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1、概念界定與發展概況2022 年中國合成生物學產業發展報告Research Report on the Development of Chinas Synthetic Biology Industry in 2022S Y N T H E T I C O R G A N I S M合成生物0101研究說明 STUDY DESCRIPTION研究背景2022年9月12日，美國啟動國家生物技術和生物制造計劃，這一計劃所針對的技術核心直指合成生物學，引發了市場的廣泛關注。作為生物制造產業的核心技術，合成生物學被認為是顛覆性前沿技術，MIT出版的Technology Review在2004年將其選為將改

2、變世界的十大技術之一，Science2010年將其位列為十大科學突破第2名，也被稱為繼“DNA雙螺旋結構的發現”和“人類基因組計劃”之后的第三次生物技術革命。合成生物學被認為是提供歷史性機遇的先進制造技術，主要體現在：與石化相比，基于合成生物學的生物制造具有極大的物質分子創新潛力；以合成生物學為基礎的生物制造是實現碳中和的重要途徑，也是中國突破石化原料瓶頸的重大機遇。生物合成技術越來越多地應用于醫療保健、農業、化學品、能源、消費品、食品和飲料等領域，復雜生物的制造能力拓展了生物應用的邊界，也撬動著巨大的經濟價值，合成生物學已成為各國重點進行戰略布局的新興領域。研究對象本報告中的合成生物學以廣義

3、概念為主。合成生物學企業判斷標準，產品型公司其產品生產過程采用合成生物技術，平臺型公司其研發技術路徑基于合成生物學技術，技術賦能型公司其技術為合成生物底層技術中的一環。由于合成生物學概念還處于開放探索階段，隨著行業和技術的發展，研究企業的范圍也將變化，本報告僅供參考。研究目的本報告在全球合成生物學產業背景下，旨在全面展示中國合成生物學產業發展現狀及趨勢，闡釋行業發展熱點，挖掘潛在市場機會，為相關行業從業者、投資機構、政策監管及服務機構提供參考。數據說明本報告所使用的數據及信息，來源于創業邦睿獸分析、行業內企業和相關投資機構的調研信息，以及相關公開數據信息，引用相關機構的數據、圖表、模型等均已在

4、文中標注。02目錄 CONTENT一第 章 二概念界定與發展概況 041.概念與定義 051）核心內容：生物元件、基因線路、代謝工程以及基因組工程 062）產業化和選品能力是合成生物學的主要壁壘 082.發展階段：目前進入快速發展階段 111）基礎科學研究逐步發展成熟，2015年進入產業投資階段 112）底層技術的成熟引領行業從實驗室進入商業化階段 113.全球視角：全球主要地區發展動態及特點 141）全球各國加快戰略布局及政策支持，驅動合成生物研究及應用深入 142）美國：基礎研究和前沿研發領先全球，完善的技術交易市場 183）中國：生物制造業擁有強大的產業基礎和配套的工業體系 18產業發展

5、全景與創新機會 191.產業圖譜：產業生態鏈分析與代表公司 201）技術賦能型公司 212）平臺型公司 213）產品應用型公司 222.市場空間 221）市場規模 222）市場潛力：未來5年有望達到千億美元 233.應用趨勢 241）醫療健康 242）化工能源 263）食品飲料 274）農業技術 285）信息技術 306）其他方向 307）技術趨勢 304.中國市場格局 325.市場機會 341）選品建議 342）創新機會 35第 章 2022 年中國合成生物學產業發展報告03目錄 CONTENT第 章 三第 章 四第 章 五2022 年中國合成生物學產業發展報告三、創投市場分析 361.全球

6、投融資市場概況 372.中國投融資一級市場概況 403.中國IPO及并購狀況分析 454.中國投資機構的布局與投資案例 491）紅杉中國、中金資本、君聯資本等機構頻頻入局合成生物賽道 492）艾博科技、英矽智能、和譽生物等公司深受活躍機構追捧 505.創投市場趨勢 51四、代表案例研究 521.LanzaTech：合成生物學“碳智能”第一股 531）基本信息 532）創始團隊 523）發展歷程 544）LanzaTech關鍵成功因素分析（KSF）542.Moderna：生物科技行業歷史最高IPO的創紀錄者 561）基本信息 562）核心團隊 563）成長歷程 564)Moderna關鍵成功因素

7、分析（KSF）573.態創生物：合成生物學技術研發商 601）基本信息 602）核心團隊 603）成長歷程 604）態創生物關鍵成功因素分析（KSF）615）未來3-5年戰略布局 624.藍晶微生物：新型生物基材料研發商 621）基本信息 622）核心團隊 633）成長歷程 634）藍晶微生物關鍵成功因素分析（KSF）655）未來3-5年戰略布局 66五、總結建議 67042022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況概念界定與發展概況PART 012022 年中國合成生物學產業發展報告SYNTHETIC BIOLOGYJanuary.2023052022 年中國合成生物學產業發展報

8、告概念界定與發展概況合成生物學是繼“DNA雙螺旋結構的發現”和“人類基因組計劃”之后，以工程化的手段設計合成基因組為標志的第三次生物技術革命。合成生物學領域正處于多種生物學研究領域的交叉口，概念還處于開放探索階段，是從理解到設計到創造生命的宏觀科學的微觀集成。01概念與定義概念界定與發展概況三次生物技術革命第一次革命第二次革命第三次革命發現 DNA 結構和中心法則人類基因組計劃生物體系的工程化即合成生物學來源：創業邦研究中心自繪狹義上的合成生物學是指利用可再生的生物質資源為原料生產各種產品。廣義上的合成生物學是指通過構建生物功能元件、裝置和系統，對細胞或生命體進行遺傳學設計、改造，使其擁有滿足

9、人類需求的生物功能，甚至創造新的生物系統。本報告以廣義概念為主。合成生物學的本質是讓細胞為人類工作生產想要的物質。它以“人工設計與編寫基因組”為核心，可針對特定需求和用途，利用自然界中已有物質的多樣性，從工程學角度設計構建具有元器件或模塊，對已有生物系統的重新或優化設計、生命過程的集成式解析，或者設計合成全新可控運行的新生物系統，以幫助人類實現治療疾病、生產產品、治理環境等目標。062022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況合成生物學微觀工程化流程合成生物學研究內容需求明確數據建模，計算機輔助設計組裝改造元件、模塊、底盤的組裝，構成組合裝置生物設計基因組、元件、線路、生物網絡設計

10、生物基產品產品體外改造，高產、衍生物形成、功能拓展培養生產適配性和兼容性增強，細胞培養、篩選、發酵、分離純化認識生命：生命過程的集成式解析改造生命：已有生物系統的改造與優化創造生命：新生物系統的設計與建造來源：創業邦研究中心自繪來源：公開資料核心內容：生物元件、基因線路、代謝工程以及基因組工程072022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況合成生物學合成級別分類來源：創業邦研究中心自繪合成生物學的研究內容主要包括生物元件、基因線路、代謝工程以及基因組工程。合成生物學的基本思想與計算機科學類似，在DNA層面有目的地改造、設計基因，合成標準化的基因元件（有特定功能的氨基酸或核苷酸序列，

11、如啟動子、終止子、阻遏子、增強子等）構建特定的代謝回路，再組裝成系統，并獲得具有特定功能的人工生命系統（菌種、細胞等）。根據合成的不同級別，合成生物學可以分為分子級別、亞細胞級別、細胞級別、組織乃至以上級別。分子級別的合成是改造一切生物體的基礎，應用最為廣泛的方法是通過生化手段合成寡核苷酸、肽段，甚至全基因。在亞細胞層面上，主要開展的是關于人造細胞器的研究，比如人工合成葉綠體、線粒體、染色體，以實現特定功能。目前最受關注的是細胞級別的合成，通過改造細胞，既可以生產長鏈二元酸、角鯊烯、法尼烯等特定物質，也可以在細胞或病毒的現有基礎上構建特殊功能，為發酵（底盤細胞改造）、醫學（各類免疫細胞療法、溶

12、瘤病毒）等各個領域的應用直接提供材料。最具代表性的技術是改造免疫細胞，在免疫細胞上增加嵌合抗原結構，以形成對腫瘤識別能力更強的Car-T技術。就組織及以上級別而言，合成技術目前尚處于研究階段，研究方向包括生物打印技術、依托支架形成人工組織等等。類器官是目前研究進度較快的方向，在患者體外構建一個類似體內的器官環境，形成患處器官的“替身”，在“替身”上針對性給藥，從而更加精準地篩選藥劑并確定劑量，最后轉移至患者身上完成實際治療。合成生物學下游應用分子級別細胞級以上級別DNA 合成IVD 診斷等應用mRNA 療法RNAi 技術等藥物篩選、腫瘤臨床診斷等人工組織/器官移植下游大規模生產基因工程/細胞工

13、程新療法、環境監測RNA 合成蛋白質工程設計定制工程菌溶瘤細菌/病毒生物打印技術類器官細胞療法細胞級別合成生命體有高度復雜性，目前缺乏可預測性設計（或理性設計）的指導，這決定了其需要海量的工程化試錯性實驗，即需要快速、低成本、多循環地完成“設計構建測試學習”（DBTL）這一閉環，及時反饋指導下游以提升菌種性能，解決生產瓶頸。DBTL循環涉及以下內容，設計，首先利用系統生物學工具建立微生物的代謝模型，確定改進目標，確定參與的基因及其調控元件；構建，調用標準元件庫，利用基因工程手段進行組裝與菌株構建；測試，進行實驗測試，結合高通量分析或組學分析等手段對目標參數進行評估；學習，學習高通量分析等測試手

14、段獲得的結果，并對模型進行改進。082022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況“設計-構建-測試-學習”（DBTL）循環是合成生物學的核心研發模式合成生物制造環節模式細菌：大腸桿菌、釀酒酵母、枯草芽抱桿菌谷氨酸棒桿菌 非模式細菌：需鈉弧菌、貝氏不動桿菌、運動發酵單弛茵生物元件：RSBP(標準生物元件注冊庫)、DOOR(操縱子預測分析)、COOL(密碼子優化)、Alphafold(蛋白質結構預測)等代謝通路：KEGG 數據庫、代謝網絡計算分析基因組和細胞工廠：BioStudio 等各類平臺軟件DNA 合成：固相亞磷酷胺三醋化學合成法、無模板酶促合成法DNA 拼 接 和 組 裝：體

15、外 組 裝(BioBrick、BelBricks、In-fusion、Gateway、Golden-gateGibson)和體內組裝(CasHRA)基因編輯：CRISPR-Cas 技術數據收集：公共和私有數據庫數據分析：組學分析、生信分析、機器學習可視化：基于 Web 的可交互式數據可視化，如BioCvc 網站建模:如生殖支原體細胞的全細胞模型體外：酶活性測定、無細胞體系體內：生長代謝測定、時空調控設備：微流控芯片技術(菌株篩選和表型檢測)、微孔板高通量篩選、全自動高通量微液滴培養熒光激活液滴分選系統平臺：BioFoundry(工程化平臺)資料來源：合成生物學時代基于非模式細菌的工業底盤細胞研

16、究現狀與展望，創業邦研究中心整理產業化和選品能力是合成生物學的主要壁壘從實驗室研發到商業化落地，合成生物學的產品開發過程可分為兩個階段，即細胞構建階段和生產規模放大階段。細胞構建階段解決的是目標產品“從0到1”的問題，而規?；a解決的是“從1到100”的問題。運用合成生物學的手段實現生產產品產業化，主要包含菌種改造、代謝調控、分離純化、聚合工藝、應用開發五個重要環節，利用糖、淀粉、纖維素，甚至二氧化碳等可再生碳資源為原料，進行化學品、藥品、食品、生物能源、生物材料等物質加工與合成。而合成生物學之所以能夠實現對產物的定量可控，其核心在于運用基因工程手段實現對菌種的改造工藝以及合成途徑的精確調控

17、。涉及的主要技術：1）關鍵元件（DNA序列）的挖掘/合成；2）底盤細胞的優化（菌株的選擇及改造）；3）代謝途徑/基因表達途徑的構建和產物鑒定；4）如何分離純化以及放大生產。且全過程中與機器學習等算法/以及生物數據庫的完備程度息息相關，結合計算機技術建立整體流程的學習反饋機制是未來重點方向。菌種改造代謝調控分離純化聚合工藝應用開發調控技術蛋白骨架技術基因編輯真核細胞DNA 合成原核細胞淀粉、秸稈、CH4 等含碳資源多基因調控技術基因動態調控技術使能技術底盤細胞生產原料來源：創業邦研究中心自繪細胞構建階段生產規模放大階段092022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況在細胞構建階段，選

18、品能力至關重要。以化工為例，不同的產品采用生物合成的方法和采用石化產品合成的方法成本存在較大差異，進而造成市場份額占比不同。合成生物學公司在選品方向一般有幾個發展的思路：1）聚焦大的化學單品，用綠色方法、成本更優的生物合成路線進行替代；2）瞄準成本較高的小眾精細化學品，利用生物合成法降低成本，激發品種潛在市場空間；3）劍指高附加值的產品，如一些藥物中間體、護膚品成分等。大多數初創公司優先選擇覆蓋領域廣泛的精細化學品或高附加值的產品。如藍晶微生物、麥得發、微構工場做的聚羥基脂肪酸酯（PHA）在降解性及應用層面性能優越，高昂的制造成本為PHA發展痛點，通過合成生物技術降低成本，有望在包裝領域完全替

19、代PP、PE，達到1.2萬億的市場規模。產品生物制造相比傳統化學合成的優勢L-丙氨酸原材料可再生，成本降低約 50%，發酵過程無二氧化碳排放，與傳統工藝相比每生產 1 噸 L-丙氨酸可減少 0.5噸二氧化碳排放量聚酰胺 56原材料可再生，與石化路線的尼龍 66 相比溫室氣體排放減少 50%癸二酸碳排放減少 22%丁二酸原材料可再生，二氧化碳排放減少 90%，成本降低 20%1,3-丙二醇原材料可再生，能耗降低 40%，二氧化碳排放減少 40%1,4-丁二醇原材料可再生，溫室氣體排放減少 56%肌醇磷酸污染降低 90%，成本降低 50%西格列汀總廢料降低 19%，手性純度更高部分生物制造產品與傳

20、統化學法相比較的優勢資料來源：凱賽生物、華恒生物公司官網，合成生物制造進展(張媛媛等，2021年)，中金公司研究部生產規模放大階段是合成生物學產品是否能夠實現產業化的關鍵環節。涉及驗證階段實驗室小試中試量產放大階段，整體過程壁壘較高，需要長時間的Know-How積累，通過對發酵罐和發酵工藝進行合理計算和設計，并在放大過程中根據經驗不斷改善發酵工藝，提高發酵水平。利用合成生物學的技術對菌種進行優化，主要關心的三個指標是轉化率、生產速率、產物分離難度，直接決定了生物制造全流程的生產成本及產品競爭力。目前僅有少數產品實現工業化，如PHA、聚乳酸（PLA）、L-丙氨酸、法尼烯等。以凱賽生物為例，覆蓋從

21、基因工程到聚酰胺全產業鏈生物制造技術，已實現了生物法長鏈二元酸和生物基戊二胺、生物基聚酰胺等產品的產業化生產和商業化放量。102022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況生產放大過程及所需時間少數產品做到工業化、商業化來源：創業邦研究中心自繪來源：數據來自凱賽生物、峰瑞資本，創業邦研究中心整理規模：5-100L進行菌種篩選和培養基優化規模：500-5000L確定放大規律和菌種培養的最佳操作條件規模：5-10 萬 L工廠化生產，獲得經濟效益監測和調整菌種的代謝通路獲得穩定菌株實驗室小試階段中試階段量產階段驗證菌株穩定性一般需要15-30天，表達量驗證 1-2 月從實驗室階段5L的發酵

