(tài)環(huán)境;另一方面,借助增強(qiáng)作物養(yǎng)分利用效率,可提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。

  “合成生物學(xué)對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式帶來補(bǔ)充或顛覆,賦能傳統(tǒng)行業(yè)。合成生物學(xué)與傳統(tǒng)行業(yè)不是對(duì)立關(guān)系,更多是通過和傳統(tǒng)行業(yè)結(jié)合,在特定的應(yīng)用場(chǎng)景現(xiàn)其優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)低碳生產(chǎn)方式,賦能傳統(tǒng)行業(yè),提升社會(huì)整體勞動(dòng)生產(chǎn)率,帶來新的創(chuàng)新和成長(zhǎng)機(jī)遇?!遍L(zhǎng)城證券化工新材料首席分析師肖亞平日前在接受中國(guó)證券報(bào)記者采訪時(shí)表示。

  中試是生物科技創(chuàng)新成果向工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是生物制造產(chǎn)業(yè)體系的重要支撐。

  “華熙生物在天津投入數(shù)十億元建設(shè)合成生物中試轉(zhuǎn)化平臺(tái),與全球20余所科研院校合作,鏈接全球科研成果與中國(guó)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),構(gòu)建‘基礎(chǔ)研究-中試轉(zhuǎn)化-產(chǎn)業(yè)應(yīng)用’生態(tài)?!壁w燕介紹,該平臺(tái)面向行業(yè)開放,為實(shí)驗(yàn)室技術(shù)成果和初創(chuàng)企業(yè)提供規(guī)?;?yàn)證與產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化條件。目前,公司已與外部科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)開展關(guān)鍵轉(zhuǎn)化項(xiàng)目,推動(dòng)提升中國(guó)生物制造競(jìng)爭(zhēng)力。

  羅煜強(qiáng)調(diào),公司通過固定化酶技術(shù)、自主設(shè)計(jì)生物反應(yīng)器并推進(jìn)智能化改造來突破這一瓶頸?!拔覀冏灾髟O(shè)計(jì)的生物反應(yīng)器通過智能控制系統(tǒng)精準(zhǔn)調(diào)控溫度、pH值、溶解氧等關(guān)鍵參數(shù),為微生物生長(zhǎng)與產(chǎn)物合成構(gòu)建最優(yōu)微環(huán)境;同時(shí)采用集成化設(shè)計(jì),單臺(tái)設(shè)備可同步控制多個(gè)反應(yīng)器,實(shí)現(xiàn)高通量實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景下的參數(shù)協(xié)同優(yōu)化,有效解決傳統(tǒng)設(shè)備適配性不足的問題。”依托這類技術(shù)創(chuàng)新,目前公司已建成臺(tái)州與重慶雙生產(chǎn)基地,高附加值產(chǎn)品產(chǎn)能達(dá)數(shù)千噸級(jí),雙基地規(guī)劃產(chǎn)值近20億元。

  周志斌介紹,公司在推動(dòng)生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化過程中,始終致力于技術(shù)創(chuàng)新與迭代,采取多維度策略。在技術(shù)適應(yīng)性上,建立覆蓋主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)的田間試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò),通過區(qū)域適應(yīng)性改良保障產(chǎn)品穩(wěn)定性;成本控制方面,優(yōu)化發(fā)酵工藝和生產(chǎn)流程以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化降本;市場(chǎng)推廣采用“示范田+技術(shù)培訓(xùn)”模式,借助可視化效果提升客戶接受度。此外,公司構(gòu)建完善的技術(shù)服務(wù)體系,結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)提供精準(zhǔn)應(yīng)用指導(dǎo),確保不同種植條件下的使用效果,這些策略有效解決了生物農(nóng)業(yè)業(yè)務(wù)推廣中的關(guān)鍵瓶頸,加速了創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

  據(jù)悉,凱賽生物現(xiàn)有10萬(wàn)噸生物基聚酰胺產(chǎn)能,在建產(chǎn)能90萬(wàn)噸。與此同時(shí),公司通過定向增發(fā)引入招商局集團(tuán)為間接股東,并與合肥市政府、招商創(chuàng)科,以及海瀾之家、寧德時(shí)代等多方合作來積極推進(jìn)公司生物基聚酰胺材料產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建及商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)度。

  AI對(duì)科學(xué)研究的賦能是必然趨勢(shì),在合成生物學(xué)領(lǐng)域亦不例外,企業(yè)積極布局。

  肖亞平認(rèn)為,生物體系的復(fù)雜性使合成生物學(xué)在“設(shè)計(jì)-構(gòu)建-測(cè)試-學(xué)習(xí)”(DBTL)循環(huán)和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),AI在數(shù)據(jù)處理等方面的優(yōu)勢(shì)可加速DBTL循環(huán)、賦能合成生物學(xué),推動(dòng)微生物細(xì)胞工廠構(gòu)建。

