01合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1.1 量產(chǎn)突破，優(yōu)勢(shì)重塑產(chǎn)業(yè)

合成生物學(xué)從技術(shù)探索走向生產(chǎn)應(yīng)用，從公斤級(jí)向噸級(jí)規(guī)劃化生產(chǎn)突破，產(chǎn)品領(lǐng)域從基礎(chǔ)化工產(chǎn)品到中高分子量的膠原蛋白等，規(guī)?；慨a(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益均已實(shí)現(xiàn)。工業(yè)化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了從無到有，從稀到多，從貴到廉的突破，由此催生新市場(chǎng)，如保健食品，醫(yī)美等新應(yīng)用，另一方面憑借低成本，高質(zhì)量，綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，替代傳統(tǒng)高耗能、高污染工藝，革新原有的產(chǎn)業(yè)格局。

合成生物學(xué)相比傳統(tǒng)化學(xué)合成、生物發(fā)酵具備明顯優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)為產(chǎn)品成本低、應(yīng)用場(chǎng)景多、對(duì)環(huán)境污染較小等;與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比，基于微生物細(xì)胞工廠(MCFs)理性設(shè)計(jì)策略的合成生物學(xué)技術(shù)效率顯然更高。相關(guān)案例如下:1)生物合成更擅長(zhǎng)于制造復(fù)雜分子，如復(fù)雜官能團(tuán)、雜原子、手性特異性等。以青蒿素生產(chǎn)為例，根據(jù)國(guó)家發(fā)改委數(shù)據(jù)，使用可控的100立方米工業(yè)發(fā)酵罐，可以替代5萬畝的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)青蒿素，顯著降低生產(chǎn)成本。2)生物合成在部分領(lǐng)域具有成本優(yōu)勢(shì)，如維生素E、甜菊糖苷以及凱賽的尼龍56 等。3)生物和成的生產(chǎn)方式能夠顯著降低碳排放，PHA能夠把全生命周期碳排放降低90%，一根 PHA 吸管比 PP 吸管碳排放低180g。

合成生物學(xué)的核心在于經(jīng)改造的底盤細(xì)胞通過其自身代謝，表達(dá)植入的特定基因從而獲得目標(biāo)產(chǎn)品，因此選擇合適的底盤細(xì)胞并通過基因線路設(shè)計(jì)獲得正確的代謝途徑至關(guān)重要。隨著代謝科學(xué)的不斷發(fā)展，結(jié)合量子化學(xué)計(jì)算、AI輔助分子設(shè)計(jì)等技術(shù)通過對(duì)底盤細(xì)胞的“設(shè)計(jì)-構(gòu)建-測(cè)試-學(xué)習(xí)”(DBTL)循環(huán)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物性狀的定向構(gòu)建與優(yōu)化，滿足產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)在于基因測(cè)序并根據(jù)基因測(cè)序和現(xiàn)有模型數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳代謝途徑設(shè)計(jì);構(gòu)建階段主要是用CRISPR等技術(shù)對(duì)細(xì)菌或真菌的DNA進(jìn)行定制;測(cè)試階段采用高通量技術(shù)“釀造”特定細(xì)胞并進(jìn)行測(cè)試篩選;學(xué)習(xí)階段則通過機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)或人工智能(AI)來進(jìn)行數(shù)據(jù)收集完善數(shù)據(jù)模型，并進(jìn)入下一輪數(shù)據(jù)迭代。

1.2 中國(guó)合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)政策

2011年我國(guó)發(fā)布《“十二五”生物技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》，把與合成生物學(xué)有密切關(guān)系的“工業(yè)生物科學(xué)”列入前瞻性基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。此后相繼發(fā)布多項(xiàng)與合成生物學(xué)相關(guān)的政策，其中，2022年《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》首次提出我國(guó)生物經(jīng)濟(jì)五年規(guī)劃,明確提出要有序發(fā)展全基因組選擇、系統(tǒng)生物學(xué)、合成生物學(xué)、人工智能等生物育種技術(shù)，發(fā)展合成生物學(xué)技術(shù)。