22、罐放大到后續的5噸甚至百噸，至少則需要 2-3 年時間分子代表公司合作者產品規模營收/利潤（2021）所在地成立時間挑戰企業狀態聚羥基脂肪酸酯（PHA）metabolixADM可降解塑料不足百噸17 萬美元美國1992 年成立，2006 年上市產品成本高2015 年退市聚乳酸（PLA）NatureWorksCargil Dow;2012 年從metabo 獲得授權生產 PLA生物基高分子18 萬噸美國1989 年起步乳酸，1995 年與Dow 合資中國企業產能增加產品近期供不應求二元酸生物基尼龍凱賽生物杜邦、艾曼斯、贏創、諾和諾德生物基聚胺(泰綸)萬噸-幾十萬噸21.97億/5.74 億中國2

23、000 年成立，2020 年上市市值$56 億L-丙氨酸華恒生物巴斯夫、味之素、伊藤忠氨基酸4.75 萬噸9.54 億/1.68 億中國2005 成立，2021 年上市市值$24 億1,4-丁二醇(BDO)1,3-丁二醇生物基 PA6GenomaticaCargill,BASF,Novamont,Covestro,lululemon生物基材料、消費品BD0 7.5萬噸，德國，3 萬噸意大利美國1988 年從 0-1 的企業私有1,3-丙二醇（PDO）杜邦Sorona，PTT 聚酯、化妝品添加6.3 萬噸約 11 億美國1802 年華峰集團并購PDO 和 PTT聚合 2 個業務植物肉Beyond

24、 Meat（別樣肉客）Tyson Foods人造肉漢堡、肉碎、番腸0.93 萬$4.65 億美國2009 成立，2019 年上市植物肉壁壘不高市值$89 億比2020 低了 10倍法尼烯(角鯊烯、CBGReb M)AmyrisTotal,DSM美妝個人護理品、甜味劑產能在建$3.42 億美國2003 年成立，2010 年上市未盈利，供應鏈危機市值 S$9.5億，比 2021年低了 8 倍112022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況合成生物學發展階段來源：創業邦研究中心自繪目前合成生物學正處于創新成長期：2000年以來，合成生物學基礎研究領域加速發展；2011年以來，合成生合成生

25、物學關鍵底層技術指的是細胞構建階段技術，主要運用的是“中心法則”，即遺傳信息從DNARNA蛋白質的傳遞?；驕y序、基因合成和基因編物學技術的專利布局進入加速期，相關專利的申請量快速增長；2015年以來，合成生物學產業投資加速。輯等核心技術的成本下降是推動合成生物行業發展的重要驅動力。02發展階段：目前進入快速發展階段 基礎科學研究逐步發展成熟，2015年進入產業投資階段底層技術的成熟引領行業從實驗室進入商業化階段2005 年以前2005-2011 年2011-2015 年2015 年-至今分子生物學、基因組學研究積淀，基因線路在代謝工程領域的應用。2000 年重新定義合成生物學；2003 年大

26、腸桿菌中實現青蒿素前體途徑的工程化；2005 年大腸桿菌中的光傳感電路設計、由 RNA 調控的可編程的基因表達、生成多細胞模式的線路；應用領域從生物基化學品、生物能源擴展至疾病診斷、藥物和疫苗開發、作物育種、環境監測等諸多領域。2012 年利用動態的代謝流控制生物柴油的生產；2013 年 Amyris 公司利用酵母菌株商業化生產青蒿素；2015 年設計合成酵母菌使其能合成嗎啡、合成人造細胞膜；“工程生物學”的早期發展特點，使能技術平臺得到重視、工程方法和工具不斷積淀的階段。2007年改造噬菌體水解細菌的生物膜；2008 年利用大腸桿菌中氨基酸的代謝生產生物燃料；2010 年合成首個“人造細胞”

27、；“DBTL”、“工程生物學”等理念或學科的提出，生物技術與信息技術融合發展。2016 年計算設計人工蛋白；2018 年人工合成首例單染色體酵母菌株；2021 年 CRISPR 首次成功治愈遺傳性血液病創建萌芽期應用開發期基礎研究成熟期產業投資期122022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況基因組測序成本降低，DNA測序和合成速度提升備注：資料來源：NHGRI，麥肯錫等公開資料；標注的數據和成本不包含基因組測序的所有成本，僅包括與生產相關的成本（例如勞動力、儀器、信息學、數據提交等）高效低成本的DNA測序是實現DNA合成的基礎?；驕y序技術已經從第一代發展到第三代，測序能力的提高

28、使人類高速地積累大量的生物數據。近15年，基因測序成本以超摩爾速度直線下降了超一萬倍。2003年第一個人類基因組測序花費近30億美元，而2019年人類全基因組測序的成本已降至1000美元以下，未來十年甚至更短時間內成本可能會降到100美元以下。目前主流的測序是第二代技術，在大規模測序工作中廣泛應用，但測序讀長相對較短是其主要缺陷。國內企業通過購買Roche、Illumina或Solexa的測序儀來實現的，華大智造實現了我國自主研發臨床級高通量基因測序儀“零的突破”，其基因測序產品進入美國和英國等地。第三代測序技術不僅提高了讀長，還可以直接檢測RNA序列和甲基化序列，由于準確率限制，暫未得到廣泛

29、使用。DNA測序技術比較數據來源貝殼社、RIMEDATA研究院，創業邦研究中心整理技術類別優勢劣勢相關企業第一代Sanger測序1.測序的準確度遠高于二、三代測序；2.測序長度可以達到 700-1000bp，優于二代測序。1.一個反應只能得到一條序列，測序通量很低2.獲得大量測序的成本量高。貝克曼、生工生物、擎科生物、泓迅科技第二代Roche 454等測序1.一次能夠同時得到大量的序列數據；2.單條序列成本很低。1.序列讀長較短，IIIumina 平臺讀取長度為 250-300bp，454 平臺為 500bp;2.建庫中使用了 PCR 富集序列，可能出現序列丟失、發生錯配；3.在長序列讀取上準

30、確率不高。Roche、IIIumina Hiseg、ABI、華大智造、生工生物、擎科生物、泓迅科技第三代PacBio SMRT等測序1.基因測序讀長較長，減少拼接成本；2.不需要PCR富集序列，減少錯誤引入；3.用于 RNA 測序和甲基化 DNA 測序。1、單讀長的錯誤率偏高，需要重復測序糾正增加了測序成本；2、受 DNA 聚合酶的活性影響較大。Pacific BiosciencesTechnologies、Qxford Nanopore、真邁生物、諾禾致源132022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況DNA合成技術比較數據來源貝殼社、RIMEDATA研究院，創業邦研究中心整理基

31、因合成逐步走向高通量和精準合成。過去20年中，合成長片段基因的成本也下降了近1,000倍。目前以成熟的柱式合成法為主，但依賴于危險的試劑和溶劑，效率低、通量低、成本高。超高通量芯片合成技術以芯片作為DNA合成固相載體，高密度集成于特定位點，一次可合成十萬余條寡核苷酸，成本僅為柱合成技術的1/100001/100，是未來DNA合成領域的重要發展趨勢。芯片DNA合成國內公司較少，金斯瑞通過收購Customaray進入該市場，泓迅科技通過自研目前能夠提供芯片DNA合成服務，迪贏生物已成功研發出Micropore高通量DNA合成平臺和QuarXeq雙鏈RNA探針捕獲技術。第三代酶法長鏈DNA合成技術，

32、國外已實現長鏈DNA合成POC，近期有望開始實現商業化突破，代表公司有DNA Script、Nuclera Nucleics等。技術類別技術原理技術特點限制因素國外供應商國內供應商柱式合成技術亞磷酸胺三酯化學合成法自動化設備成熟，方便靈活，應用范圍廣，錯誤量低成本高，通量小，合成中使用有毒試劑，長 度 不 超 過200300ntIDT、Affymetrix（賽默飛世爾）金斯瑞、生工生物、擎科生物芯片合成技術噴墨法低成本，高通量，較高品質，引物長合成長度較短，準確度不高，單序合成產量低、工藝復雜不利于組裝拼接Twist、Agilent原合生物、迪贏生物光化學法低成本，高通量，品質一般，引物短Af

33、fymetrix無電化學法低成本，高通量，較高品質，引物長CustomArray金斯瑞、泓迅科技超高通量芯片合成技術半導體結合電化學成本低高品質，超高通量技術門檻超高、專利壁壘限制CustomArray金斯瑞酶促合成技術微陣列法/酵母體內 DNA 合 成 法/連接介導 DNA 合成法技術通量及成本優勢、試劑消耗量小/實現體內合成/簡單易用，DNA突變率低早期商業化階段、技術成熟度不高、成本高DNAScript、Nuclera Nucleics、Molecular Assemblies、Ansa Biotech無CRISPR/Cas9技術引領基因編輯新浪潮?；蚓庉嫾夹g也分為三代，分別為鋅指蛋白

34、核酸酶(ZFN)、類轉錄激活因子效應物核酸酶（TALEN)和CRISPR/Cas9 系統。第三代CRISPR/Cas9為RNA-DNA識別模式，切割位點廣泛，基因編輯效率超過30%，基本逐步替代前兩代技術，除了某些特定場景，如對真核細胞線粒體基因組的編輯，國外相關代表企業有Caribou Biosciences、Editas medicine、Intellia Therapeutics等，國內有博雅輯因、邦耀生物、吉銳生物等。2020年，開發CRISPR/Cas9技術的兩位女科學家Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier被授予諾貝爾化學獎。142022 年中

35、國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況DNA編輯技術比較數據來源RIMEDATA研究院，創業邦研究中心整理技術類別出現時間識別模式識別長度識別序列特點識別精度剪切效率構建難易細胞毒性技術難度脫靶效應ZFN1996蛋白質-DNA(3-6)x3x2bp以 3bp為單位一般低難度大大困難高TALEN2009蛋白質-DNA(12-20)x2bp5前一位為 T一般一般較容易較小較容易低CRISPR/Cas92012RNA-DNA20bp3序列為 NGC高高容易小非常容易低作為生物制造產業的核心技術，合成生物學被多國認為是21世紀顛覆性前沿技術，為世界必爭的新興戰略領域，已有40多個國家、500多個機

36、構資助合成生物學研究。目前合成生物學市場主要由北美主導，其次是歐洲，亞太是全球第三大市場，中國、印度已經明確表明了通過發展國內經濟和掌握生物技術成為全球主導力量。03全球視角：全球主要地區發展動態及特點全球各國加快戰略布局及政策支持，驅動合成生物研究及應用深入全球合成生物學國家布局國家到地方全面戰略布局近期投資力度加大擁有國家層面的戰略路線圖基礎設施建設成果突出極早期關注合成生物官方戰略屢次提及官方重點關注布局多年對于高通量合成生物學設施多有布局民間合成生物極其活躍官方已展示戰略意向民間合成生物表現活躍，官方戰略長期空白，近期加大投資合成生物學的發源地,全球最大布局者和投資者英國是極早關注合成

37、生物學的國家之一，也是在國家層面制定合成生物學戰略路線圖的國家之一。在合成生物研究中心等基礎設施建設方面成果突出，已經建設了6個合成生物學研究中心、1個創新中心以及1個制造中心。法國也是較早布局合成生物學的國家之一，但其國內仍然存在的相關爭議，合成生物學發展仍有一定阻力。澳大利亞也是幾個較早關注且布局合成生物學的國家，更是為數不多對于高通量合成生物學設施有所布局的國家。自2016年以來，澳大利亞在合成生物學領域進行了大量投資，公共投資總額超過8000萬美元。德國是歐洲最早一批關注及評估合成生物學的國家。不過，與英國截然不同的是，德國在其早期合成生物學的發展中，并沒有統一的國家層面的研究專項和戰

38、略路線圖。日本的企業和學術機構在合成生物學領域表現活躍，已經締造了相當的經濟價值，有如輔酶Q10、蛛絲蛋白等，而官方近年來也逐步加大了關注度。美國很早就開始明確支持合成生物學發展，美國政府主要通過農業部（USDA）、美國國家科學基金會（NSF）、國立衛生研究院（NIH）、國防部（DOD）、能源部（DOE）等聯邦機構積極支持合成生物學的基礎研究、技術研發和研發中心的建立，積極推動合成生物學領域的跨學科布局，并且2008-2014年間，美國在合成生物學領域研發投入總額超8億美元。憑借眾多規劃和資金的支持，美國合成生物學領域一直處于全球領先地位，擁有全球最多的合成生物學初創公司，以及全球最大的市場份

39、額。來源：創業邦研究中心自繪152022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況美國部署最早，始于國防科技。美國國防部高級研究計劃局（DARPA）將合成生物學列為其生命科學領域的三大戰略重點之一，2006年，由美國國家科學基金會（NSF）向新成立的合成生物學研究中心（SYNBERC）提供為期十年共3900萬美元的資助，為合成生物學研究領域奠定了基礎。2011年，美國國防高級研究計劃局啟動了生命鑄造廠計劃，旨在利用合成生物學對自然生物操縱來獲取原創性新材料、新器件、新系統和新平臺。2015年，美國國家研究理事會發布生物工業化路線圖加速化學品的先進制造，提出了生物學工業化的發展愿景。201

40、92021年，美國工程生物學研究聯盟（EBRC）相繼發布工程生物學路線圖、微生物組工程路線圖、工程生物學與材料科學路線圖。2021年合成生物學列為2021美國創新與競爭法案十大關鍵技術重點領域之一；同時，美國已開始對納米孔DNA測序儀、高通量生物反應器等關鍵設備實施嚴格的出口限制。2022年9月12日，美國總統拜登啟動國家生物技術和生物制造計劃，計劃在未來5年內，在醫藥、農業、能源、環保、軍工等領域投入超過20億美金以支持生物制造業發展，其中擬在醫藥領域投入約14.7億美元，農業領域投入約6.7億美元，能源領域投入約2.6億美元，未來生物制造將成為工業的重要組成部分，在十年內或可達到30萬億美

41、元產值。歐洲較早專門開展宏觀戰略部署。歐洲頂層設計布局始于2009年，英國、德國、法國研究學院分別發表在合成生物學行業研究報告或設立研發中心，旨在提升行業發展優先級以及制定本國未來行業發展目標。在2013年發布首個生物基行業戰略創新與研究議程，2019年制定面向生物經濟的歐洲化學工業路線圖，提出在2030年將生物基產品或再生原料替代份額增加到25%的發展目標。英國于2012年發布合成生物學路線圖，2016年發布合成生物學戰略計劃，2018年的發展生物經濟戰略以及2021年的英國創新戰略，著力發展合成生物學研究的轉化與應用，到2030年實現英國合成生物學數百億歐元的市場。英國政府還專門成立了合成

42、生物學領導理事會（SBLC），持續加大對合成生物學的投入和支持。生物制造，主要討論的是合成生物學等控制微生物制造特殊的化學物質和化合物，用于制造塑料、燃料、材料和藥品等。全球重點合成生物學國家政策要點地區時間政策項目名稱相關內容美國2006新成立合成生物學工程研究中心美國國家自然科學基金會為其提供十年 3900 萬美元的資助2011生命鑄造工廠(Living Founder-ies)專注于合成生物學項目的投資與開發2014國防部科技優先事項合成生物學被列為 21 世紀優先發展的六大顛覆性基礎研究領域之一2015技術評估：合成生物學合成生物學有潛力影響與國防部相關的廣泛領域，該評估發現合成生物空

43、間為國防部提供了一個重大機會2015啟動敏捷生物鑄造廠（Agile Bio-Foundry,ABF）聯盟計劃在生物化學品、生物燃料的生物制造領域投入巨資開展研發項目，啟動敏捷生物鑄造廠（Agile BioFoundry,ABF）聯盟計劃，并于 2020 年新建生物工業制造和設計生態系統(BioMADE)2017NSF 宣布征集“用于信息處理和存儲技術的半導體合成生物學(Semi-SynBio)”布局半導體與合成生物學的前沿交叉，目標是利用半導體技術整合合成生物學來創建存儲系統20212021 美國創新與競爭法案合成生物學名列幾大關鍵技術重點領域之一。該法案對其所有政府部門的指導中，著重強調了配

