行业关注：高瓴、红杉...全球顶级资本都在布局的合成生物学，究竟是什么？

2022-06-23

合作微生物疗法免疫疗法信使RNA细胞疗法

近期，国家发展改革委印发《“十四五”生物经济发展规划》。在《规划》中，合成生物学被多次提及，覆盖医疗健康、食品消费两大领域。目前，BioBAY园内已有多家企业布局该领域，其中引航生物在今年上半年完成逾亿元融资，未知君通过合作方式布局，与Aurealis Therapeutics携手深耕合成生物学菌药。今日，我们为大家带来《MedTrend医趋势》的一篇文章，来看看近年来热度不断攀升的合成生物学，究竟是什么？合成生物学是交叉学科的产物，研究范围广泛，包括了诸如合成代谢通路、生物传感器、合成基因线路、生物材料、细胞工厂、无细胞表达系统、合成生命体等。虽然看起来概念新颖，但仔细看每一种都或多或少涉及生物工程、基因工程。从生活中常见的维C、维E片的生产到胰岛素制备，再到通过基因工程化改造淋巴细胞来治疗癌症都可以归入其中。近年来，合成生物学的热度不断攀升。不仅投资热度高，更有不少科技大佬投身其中。中信证券预计，2020-2025年，全球合成生物市场规模将保持22.5%的高年均复合增速，至2025年有望突破200亿美元。国内合成生物学发展仍处于早期阶段，无论是投资还是创业面临的都是蓝海。作为一个很可能引导生产力革新的行业，合成生物学的回报率较高，风口未至，仍在起飞阶段，无论何时投资，都有着长足的成长空间。但与此同时，作为一个高壁垒行业，合成生物学细分领域多，研发周期差异较大，投资机构难免要做“时间的朋友”，行业腾飞还需时间。资本和大佬都看好“合成生物学”近年来，合成生物学投资热度显著上升。尤其是2021年，合成生物学VC投资热度前所未有的繁荣：2021年Q1和Q2投资额提升快速；Q3全球合成生物相关企业融资额创单季度历史新高，投资金额高达61亿美元，比前期提高33%。2022年，合成生物学热度不减，在BioBAY园内已有引航生物和齐禾生科两家企业完成融资：引航生物（Leadsynbio）是一家通过合成生物学技术改变现有化学和生物制品生产方式的高科技公司，产品覆盖药品、保健品和农业产品。公司拥有完备的合成生物学技术平台和超过100人的研发团队，目前已在BioBAY建有运营及研发总部。今年2月，引航生物连续完成C轮、C+轮超4亿元人民币融资，用于加快引航生物现有产品的商业化，推进研发管线以及生产基地的扩建。其中，C轮融资由高瓴创投和夏尔巴投资联合领投，广发乾和、厚新健投、湖南财信产业基金、绿动资本以及老股东元禾控股跟投；C+轮融资由礼来亚洲基金独家投资。（相关阅读：B村指数丨引航生物完成超4亿元C轮系列融资，由高瓴创投、夏尔巴、礼来亚洲共同投资）而二级市场上，凯赛生物和华恒生物，PE在70倍左右，远超传统化工行业，这也昭示了市场对于合成生物学的看好。热门投资高度聚焦药物生产和食品保健麦肯锡报告显示，截止到2021年，大部分合成生物学投资聚焦于药物生产和保健品食品生产。生物技术和制药的投资占比最高，合成生物学可帮助生物技术和制药公司开发新药。默沙东使用合成生物学方法为糖尿病患者开发了Januvia（西格列汀）。诺华开发了CAR-T疗法Kymriah来治疗B细胞急性淋巴细胞白血病。此外，近年来合成生物学在很多领域取得了进步，包括活体材料、生物计算、治疗性基因组编辑、活体生物疗法、多路诊断和细胞记录、电子接口和第三代生物精炼厂。值得一提的是，“生物经济”是美国经济的重要支柱，涵盖药品、食品和燃料生产各个方向。2018年，美国商务部工业安全署对技术出口加强管控，合成生物学是重点管控、限制技术出口的的关键领域之一。互联网大佬看好的合成生物学纵观这几年国际投资，会惊讶的发现，合成生物学吸引了越来越多投资人的目光，尤其是科技巨头。前谷歌首席执行官Eric Schmidt是世界上最成功的商业领袖之一。2010年，他与人共同创立了创新奋进公司，这是一家早期风险投资公司，该公司已投资多个合成生物学公司，包括Zymergen、Bolt Threads、Ukko和GRO Biosciences。推特的Peter Thiel是Founders Fund的合伙人，该机构投资了一些领先的合成生物学公司，尤其是那些提供基于云平台来远程执行实验的公司。Thiel表示，过去50年来，包括生物学在内的许多领域都缺乏突破。因此，Thiel尝试利用基于软件的解决方案来寻找生物学突破。