1.3 合成生物學(xué)市場(chǎng)規(guī)模

合成生物學(xué)行業(yè)快速擴(kuò)容，BCC Research分析數(shù)據(jù)顯示，2019年全球合成生物學(xué)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)53.19 億美元，預(yù)計(jì)到2024年達(dá)到188.85億美元，2019-2024年CAGR 約為 28.8%;其中，北美地區(qū)占據(jù)全球主要市場(chǎng)份額，歐洲次之，亞太位居第三，與北美存在明顯差距，中國(guó)合成生物學(xué)行業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)在2025年突破70億美元。此外，根據(jù)DeepTech分析數(shù)據(jù)，2016年中國(guó)合成生物學(xué)市場(chǎng)規(guī)模約為9億美元,2020年增長(zhǎng)至24.78億美元,2021年進(jìn)一步達(dá)到64億美元。

2.1 產(chǎn)業(yè)鏈全景

產(chǎn)業(yè)鏈角度，合成生物學(xué)可分為上、中、下游三個(gè)環(huán)節(jié)，分別對(duì)應(yīng)工具、平臺(tái)、產(chǎn)品型企業(yè)。工具型企業(yè)指基因測(cè)序和基因編輯等基礎(chǔ)技術(shù)提供方以及模式動(dòng)物庫和生物工程軟件等支持環(huán)節(jié)，代表企業(yè)包括聚焦基因測(cè)序領(lǐng)域的華大智造，基因合成領(lǐng)域的金斯瑞生物科技以及基因編輯領(lǐng)域的百奧賽圖;平臺(tái)型及產(chǎn)品型企業(yè)數(shù)量眾多，為使用合成生物技術(shù)進(jìn)行平臺(tái)構(gòu)建、產(chǎn)品創(chuàng)新、下游應(yīng)用的環(huán)節(jié)，選品思路、研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力是其核心競(jìng)爭(zhēng)力，其中，凱賽生物、川寧生物、華東醫(yī)藥、華熙生物及華恒生物等企業(yè)的研發(fā)平臺(tái)及產(chǎn)業(yè)化布局較為領(lǐng)先，制藥企業(yè)如金城醫(yī)藥、普利制藥等正在加速特色合成生物學(xué)品種產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造新增長(zhǎng)點(diǎn)。

2.2 下游應(yīng)用領(lǐng)域

合成生物學(xué)可以應(yīng)用于醫(yī)療健康、食品飲料、化工產(chǎn)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域與中游企業(yè)相比，下游企業(yè)更強(qiáng)調(diào)應(yīng)用領(lǐng)域的聚焦、產(chǎn)品的精細(xì)打磨及商業(yè)化放量。中下游企業(yè)之間并無明確界限，現(xiàn)階段行業(yè)整體尚處在產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期，不少生物技術(shù)公司實(shí)質(zhì)上為中下游一體化布局。

合成生物學(xué)的目標(biāo)產(chǎn)物從青蒿素類天然產(chǎn)物拓展至丁二酸等工業(yè)化學(xué)品，單位產(chǎn)量由小到高。其商業(yè)化的價(jià)值導(dǎo)向是從成本上具備和現(xiàn)有生產(chǎn)方式更具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

2.3 醫(yī)療健康應(yīng)用領(lǐng)域

醫(yī)療健康是合成生物學(xué)第一大應(yīng)用市場(chǎng)。2021年醫(yī)療健康合成生物學(xué)市場(chǎng)規(guī)模為32.2億美元，預(yù)計(jì)2026 將達(dá)到69億美元，對(duì)應(yīng)5年復(fù)合增速約為16%，龍頭公司具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，增速有望超過行業(yè)平均。在醫(yī)藥行業(yè)中合成生物學(xué)可應(yīng)用的領(lǐng)域眾多，包括細(xì)胞免疫療法、RNA 藥物、基因編輯療法等創(chuàng)新療法，以及體外檢測(cè)、醫(yī)療耗材、原料藥生產(chǎn)和制藥用酶等多個(gè)細(xì)分賽道。合成生物學(xué)不僅可以通過設(shè)計(jì)全新的細(xì)胞內(nèi)代謝途徑，使醫(yī)藥產(chǎn)品能夠通過微生物細(xì)胞利用廉價(jià)糖類等原料進(jìn)行合成，還可以根據(jù)不同的疾病和致病機(jī)制，進(jìn)行人工設(shè)計(jì)、構(gòu)建適宜的治療性基因回路，在載體的協(xié)助下植入人體，通過糾正機(jī)體有功能缺陷的回路，實(shí)現(xiàn)治療疾病的目的。