44、合發展“合成生物學/工程生物學”162022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況地區時間政策項目名稱相關內容歐盟2013戰略創新與研究議程面向生物經濟的歐洲化學工業路線圖提出在 2030 年將生物基產品或可再生原料替代份額增加到 25%的發展目標2019面向生物經濟的歐洲化學工業路線圖生物基產業聯盟計劃持續資助生物制造產品的研發和行業發展英國2012英國合成生物學戰略路線圖2012提出了英國合成生物學發展的 5 個關鍵建議。在合成生物學路線圖和戰略規劃的引導下，英國政府專門成立了合成生物學領導理事會，并持續加大對合成生物學的投入和支持2016英國合成生物學戰略計劃提出了加速生物技術

45、產業化、商品化、新興創意轉化以及促進國際共創等五條建議，旨在到 2030 年實現英國合成生物學 100 億歐元的市場2018發展生物經濟戰略著力發展合成生物學研究的轉化與應用，建立和完善合成生物技術產業創新網絡式布局，推動國家工業戰略的實施日本2019內閣府生物戰略 2019提出到 2030 年建成“世界最先進的生物經濟社會”，并圍繞生物制造技術發展等重要主題制定了生物戰略 2020的基本措施2020文部科學省發布 JST（日本科學技術振興機構）戰略目標創新植物分子設計明確提出開發有助于修改和創造生物合成途徑的合成生物學方法德國2010生物技術 2020+計劃馬克思普朗克學會發起推動的合成生物

46、學研究網絡“MaxSynBio”、項目“SynBioDesign-合成生物學用于設計復雜天然物質生物系統”法國2009國家研究與創新戰略將新興學科“合成生物學”列為“優先挑戰”2010成立合成生物學實驗室系統與合成生物學研究所普及和推動本國合成生物學發展2011成立合成生物學工作組指出法國可以在該領域“爭取在全球排名第二或第三”澳大利亞2015合成生物學澳大拉西亞（Synthet-icBiologyAustralasia.SBA）成立與澳大利亞政府研究機構澳大利亞聯邦科學與工程研究組織（CSIRO）舉辦會議2021國家合成生物學路線圖自 2016 年以來，澳大利亞在合成生物學領域進行了大量投資

47、，公共投資總額超過 8000 萬美元來源：創業邦研究中心自繪中國逐步加強頂層戰略規劃，重視基礎研究和技術產業的宏觀部署。從“十三五”開始，合成生物學被列為戰略前瞻性重大科學問題和前沿共性生物技術，北京、上海、深圳、天津等地方政府也陸續將合成生物學列為發展規劃的重點關注領域。國家衛健委在2020年8月發布了關于擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見，支持包括建設合成生物技術創新中心在內的各項細則，促進生物技術大力發展。2022年5月，國家發展改革委印發了更重磅的“十四五”生物經濟發展規劃，明確指出包括合成生物學在內的生物經濟，是未來中國經濟轉型的新動力。2022年科技部投入1.8

48、6億支持國家重點研發計劃“合成生物學”重點專項，圍繞“人工基因組合成與高版本底盤細胞”、“人工元器件與基因回路”、“特定功能的合成生物系統”等3個任務進行部署，構建實用性的重大人工生物體系、創新合成生物前沿技術，促進生物產業創新發展與經濟綠色增長。172022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況來源：創業邦研究中心自繪中國合成生物學政策要點發布部門政策名稱合成生物學相關條款國家發改委關于擴大戰略性新興產業投資培育壯大新增長點增長極的指導意見系統規劃國家生物安全風險防控和治理體系建設，加大生物安全與應急領域投資，加強國家生物制藥檢驗檢定創新平臺建設、支持遺傳細胞與遺傳育種 技術研發中

49、心、合成生物技術創新中心、生物醫藥技術創新中心建設，促進生物技術健康發展。江蘇省發改委關于進一步加強塑料污染治理的實施意見聚焦產業應用推廣需求，圍繞低成本聚乳酸、生物基合成材料、新一代生物醫用塑料等可降解塑料相關技術方向，加快突破技術瓶頸，為后續大規模產業化推廣提供技術儲備和支撐。北京市發改委中國（北京）自由貿易試驗區科技創新片區海淀組團實施方案結合人工智能技術以及臨床研究優勢，重點圍繞細胞基因治療、合成生物學、結構生物學、高端醫療器械、智能醫療服務布局重大產業平臺和重點項目：圍繞互聯網+醫療，為互聯網醫療、智能醫院建設提供科技支撐。深圳市人民政府深圳市國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二

50、O三五年遠景目標綱要生物育種方面，重點圍繞組學技術、合成生物學、植物基因學、動物基因學、生態基因學、食品科學等領域開展關鍵技術攻關。上海市人民政府辦公廳上海市戰略性新興產業和先導產業發展“十四五”規劃基因編輯、拼裝、重組技術以及人工組織器官構建等合成生物學技術列為重點發展先導產業，以推動合成生物學技術工業應用以及相關技術臨床應用。天津市人民政府制造業高質量發展“十四五”規劃發展生物醫藥產業，將布局建設合成生物學國家重大科技基礎設施和國家合成生物技術創新中心等創新平臺，加快“生物制造谷”、“細胞谷”建設。上海市人民政府辦公廳上海市衛生健康發展“十四五”規劃支持醫學與新興學科交叉融合發展，推進工程

51、生物學、半導體合成生物學等 在醫學領域的應用，發展智能細胞、腦機融合等前沿技術。山西省人民政府山西省“十四五”14 個戰略性新興產業規劃開展合成生物學基礎研究和生物基高分子新型材料、仿生材料等應用技術開發，加速合成生物產業生態園區、生物降解聚酯等重點項目建設，重點發展生物基聚酰胺、生物降解聚酯、生物碳纖維復合材料等產品，推動人源化膠原蛋白產業化。上海市科學技術委員會上海市重點領域（科技創新類）“十四五”緊缺人才開發目錄在發布的緊缺人才目錄中，生命科學領域人才十分緊缺。包括代謝組學研究人才、微生物菌群和健康評估研究人才、合成科學和生命創制研究人才、細菌學研究人才等。江蘇省人民政府江蘇省“十四五”

52、科技創新規劃超前部署生物表型、農業合成生物、智慧農業等農業前沿技術和關鍵共性技術，加快發展農業綠色發展關鍵技術，推進農業高新技術產業示范區建設，完善農業科技社會化服務體系，為我省鄉村全面振興和農業農村現代化提供堅實的科技支撐。深圳市光明區政府光明區關于支持合成生物創新鏈產業鏈融合發展的若干措施支持合成生物戰略科技力量建設、創新鏈建設、產業鏈建設、生態鏈建設以及合成生物界定等，其中對承接國家省市重點科技專項、新建改造 GMP 廠房、用房租金、建設產業公共服務臺等四個方面的合成生物企業最高給予 1000 萬元支持。國家發展改革委&工業和信息化部關于推動原料藥產業高質量發展實施方案的通知加快合成生物

53、技術、連續流微反應、連續結晶和晶型控制等先進技術開發與應用。重點發展合成生物技術、酶催化、生物催化劑篩選與制備、連續流微反應、連續結晶和晶型控制、高效分離純化、藥物微量雜質控制、過程分析等先進技術。182022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況自Herbert Boyer和Stanley Cohen首次開展基因工程實驗的近50年來，美國已經成為世界的生物技術強國，合成生物學的產業主體主要聚焦于生物制藥、生物醫療、生物制劑、生物能源與生物平臺五大領域，所產生的基于生物的經濟（也就是生物經濟）僅在2016年便帶來了價值近9600億美元的經濟活動，大約占美國GDP的5%，促進了私人企業

54、和繁榮創業生態系統的成長。由于在合成生物學領域起步較早且前期投入較大，美國在基礎研究和人才培養方面全球領先。在基礎研究領域，美國在合成生物學論文發文的總量常年占據首位，約占全球總量的33%。截至2021年，美國在合成生物學領域的專利家族數量占全球總量59%，是合成生物學領域最主要的技術來源國家。合成生物學的特點之一是知識密集型，需要產學研緊密結合。在美國，以Ginkgo Bioworks、Zymergen和Amyris為代與美國形成鮮明對比的是，我國在生物制造上擁有強大的產業基礎和配套的工業體系，合成生物學產業技術基本都被運用到了化學和化工相關的行業。在生物發酵方面，我國是發酵大國，也正在邁向

55、發酵強國，具備產業和成本的優勢。據統計，我國發酵品年總產量超過3,000萬噸，穩居全球第一，占據了全球約70%的發酵產能，在氨基酸、有機酸和維生素等大宗生物發酵制品的產量上全球領先。在產物分離純化方面，國內深厚的化工基礎可以更好地幫助企業高效低成本地進行產物的提純工藝開發。以上均為合成生物學技術從實驗室到產業化的快速落地提供了堅實的基礎，同時也是國內合成生物學龍頭企業得以擁有成熟產品和穩定營收的重要原因。表的眾多合成生物學企業與麻省理工學院、加州大學等合成生物學研究中心關系密切，公司的創始人和核心成員主要都畢業于上述院校。同時，美國擁有更完善的階段性技術的交易市場?；诤铣缮锂a業化涉及要素多

56、、周期長和投入高的特點，階段性技術交易市場既可以讓早期研發投入獲得回報，又給其他企業提供了獲得持續研發、分享回報的機會，直至生產企業接手實現產業化。這種機制給合成生物學領域平臺服務型企業提供了良好的發展土壤，Ginkgo Bioworks正是在此背景下發展壯大的，整合基因工程、自動化、人工智能等前沿科技，加快生物技術產業化。另外，美國在生物醫藥的產業配套更為完善，輔以更為先進的醫藥監管體系，使得面向醫藥應用的合成生物產業擁有更寬廣的發展空間，代表有如Amyris、Precigen等公司。技術壁壘主要在基礎技術、核心設備上。在生物催化劑創制等基礎技術領域的創新能力有待加快提升，在核心菌種和關鍵酶

57、的知識產權上受制于人，存在著前期投入大、資源分散、缺乏人才、成果轉化率低等問題，使得國內微生物制造產業在國際市場缺乏競爭力?，F階段，我國微生物制造的核心裝備支撐系統仍與先進國家有著巨大的差距，缺乏基于大數據、人工智能等技術的微生物反應器、過程傳感檢測、生物技術軟件工程等為核心的裝備支撐系統。雖然中國起步較晚，但有望憑借國內強大的制造業基礎、較低人力成本以及科研上后發迅猛之勢，快速追趕美國，實現并駕齊驅的局面。美國：基礎研究和前沿研發領先全球，完善的技術交易市場中國：生物制造業擁有強大的產業基礎和配套的工業體系192022 年中國合成生物學產業發展報告概念界定與發展概況產業發展全景與創新機會PA

58、RT 02January.20232022 年中國合成生物學產業發展報告SYNTHETIC BIOLOGY20產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告產業發展全景與創新機會合成生物學產業關鍵環節包括菌株設計改造、工藝開發、工業化量產和終端產品的交付，分為大致的上、中、下游。上游是工具層，負責為該行業提供關鍵的底層技術和原料等，如DNA測序、DNA合成、基因編輯、細胞培養基以及菌株等，這類公司也被稱為技術賦能公司。中游是平臺層，提供技術賦能、構建平臺型生物，涉及對生物系統和生物體進行設計、開發和改造等。下游則是各類產品應用型公司，覆蓋范圍廣泛，涉及醫藥、農業食品、化工能源和信

59、息技術等領域應用和產品落地。根據商業模式，合成生物學相關公司主要分為兩類：一類是專注垂直化產品及專項技術突破，覆蓋所有關鍵環節的全產業鏈產品型公司，企業需要建立從研發到生產的全鏈條能力，直接向客戶交付終端的產品，因此選品是關鍵；另一類是底層技術驅動、專注于菌株設計和改造的平臺型服務公司，根據性能特點選擇應用場景，交付的產品是菌株，由代工廠完成產品的生產。需要注意的是，平臺型公司和產品型公司的劃分并不是二分法，企業在不同的發展階段可以選擇不同的商業模式。比如，產品型公司在產品研發過程中往往會同步建立研發平臺，讓多個產品管線的快速落地，而平臺型公司也可以在發展后期逐漸建立下游的研發創新能力，生產出

60、自己的產品。01產業圖譜：產業生態鏈分析與代表公司21產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告合成生物學產業圖譜應用層：開發垂直產品或服務平臺層：生物體設計與自動化平臺工具層：使能技術和基礎原料信息技術DNA 存儲食品飲料肉類和乳制品調味/添加劑飲品飲料農業技術作物育種飼料生產農藥/肥料醫療健康藥物合成微生物療法基因治療RNA 藥物化工能源精細化工品工業酶生物基材料生物能源美容護膚生物設計軟件DNA 合成高通量、自動化實驗設備DNA 測序大數據與機器學習云端生物鑄造廠基因編輯（CRISPR-Cas9）DNA 元件庫工具酶/酶工程模式底盤生物庫微流控來源：創業邦研究中心自繪開

61、發使能技術的公司為行業提供關鍵的產品，如DNA測序、DNA合成、基因編輯、生物信息學或細胞培養基產品。如Agilent、Twist、Illumina、華大合成生物學的中游（平臺層）和下游（產品層）界限并不清晰，往往是一體的?！捌脚_型”企業通過軟件工程、生化工具、基因工程、自動化平臺、機器學習與數據科學、代碼庫等技術，打通“設計構建測試學習（DBTL）”的循環迭代，建立一個生物體設計與軟件開發的集成化平臺，獲得滿足需求性狀的微生物細胞工廠，實現從產品設計到微生物開發、最終規?；a的進程。這類公司容易獲得VC青睞。美國的Amyris、Ginkgo 基因（高通量測序）、博雅輯因（基因編輯療法）、泓

62、訊生物（DNA合成）等企業。Bioworks和Zymergen，都通過建立生物鑄造廠來幫助將遺傳電路自動化裝到細胞中，實現工程化的海量試錯從而加速設計周期。如Ginkgo，通過自身的代碼庫（Codebase）完成菌株設計、編碼和修正，再通過鑄造廠自動化生產出滿足需求的微生物細胞，目前服務的客戶橫跨了食品、農業、工業化學、醫藥等行業。Synthego公司提供“全棧式”基因工程服務，利用機器學習、自動化和基因編輯構建了全?；蚪M工程平臺。美國Benchling和英國Synthace以軟件產品技術賦能型公司平臺型公司22產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告為主體，更有效地設計

63、和構建自定義DNA序列。國內的惠利生物依托酶計算設計平臺開發創新生物催化技術并實現商業化落地。當然，也有平臺型公司在打造高通量、自動化的生物工程和篩選的同時，往下游延伸，或是與其他人合作共同開發，或是干脆自己下場來做終端產品，這類公司包括Amyris、Zymergen等，以及國內Bota（恩和生物）、合曜生物等。Amyris在過去十年內逐漸完成從提供化工、醫藥制品原材料向生產高毛利消費品的轉型，預計到2025年，公司72%的收入都將來自下游消費品。恩和生物依托自動化技術平臺Bota Freeway，加速開發可替代傳統石油基的生物基產品。合曜生物搭建以獨特的非模式生物自動化改造技術為核心的三大技

64、術平臺，并拓展了多條化妝品與創新食品原料管線。產品型公司打通了從生物構造、發酵純化到產品改性的全產業鏈，側重規?；a，也就是發酵等后續環節，這類公司有明確的產品管線規劃，選品也更務實，力求能在短期內做出上規模、有利潤的終端產品，涉及醫療健康、化工能源、食品飲料、農業技術、信息技術等應用領域。目前是國內合成生物領域的主流商業模式，各家公司都擁有自己的“代表性產品”。如凱賽生物的生物尼龍（生物基聚酰胺Polyamide）、華恒生物的丙氨酸（Alanine）、華熙生物的透明質酸（Hyaluronic Acid），到金丹科技生產的聚乳酸（PLA）、再到藍晶微生物和微構工場生產的聚羥基脂肪酸酯（PHA

65、），都是合成生物領域打通從研發到產品全產業鏈的成功案例。產品應用型公司02市場空間市場規模合成生物技術發展成為傳統技術的充分補充和替代，廣泛用于醫療、化工、食品、農業、消費品等終端領域。在政策和技術的雙重驅動下，截至2021年底，全球合成生物學相關市場行業整體爆發式增長，市場規模達到736.93億美元，較2020年增長767.5%。中國合成生物學從基礎研究到產業發展進入了快車道，2021年市場規模約為64.16億美元，同比增長158.92%。20162021年全球合成生物行業市場規模與增速數據來源：CB insights、創業邦研究中心整理49%3%22%29%767%35.29201652.