科技创始人通常具备敏锐的直觉，而投资合成生物学则是因为他们看到了一个真正的机会，可以通过将计算机科学和互联网的便捷性融入到下一个科技革命浪潮中。还有什么比投资合成生物学更合适？生命科学下半场？起飞阶段的革命性技术合成生物学其实已经渗透到生活的方方面面，其中，最广为人知的胰岛素生产。革命性技术的诞生：从胰岛素到基因泰克最初，人们从猪的胰腺中收集胰岛素，但人们很快发现猪的生产速度满足不了糖尿病人的需求。如果没有合成生物学的参与，今天，人类需要一个比地球更大的地方来养猪，才能帮助全世界数亿糖尿病患者。幸运的是，上世纪70年代，科学家们发现可以通过基因改造微生物，将人胰岛素基因插入酵母细胞，促进这种治疗糖尿病的关键蛋白质的产生，这也是基因泰克诞生之初的故事。合成生物学的这一开创性应用催生了生物技术产业。在这里，合成生物学落地的主要场景为通过改造微生物，生产具有高附加值、通过传统方法化学生产成本较高、碳排放较大或难以大量获得的产品。跨学科的降本增效相对于生物工程和基因工程，合成生物学的概念外延了很多，但核心离不开创新和工程化：创新是跨学科交流迸发的灵感火花；工程化是合成生物学的愿景，即从实验室研究走向工程化应用。由于能够克服与当前生物制药生产相关的基因设计、表达优化、产量稳定性、发酵和纯化的限制，合成生物学大大扩展了生物制药、药物开发规模和范围。同时，合成生物学大大降低原材料成本，缩短了产品周期。对于某些特定的化学品，生物法大部分反应步骤均在微生物或酶的作用下进行，反应条件更温和、流程更简单，反应过程中的低碳环保；生物基材料因热塑性而方便回收利用，可减少环境负担。合成生物学可能会改变大量产品的制造方式，从实验室培育的肉类到化妆品再到可生物降解的包装，不仅降本增效而且环境友好。合成生物学是绿色制造的核心。通过生物化工生产的产品，可以节省大批的人力物力成本。以维生素C合成为例，维生素C的生产工艺方法具体的发展过程可以分为三个阶段：浓缩提取法、化学合成法和微生物发酵法。相比浓缩提取法和化学合成法，微生物发酵法生产维生素C的收率更高，生产条件温和，得到广泛应用。类似的例子不胜枚举，包括维生素E、人参皂苷乃至化工材料。合成生物学能有多广阔？涵盖医疗健康、化工、农业、食品、消费品等领域合成生物应用场景丰富，涵盖医疗健康、化工、农业、食品、消费品等；同时，行业技术不断推进，在DNA合成、组装及基因编辑技术进步下，有望大幅度改善行业通量和成本。目前国际上的合成生物学企业及其主要应用如下：在医疗保健领域，各种公司已经使用合成生物学来设计使微生物能够生产医学相关药物的途径。例如：Poseida Therapeutics公司使用基因编辑技术开发治疗多发性骨髓瘤和前列腺癌等疾病的方法。Amyris Inc.设计了酵母菌株以开发抗疟疾药物青蒿素。BioBAY园内企业未知君是一家中国领先的基于AI技术的微生态药物开发公司。今年2月，未知君与Aurealis Therapeutics就开发及商业化用于糖尿病足溃疡、其他慢性伤口以及炎症性疾病治疗的临床阶段新药AUP-16达成大中华区独家合作与许可协议。据悉，此次合作是亚洲首个基于合成生物学和基因工程菌药物管线的许可引进合作项目，将完善未知君对微生态药物几大主要药物形态的全面布局。（相关阅读：B村资讯丨亚洲首个合成生物学菌药！未知君获得AUP-16大中华区许可协议）此外，合成生物学还可以改善体外药物生产。Codexis利用合成生物学开发了一种更有效的酶，用于合成小分子药物。生物工程和自动化平台公司正在构建软件和硬件解决方案，以实现合成 DNA生产的快速扩展。Desktop Genetics正在为CRISPR基因编辑构建一个人工智能驱动的平台。风口未至，起飞仍需蓄力投资者对合成生物学的关注重点在于大规模工业化后的经济效益，而当下政府鼓励科研成果合理转化，而非揠苗助长。国内某生物合成专家表示，目前虽然国内的优秀实验室成果很多，但成果转化比例不算高，因为工业放大还需要优化生产条件，评价成本，而目前还没有完备的成果转化体系。作为一个综合学科衍生产物，合成生物学的产业化必须依附当下的科研进展，而国内研究还有很大成长空间。目前国内外合成生物学企业不过50多家，国内不过十余家。虽然已经默默发展了二十年，合成生物学发展尚处于早期阶段，此时无论是投资还是创业，该行业都存在巨大机会。合成生物学或许终将起飞，但可能不是现在。推荐阅读韬略生物：科创板IPO申请获受理，募资10.73亿元纽福斯/艾博生物：合作开发视网膜疾病mRNA新药楷拓生物：核酸时代CDMO产业二次发育