合成生物学行业发展现状,趋势预测及重点企业分析
1、合成生物学行业发展概况
合成生物学是当今生物学领域的前沿研究方向,合成生物学技术正在逐步取代传统化学合成成为全球医药、食品、材料等领域“绿色合成”的重要途径。合成生物学技术生产高端精细化学品是指通过工程化的思路对生物系统(酶、合成途径及底盘细胞的代谢调控网络等)进行重新编辑以设计出带有特定功能的生物体(酶或微生物),并运用此生物体规模化生产最终产品。与传统的化学合成相比,合成生物学技术具有几点优势:原材料可再生、低碳排放;效率较高;环境友好;安全性高等特点。合成生物学技术是提升我国化工、医药、材料和环保等产品技术水平和国际竞争力,促进我国建设资源节约型、环境友好型社会、促进传统产业转型升级的重要推动力。
我国“十四五”规划纲要提出,力争 2030 年前实现碳达峰,2060 年前实现碳中和,这是我国向国际社会做出的一项庄严承诺。不同于传统化学制造,合成生物学技术凭借其原材料选择、生产路径优化等多方面因素实现了大气中碳元素的自身循环。预计到 2040 至 2050 年,直接应用合成生物学可以将年平均人为温室气体排放量在 2018 年排放水平基础上减少 7%至 9%。合成生物学技术对于我国碳达峰、碳中和目标的实现以及未来社会经济发展具有革命性的意义。2022 年 5 月,发改委发布的《“十四五”生物经济发展规划》明确指出要推动合成生物学技术创新,突破生物制造菌种计算设计、高通量筛选、高效表达、精准调控等关键技术,有序推动在新药开发、疾病治疗、农业生产、物质合成、环境保护、能源供应和新材料开发等领域应用。发展合成生物学技术,探索研发“人造蛋白”等新型食品,实现食品工业迭代升级,降低传统养殖业带来的环境资源压力。自“十二五”以来,国家对于合成生物学领域技术的重视程度不断提升。
2、合成生物学行业未来发展趋势预测

资料来源:普华有策
(1)合成生物学已进入新的发展阶段
自 21 世纪初起步至今,合成生物学已经历约二十年的发展历程。目前,合成生物学进入了快速发展的新阶段。近年来,合成生物学领域研究成果不断涌现,科学家对于基因组的工程改造能力、对蛋白质和基因线路的理性设计能力不断增强,合成生物学的应用前景因此在不断扩展、丰富。
(2)合成生物学为传统制造业升级提供了新思路
随着化石原料的日益消耗以及人类对发展可持续性和气候变化的关注,生物原料逐渐登上历史舞台,合成生物学产业正在成为快速发展的战略性新兴产业。合成生物学技术可实现使用玉米、甘蔗等常见生物基原材料高效合成复杂、高级产品的目标,为传统制造业摆脱资源环境制约提供了新思路、指明了新方向。在可预期的未来,合成生物学技术将引领新的产业模式,人类生活与生产方式将发生重大变化。同时,医药、农业、食品、能源、材料等数个产业的变革需求将反推合成生物学产业的持续升级,合成生物学产业正面临着历史性的机遇与全新的挑战。
(3)合成生物学技术将成为高端精细化学品行业的主流选择
如今我国已经成为全球最大的精细化学品供应国之一,预计未来全球高端精细化学品产业也将会进一步向中国转移和集中。随着合成生物学的深入发展以及合成生物学技术工艺的不断成熟与完善,通过对酶、合成途径、微生物底盘细胞的定向设计,可以实现使用价廉易得的原料在细胞工厂中合成精细化学品,从而降低生产成本、减少资本支出,并实现绿色生产。凭借低成本、低污染两大优势,合成生物学技术未来将逐步成为高端精细化学品生产的主流选择。
3、国内重点企业分析
(1)凯赛生物
凯赛生物成立于 2000 年,其以合成生物学等学科为基础,利用生物制造技术,从事生物基新材料的研发、生产及销售。目前实现商业化生产的产品主要聚焦聚酰胺产业链,为生物基聚酰胺以及可用于生物基聚酰胺生产的原料,包括DC12(月桂二酸)、DC13(巴西酸)等生物法长链二元酸系列产品和生物基戊二胺。2020 年 8 月,凯赛生物于科创板上市。
(2)华恒生物
华恒生物是一家以合成生物技术为核心,主要从事氨基酸及其衍生物产品研发、生产、销售的高新技术企业,主要产品包括丙氨酸系列产品(L-丙氨酸、DL-丙氨酸、β-丙氨酸)、D-泛酸钙和 α-熊果苷等。经过多年的创新发展,华恒生物已经成为全球领先的通过生物制造方式规模化生产小品种氨基酸产品的企业之一,丙氨酸系列产品生产规模位居国际前列。
(3)嘉必优
嘉必优生物技术(武汉)股份有限公司以生物技术为立足之本,集成工业菌种定向优化技术、发酵精细调控技术、高效分离纯化制备技术,通过可持续的微生物合成制造方式,为全球营养与健康领域的客户提供高品质的营养素产品与创新的解决方案。公司专注于多不饱和脂肪酸 ARA、藻油 DHA 及 SA、发酵来源β-胡萝卜素等多个生物合成营养素产品的研发、生产与销售,产品广泛应用于婴幼儿配方食品、膳食营养补充剂和健康食品、特殊医学用途配方食品等领域。
(4)安琪酵母
安琪酵母股份有限公司创立于 1986 年,总部位于湖北宜昌,是国家重点高新技术企业、全球第三大酵母公司。公司主营酵母及其深加工产品,经过 30 余年的积累,已被广泛应用于烘焙与发酵面食、食品调味、酿造、人类营养健康、动物、植物、微生物营养等领域。近年来,安琪酵母积极布局合成生物学,先后涉足以合成生物学技术为基础的工业大麻、新材料橡胶以及人造蛋白等领域。
(5)金达威
厦门金达威集团股份有限公司成立于 1997 年 11 月,是国家火炬计划重点高新技术企业和创新型试点企业。20 年来,金达威肩负“科学营养、运动活力、健康魅力”的使命,立足于医药原料制造,充分整合国内外营养健康领域资源,逐步提升产业优势,现已发展成为保健品、运动营养品制造行业的新星。
(6)弈柯莱生物
公司是一家以合成生物学技术为核心,从事生物合成技术和工艺研发,并致力于将其应用于规模化生产的合成生物学平台型企业。目前公司已经建立丰富的生物工程资源库(酶、基因元件和底盘细胞)与合成生物学技术创新平台,在生物合成、高性能细胞工厂设计创制以及产品规模化生产上积累了丰富经验。作为一家合成生物学平台型企业,公司拥有丰富的产品管线,目前已将合成生物学技术广泛应用于生物医药、绿色农业、营养健康等多个领域,实现了合成生物学技术的产业化落地。
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