66、53201754.14201865.91201984.962020市場規模（億美元）增速001001200230034004500560067007800982021736.9323產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告0.6-1.5市場潛力：未來5年有望達到千億美元合成生物學被認為是提供歷史性機遇的先進制造技術，主要體現在以下2個方面：與石化相比，基于合成生物學的生物制造具有極大的物質分子創新潛力。天然生物有300萬種分子或新材料尚待發掘，生物制造可能是滿足分子材料創新需求的最優解決方案，可為跨行業規?；瘎撔聨硇碌臋C遇。據McKinsey統計，生物制造的產品可以覆蓋7

67、0%化學制造的產品，并在繼續拓展邊界，預計到2025年，合成生物學與生物制造的經濟影響將達到1000億美元，未來10-20年，合成生物學應用可能對全球每年產生2-4萬億美元的直接經濟影響。人類健康方面，從研究到應用都有清晰的管線，但是未來超過一半的直接影響可能來自醫療健康以外，主要包括農業、食品和消費品。資料來源：麥肯錫全球研究院從細分市場來看，醫療、科研服務和化工行業是主要應用領域。其中增長最明顯的是醫療領域，超過七成的藥物發現來自生物，2021年市場規模達到687.24億美元；其次是化工領域，合成生物學市場規模18.22億美元；科研服務領域合成生物學市場規模18.11億美元；農業領域合成生

68、物學市場規模為4.97億美元；食品領域合成生物學市場規模為5.08億美元；其他領域合成生物學市場規模為3.31億美元。20162021年全球合成生物行業細分市場情況（億美元）未來合成生物學潛在直接經濟影響（萬億美元）01002003004005006007008001.061.411.525.726.8818.701.582.102.268.519.7228.361.712.292.466.2610.5730.851.983.032.9710.8711.1435.922.553.913.8214.0214.3646.303.315.084.9718.2218.11687.24據來源：CB in

69、sights、創業邦研究中心整理醫療化工農業食品其他科研服務2016201720182019202020213.0-5.11.8-3.6估量很低估量很高影響未評估短期（202030）短期（202030）中期（203040）中期（203040）中期（204050）中期（204050）時間范圍預計生物學帶來的影響30%60%70%24產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告以合成生物學為基礎的生物制造是實現碳中和的重要途徑，也是中國突破石化原料瓶頸的重大機遇。合成生物制造過程兼具綠色環保與降本增效優勢，據中科院天工所統計，和石化路線相比，目前合成生物制造產品平均節能減排30-5

70、0，未來潛力將達到50-70。世界經合組織（OECD）報告曾預測，至2030年OECD國家將形成基于可再生資源的生物經濟形態，生物制造的經濟和環境效益將超過生物農業和生物醫藥，在生物經濟中的貢獻率達到39%。03應用趨勢醫療健康據麥肯錫預測，未來10-20年，在全球范圍內醫藥健康領域每年直接產生的潛在經濟影響約0.5-1.3萬億美元，約占合成生物學總影響的35%。合成生物學在醫療健康領域的應用包括細胞免疫療法、RNA藥物、微生態療法、基因編輯相關應用、體外檢測、醫療耗材、藥物成分生產和制藥用酶等諸多方向。如利用mRNA技術快速人工合成疫苗，利用基因編輯技術治療遺傳疾病，設計細胞行為和表型精確調

71、控免疫細胞治療腫瘤，開發快速靈敏的診斷試劑，改造微生物和合成人工噬菌體治療疾病，改造微生物生產醫療耗材和藥物成分等。mRNA藥物/疫苗合成。目前主要有寡合苷酸藥物和mRNA藥物，其中寡合苷酸藥物又可細分為RNA干擾（RNAi）、RNA激活（RNAa）和核酸適配體（Aptamer）等類型。mRNA疫苗是通過將mRNA序列引入細胞來發揮作用，通過了解病毒的基因組，研究人員便可以直接設計得到疫苗。此外，還可以利用合成生物技術來重編程基因以產生減毒病毒，活體的減毒脊髓灰質炎病毒疫苗的成功構建便是其中的典型案例。美國Ionis和Alnylam是寡合苷酸方向比較有代表性的公司。德國BioNtech和美國M

72、oderna則是mRNA療法比較有代表性的公司。國內的艾博科技專注mRNA藥物研發，ARCoV在印度尼西亞獲批緊急使用授權，成為中國第一個自主研發并在海外獲得上市批準的mRNA疫苗。上海羽冠生物正在積極開發針對耐藥細菌的合成生物學疫苗，有望在兩年內能將細菌疫苗推進到臨床?；蛑委?。指將目的基因導入到靶細胞當中，用以糾正或補償由于基因缺陷或基因異常所引起的疾病。所涉及的多種關鍵組件，包括了含有目的基因的重組核酸、遞送載體、基因編輯工具以及靶細胞，其中最為關鍵的，無疑便是遞送載體。近些年來，雖然非病毒載體的關注度得到大幅提升，相關研究和應用也在不斷推進中，但是其中多數仍是處于研發的階段。目前，病毒

73、載體仍舊是基因治療最主要、最常用的遞送技術，尤以腺相關病毒（AAV）的應用最為廣泛。不過，到目前為止，病毒載體所產生的毒性原因仍然未知，常見病毒載體在基因容量、靶向性等方面也十分受限，研究主要集中在衣殼設計、重組核酸片段設計，以及新病毒載體元件的挖掘和工程化。Poseida Therapeutics使用基因編輯技術來開發多發性骨髓瘤和前列腺癌等疾病的治療方法。近年來基因療法獲批的頻率明顯加快，有5款基因療法獲得美國或歐盟監管機構的批準上市（Upstaza、Zynteglo、Roctavian、Skysona和Hemgenix），分別用于治療芳香族L氨基酸脫羧酶缺乏癥（AADCD）和地中海貧血等

74、疾病。國內的合生基因用于治療晚期實體瘤的SynOV1.1腺病毒注射液在2020年底獲得美國FDA臨床試驗許可，2021年10月獲得國家藥品監督管理局（NMPA）臨床試驗默示許可，這也是國內首個“合成基因線路精準調控”的基因治療產品獲得國家藥監局批準開展臨床試驗。25產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告細胞療法。近些年以來，工程化細胞療法已經取得了長足的發展，有如T細胞、B細胞、NK細胞，甚至紅細胞，都被用作療法設計的對象。該方向上，CAR-T無疑是最具代表性的合成生物學設計，嵌合抗原受體（CAR）是模塊化融合蛋白，由細胞外抗原識別元件、跨膜結構域和細胞內信號結構域所組成

75、。而通過將CAR分子工程化改造進入T細胞當中，可以使后者具有額外的抗原特異性來重新定向靶細胞。Magenta公司開發MGTA-456細胞療法治療遺傳性代謝疾病。傳奇生物與強生的BCMA CAR-T細胞療法藥物在2022年2月獲得FDA批準，意味著正式成為中國首個進入美國市場的細胞療法藥物。經藥融云數據庫查詢，目前全世界范圍內在研的CAR-T細胞療法藥物超800款，其中，加上此次獲批的傳奇生物，共有8款獲批上市。其他7款分別是諾華的Kymriah，Gilead/Kite的Yescarta，吉利德的Tecartus，BMS的Breyanzi，BMS和藍鳥生物的abecma，復星凱特的阿基侖賽注射液

76、，藥明巨諾的瑞基侖賽注射液。微生物療法。涉及微生態制藥、微生態疫苗、噬菌體療法等諸多方向。目前，已經有許多種類的微生物被工程化改造開發為活體生物療法，除了常見的大腸桿菌Nissle1917外，還有李斯特菌、乳酸乳球菌、沙門氏菌和螺旋藻等等。當前在商業化臨床試驗當中的苯丙酮尿癥（PKU）管線，便是該應用方向上的一個典型的研究案例，其通過改造大腸桿菌Nissle1917表達相關酶來幫助機體代謝苯丙氨酸。合成微生物群落在療法上也在不斷地取得進展，其已經被設計用于改善艱難梭菌感染、自身免疫病、炎癥性腸病治療和輔助癌癥免疫治療等，這些群落在動物模型中取得了良好的效果，部分已經進入臨床試驗階段。2022年

77、11月底輝凌制藥的first-in-class微生物群療法Rebyota（RBX2660）獲FDA批準上市，主要用于預防18歲及以上艱難梭菌感染（CDI）人群在接受抗生素治療后的復發，這是FDA批準的首款糞便微生物群產品。慕恩生物正在打造包含9個重磅活菌藥物的研發管線，旗下的腫瘤免疫管線MNC-168和代謝疾病管線MNO-863，將在中美兩國申報IND。未知君是專注于腸道微生物治療的AI制藥公司，研發的糞菌移植藥物XBI-302已經獲得FDA臨床試驗的IND批準，目前已有四條藥物管線進入臨床研發階段。藥物發現與生產。除了用于診斷和治療外，利用合成生物技術改造的細胞也被應用到了與藥物相關的領域，

78、代表性案例“抗瘧疾藥物青蒿素前體的生物合成”。在藥物發現上，已經開發出了合成哺乳動物基因回路的藥物篩選方法，這種方法包含響應轉錄因子和同源合成啟動子，如新型抗結核化合物2-苯乙基丁酸酯的篩選。除此之外，合成生物學也為發現新型抗癌藥物提供了全新的方法論。細胞毒性抗癌藥物被認為通過靶向DNA復制并優先殺死活躍分裂的細胞來區分癌組織和正常組織，一項研究便通過設計改造細胞系，使其模仿腫瘤細胞的特征以用作新型抗癌藥物的高通量篩選。美國Antheia正在設計酵母菌，將葡萄糖轉化為阿片類藥物。美國Teewinot Life Sciences、中國欣貝萊生物等企業都是以合成生物學生產醫用級大麻素為核心業務。弈

79、柯萊生物、酶賽生物、百葵銳生物都有從事醫藥中間體的開發，其中弈柯萊生物開發的丁酸作為西格列?。诜固悄虿∷帲╅_發的中間體，開發2,4-二氟芐胺則作為熱門的抗艾滋病藥物度魯特韋的中間體，已經列入WTO、蓋茨基金會等慈善機構的采購目錄。同時，弈柯萊生物與酶賽生物也提供相應的生物催化領域的定制研發服務。器官異種移植。由于合成基因組學和基礎基因組學的進步，使得異種移植已經成為可能，雖然它們只是整個移植過程的一小部分，隨著技術的完善未來將產生巨大的影響。2022年一位57歲的男性患者在馬里蘭大學醫學中心接受了基因編輯豬心臟的移植手術，該手術是世界首創，標志著一項潛在的醫學突破的出現。為了使這種豬到人的

80、異種移植成為可能，研究人員對豬基因組進行了10個基因的改造，包括人類基因的添加和豬基因的敲除和改變。26產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告化工能源化工領域中合成生物學發展迅速，生物路線逐步實現對傳統化學路線的替代。據麥肯錫預測，未來10-20年，合成生物學預計將每年對化工能源等領域的1600-2700億美元市場產生直接經濟影響，約占合成生物學總影響的8%。合成生物學在化工領域的應用主要包含材料和化學品、化工用酶、生物燃料等方向。例如，利用改造后的酵母或其他微生物生產化學品、材料和油類，通過定向進化結合高通量篩選尋找在高溫高酸等特殊場景擁有高活性的酶等?；诤铣缮飳W的

81、化學品制造、生物能源產品開發，將有助于打破經濟發展的資源環境瓶頸制約、構建新型可持續發展的綠色工業化道路。2030-2040年合成生物學將在化工領域每年影響的市場規模資料來源：麥肯錫全球研究院050100150200250300160-27015-3060-11070-11010十億美元精細化工品。根據合成生物學理論構建的“人造微生物工廠”，可開發的工業化學品包括乙醇、丁醇、乳酸、丙烯酸、甘油和有機酸等，氨基酸、有機酸、維生素、微生物多糖等大宗產品。Lygos設計酵母從糖和二氧化碳中生產化學丙二酸；Green Biologics設計細菌來生產用于油漆、粘合劑、清潔劑和香料的丁醇等化學物質。國內

82、代表企業，凱賽生物（長鏈二元酸、生物基戊二酸）、華恒生物（丙氨酸系列產品、D-泛酸鈣）、新日恒力（月桂二酸）、東方盛虹（聚酯化纖、苯二甲酸）均有代表性明星產品。生物基材料。從產業鏈角度來看，生物基材料是以谷徹、豆科、秸稈等可再生生物質為原料，通過生物合成等過程獲得的生物醇、有機酸、烷烴、烯烴等基礎生物基化學品，進一步加工得到生物基聚合物（塑料）、生物基纖維、生物基橡膠等產品。包括用微生物生產的重組蜘蛛絲蛋白生產紡織品，組織工程支架、可控藥物輸送體系、生物雜化材料及工程活體材料方面，用于電子產品的無色聚酰亞胺和基于真菌菌絲體的剛性材料等。如新澤西州的Modern Meadow設計了能夠產生膠原蛋

83、白的細菌來生產皮革制品。加州的MycoWorks與愛馬仕用菌絲體合作開發生物皮革。Zymergen的Hyaline是利用生物來源的單體制成的聚酰亞胺膜，適用于柔性電子產品。藍佳生物利用生物質發酵和精密發酵開發出菌絲體蛋白發酵肉和皮革兩類產品。小藻科技專注于利用微藻提取EPA及其下游應用。應用改進現有的發酵食品和飼料成分、生物農藥/生物肥料、工業酶新生物路食品和飼料成分、織物和染料、工業酶和藥物新型材料新型生物殺蟲劑化學品和生物聚合物能源生產和儲存原材料的提取、生物太陽能電池和電池、生物燃料總計27產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告資料來源：公開資料生物能源。包括改變原

84、料的生產方式、提高生物質能源的使用效率、創制新型的生物能源產品，應用主要包含生物乙醇、柴油和丁醇等方向。例如LanzaTech使微生物能夠將鋼廠或垃圾填埋場等排放的二氧化碳或甲烷等廢氣轉化為燃料和化學品。中科翎碳致首創將電化學+生物混合動力驅動CO2轉化，利用新型電化學催化方法捕獲碳源轉化為高附加值產物。美容護膚。開發化妝品原料時，常用的底盤細胞包括酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和藍細胞等。這些底盤細胞在自身繁殖和新陳代謝的過程中，也將底物轉化成可用于化妝品原料的功效成分，可開發的化妝品原料種類包括蝦青素、麥角硫因、白藜蘆醇、糖苷、角鯊烯等天然產物。Amyris的Biossan

85、ce，其產品主要成分為角烯鯊，并且是絲芙蘭增長最快的品牌。巨子生物于2022年11月在香港交易所正式掛牌上市，成為“重組膠原蛋白第一股”，已實現重組膠原蛋白產業化及5種稀有人參皂苷百公斤級量產。食品飲料合成生物學的發展能夠幫助發掘動、植物的營養以及功能成分合成的關鍵遺傳基因元件，有可能對跨種屬的基因進行組合，采用人工元件對合成通路進行改造，優化和協調合成途徑中各蛋白的表達，構建新的細胞工廠，顛覆現有的食品生產與加工方式。在食品領域的應用包含肉類和乳制品、飲品、食品安全、調味劑和添加劑等多個方向。合成生物學在食品行業中的應用示意圖28產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告人