3.1 合成生物學(xué)二級(jí)市場(chǎng)標(biāo)的

在合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈中，對(duì)平臺(tái)及產(chǎn)品型企業(yè)而言，研發(fā)能力、選品思路及產(chǎn)業(yè)化能力是其核心競(jìng)爭(zhēng)力，相關(guān)上市企業(yè)包括川寧生物、凱賽生物、華恒生物、華東生物、華熙生物、花園生物和科拓生物等。

川寧生物:

公司定位于合成生物學(xué)研發(fā)、生產(chǎn)型一體化產(chǎn)品型公司，已構(gòu)建完成選品-研發(fā)-大生產(chǎn)的商業(yè)化體系。目前已有紅沒藥醇、5-羥基色氨酸、麥角硫因、依克多因等多個(gè)產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)、銷售階段，是國(guó)內(nèi)首批實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品交付的合成生物學(xué)企業(yè)。公司全資子公司銳康生物(即川寧生物上海研究院)圍繞高端化妝品原料、保健品原料、高附加值天然產(chǎn)物、生物基材料等領(lǐng)域進(jìn)行布局，采用前沿的合成生物學(xué)技術(shù)，打造了完整的合成生物學(xué)技術(shù)平臺(tái)，通過多輪的迭代，選育出性能優(yōu)良，能完全滿足工業(yè)化生產(chǎn)的工程菌，克服傳統(tǒng)生物育種的局限性，并極大提高研發(fā)效率。

根據(jù)公司投資者交流文件，公司合成生物學(xué)產(chǎn)品已經(jīng)于2024年產(chǎn)生收入，預(yù)計(jì)將進(jìn)入產(chǎn)能爬坡期，公司將積極拓展合成生物學(xué)產(chǎn)品市場(chǎng)，加快產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的步伐，同時(shí)積極推進(jìn)合成生物學(xué)生產(chǎn)基地的產(chǎn)能釋放，不斷加大合成生物學(xué)產(chǎn)品的收入占比。

華恒生物:

截至目前，公司已建成并投產(chǎn)的主要產(chǎn)品包括氨基酸系列產(chǎn)品(L-丙氨酸、DL-丙氨酸、β-丙氨酸、 L-纈氨酸)、維生素系列產(chǎn)品(D-泛酸鈣、D-泛醇、肌醇)、生物基新材料單體(1,3-丙二醇、丁二酸)和其他產(chǎn)品(蘋果酸、熊果苷)等，可廣泛應(yīng)用于中間體、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、日化護(hù)理、功能食品與營(yíng)養(yǎng)、植物營(yíng)養(yǎng)等眾多領(lǐng)域。經(jīng)過多年的創(chuàng)新發(fā)展，公司已經(jīng)成為全球領(lǐng)先的通過生物制造方式規(guī)模化生產(chǎn)小品種氨基酸產(chǎn)品的企業(yè)之一，丙氨酸系列產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模位居國(guó)際前列。

2023 年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入21.78億元，實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)1.85億元。其中氨基酸產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)收入15.09億元，同比增長(zhǎng)3.01%;維生素產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)收入2.07億元。

華東醫(yī)藥:

公司在工業(yè)微生物領(lǐng)域已深耕40余年，有著深厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化能力，現(xiàn)有微生物發(fā)酵產(chǎn)品規(guī)模和技術(shù)水平均處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。公司工業(yè)微生物聚焦于合成生物學(xué)技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用和生物醫(yī)藥創(chuàng)新發(fā)展兩大業(yè)務(wù)場(chǎng)景，已在xRNA、特色原料藥&中間體、大健康&生物材料、動(dòng)物保健四大領(lǐng)域形成差異化的產(chǎn)品管線和業(yè)務(wù)解決方案。目前已形成以中美華東工微研發(fā)、華東合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、琿達(dá)生物、琿益生物、琿信生物和生基材料為核心的研發(fā)集群。

2024年公司工業(yè)微生物合計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入7.11億元，較去年同期增長(zhǎng)43.12%。其中，特色原料藥&中間體板塊增長(zhǎng)38%，xRNA板塊增長(zhǎng) 20%，大健康&生物材料板塊增長(zhǎng)142%，動(dòng)物保健板塊增長(zhǎng)33%。

凱賽生物:

公司是目前全球具有代表性的以合成生物學(xué)為基礎(chǔ)的平臺(tái)型生物制造公司。已產(chǎn)業(yè)化的和儲(chǔ)備產(chǎn)品中:長(zhǎng)鏈二元酸方面，DC11-DC18產(chǎn)品繼續(xù)主導(dǎo)全球市場(chǎng)。公司布局新的長(zhǎng)鏈二元酸產(chǎn)品種類，年產(chǎn)4萬噸生物法癸二酸項(xiàng)目已于2022年三季度建成并開始試生產(chǎn)。戊二胺方面，烏蘇工廠的生物基戊二胺生產(chǎn)線已投產(chǎn)。公司生產(chǎn)戊二胺主要用于自身聚酰胺系列產(chǎn)品的生產(chǎn)，少量提供給環(huán)氧固化劑、異氰酸酯等下游客戶。生物基聚酰胺方面，公司基于自產(chǎn)的生物基戊二胺與各種二元酸的縮聚可得到系列生物基聚酰胺產(chǎn)品，逐步應(yīng)用于下游民用絲、工業(yè)絲、工程塑料等領(lǐng)域。

2024 年公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入29.58億元，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)4.89億元;其中長(zhǎng)鏈二元酸系列實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入26.70億元，生物基聚酰胺系列實(shí)現(xiàn)1.44億元，合成生物材料行業(yè)整體實(shí)現(xiàn)收入28.19億元。

華熙生物:

公司憑借包括合成生物學(xué)研發(fā)平臺(tái)在內(nèi)的六大研發(fā)平臺(tái)，建立了生物活性材料從原料到醫(yī)療終端產(chǎn)品、功能性護(hù)膚品、功能性食品的全產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)體系，服務(wù)于全球的醫(yī)藥、化妝品、食品等領(lǐng)域的制造企業(yè)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)及終端用戶。近年來公司持續(xù)推動(dòng)合成生物戰(zhàn)略布局的落地，推動(dòng)新原料產(chǎn)品上市。目前已在透明質(zhì)酸酶、硫酸軟骨素、肝素、膠原蛋白、麥角硫因、人乳寡糖等產(chǎn)品上取得進(jìn)展。通過糖鏈生物合成元件的發(fā)掘與改造、體外編輯與組裝，開展多種人乳寡糖的系統(tǒng)性合成，構(gòu)建領(lǐng)先的人乳寡糖物質(zhì)庫，強(qiáng)化公司在功能糖合成生物學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

2023年,公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入53.71億元,其中原料業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入12.36億元，同比增長(zhǎng)9.47%。透明質(zhì)酸原料生產(chǎn)量、銷售量、庫存量較上年同期分別增長(zhǎng)12.28%、15.26%、8.53%。受益于公司在國(guó)際化戰(zhàn)略中推進(jìn)的本土化運(yùn)營(yíng)，公司原料業(yè)務(wù)保持穩(wěn)健增長(zhǎng)。

花園生物:

公司圍繞“打造完整的維生素D3 上下游產(chǎn)業(yè)鏈”的發(fā)展戰(zhàn)略，通過向上下游拓展，打造完整的維生素 D3 上下游產(chǎn)業(yè)鏈，致力于成為世界領(lǐng)先的維生素D3上下游產(chǎn)品生產(chǎn)商。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，公司基本完成了維生素D3 全產(chǎn)業(yè)鏈的布局，建成了羊毛脂膽固醇、維生素D3、25-羥基維生素 D3、精制羊毛脂四大類產(chǎn)品的全球最大生產(chǎn)基地。公司在鞏固維生素D3產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，積極向維生素B、維生素A、維生素E和生物素等業(yè)務(wù)領(lǐng)域拓展。據(jù)公司2024 年4月16日發(fā)布的公告顯示，公司將去年通過可轉(zhuǎn)債募集的部分資金調(diào)整投入“年產(chǎn)10000 噸L-丙氨酸(發(fā)酵法)及生物制造中試基地”項(xiàng)目中。新增的L-丙氨酸項(xiàng)目通過微生物發(fā)酵方式實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，其中 L-丙氨酸是生產(chǎn)VB6的主要原料，屬于“年產(chǎn)5000 噸VB6項(xiàng)目”的配套項(xiàng)目。L-丙氨酸的生物合成項(xiàng)目建設(shè)，一方面幫助企業(yè)向上游VB6 產(chǎn)業(yè)鏈延伸、奠定相關(guān)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ);另一方面，L-丙氨酸廣泛應(yīng)用于飼料添加劑、醫(yī)藥、營(yíng)養(yǎng)保健食品及日化等領(lǐng)域，具有較大的市場(chǎng)空間。

