2022年合成生物学行业发展现状及空间分析 合成生物学的产业化可行性得到验证

1.合成生物学行业发展迅速

合成生物学是一门以工程学思想为指导、多学科结合的新兴学科。合成生物学的概念最 早于 20 世纪 80 年代出现在基因重组技术的表述中，随着分子系统生物学的发展，2000 年 Eric Kool 正式提出这一概念。作为一门新兴的交叉学科，合成生物学旨在将生物学、 化学、计算机科学、工程学等多个学科的概念与知识整合起来，在 DNA 层面做编程，重 新设计和改造细胞，使其实现理想的生物制造能力。合成生物学被认为可改变世界的十 大新技术之一，合成生物产业将成为中国和世界经济新的增长点。

底层技术和底层设备的进步提高研发效率，助力合成生物学发展。DNA 合成、基因编辑 和 DNA 纯化等技术迭代进步，使人类对基因进行定向改造成为可能，而菌种培育和高通 量筛选设备的持续更新，则大幅提高了研发效率。从最初非理性诱变筛选到全基因组水 平定制细胞工厂，底层技术和底层设备实现快速进步，为合成生物学的快速发展奠定了 夯实的基础。

国内外政策鼓励+资本市场加持，推动合成生物学蓬勃发展。全球多个国家及地区先后将 生物制造产业纳入到优先发展的战略新兴产业范围，中国、美国、日本和欧盟在内的多 个国家制定了关于生物制造的国家战略规划。世界经合组织（OECD）预测，至 2030 年， 生物制造在生物经济中的贡献率将达到 39%，将有超过 25%的有机化学品和 20%的化 石燃料由生物基化产品取代。同时，自 2015 年起合成生物学行业的融资规模大幅度扩大， 不只是在一级市场，近年来二级市场上也陆续有 Ginkgo Bioworks、Zymergen、凯赛生物 和华恒生物等合成生物学企业上市。合成生物学的产业化可行性得到验证，为市场注入 信心，行业进入加速发展期。

2.合成生物学发展空间广阔

合成生物学应用领域广泛，市场空间广阔。合成生物学可以应用于医疗医药、化学工业 和农业食品等多个领域，为人们发展面临的资源、能源、健康和环保等问题提供解决方 案。据 CB Insights 测算，全球合成生物学总市场规模以 29.1%的年复合增长率变化，2024 年可达到 189 亿美元。

1、在医疗医药领域，合成生物学的应用为其发展注入一剂强心针

合成生物学促进干细 胞与再生医学的发展，通过分子传感器、分子纳米器件与分子机器的开发等提升疾病诊 断能力，开发人工合成减毒或无毒活疫苗以增强疾病预防能力，合成人工噬菌体使其成 为替代抗生素的新型杀菌物质，将人工噬菌体技术和基因组打靶技术等用于基因治疗。 从青蒿素的生物合成开始，合成生物学在天然产物和抗生素的人工合成应用中的巨大潜 力已经得到证明。目前合成生物学在组织工程、药物递送系统和抗生素佐剂等领域的产 品开发也已进入各企业和研究机构的视野。

2、在化学工业领域，经合成生物学手段生产的产品有望实现对石化产品的替代

利用大 肠杆菌、酵母和蓝藻等底盘细胞，通过系统设计和改造，以生物质和二氧化碳等为原料， 生产清洁、高效、可持续生产的化学品和生物能源产品，可实现生物质资源对化石资源 的逐步替代，这对于破解经济发展的资源环境瓶颈制约、构建可持续发展工业化道路具 有重大战略意义。

当前经由合成生物学途径的部分产品已可实现大规模量产，成本优势 逐步显现。目前经由合成生物学手段可大规模生产的化学品如己二酸（ADA）、1,4-丁二 醇（BDO）和 L-丙氨酸等已经可以达到低于石油基路径的生产成本，同时由于其不依赖 于原油，故盈利水平相对较为稳定。具备成本优势的生物基化学品可以以更低的价格切 入市场，同时保持更高的利润水平。展望未来，更多的产品开发需要利用合成生物学研 究对匹配生物法原料的合成路径的持续突破，鉴于石化产品巨大的市场规模，生物基产 品的市场潜力可期。

3、在农业食品等领域，合成生物学提高农业生产力，助力农业发展

合成生物学从作物 增产、虫害防治、动物饲料及添加剂和作物改良等多个方面，提高现有农业的生产效率。 对于植物而言，利用合成生物学改良作物，防治虫害，可以实现增产的效果。对于动物 而言，利用合成生物学能够为其提供高营养的蛋白饲料。

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