86、造肉和人造奶。合成生物學具有不斷增長的潛力，利用微生物，如酵母、細菌或酶發酵產生特定的食物分子，并生產動物性食品，如肉類、乳制品。美國植物肉品牌Impossible Foods，其主營產品人造肉便是基于DNA合成、DNA組裝、遺傳元件庫建設以及基因線路設計來改造優化巴斯德畢赤酵母菌種，將其生產的大豆血紅蛋白添加到人造肉餅中改善漢堡風味。如Perfect Day人工改造酵母菌底盤，構建人造奶細胞工廠。CellX開發無血清培養基和采取蛋白重組的方式來實現低成本生產細胞肉。低熱量的食品添加劑。通過微生物來生產香料、甜味蛋白和甜味劑，用細胞工廠生產甜菊糖苷、阿洛酮糖等天然甜味劑及檸檬烯、香蘭素等香料產

87、品。如瑞士的Evolva公司與嘉吉公司合作開發的發酵來源甜菊糖昔，還與國際香精香料公司（IFF）合作開發生產香蘭素。芝諾科技與一兮生物專注于以合成生物技術生產母乳低聚糖，其作為嬰兒配方奶粉的添加劑已添加在進口奶粉中。飲品飲料或功能性食品。隨著越來越多的功能性食品代謝途徑被闡明，合成生物學已廣泛應用于類胡蘿卜素（如番茄紅素、-胡蘿卜素和蝦青素）、甲萘醌-7（維生素K2）、葉黃素和母乳低聚糖（HMO）等功能性食品的生物合成。德默特研發及生產的產品包括功能脂質（如類胡蘿卜素、長鏈多不飽和脂肪酸）和蛋白質等，主要應用于食品、膳食補充劑和動物營養領域。盡管合成生物學和基因工具的發展為微生物食品的轉化和增

88、強提供了應對策略，但微生物的代謝網絡是相對復雜的，構建細胞工廠仍面臨著各種挑戰。未來，做到高質量、低成本的合成食品原料和關鍵功能性營養因子，是實現合成生物學在未來食品產業中大規模應用的關鍵?？傮w來說，重組食品的研究和生產已取得初步成果。農業技術合成生物學有望推動農業持續增產，可能成為未來農業發展的方向。合成生物學的發展能夠幫助提高農業生產力、改良作物、降低生產成本以及實現可持續發展，同時能夠改造植物光合作用增加農業產量、利用微生物或代謝工程手段減少農業化肥使用以及重塑代謝通路改良作物等，帶來農產品產能與營養價值的突破性增長。合成生物學在農業領域的應用主要涉及作物增產、蟲害防治、動物飼料及作物改

89、良等方向。29產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告資料來源：Advanced Agrochem合成生物學在農業中的應用作物馴化和育種。研究人員利用CRISPR/Cas工具，成功在植物中實現在兆堿基范圍內以受控方式（如倒位和易位）的可遺傳染色體重排，應用到作物育種和改良。Apeel Sciences公司開發的植物基涂層可以延長番茄和蘋果等易腐食品的保質期。Agrivida公司開發的首款產品酵素植酸酶Grain可以提高飼料的消化率，減少動物體內的營養抑制劑。GreenLight Biosciences公司開發高性能的RNA農作物，使其精確靶向免疫于特定害蟲且不會傷害有益昆蟲

90、或在土壤、水中殘留。光合作用與固氮作用。作為微生物肥料的固氮微生物，是合成生物學目前在農業中較為關注的應用場景。Pivot Bio公司開發了第一種基于-變形桿菌（KV137）的玉米生物肥料該細菌作用于玉米根部，讓微生物可以從空氣中轉化氮元素滿足作物日常氮需求。拜耳作物科學與Ginkgo Bioworks聯手成立子公司Joyn Bio，專注于工程固氮微生物，能夠讓種植者減少30-40%的肥料投入。國內的綠氮生物也在發力可持續生物氮肥。此外，合成生物學在環境修復中的應用潛力較大。合成微生物群落通過重塑土壤微生物群落結構，為利用微生物修復土壤、提高微生物存活率提供了解決方案，這是未來的一個應用方向。

91、農藥生物制造。目前一些新興的合成生物學公司，利用細菌、酵母等生物體進行原料的加工和合成，致力于開發天然農藥。這種綠色生產技術可以改變農藥等農用化學品的生產方式，還可以減少工業過程中對于能源和資源的消耗，并減少空氣、水和土壤的污染和生產成本。如Oxitec公司研發基因改造昆蟲控制疾病或作物害蟲的傳播。AgriMetis公司開發天然產物衍生的化合物來保護作物免受雜草、真菌病和害蟲的侵害。實現生物制造農藥的綠色生產，還有著很大的發展空間。30產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告信息技術未來，生物技術將顛覆傳統計算機的微觀架構，全面突破信息技術。DNA存儲核心優勢是存儲密度高，

92、已成為學術界關注的前沿。美國半導體合成生物學路線圖中提到，DNA存儲的存儲密度潛力是硬盤、磁帶等傳統介質的1千萬倍。DNA存儲密度可（提高）達3到6個數量級，能耗降低8個數量級，保存時間至少可以延長100倍。保守估計，DNA存儲信息的有效期是1000年，實際上可達幾十萬年。資料來源：公開資料DNA數據存儲流程圖DNA存儲的原理技術經過十幾年的發展都已經成熟了，之后大部分實際上是工程技術問題。微軟研究院研究出新的分子控制器，使DNA存儲寫入速度提高1000倍，未來這些設備的造價可能還會下降。同時，活體存儲、DNA的編碼技術也有很多研究在進行。該領域的初創公司數量較少，美國Catalog正在構建一

93、個基于DNA的海量數字數據存儲和計算平臺。微軟聯合illumina等15家機構在2022年11月成立DNA數據存儲聯盟。在國內，中科碳元在2022年8月完成數千萬元天使輪融資，由英諾天使基金領投，中科天使、常見投資、沸騰創投跟投。其他方向隨著合成生物學的發展，在與多學科的交叉碰撞中催生出了更多的研究和應用方向，如納米生物器件的設計與自組裝、合成生物傳感、電能細胞和電子生命系統，以及生物修復去除土壤、水和大氣中可能的有害物質等。技術趨勢目前生物醫藥領域是合成生物學最早應用領域，也是目前應用最廣的領域，隨其后化工能源領域為熱點，比較成熟的應用包括L-丙氨酸等化工產品、護膚品原料角鯊烷，以及部分藥物

94、中間體等。目前許多初創公司已經切入食品、農業、化學品、環境防治等應用領域，預計5-10年內這些行業將面臨合成生物技術帶來的替代。未來增長較快的將是食品、農業以及消費品，因為其產業鏈鏈條較長，有低客單價和高頻的特征，生物技術改造的機會點及空間均大。對于不同領域，都有短期和中期有可能突破的技術值得關注。例如農業短期可以實現的技術有作物微生物組診斷、生物農藥/生物肥料（如RNAi農藥），中期可以實現的技31產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告資料來源：BCG，中金公司研究部資料參考：BCG，創業邦研究中心整理分析合成生物學對不同行業的影響合成生物學相關技術發展趨勢術有轉基因動

95、物。在化工行業短期值得關注的技術有合成生物燃料和優化如氨基酸、有機酸等化工生產過程，中期值得關注的技術則是新型材料-生物聚合物（如PHA、PLA）。在醫療健康領域短期可以實現的有Car-T細胞治療液體腫瘤，而中期值得關注的是基因驅動減少病媒傳播疾病與Car-T細胞治療實體腫瘤以及生物監測傳感器。（主要）產品替代（主要）工藝改進（主要）原材料變化0-5年5-10年10+年肉類與水產養殖生物制藥美容食品（不包括肉類）非處方藥電子醫療器械時尚電力農業紡織品水采礦汽車2建筑機械2化學品燃料1生產影響時間1、不考慮電子設備與汽車發展 2、從電機和汽車制造中摘取應用領域當前進程（正在實現的技術）短期將實現

96、的技術（2022-2030 年）中期將實現的技術（2030-2040 年）長期將實現的技術（2040 年后）醫療健康 病原體篩查 無創產前檢查 DTC基因測試 藥物生產的新生物路線（如肽）疫苗研發與優化 液體腫瘤的CAR-T細胞療法 液體活檢 微生態藥物（益生菌）的治療 基因驅動預防媒介傳播疾病 實體瘤的CAR-T細胞療法 生物監測傳感器（基于組學數據的個人健康、營養和健康狀況）干細胞產生的可移植器官 用于醫學目的的胚胎編輯（如通過CRISPR）化工能源 材料、能源生產的新生物路線 人造基因改造生物燃料 合成生物新材料（如皮革、蜘蛛絲等）合成生物燃料 改進現有發酵工藝：食品和飼料成分（如氨基酸

97、、有機酸等）；工業酶（如洗滌酶）等；美容護膚（如角鯊烯）目的性改造已有天然聚合物 創造新型材料：高附加值的生物聚合物（如PLA、PET）基因治療代替醫美治療衰老 生物太陽能和生物電池食品飲料 食品來源、安全性和真實性的遺傳追蹤（如過敏原、物種、病原體）植物基蛋白質 基于遺傳和微生物組的個性化膳食服務 非養殖肉 功能性食品農業技術 動物、作物育種標記 作物微生物組診斷 生物農藥/生物肥料（如RNAi農藥）基因工程動物（縮短動物生長周期）二氧化碳的生物固定菌污染物的生物修復 基因工程作物（通過增強光合作用加快生長）信息技術 用于法醫的DNA測序取證 DNA存儲32產業發展全景與創新機會2022 年

98、中國合成生物學產業發展報告04中國市場格局合成生物學在中國發展較晚，早期在醫療領域的應用較多，在2015-2016年逐步有更多的初創公司成立，融資熱度在2020年開始升高。一些已上市傳統化工、能源、醫藥企業也在積極布局合成生物學業務，如華熙生物、安琪酵母、金城醫藥、華東醫藥、梅花生物、遠大醫藥、普洛藥業。我國從基礎研究到產業發展都進入了快車道，從底層的技術到產業化的終端產品都有涉及。在基礎科研上，擁有深圳先進院合成生物研究所、天津工業生物技術研究所、北大深圳研究院合成生物所、天津工業、中山大學、江南大學等重點科研院所研究網絡，合成生物學專利主要集中于生物化學設備與方法、化學儀器與方法、醫藥科學

99、與植物學四大應用領域。產業發展上，目前中國合成生物學處于早期階段，創業公司有部分為to VC團隊，大多還沒進入到產品真正落地的階段，主要是小規模的開發應用，市場格局尚未形成，對于新公司來講，彎道超車的機會較多?，F有企業主要集中在工具層的DNA測序，應用層的醫療健康、化工能源領域。據睿獸平臺不完全統計，目前中國廣義的合成生物學關聯企業現有925家，其中工具層企業441家（占47.68%），平臺層企業54家（占5.84%），應用層430家（占46.48%），呈現兩端大中間小的格局。工具層中，以DNA測序（373家）、DNA合成（25家）、基因編輯（23家）企業為主，其中DNA測序企業發展較成熟（占

100、84.58%），DNA元件庫、模式生物庫方面企業分布較少、起步晚，后續發展空間較大。平臺層中，以大數據與機器學習（22家）、高通量自動化實驗設備（20家）企業為主。應用層中，醫療健康（239家）、化工能源（138家）企業最多，信息技術領域企業最少，農業技術、食品飲料領域發展潛力較大，二級賽道中基因/細胞治療、原料藥/中間體藥物合成、生物基材料企業分布較為集中，也是近年的投資熱點。合成生物學上下游企業分布情況 合成生物學應用層企業分布情況數據來源：創業邦睿獸分析數據來源：創業邦睿獸分析47.68%44146.48%430工具層應用層5.84%54平臺層醫療健康55.58%239化工能源32.09

101、%1384.88%21食品飲料6.98%30農業技術0.47%2信息技術33產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告數據來源：創業邦睿獸分析資料來源：創業邦研究中心自繪合成生物學企業集中度高的細分賽道合成生物學公司的商業模式DNA測序373基因/細胞治療115原料藥/中間體藥物合成91生物基材料60工業酶37DNA合成25RNA藥物/疫苗25基因編輯23大數據與機器學習22高通量、自動化實驗設備20精細化工品20排除工具層企業，在商業模式上，合成生物學企業主要分為平臺型和產品型。研發平臺型公司數量較少，早期為客戶提供CRO等服務，在業務規模變大、融到一定資金的時候，會轉變為

102、建廠自己生產原料。大約88%合成生物學公司都是產品型公司，以生產產品為主要目標，構建實驗室小試中試量產放大階段，形成完整的商業化閉環。部分原因是，中國尚處行業發展早期，需要產品產生持續的現金流，此外我國在發酵生產領域擁有天然優勢，企業可以高效低成本進行化工及醫藥產物的提純開發及規?；糯?。產品管線呈現多樣性，大部分公司采取多管線并行的策略，橫跨不同行業的多品類布局。未來，平臺型公司與全產業鏈型公司可以互相轉化，平臺型公司同樣可能孵化或生產產品，全產業鏈公司打通某一代謝通路后可成為平臺公司。B端平臺型CRO模式產品型產品售賣短期內能帶來收入，但是金額較低，頻次不穩定，不利于長期發展。研發服務費

103、合作研發 技術授權 菌株售賣，直接賣 IP能達到商業閉環，利潤最大化，長期來講有比較穩定的收入來源。直銷:自產自銷合作銷售 和客戶成立合資公司，得到銷售分成 貿易商銷售:通過貿易商出口境外銷售現在大部分合成生物學公司的壁壘實際上不是很明確?，F階段，很多公司的核心壁壘是工業化的菌株。這些有工業價值的菌株，非常接近天然微生物，可能做了有限的進化或者理性改造。一旦菌株泄漏，關鍵的遺傳特性被別人拿到或者被人知道了，很有可能壁壘就不存在，因此知識產權保護是現階段的重點。對平臺型公司，建34產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告立“設計構建測試學習”（DBTL）循環的能力為其壁壘。D

104、BTL循環集成了菌株計算設計、基因工程改造、發酵測試和組學分析等系列方法，這個壁壘是積累在大規模的數據和數據質量的基礎上才能達到，需要搭建跨品類數據庫的信息化平臺，當有新的需求出現的時候，它能更快完成技術的拓展，設計和提升菌種性能，解決生產瓶頸。在底層技術層面，基因組是合成生物公司的最大壁壘。構建這種架構化的基因組需要有一套完整的專利體系和專利圍墻，DNA合成以及高效基因組編輯技術是兩大核心的底層技術，需要耗費巨大的時間、成本和人力，未來幾年將是底層技術突破驗證和轉化擴容的關鍵時期。05市場機會選品建議品種選擇綜合考慮市場空間、產品性能和工藝可行性。首先重點關注其選品的存量市場和行業天花板；其

105、次產品要解決現有痛點，擁有性能、成本等核心優勢；最后考慮工藝可行性，通過功能酶催化和代謝途徑設計，具備工業放大能力，解決規模生產難點。雅惠投資執行董事林思博建議，初創公司避開石油化工等較為成熟的工業產品和大類氨基酸等工藝積淀較深的產品（需要做到極致），優先選擇有工業化應用的前景、本身積淀較少的精細化學品、高附加值的產品，即選取優先突破高附加值原料，再挑戰大宗化工材料或者全新分子制造的路徑。大部分初創公司會選擇以天然提取物和全新分子這兩個角度去選擇產品，這兩路線都有產品附加值高、市場需求增速較快的特點。公司負責解決市場的兩個痛點：1）現有天然提取產品的純度不高，產品質量低；2）化學合成無法解決的