2024年，公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入124,328.32萬元，較上年同期增長(zhǎng)13.58%;歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)30,921.28萬元，較上年同期增長(zhǎng)60.76%。受維生素 D3 產(chǎn)品售價(jià)上升以及維生素A系列新產(chǎn)品上市等因素影響，公司營(yíng)業(yè)收入和利潤(rùn)總額上升;同時(shí)得益于醫(yī)藥產(chǎn)品推廣服務(wù)費(fèi)用支出下降和資產(chǎn)處置收益，公司凈利潤(rùn)同比上升。

科拓生物:

公司擁有包含2萬余株乳酸菌(含益生菌)的菌種資源庫，是中國(guó)最大的乳酸菌庫，2021年公司實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的益生菌共120余株，同比增長(zhǎng)76.47%。目前公司主要生產(chǎn)基地為金華工廠，擁有食品配料產(chǎn)能3500噸/年、益生菌原料菌粉(即發(fā)酵、凍干設(shè)備的產(chǎn)能)產(chǎn)能30噸/年、益生菌終端消費(fèi)品產(chǎn)能100 噸/年。22年公司發(fā)布定增預(yù)案，擬募資不超過7億元建設(shè)內(nèi)蒙古和林工廠，投項(xiàng)目完全達(dá)產(chǎn)后，復(fù)配食品添加劑、益生菌原料菌粉和益生菌終端消費(fèi)品產(chǎn)能將分別為現(xiàn)有產(chǎn)能的3.9倍、14.3 倍和13.0倍。

2024年，公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入3.03億元，較上年同期增長(zhǎng)1.19%。其中以益生菌為主導(dǎo)的微生物產(chǎn)業(yè)板塊占比提升至85.57%;益生菌板塊無論從技術(shù)積累、固定資產(chǎn)投資、盈利能力、公司市場(chǎng)影響力等各方面已經(jīng)均成為公司的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。實(shí)現(xiàn)歸屬于母公司所有者凈利潤(rùn)9,435.61萬元,同比增長(zhǎng)0.94%。

富祥藥業(yè):

公司深耕抗生素領(lǐng)域，已實(shí)現(xiàn)中間體、原料藥、制劑一體化布局，為國(guó)內(nèi)-內(nèi)酰胺酶抑制劑、培南類等原料藥的主流供應(yīng)商，此外依托高端原料藥產(chǎn)線，公司近年積極布局CDMO業(yè)務(wù)和鋰電池新材料。根據(jù)公司公告，生物發(fā)酵業(yè)務(wù)方面，公司已試制成功微生物蛋白(人造蛋白)，2023年11月控股子公司富祥生物擬投資建設(shè)“年產(chǎn)20萬噸微生物蛋白及其資源綜合利用項(xiàng)目(一期)”，建成后可形成年產(chǎn)2萬噸微生物蛋白及5萬噸氨基酸水溶肥的規(guī)模，生物合成業(yè)務(wù)未來有望成為公司又一重要增長(zhǎng)極。

2024年度，公司醫(yī)藥制造業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)銷售收入91,800.92萬元，占公司營(yíng)業(yè)收入比重77.94%。

3.2 底層技術(shù)平臺(tái)相關(guān)企業(yè)

合成生物學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)涵蓋菌株高通量篩選平臺(tái)、微生物代謝平臺(tái)、微生物反應(yīng)放大平臺(tái)、生物轉(zhuǎn)化/分離純化平臺(tái)等，國(guó)內(nèi)企業(yè)中凱賽生物和金斯瑞的平臺(tái)建設(shè)較為完善，具備強(qiáng)勁的底層技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ)。

3.3 產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)方向及相關(guān)標(biāo)的

合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈前端以儀器設(shè)備、DNA測(cè)序、基因編輯相關(guān)技術(shù)公司為主，為元件構(gòu)建提供技術(shù)支撐，技術(shù)要求包括基因合成、編輯、組裝、測(cè)序等，國(guó)內(nèi)主要代表公司有金斯瑞生物科技、諾禾致源。中端以合成生物學(xué)平臺(tái)公司為主，通過搭建技術(shù)平臺(tái)，形成項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)積累，為下游客戶提供研發(fā)支撐國(guó)內(nèi)主要代表公司有弈柯萊、藍(lán)晶微生物。后端則以產(chǎn)品型公司為主，主導(dǎo)產(chǎn)品的放大生產(chǎn)與下游市場(chǎng)應(yīng)用，市場(chǎng)可延伸至醫(yī)療、化工、食品、農(nóng)業(yè)等多種領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)主要代表公司有凱賽生物、華恒生物、川寧生物、博雅輯因等。