  “公司內(nèi)部已組建專業(yè)AI團(tuán)隊(duì),聚焦兩大核心工作:一是構(gòu)建精確的數(shù)據(jù)收集整理體系。二是基于數(shù)據(jù)開展自主算法研究。公司團(tuán)隊(duì)已擁有相關(guān)算法專利,通過AI輔助酶篩選與改造、代謝通路解析等研發(fā)環(huán)節(jié),使公司多個(gè)產(chǎn)品的研發(fā)效率實(shí)現(xiàn)量級(jí)提升?!绷_煜介紹。

  “AI正從多維度深刻變革合成生物學(xué)。”華東醫(yī)藥相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,在靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域,AI通過深度學(xué)習(xí)分析海量生物數(shù)據(jù),將傳統(tǒng)“試錯(cuò)式”靶點(diǎn)篩選升級(jí)為精準(zhǔn)計(jì)算設(shè)計(jì),例如AlphaFold2等工具將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)時(shí)間從數(shù)月壓縮至小時(shí)級(jí),搭配分子動(dòng)力學(xué)模擬,使新酶發(fā)現(xiàn)周期從12個(gè)月縮短至6個(gè)月;代謝通路設(shè)計(jì)上,AI算法可快速模擬數(shù)百萬(wàn)種代謝路徑組合,借助強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化微生物代謝網(wǎng)絡(luò),讓目標(biāo)產(chǎn)物合成效率平均提升40%-60%,同時(shí)通過虛擬篩選淘汰90%無(wú)效化合物,使研發(fā)成本降低超50%。

  近年來,生物制造產(chǎn)業(yè)迎來政策紅利密集釋放期,國(guó)家與地方協(xié)同構(gòu)建支持體系。6月16日,國(guó)家藥監(jiān)局就優(yōu)化創(chuàng)新藥臨床試驗(yàn)審評(píng)審批發(fā)布征求意見稿,通過縮短審批時(shí)間等多種渠道,為生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。征求意見稿提出,為進(jìn)一步支持以臨床價(jià)值為導(dǎo)向的創(chuàng)新藥研發(fā),提高臨床研發(fā)質(zhì)效,對(duì)符合要求的創(chuàng)新藥臨床試驗(yàn)申請(qǐng)?jiān)?0個(gè)工作日內(nèi)完成審評(píng)審批。地方層面,目前,北京、江蘇、上海、廣東、蘇州等地相繼出臺(tái)專項(xiàng)政策,推動(dòng)合成生物技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化?!?025易凱資本中國(guó)健康產(chǎn)業(yè)白皮書》預(yù)測(cè),到2030年,中國(guó)生物制造市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)接近1.8萬(wàn)億元。

  近年來,國(guó)內(nèi)合成生物學(xué)公司融資加速。華安證券研報(bào)顯示,2025年伊始,國(guó)內(nèi)外已有近百家企業(yè)完成了新的融資。同時(shí),在政策的鼓勵(lì)下,相關(guān)上市公司積極參與設(shè)立產(chǎn)業(yè)基金。針對(duì)公司戰(zhàn)略投資國(guó)家級(jí)服貿(mào)基金二期一事,錦波生物董事長(zhǎng)楊霞表示,公司參與設(shè)立產(chǎn)業(yè)基金,旨在挖掘前沿技術(shù),推動(dòng)技術(shù)突破。目前與深圳灣實(shí)驗(yàn)室的合作,正是深化基礎(chǔ)研究的重要實(shí)踐。“國(guó)家雖鼓勵(lì)行業(yè)發(fā)展,但企業(yè)和投資者需保持理性,合成生物技術(shù)壁壘高、風(fēng)險(xiǎn)大,入局需明確商業(yè)布局與自身優(yōu)勢(shì),以科學(xué)態(tài)度審慎決策。”

  “合成生物領(lǐng)域正迎來顛覆性變革?!闭雇磥恚跅钕伎磥?,行業(yè)發(fā)展應(yīng)聚焦質(zhì)量提升與原創(chuàng)設(shè)計(jì),摒棄規(guī)模擴(kuò)張老路,以數(shù)據(jù)與產(chǎn)能雙重驅(qū)動(dòng)優(yōu)化生產(chǎn)流程。盲目追求規(guī)模效應(yīng),易導(dǎo)致資源浪費(fèi)與行業(yè)亂象。

  華東醫(yī)藥相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,未來3-5年合成生物領(lǐng)域?qū)⒊尸F(xiàn)技術(shù)迭代加速、應(yīng)用場(chǎng)景拓展深化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。隨著AI技術(shù)的深度賦能,合成生物學(xué)的研發(fā)效率將顯著提升,推動(dòng)更多生物基化學(xué)品、材料和醫(yī)藥產(chǎn)品的規(guī)模化落地。合成生物學(xué)有望逐步替代傳統(tǒng)化工中部分長(zhǎng)流程、高能耗的生產(chǎn)路徑,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降本增效。