106、制造難點。對于初創公司來講，商業放大是一個難點，所以選擇一個對放大規模不苛刻的單品，從公司發展初期角度來講有益。在天然提取或者新分子這條路徑上來看，初創公司能做到以較小的生產規模做到產品替代。管線規劃上，公司的發展規劃和政府政策同步，考慮政策以及監管對于產品商業化的影響，需要構建橫跨不同行業的系列產品矩陣，優先發展政策較完善的管線，并能夠積極參與政府聯動或合作課題，發展有潛力的管線。針對不同管線商業化進程規劃優先級，例如先生產規模小、附加值高的醫藥相關的新分子，再開始產業化食品、農業相關的提取物，最后進入大宗市場。分析維度大宗化工材料（替換市場）天然動植物提取物（替代+新增）全新分子/材料（新

107、增市場）現有全球產量極大極小無/極小需求增速較慢快快單價低較高高代表行業能源、化工材料消費、保健品、藥品醫藥、電子等合成生物的優勢對生產效率和規模要求極高，短期內不具備成本和規模優勢對生產效率和規模要求極較低，容易實現成本和規模優勢發現全新分子、通過微生物生產商業化速度慢快中資料來源：遠毅資本，創業邦研究中心整理合成生物學選品方向比較35產業發展全景與創新機會2022 年中國合成生物學產業發展報告創新機會可能的創新機會主要聚焦微生物改造、生物裝備支撐系統、化工能源、農業、食品等核心應用上。從產業鏈劃分來看，重點關注中游生物體設計平臺公司以及全產業鏈的生物制造公司。在行業發展前期，全產業鏈型公司

108、能夠形成資源閉環，做出有明確商業化場景和需求，且成本低的產品，達到收入最大化；在行業發展中后期，平臺型公司能夠形成數據壁壘，具有延伸廣度和迭代能力，賦能行業上下游。工具層，除關注CRISPR-Cas9基因編輯、酶促DNA合成等底層核心技術，建議重點關注底盤細胞改造、DNA元件設計公司。常用的模式微生物有釀酒酵母、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、谷氨酸棒桿菌等，需要在底盤生物上做更多的優化改造，使其去耦合化、可編輯性、表達效率更強。核心菌種、酶和蛋白設計（新DNA元件）、關鍵酶優化與代謝工程設計等，需要產業界和科研機構聯合開發和轉化。平臺層，目前國內發展還處在早期階段，未來發展空間極大，重點關注高通量自

109、動化設備和生物設計軟件，基于微流控等平臺開展定向催化篩選和改造底盤細胞，基于大數據、人工智能等技術的微生物反應器、生物發酵罐、生物設計軟件、過程傳感檢測等為核心的裝備支撐系統。應用層，關注選品及規?；a能力，比較看好市場規模較大的單品或覆蓋領域廣闊的產品。目前醫療健康、化工領域應用相對成熟，依據人類的終極追求，能源環保、食品飲料、農業技術、健康領域發展空間極為廣闊，開創新領域應用和改善原有市場的細分賽道尤其值得關注。醫療健康領域，目前主要應用在細胞治療和藥物開發上，長期看好基因/細胞治療、微生物療法、生物監測傳感器等個性化醫療健康設備的發展?；つ茉搭I域，在政策驅動下，可降解塑料等生物基材料

110、將會爆發性發展；大宗原材料、美妝健康需求十分明顯，天然衍生物、酶制劑、高端個護產品將會高速發展；長期看好生物太陽能等生物能源應用。食品飲料領域，功能原料和人造蛋白發展潛力極大，短期看好高附加值原料替代，長期看好原料創新食品。農業領域，主要是基礎科研帶領的迭代，在生物農藥化肥、飼料蛋白、育種優化等主題上會有較多的解決方案，其中生物固碳、微生物修復發展前景較大。36創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告創投市場分析PART 03January.20232022 年中國合成生物學產業發展報告SYNTHETIC BIOLOGY創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告37創投市場分

111、析根據SynBioBeta統計的數據，合成生物學行業初創企業在2020年籌集了78億美元的投資，并有74家合成生物學公司完成上市。在2021年籌集了180億美元，幾乎是2009年以來行業融資的總和。其中，美國合成生物賽道在2020年、2021年行業融資額分別同比增長150%、130%。美國的Resilience公司（生物制藥開發商）在2020-2022年分別獲得了8億、6.8億、6.25億美元的融資，巨額投資增加了市場上的資金流通，并支持整個產業鏈中公司的增長。Ginkgo Bioworks在2022年較為活躍，推出了“酶”服務、開展了多項合作（默沙東等）、完成了多筆收購（FGen AG、Zy

112、mergen、拜耳研發基地等），還發行了1億美元的A類普通股。01全球投融資市場概況2016-2021年全球合成生物學市場融資規模數據來源：synbiobeta融資規模（億美元）0206040801001201401601802002021180202078201931201839201718201612從2021年融資事件看，醫療健康、食品營養為投資熱門賽道。2021年共發生195個融資事件，已披露融資總額180億美元。融資事件最多的賽道依次是醫療健康（77個）、食品營養（41個）、農業（10個）、自動化試驗設備（10個）、DNA合成（10個）。披露融資金額排名前列的賽道依次是醫療健康（74

113、億美元）、食品營養（34億美元）、生物工程（19.7億美元）、農業（9.91億美元）。其中食品領域大額融資事件較多，Impossible Foods籌集了5億美元，截至2021年底融資總額已達到20億美元；以色列的Future Meat Technologies從ADM等投資者籌集了3.47億美元的B輪融資，旨在北美建立養殖雞場。38創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告38382021年全球合成生物學細分賽道融資次數和融資金額數據來源：synbiobeta農業 Agriculture10農業 Agriculture材料 Materials6材料 Materials多領域應用 Mu

114、lti-sector applications4多領域應用 Multi-sector applications蛋白質工程 Protein engineering3蛋白質工程 Protein engineering化學品 Chemicals5化學品 Chemicals消費品 Consumer goods3消費品 Consumer goodsDNA儲存 DNA data storage1DNA儲存 DNA data storage自動化試驗設備 Automation and hardware10自動化試驗設備 Automation and hardwareDNA合成DNA synthesis10D

115、NA合成DNA synthesis食品營養 Food and nutrition41食品營養 Food and nutrition生物工程 Organism engineering9生物工程 Organism engineering生物設計軟件 Software8醫療健康 Health and medicine77醫療健康 Health and medicine能源環境 Energy&environment4能源環境 Energy&environment基因編輯 Gene editing2基因編輯 Gene editing基因組工程 Genome engineering2基因組工程 Genom

116、e engineeringQ1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q402000400060008000從全球合成生物學領域投融資事件發生的地域分布來看，北美是全球合成生物學投融資最活躍的地區，在2021年占全球投融資市場份額的41.13%，可歸因于對私營公司的投資增加、早期相對寬松的監管政策和政府援助。美國主要集中在蛋白質組學，藥物篩選和發現以及基因組學結構預測領域的研究，從而推動了合成生物39創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告2021年合成生物學全球市場全球 2010-2020 年合成生物學領域投融資事件39學市場的增長。Amyris、Zymergen所在的加利福尼亞州和Ginkgo

117、Bioworks所在馬薩諸塞州是美國合成生物學的“隆興寶地”，獲得了美國合成生物學領域最大份額的投資。在2009-2019年里，總投資超過120億美元中，加利福尼亞、馬薩諸塞州分別占據了53億美元和44億美元。繼信息技術產業（IT），合成生物技術產業正成加州新的經濟增長引擎，舊金山、波士頓和圣地亞哥已成為合成生物學創新引領地。數據來源：數據來源：CB Insights，數據范圍為公司上市前投融資事件數據，不包括首次公開募股、定向增發、捐贈和并購事件等數據其次是歐洲、亞太區排第三。2019年，歐洲占全球總市場份額的23.6%，亞洲占全球總市場份額的15.1%。根據CB Insights對2010

118、年至2020年間全球合成生物學公司上市前投融資事件數據，相比于歐洲12.65%的交易占比，亞洲的合成生物學公司投融資事件較少，但平均交易額達到了1960萬美元，遠超歐洲927萬美元的平均交易額。亞太地區是增長最快的地區，根據Research And Markets預測，中國預計到2026年將達到29億美元的市場規模，2021-2026年間的復合年增長率為32.4%。地區交易百分比(%)平均交易額（百萬美元）中位交易額（百萬美元）北美82.9225.56歐洲12.659.273.27亞洲3.819.67.7其他0.612.633.140創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告02中國投

119、融資一級市場概況近5年投融資市場概況從2021年起投融資市場持續火熱。從2018-2022年，中國合成生物學一級市場共完成了1039個投融資事件（不包括IPO、非IPO上市、二次上市、收并購、上市公司定增等），涉及456個合成生物學相關企業。排除工具層企業融資事件，平臺層和應用層企業共發生556個投融資事件，已披露融資總額923.17億元。從2018年起融資熱度逐年上升，在2021年融資事件數量和融資金額達到最高，2022年上半年融資市場較熱，下半年受資本寒冬影響則遇冷，但在投資放緩的一級市場里，合成生物學整體資本熱度有增無減。2018-2022年平臺層和應用層企業融資情況數據來源：創業邦睿獸

120、分析88201884201910514720200020406080100120140160350300250200150100502021202213292.91121.79135.94324.92247.61融資事件（個）融資金額（億元）融資事件以早期階段為主。從融資輪次看，早期（A輪之前）融資事件占比56.98%，其中A輪融資事件381個，為投融資最頻繁的輪次；成長期（B-C輪）融資事件占35.32%，其中B輪融資事件242個；后期（D-PreIPO輪）融資事件占7.7%。2018-2022年合成生物學企業融資輪次分布數據來源：創業邦睿獸分析早期（A輪之前）56.98%592成長期（B-

121、C輪）35.32%367后期（D-PreIPO輪）7.70%8041創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告2018-2022年發生融資事件最多的合成生物學企業榜投資熱點企業集中在DNA測序、高通量/自動化實驗設備、基因/細胞治療賽道。從融資事件頻次來看，188家企業發生1個融資事件（占41%），173家企業發生2-3個融資事件（占38%），81家企業發生4-5個融資事件（占18%），14家企業發生6-9個融資事件（占3%）。其中零一生命、睿昂基因、藍晶微生物、嘉和生物藥業、思路迪等企業發生7-9個融資事件，為投資熱點企業，主要集中在DNA測序、高通量/自動化實驗設備賽道和醫療健康領

122、域。大額融資事件集中在基因/細胞治療、DNA測序賽道。從大額交易角度來看，華大智造B輪融資金額已過10億美元，成為近五年上市前最大額度股權融資，也是一、二級投融資市場中最大額度的融資交易。另外，巨子生物、金賽藥業、艾博科技、鎂伽科技融資金額3億美元以上。在前15個大額融資事件中，艾博科技和華大智造獨占兩席，可見資本市場較為看重。1098765432109877766666666零一生命睿昂基因嘉和生物藥業藍晶微生物思路迪矽智能艾博科技瀚?；蛉A夏英泰鎂伽科技慕恩生物銳訊生物新格元生物6宜明昂科數據來源：創業邦睿獸分析融資事件（個）42創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告企業簡稱企

123、業簡介融資輪次融資時間融資金額城市細分賽道華大智造基因組學研發機構B 輪2020.5.28過 10 億美元深圳DNA 測序巨子生物類人膠原蛋白產品研發Pre-IPO 輪2022.1.2773.3 億人民幣西安美容護膚金賽藥業基因工程藥物研發A 輪2019.6.656.37 億人民幣長春基因/細胞治療艾博科技核酸藥物研發商C 輪2021.8.197 億美元蘇州RNA 藥物鎂伽科技生命科學智能自動化C 輪2022.6.153 億美元北京高通量/自動化實驗設備艾博科技核酸藥物研發商C+輪2021.11.293 億美元蘇州RNA 藥物英矽智能臨床階段藥物研發C 輪2021.6.222.55 億美元香港

124、大數據與機器學習嘉和生物藥業生物制藥公司D 輪2018.11.192.12 億美元上?；?細胞治療天境生物創新生物醫藥研發商C 輪2018.6.292.2 億美元上?；?細胞治療藥明明碼一體化基因研發應用和賦能平臺服務商C 輪2018.11.272 億美元上海DNA 測序華大智造基因組學研發機構A 輪2019.5.102 億美元深圳DNA 測序維泰瑞隆生物制藥公司B 輪2022.8.32 億美元昌平藥物合成吉凱基因疾病關鍵基因研究C 輪2020.4.2近 4 億人民幣上海大數據與機器學習嘉和生物藥業生物制藥公司E 輪2020.5.271.6 億美元上?；?細胞治療臻和科技腫瘤個體化精準診

125、療服務E 輪2020.10.26過 10 億人民幣無錫DNA 測序2018-2022年合成生物學企業大額融資事件（過億美元）數據來源：創業邦睿獸分析數據來源：創業邦睿獸分析重點細分賽道融資情況融資事件以工具層、應用層為主。在2018-2022年期間，工具層融資事件483個（占47%），已披露融資總額542.97億元；平臺層融資事件97個（占9%），已披露融資總額181.67億元；應用層融資事件459個（占44%），已披露融資總額741.49億元。2018-2022年合成生物學企業融資事件上下游分布0060080060070050050040040030030020020010010048345

126、997542.97181.67741.49融資事件（個）融資金額（億元）工具層平臺層應用層43創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告工具層融資事件數量最多，其中僅DNA測序相關公司的融資事件占比83.2%（402個），其次為基因編輯（37個）、工具酶/酶工程（24個）。已披露融資金額上，DNA測序（458.94億元）、工具酶/酶工程（32.46億元）、基因編輯（31.21億元）賽道依舊占據前列。平臺層投融資事件數量較少，根源于公司數量也相對較少，以高通量/自動化實驗設備（37個，68.63億元）、大數據與機器學習（29個，61.43億元）、微流控（22個，40.31億元）為主。應用

127、層發展相較于平臺層更為成熟，其中醫療健康領域融資事件最多，占比72.5%。醫療健康領域發生333個融資事件，已披露融資總額601.16億元，集中在基因/細胞治療（175個，347.1億元）、藥物合成（98個，122.05億元）、RNA藥物（48個，126億元）賽道?；つ茉搭I域發生95個融資事件，已披露融資總額133.9億元，以精細化工品（19個，20.7億元）、工業酶（17個，14.09億元）、美容護膚（14個，78.15億元）賽道為主。農業技術領域發生15個融資事件，已披露融資總額1.7億元，主要在作物育種（7個，1.6億元）、飼料生產（6個，未披露）等方面。食品飲料領域發生13個融資事件

128、，已披露融資總額4.23億元，主要在肉類和乳制品（6個，1.67億元）、飲品飲料（3個，1.61億元）方面。信息技術領域發生3個融資事件，已披露融資總額0.5億元，主要因為DNA儲存企業數量較少。2018-2022年合成生物學融資事件應用層分布數據來源：創業邦睿獸分析3339515133醫療健康0040035030025020015010050700600500400300200100601.16融資事件（個）融資金額（億元）融資事件上，DNA測序、基因/細胞治療、藥物合成賽道為95個以上，為近5年內最熱賽道。已披露融資總額上，DNA測序、基因/細胞治療、藥物合成、RNA藥物獲得100億元以上

129、融資。平均融資金額上，美容護膚（5.58億元）賽道最高，其次為RNA藥物（2.62億元）、大數據與機器學習（2.12億元）。133.901.70 4.23 0.50 化工能源農業技術食品飲料信息技術44創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告2018-2022年合成生物學融資事件熱點賽道分布2018-2022年合成生物學融資事件最多的TOP20城市數據來源：創業邦睿獸分析數據來源：創業邦睿獸分析402243187124104935535302214131313999764417548393724221917141200045025035015040020030010025050200

130、1501005050045040035030025015020010050458.94融資事件（個）融資金額（億元）融資事件（個）983729347.10122.05126.00 20.5731.2168.6361.4332.4640.3120.70 14.0978.156.02DNA測序基因/細胞治療藥物合成RNA藥物生物基材料基因編輯高通量自動化實驗設備大數據與機器學習工具酶/酶工程微流控精細化工品工業酶美容護膚微生物療法全國重點城市融資情況北京、上海、深圳融資事件數量最多。在2018-2022年融資事件中，北京是唯一一個達到200余個的城市，位居榜首。上海、深圳、蘇州、杭州則分別位列第2