4.1各領(lǐng)域的應(yīng)用展望

不同領(lǐng)域合成生物相關(guān)技術(shù)的采用速度和應(yīng)用發(fā)展不同。新生物路線制造藥物等已在商業(yè)開始強(qiáng)勢(shì)應(yīng)用。但其他如 CAR-T細(xì)胞治療癌癥的方法在2020年才在商業(yè)上可行，目前處于早期階段，并在未來十年會(huì)迅速增加。

4.2 有望成醫(yī)藥原料合成理想手段 

針對(duì)天然產(chǎn)物，合成生物法將是替代傳統(tǒng)提取法及化學(xué)法的理想技術(shù)路徑。理論上，在底盤細(xì)胞被高度馴化后，天然產(chǎn)物大都可以實(shí)現(xiàn)異源合成，從而替代傳統(tǒng)植物提取法和化工路線。以(-)-a -紅沒藥醇為例，(-)-a-紅沒藥醇可加速皮膚的治愈過程，尤其適用于敏感皮膚，被廣泛應(yīng)用于護(hù)膚及化妝品(皮膚和身體的護(hù)理液、須后水和曬后護(hù)理產(chǎn)品、口腔衛(wèi)生產(chǎn)品如牙膏和漱口水)的配方中。目前，天然(-)-a-紅沒藥醇主要是來自巴西Candeia樹和德國(guó)洋甘菊，受制于植物生長(zhǎng)周期、自然環(huán)境、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞等因素，植物提取法的供應(yīng)量無法滿足市場(chǎng)需求，因此市場(chǎng)上開始出現(xiàn)合成紅沒藥醇。但紅沒藥醇復(fù)雜的手性化學(xué)結(jié)構(gòu)使得直接化學(xué)合成難度較高，分離難度大，且具有生物活性低、純度低等缺點(diǎn)，因此利用合成生物學(xué)構(gòu)建工程菌實(shí)現(xiàn)以廉價(jià)的碳源和培養(yǎng)基生產(chǎn)具有高附加值的(-)-a-紅沒藥醇逐漸成為一條最具潛力的途徑。根據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開專利CN116496961A,銳康生物通過合成生物技術(shù)在大腸桿菌中構(gòu)建的異源合成路徑最高發(fā)酵產(chǎn)率達(dá)到14.5g/L,并已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。根據(jù)川寧生物公告，公司合成生物學(xué)法生產(chǎn)的(-)-q-紅沒藥醇為單一手性,與植物提取產(chǎn)物絕對(duì)構(gòu)型一致，具有100%天然度，純度大于98%(天然度及純度是天然產(chǎn)物異源合成的重要參考指標(biāo))，發(fā)酵工程菌及生產(chǎn)工藝均達(dá)到業(yè)內(nèi)最高發(fā)酵水平(有機(jī)相大于120g/L發(fā)酵濃度和較高的糖轉(zhuǎn)化率)，目前川寧的合成生物法(-)-a-紅沒藥醇產(chǎn)品已順利實(shí)現(xiàn)上市銷售

針對(duì)醫(yī)藥中間體，縮短工藝路線和采用工具酶可促進(jìn)產(chǎn)率顯著提升。非天然產(chǎn)物由于不具備自然代謝通路，因此小分子的合成通常以化學(xué)法為主導(dǎo)，合成生物學(xué)促進(jìn)高效工具酶的突破有望實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)合成中傳統(tǒng)催化劑的替代，其主要優(yōu)勢(shì)在于突變酶具備高效的酶活及催化效率、反復(fù)套用多次后酶活依舊保持，并可縮短工藝路線，催化底物范圍廣(如轉(zhuǎn)氨酶可構(gòu)建含有氨基手性中心的小分子藥物中間體)，兼具降本增效、綠色環(huán)保、反應(yīng)安全等優(yōu)勢(shì)。以生物酶法生產(chǎn)西他列汀為例，根據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前西他列汀合成的相關(guān)專利共計(jì)159項(xiàng)，主要包括化學(xué)法和生物酶法合成，國(guó)內(nèi)布局廠商眾多，例如弈柯萊通過轉(zhuǎn)氨酶高效構(gòu)建氨基手性中心合成西他列汀等。