  羅煜表示,合成生物學(xué)正處于“螺旋上升”的產(chǎn)業(yè)初期,當(dāng)前已度過第一波資本熱潮,更加趨于理性。未來兩三年將出現(xiàn)雙重趨勢(shì):一方面,概念型企業(yè)將逐步調(diào)整定位,一級(jí)市場(chǎng)投資邏輯從“賽道追捧”轉(zhuǎn)向“實(shí)力甄別”;另一方面,具備技術(shù)沉淀的企業(yè)將完成產(chǎn)品化驗(yàn)證,通過規(guī)?;a(chǎn)形成競(jìng)爭(zhēng)壁壘,行業(yè)將進(jìn)入“去蕪存菁”的自然篩選階段。

  肖亞平表示,當(dāng)前合成生物學(xué)研發(fā)與工業(yè)化存在雙重技術(shù)瓶頸:一方面,微生物細(xì)胞工廠構(gòu)建中基因與代謝網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)改造存在較高技術(shù)壁壘,底盤細(xì)胞、基因元件等生物資源的積累尤為關(guān)鍵;另一方面,后端發(fā)酵純化環(huán)節(jié)面臨顯著的工程化挑戰(zhàn)。

  華東醫(yī)藥相關(guān)負(fù)責(zé)人也表示,當(dāng)前合成生物學(xué)行業(yè)面臨的瓶頸與挑戰(zhàn)集中在技術(shù)轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化落地的關(guān)鍵環(huán)節(jié):其一,上游工具層存在核心技術(shù)短板,例如長(zhǎng)鏈DNA合成難度較大,基因編輯的精確性和效率有待提升;其二,中下游從實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證邁向產(chǎn)業(yè)化放大的階段,需要長(zhǎng)期積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn);其三,生物安全、專利保護(hù)以及倫理規(guī)范等方面的風(fēng)險(xiǎn),可能對(duì)行業(yè)生態(tài)的健康發(fā)展形成制約。

  凱賽生物董事長(zhǎng)劉修才在生物制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟閉門會(huì)上表示,生物制造替代傳統(tǒng)化工制造具備顯著優(yōu)勢(shì),未來有望成為制造產(chǎn)業(yè)的重要支柱。有待突破的七大領(lǐng)域是:生物質(zhì)高值化轉(zhuǎn)化和利用;生物高分子材料替代;大宗基礎(chǔ)化工原料替代;生物法可回收大宗塑料材料;輕量化材料;生物基功能性材料;生物燃料。

  據(jù)悉,多家上市公司已經(jīng)在布局非糧原料的開發(fā)與應(yīng)用。隨著生物基產(chǎn)品規(guī)?;瘧?yīng)用的展開,凱賽生物也在積極探索生物制造原料的可持續(xù)發(fā)展方向,正在開發(fā)農(nóng)業(yè)廢棄物如農(nóng)作物秸稈的高值化利用技術(shù),并進(jìn)行生物廢棄物用于生物基材料、生物燃料等產(chǎn)品的開發(fā),實(shí)現(xiàn)規(guī)?;镏圃臁安慌c人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地”。

  羅煜介紹,公司未來將重點(diǎn)探索生物非糧原料領(lǐng)域?!皞鹘y(tǒng)發(fā)酵依賴玉米、葡萄糖等糧食原料,我們正攻關(guān)以二氧化碳、一氧化碳、甲醇等一碳化合物為底物的生物合成技術(shù)。這一方向既破解‘與民爭(zhēng)糧’矛盾,又能通過工業(yè)廢棄物資源化利用降低原料成本,提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力?!?/p>

  周志斌透露,公司已前瞻性在生物肥料與禾本科固氮、生物農(nóng)藥與根結(jié)線蟲防治、生物發(fā)酵與食品添加劑領(lǐng)域進(jìn)行了布局。當(dāng)前公司現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用主要面臨產(chǎn)品田間示范周期長(zhǎng)、菌種性能田間穩(wěn)定性不足及客戶接受度需培養(yǎng)等挑戰(zhàn),公司已建立系統(tǒng)性解決方案:構(gòu)建多生態(tài)區(qū)平行試驗(yàn)示范網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)不同氣候條件同步驗(yàn)證,通過高通量篩選技術(shù)提升菌種環(huán)境適應(yīng)性,構(gòu)建“示范農(nóng)場(chǎng)”推廣體系直觀展示應(yīng)用效果。同時(shí),公司正積極與科研機(jī)構(gòu)合作,完善從實(shí)驗(yàn)室到田間的技術(shù)轉(zhuǎn)化鏈條,加速現(xiàn)代農(nóng)業(yè)業(yè)務(wù)成果產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

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