131、-5名，投融資事件數也均在90個以上。蘇州、杭州成為黑馬，南京、成都、武漢等新興一線城市或省會城市將成為企業和投資落地的重點城市。區位上看，南方相較北方重點城市數量總體更多，長三角城市群表現出明顯的區域集聚。北京上海深圳蘇州杭州廣州南京成都武漢香港泰州寧波濟南無錫嘉興合肥珠海南通石家莊廈門上海、北京、蘇州已披露融資總額最高。上海已披露融資總額高達316.67億元，位列全國首位。西安、長春、福州因巨子生物、金賽藥業和瑞基因發生大額融資事件進入TOP10，廣安、長沙、滁州因摩珈生物、圣湘生物、通用生物發生大額融資事件進入TOP20。平均融資金額上，長春、西安、福州、伊犁、泰州、香港、廣安均為2億元

132、以上。45創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告2018-2022年合成生物學融資金額最多的TOP20城市數據來源：創業邦睿獸分析035030025015020010050融資金額（億元）3.80 上海北京蘇州深圳杭州西安廣州長春南京成都香港泰州武漢無錫寧波福州廣安濟南長沙滁州316.67289.87177.80166.9889.2774.8361.1256.3740.9137.7131.7329.9621.5416.4013.206.406.265.745.6103中國IPO及并購狀況分析近5年IPO概況目前以合成生物學起家并上市企業很少，如凱賽生物、華恒生物，以下的合成生物學的

133、上市企業以傳統企業為主，均涉及合成生物學深度布局。2018-2022年共60家企業上市，其中君實生物、康希諾為雙重上市，高盛生物、邁健生物在新三板終止掛牌，本次統計不計入。2020年上市企業數量達19家，為5年最高。股票市場分布，A股41家，港股13家，美股6家。上市交易所，主要分布在上海證券交易所（28家）、香港證券交易所（13家）、深圳證券交易所（9家）。板塊分布，以科創板（24家）、主板（17家）、創業板（9家）為主。城市分布，上海（16家）、北京（10家）、蘇州（5家）位列全國三甲。賽道分布，以DNA測序（18家）、藥物合成（15家）、基因/細胞治療（10家）為主。2018-2022年

134、合成生物學上市企業分布數據來源：創業邦睿獸分析201801618201412108642上市企業（個）20192020202120221719171646創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告2018-2022年合成生物學上市企業交易所分布2018-2022年合成生物學上市板塊分布數據來源：創業邦睿獸分析數據來源：創業邦睿獸分析上市企業（個）上市企業（個）上海證券交易所47%28香港證券交易所22%1315%9深圳證券交易所15%9創業板10%6納斯達克證券交易所6%4北京證券交易所7%4新三板科創板41%24主板29%17其他8%52018-2022年合成生物學上市企業的城市分布

135、2018-2022年合成生物學上市企業的賽道分布數據來源：創業邦睿獸分析數據來源：創業邦睿獸分析0016181614141212101088664422上市企業（個）上市企業（個）上海 北京 蘇州 廣州 濟南 杭州 深圳 泰州南京 天津 長沙 衢州 合肥 連云港 成都 紹興 沈陽 濱州 西安 香港 珠海 伊寧16181510522222青島111湖州111武漢1111周口2111111110422111DNA測序藥物合成細胞/基因治療生物基材料美容護膚模式底盤生物庫1工業酶1食品飲料1肉類和乳制品1大數據與機器學習2精細化工品DNA元件庫RNA藥物微生物療法47創投市場分析2022 年中國合成

136、生物學產業發展報告合成生物學上市企業市值分布數據來源：創業邦睿獸分析上市企業（個）市值分布，500億元以上有3家，100億-500億元有22家，50-100有億元11家，50億元以下有24家。市值Top10中，華熙生物、傳奇生物、君實生物、華大智造、康希諾等位列前名。100-500億元37%22500億元以上5%350億元以下40%2450-100億元18%11合成生物學上市企業市值TOP10榜備注：最新市值按2022.12.23的市值 數據來源：創業邦睿獸分析企業簡稱上市時間城市二級賽道上市地點上市板塊最新市值（億元）華熙生物2019.11.6濟南美容護膚上海證券交易所科創板623.68傳奇

137、生物2020.06.05南京基因/細胞治療納斯達克證券交易所586.76君實生物2018.12.24上海藥物合成香港證券交易所主板519.30華大智造2022.09.09深圳DNA 測序上海證券交易所科創板436.92康希諾2020.08.13天津藥物合成上海證券交易所科創板408.39迪爾生物2022.09.29珠海微生物療法北京證券交易所新三板368.12新產業2020.05.12深圳DNA 測序深圳證券交易所創業板367.75凱賽生物2020.08.12上海生物基材料上海證券交易所科創板351.66巨子生物2022.11.04西安美容護膚香港證券交易所主板313.92神州細胞2020.0

138、6.22北京基因/細胞治療上海證券交易所科創板272.28近5年收并購概況2018-2022年共16家合成生物學企業發生收并購事件，其中2019年發生5個收并購事件。城市分布，深圳（4個）、北京（2個）、上海（2個）收并購事件較多。賽道分布，DNA測序（8個）、基因/細胞治療（3個）企業較多。48創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告2018-2022年合成生物學企業收并購事件分布 2018-2022年合成生物學企業收并購事件的城市分布2018-2022年合成生物學企業收并購事件的賽道分布數據來源：創業邦睿獸分析數據來源：創業邦睿獸分析數據來源：創業邦睿獸分析00056510864

139、244332211收并購事件（個）收并購事件（個）收并購事件（個）2019520184832212020220213202214深圳2北京2上海1撫州1?？?濟南1中山1廣州1南通1蘇州1無錫DNA測序基因治療藥物合成工業酶基因編輯49創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告活躍的投資機構Top15榜數據來源：創業邦睿獸分析030252015105投資公司數量（個）梳理收并購事件，億元以上事件有7個，主要分布在北京（2個）、深圳（2個），以基因/細胞治療（3個）、DNA測序（2個）企業為主。其中博雅生物以53.58億元被華潤醫藥并購，并購金額位列榜首。2018-2022年合成生物學企

140、業大額收并購事件（2億元以上）數據來源：創業邦睿獸分析企業簡稱城市二級賽道融資輪次收并購時間收并購金額（億元）投資方博雅生物撫州基因/細胞治療并購2020.09.3053.58華潤醫藥瑞萊生物深圳基因/細胞治療并購2017.05.0911.79潤達醫療利德曼北京基因/細胞治療并購2018.12.269.9凱得科技艾克韋生物濟南藥物合成并購2021.12.035.04高新發展、濟高控股陽光保險美因基因北京DNA 測序并購2018.05.113.88美年健康誠信藥業南通DNA 測序并購2020.12.113.07金達威真邁生物深圳工業酶被收購2021.06.222.55圣湘生物04中國投資機構的布

141、局與投資案例2018-2022年合成生物學在一級市場逐漸變得炙手可熱，已掀起一輪投資熱潮，知名投資機構頻頻出手，投資公司20個以上的包括紅杉中國、中金資本、君聯資本、高瓴創投、禮來亞洲基金、啟明創投等。其中紅杉中國、中金資本、君聯資本位列活躍機構榜三甲。紅杉中國、中金資本、君聯資本等機構頻頻入局合成生物賽道紅杉中國中金資本君聯資本高瓴創投禮來亞洲基金啟明創投辰德資本 松禾資本 Temasek Holdings淡馬錫夏爾巴投資 博遠資本元生創投高瓴資本 CPE源峰 經緯創投28232322222017171616161515141450創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告紅杉中國投

142、資美國公司Moderna成為全球行業標桿，成功上市的中國公司包括博瑞醫藥、諾禾致源、瑞科Top10活躍的投資機構投資案例投資機構機構類型總部所在地投資公司數主要獲投企業紅杉中國VC/PE香港28英矽智能、微構工廠、啟函生物、博瑞醫藥、紐福斯、恩和生物、百福安生物、分子之心等中金資本VC/PE北京23鹍遠生物、和譽生物、和瑞基因、臻和科技、瑞博生物等君聯資本VC/PE北京23艾博科技、未知君、盟科藥業、瑞科生物、諾輝健康等高瓴創投VC/PE北京22藍晶微生物、多禧生物、望石智慧、西湖歐米、引航生物、昌進生物、卡尤迪等禮來亞洲基金CVC上海22康諾亞生物、傳奇生物、世和基因、亙喜生物、新格元生物等

143、啟明創投VC/PE上海20邁杰轉化醫學、信念醫藥、原啟生物、諾輝健康、海爾施基因等辰德資本VC/PE上海17可瑞生物、輝大基因、西湖歐米、睿昂基因、杰毅生物等松禾資本VC/PE廣東17華大智造、圣湘生物、昭衍生物、博雅基因、吉因加等Temasek Hold-ings 淡馬錫VC/PE新加坡16弈柯萊生物、Impossible Foods、維泰瑞隆、藥明巨諾、嘉和生物藥業等夏爾巴投資VC/PE廣東16和元生物、賽分科技、諾輝健康、科賽睿生物、志道生物等博遠資本VC/PE上海16齊碳科技、惠利生物、Exegenesis Bio、瀚辰光翼、景杰生物等數據來源：創業邦睿獸分析數據來源：創業邦睿獸分析艾

144、博科技、英矽智能、和譽生物等公司深受活躍機構追捧受投資機構關注的代表企業企業簡稱當前輪次總部所在地活躍機構投資次數部分歷史投資方和譽生物IPO上海10啟明創投，中金資本，禮來亞洲基金，正心谷資本，GIC 新加坡政府投資公司，清池資本 Lake Bleu Capital,Janchor Partners，銳智資本，奧博資本（亞太區）等士澤生物A+輪蘇州8啟明創投，禮來亞洲基金，金圓資本，中新產投，元禾控股，鈞山投資，峰瑞資本，紅杉中國，道遠資本，嘉程資本，峰瑞資本，元生創投，泰達科投等英矽智能D+輪香港7禮來亞洲基金，啟明創投，斯道資本，F-Prime Capital，創新工場，蘭亭集勢，Bol

145、d Capital Partners，百度風投，渤海華美，Warburg Pincus 華平投資，波士頓咨詢集團中國等艾博科技C+輪蘇州6Temasek Holdings 淡馬錫，高瓴創投，云鋒基金，禮來亞洲基金，博裕資本，人保資本，云鋒基金，優山資本，高榕資本，晨壹投資，Octagon Capi-tal,Kaiser Permanente Ven 等康諾亞生物上市公司定增成都5高瓴資本，禮來亞洲基金，博裕資本，奧博資本（亞太區），清池資本 Lake Bleu Capital，未來資產投資，晨嶺資本景順控股，瑞銀集團，Temasek Holdings 淡馬錫，聯想之星，漢康資本等生物等。君聯資

146、本入局盟科藥業、諾輝健康等優質企業，中金資本也押中思路迪、和譽生物等上市公司。51創投市場分析2022 年中國合成生物學產業發展報告和譽生物、士澤生物、艾博科技、英矽智能、康諾雅生物等公司深受活躍投資機構的偏愛，分別獲得TOP20活躍投資機構投資次數為10、8、7、6、5次。其中，艾博科技獲得活躍機構參與的7億美元C輪融資交易，英矽智能獲得活躍機構參與的2.55億美元C輪融資交易。05創投市場趨勢從全球合成生物學投融資市場看，北美仍是最活躍的地區，亞太地區未來幾年將獲得較快地增長。在政府和私人投資的支持下，臨床試驗中強大的合成生物制品管道潛力和持續增長的健康食品需求，將帶動醫療健康、食品營養賽

147、道投融資將持續火熱。此外，農業、自動化試驗設備、DNA合成、生物工程賽道未來發展空間較大。從中國合成生物學投融資市場看，行業處在早期階段，發展機遇巨大，上海、北京、蘇州、深圳、杭州等一線及新一線城市，依托優秀的產業生態、人才技術、金融資源等要素資源，將繼續引領中國合成生物學創新格局。近期看，醫療健康、化工能源領域作為合成生物學兩大應用市場，預計基因/細胞治療、藥物合成、RNA藥物、美容護膚及化學品賽道投融資將持續火熱；中長期看，農業、食品領域投融資將會逐漸興盛，直接經濟貢獻影響力將持續增大。隨著生物系統越來越數字化、工程化，平臺型公司逐漸有用武之地，以數據化的超級平臺打通DBTL循環，完成多品

148、類產品落地，賦能帶動上下游發展。52代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告代表案例研究PART 04January.20232022 年中國合成生物學產業發展報告SYNTHETIC BIOLOGY53代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告LanzaTech于2005年在新西蘭成立，其將專有的微生物技術與合成生物學結合，將廢碳轉化為可持續燃料、織物、包裝等工業用品。2022年3月，LanzaTech宣布將通過SPAC的方式登陸納斯達克，與AMCI Acquisition Corp.l的業務合并上市，估值為22億美元。根據創始人自述，2022年收入將達到6500萬美元，20

149、23年將達到1.78億美元。1）基本信息企業名稱：LanzaTech Global,Inc.定位：創新的碳捕集和轉化（CCT）公司，通過回收碳來制造人們日常生活中所需的用品。LanzaTech是一家面向未來的氣體發酵技術服務商，開發了生產低成本的液態生物燃料和高價值的化學制品的特有技術平臺，可以利用多種廢氣資源生產燃料和塑料等產品。2）創始團隊Jennifer Holmgren博士，LanzaTech公司首席執行官，在加入LanzaTech之前，Jennifer創立UOP（霍尼韋爾），任副總裁/總經理，負責可再生能源和化學品事業部，擁有超過30年的商業化經驗，是普林斯頓大學安德林格能源與環境中

150、心顧問委員會的成員，美國國家工程院的成員。Sean Simpson博士，聯合創始人兼首席科學官，是氣體發酵領域的專家，領導公司開發和規?；瘹怏w發酵工藝技術，發表了20多篇論文，擁有200多項專利，專利涵蓋氣體發酵的所有領域，包括發酵工藝和微生物、氣體原料處理、產品和廢物處理。代表案例研究01LanzaTech：合成生物學“碳智能”第一股54代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告3）發展歷程2007年1月，獲得K1W1，Khosla Ventures科斯拉風投的天使輪投資，4月獲得科斯拉風投350萬美元的A輪融資。2010年7月，獲1800萬美元B輪融資。2013年11月，獲5580

151、萬美元C輪融資。2014年12月，獲1.12億美元D輪融資。2015年，團隊榮獲EPA總統綠色化學獎，和IOC-DBT高級生物能源研究中心（由印度生物技術部和印度石油有限公司共同資助）開發了將CO2回收為富含omega-3脂肪酸的工藝。2016年，從美國能源部獲得400萬美元用于建設低碳噴氣和柴油示范設施。2018年，中國首個商業規模工廠開始運營，將鋼廠排放物轉化為乙醇，維珍航空的商業航班上使用了鋼廠排放生產的可持續航空燃料。2019年8月，獲Novo Holdings的7200萬美元E輪融資。2020年，成立并分拆出一家新公司LanzaJet，以擴大可持續航空燃料的生產。2021年，科蒂集團

152、宣布從2023年起在大部分香水生產中使用CarbonSmartTm乙醇；首個ZARA系列由CarbonSmartTm乙醇生產的聚酯織物制成；與德國巴斯夫合作生產特種化學品；和瑞士運動品牌On、Borealis合作生產用于跑鞋的EVA泡沫。LanzaTech融資歷程融資輪次事件時間融資金額投資方E 輪2019.08.077200 萬美元Novo HoldingsD 輪2014.12.081.12 億美元NZ Super Fund 領投，Khosla Ventures 科斯拉風投領投，中金公司，K1W1 等C 輪2013.11.245580 萬美元Malaysian Life 5ciences C

153、apital Fund 領投，啟明創投，Khosla Ventures 科斯拉風投，K1W1B+輪2012.10.031500 萬美元Western Technology Investments(WTI)B 輪2010.07.131800 萬美元啟明創投領投，Khosla Ventures 斗斯拉風投，軟銀中國A 輪2007.04.25350 萬美元Khosla Ventures 科拉風投領投天使輪2007.01.01未披露K1W1，Khosla Ventures 科斯拉風投數據來源：創業邦睿獸分析4）LanzaTech關鍵成功因素分析（KSF）技術全球領先碳捕集與碳轉化（CCT）LanzaT

154、ech獨特的氣體發酵技術，本質上是利用經過基因改造的微生物將一氧化碳，或一氧化碳與氫氣混合物轉化為各種燃料和化學品。主要以富碳氣體為原料，生產碳氫化合物或者醇類化合物（丁二醇、乙醇等），再參與生成塑料等生活用品。在實驗室中，該公司已成功地誘導轉基因細菌生產50余種不同的工業碳氫化合物，除已經進入商業規模生產的乙醇之外，丙酮和異丙醇在中試規模生產，準備進入商業化。LanzaTech還試圖用工業廢氣制造航天燃油和柴油，成立了LanzaJet子公司，并獲美國能源部資助，后續將致力于更大規模上制造新的化學中間體。55代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告非食物、低價值的氣體原料2，3-丁二

155、醇（2，3-BD）丁烯、丁二烯和甲乙酮等碳氫燃料以及聚合物、合成橡膠、塑料和紡織品等多種化學品垃圾產生的合成氣重整天然氣資料來源：著陸TouchBase，創業邦研究中心整理LanzaTech利用氣體發酵技術生產2,3-丁二醇流程鋼鐵廠、煉油廠和煤炭長產生的工業廢氣商業化路線清晰技術授權與合作開發LanzaTech的商業思路清晰利用自己的“氣體發酵技術”，通過技術授權與合作開發的方式，為其他企業提供環保解決方案。2013年，西門子冶金技術部與LanzaTech簽署了一份長達10年的合作協議，計劃向全球鋼鐵行業提供綜合環保解決方案的開發和營銷。2018年5月，這項將富碳氣體轉化為乙醇的技術也正式在

156、中國首鋼旗下的河北省曹妃甸京唐鋼廠投入商用。截至目前，LanzaTech已收獲聯合利華（Unilever）、歐萊雅（LOreal）、Lululemon和科蒂集團（Coty）等十余家知名企業相繼成為其下游的合作伙伴，使用捕獲和回收的碳排放作為原材料，為消費品制造包裝和配料，涉及生物燃料、服裝跑鞋、塑料包裝、香水等各類日常用品。LanzaTech規劃清晰長期聚焦工業領域“碳智能”，短期注重成本突破合成生物學技術應用場景十分廣泛，而LanzaTech聚焦通過“氣體發酵”實現綠色化工制造和工業負碳，推動制造業進入“碳智能”的時代。但僅關注于技術本身并不足以解決廣泛制造業的資源困境，Sean Simps

157、on博士表示，想要讓生物能源盡可能地取代化石資源，首要問題在于找到具有極大儲備的可用替代資源，在此之后，還需要讓替代資源順利地進入到既有、成熟的制造業供應鏈之中。LanzaTech創新的可持續生產方式仍在發展初期，其相對較低的產量必將導致更高的價格，而石油工業則非常成熟，每天能達到1億桶石油的量產速度，那么對于LanzaTech而言，短期內最大的問題就是成本問題。不過，存在于廢棄物中的碳資源存量幾近于無限，且無處不在，原材料易獲取，價格低廉，生產過程安全，因此LanzaTech提供的解決方案非常受“環境友好”型國家和地區青睞，目前LanzaTech已在重點攻克相較于傳統化石能源的成本問題，一旦

158、實現低成本的可再生能源，將會徹底顛覆工業生產。56代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告Moderna于2010年成立于美國馬薩諸塞州。自2012年起，十年時間共完成14輪融資交易，總金額共計35.86億美元。2021年，Moderna營收184.71億美元，凈利潤122.02億美元，同比增長1733%。其中，mRNA疫苗Spikevax（mRNA-1273），作為FDA正式批準的第二款新冠mRNA疫苗，作為Moderna唯一上市的產品，2021年全年銷售8億多劑，貢獻營收177億美元。1）基本信息企業名稱：Moderna Therapeutics.定位：創新mRNA藥物和疫苗研發

159、商，設計mRNA來為細胞提供制造特定蛋白質的方向，幫助人體免疫系統預防或治療某些疾病。mRNA藥物能夠引導機體細胞產生細胞內蛋白或分泌蛋白，對患者和健康人有治療或預防益處。Moderna正在通過與戰略合作伙伴的合作項目，開發其創新的傳染病、腫瘤免疫、罕見病和心血管疾病的mRNA藥物，期望解決許多目前無可成藥的靶點或未滿足的醫療需求。2）核心團隊C E O：S t p h a n e B a n c e l，畢 業 于 巴 黎coleCentrale（ECP）工程碩士學位，明尼蘇達大學化學工程理學碩士學位和哈佛商學院工商管理碩士學位。曾擔任法國診斷公司bioM rieuxSA（BIM）的首席執行

160、官、亞太區銷售和營銷總監，在禮來公司擔任比利時董事總經理和全球制造戰略與供應鏈執行董事。目前是Flagship Pioneering的創業合伙人，在Indigo董事會任職，自2011年10月起擔任Moderna的首席執行官。President：Stephen Hoge，獲得了舊金山加州大學的醫學博士學位和阿默斯特學院的神經科學學士學位。曾擔任紐約大學/貝爾維尤醫院的住院醫師，私人生物技術公司Axcella Health Inc的董事會成員，麥肯錫公司負責人和合伙人，也是麥肯錫公司醫療保健業務的領導者。于2013年1月加入Moderna，自2015年2月起擔任公司總裁兼公司研發主管。3）成長歷程

161、2012年12月完成4000萬美元的A輪，資方為Flagship Pioneering。2013年10月完成2460萬美元的B輪，資方為Darpa，2013年11月完成1.1億美元的C輪，資方為Flagship Pioneering。2014年1月完成2500萬美元的D輪，資方為Alexion Pharmaceuticals。2015年完成4.5億美元的E輪，H10N8流感候選疫苗（mRNA-1440）進入臨床I期研究階段。2017年第一劑人用多價疫苗（mRNA-1653）進入臨床研究階段，用于預防人偏肺病毒（hMPV病毒）和副流感病毒。2018年12月完成6.04億美元的IPO上市。2019

162、年，首個由mRNA編碼的抗體應用到臨床試驗中。2020年美國疾病控制和預防中心投票建議在美國18歲及以上的人群中使用COVID-19疫苗。2022年獲得美國FDA對COVID-19疫苗的全面批準。02Moderna：生物科技行業歷史最高IPO的創紀錄者57代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告融資輪次事件時間融資金額投資方上市公司定增2022.10.132.5 億美元Merck 默沙東上市公司定增2020.07.264.72 億美元BARDA上市公司定增2020.04.174.83 億美元BARDAIPO2018.12.066.04 億美元未披露Pre-G 輪2018.05.031

163、.25 億美元MerckF+輪2018.02.015 億美元Viking Global Investors（VGI），紅杉中國，Pictet Private Equity Investors S.A.，Julius Baer Group 等F 輪2016.09.07800 萬美元BARDAPre-F 輪2016.08.244.74 億美元AstraZenecaE+輪2016.01.122000 萬美元Bill&Melinda Gates FoundationE 輪2015.01.054.5 億美元RA Capital Management，Wellington Management，Invus

164、 Group 等D 輪2014.01.142500 萬美元Alexion PharmaceuticalsC 輪2013.11.201.1 億美元Flagship PioneeringB 輪2013.10.022460 萬美元DARPAA 輪2012.12.064000 萬美元Flagship PioneeringModerna融資歷程Moderna的mRNA設計路徑 數據來源：創業邦睿獸分析資料來源：公開資料4)Moderna關鍵成功因素分析（KSF）Moderna先進的技術路徑：mRNA設計作為數字生物技術公司，專有的基于網絡的mRNA設計工作室中能最大限度地提高mRNA的效用，其研究引擎結

165、合了專有的數字藥物設計工具和高度自動化的生產設施，使1.制造mRNA藥物為了保護mRNA并幫助將其遞送到細胞中，mRNA被脂質或脂肪包裹2.將mRNA遞送到體內mRNA疫苗作為注射劑給予，未來的mRNA治療可能通過輸注來傳遞4.分解一旦完成工作，mRNA就不會在體內停留很長時間，它不會引起永久性的變化或改變DNA3.創造合適的蛋白質一旦疫苗被輸送，身體就會接管并根據mRNA的指示制造蛋白質Moderna能夠快速推進mRNA疫苗和治療方法?？茖W家可以選擇人類蛋白質組中的任何蛋白質進行工程設計，也可以設計出新的蛋白質，探索以前未被發現的途徑。0103020458代表案例研究2022 年中國合成生物

166、學產業發展報告Moderna的mRNA設計具有如下特點：1）蛋白質靶向：Moderna的科學家要求mRNA用于特定蛋白質，蛋白質靶標自動轉化為初始優化的mRNA序列，使用公司的序列設計器模塊，不斷改進的專有學習，定制從5-UTR到編碼區域再到3-UTR的整個mRNA；2）mRNA tailoring：Moderna專有的內部數字應用套件包含一個序列設計器模塊，用于定制整個mRNA序列；3）并行設計：基于云容量的實用性使公司能夠按需提供靈活的計算容量，為多個mRNA序列的并行設計提供動力；4）自動化平臺：mRNA設計工作室與Moderna的自動化平臺集成-通過mRNA合成的每個階段指導訂單，一旦

167、下訂單，高通量mRNA臨床前生產設施將管理mRNA構建體的制造，并在短短幾周內交付。Moderna完善的專利布局：多種核苷的專利授權，自研的遞送技術平臺Moderna在成立之初，就非常重視技術和專利的積累，為了解決mRNA修飾技術上的專利風險，將核心技術掌握在自己手上，Moderna的科研團隊經過不懈努力，終于成功地找到了1甲基假尿嘧啶，并于2014年拿到了使用包括1甲基假尿嘧啶在內的多種核苷的專利授權。此外，Moderna重視解決mRNA精準遞送問題。目前，Moderna已擁有了自研的遞送技術平臺。而另外兩大mRNA巨頭CureVac AG和BioNTech，其LNP遞送系統均從外部引入。M

168、oderna的mRNA遞送技術平臺來源：動脈網，創業邦研究中心整理Moderna豐富的產品管線Moderna公司的研發管線涉及多個領域，是全球產品管線最豐富的mRNA疫苗及藥物研發商，主要研究領域有新冠疫苗、流感疫苗、預防性疫苗、系統分泌和細胞表面治療；探索性領域有腫瘤疫苗、局部再生療法、細胞療法等。經藥融云數據庫查詢，截至2022年7月，Moderna研發管線上共有1款mRNA疫苗（Spikevax）獲批上市，33款正在進行1/2/3期臨床試驗，以及26款藥物處在臨床前階段。其中，感染領域最為突出，新冠藥物最為亮眼。59代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告Moderna的產品管

169、線及研發進度（部分）來源：藥融云、Moderna官網030252015105藥品數量（個）藥物發現4臨床前26無后續進展報道20I期臨床10II期臨床15III期臨床8批準上市1研究暫停1研究終止360代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告Moderna全面的商業規劃Moderna對內規劃出明晰的商業模式mRNA平臺服務+mRNA疫苗/藥物研發。除自研產品外，mRNA早期開發引擎服務結合了工藝開發、毒理學研究、全球監管相互作用以及mRNA疫苗和治療方法的臨床研究準備和執行的內部和外部功能，能夠對客戶提供優質快捷的服務。Moderna對外重視合作。一方面，積極促成與默沙東、阿斯利康、

170、福泰制藥、Pharmaceutical Product Development等頭部的制藥企業戰略合作。另一方面，也積極與頂尖的學術科研機構達成戰略合作，包括卡羅林斯卡研究所（KI）、卡羅林斯卡大學醫院（KUH）、巴斯德研究所（Institut Pasteur）等，并在瑞典斯德哥爾摩創建了新實驗室，加入人類疫苗項目?；谏虡I及學術上積極的對外合作，Moderna不僅能夠快速布局市場，還可獲得充分的技術、人才、資金、上下游產業資源的支持，以此得到最快最優的發展。態創生物為95后張志乾博士生于2021年創立而成，在短短10個月內獲取過億美元融資，被評價為全球合成生物新銳力量。公司成立第一年銷售額達

171、到1億人民幣，且不到兩年時間，已獲得A輪、A+輪兩輪融資，單筆金額過億美元。目前在庫物質約有50種，在售物質達30余種，包括小分子肽、赤蘚糖醇和大宗商品，可為科技護膚、食品飲料、生物材料、醫用原料等領域提供研產一體化解決方案。1）基本信息企業名稱：態創生物科技（廣州）有限公司定位：合成生物學技術研發商。態創生物是國內首批實現多種物質量產且規模商業化的生物制造平臺，致力于推動生物制造替代化工、開辟“萬物生長”新時代，與眾多合成生物專家聯手打造研產一體化，在TidetronAltra平臺型菌株庫的基礎上，利用多種基因編輯工具，定向進化和高通量篩選等手段構建高效的細胞工廠，實現了生物制造的量產和普適

172、性的絕對突破，形成規模商業化。2）核心團隊創始人兼CEO：張志乾博士，中山大學中山醫學院臨床醫學博士，多年從事醫學及生物學基礎研究，曾在耶魯大學醫學院訪學，以及在華南干細胞研究中心、中山眼科中心、耶魯大學Cardiovascular Center從事研究。3）成長歷程態創生物的核心創始團隊在公司成立前就有3-4年技術積累，創業之初即擁有20余種物質的生產經驗，也積累了豐富的意向客戶資源。2021年1月公司成立于廣州；2021年4月在山東建發酵工廠；2021年11月覆蓋30余種物質的生產經驗；2021年12月開創產學研模式，態創生物與中山大學、江南大學、材料化學工程重點實驗室等科研單位先后展開聯

173、合研究與實踐合作。2021年全年銷售額約1億人民幣，是國內為數不多的在早期即盈利的合成生物學公司。態創生物在2021年獲得4輪融資，融資額過1億美元，歷史投資者包括IDG資本、君聯資本、九合創投、真格基金等一線基金。03態創生物：合成生物學技術研發商61代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告態創生物的融資歷程態創生物多物質量產的生物制造平臺數據來源：創業邦睿獸分析融資輪次事件時間融資金額投資方A+輪2021.12.01過億美元IDG 資本領投A 輪2021.09.01過億人民幣君聯資本Pre-A 輪2021.05.01數千萬人民幣真格基金天便輪2021.02.01數百萬人民幣九臺創

174、投4）態創生物關鍵成功因素分析（KSF）精準選擇切入點：充分發揮內外雙重優勢，前景廣闊創始人張志乾帶領團隊將小分子活性肽作為切入點，第一個選品的成功，使公司獲得了盈利和后續融資，進而推動研發和商業化進展。小分子肽作為市場切入點，關鍵在以下兩點：1）原料設備人工投入小、成本低，具有量產優勢；2）具備高附加值，成品品質純度高。此外，態創生物以生物發酵作為生產方法，其自身也具備獨特優勢：1）態創生物利用自有的微流控（高通量篩選）平臺、定向進化平臺等七大技術平臺，篩選生產效率最高的細胞工廠，強勢助力菌株構建、底盤細胞開發和提升效率；2）智能工廠，精密控制、縮短中試規模量產周期，使得公司做到快速提升發酵

175、生產效率，擴大量產的規模效益。平臺型企業：科研實力強大，全產業鏈助力成本精控團隊科研實力強，并有中山大學、江南大學、材料化學工程國家重點實驗室等研發合作方，利用先進的技術平臺，實現快速高效打造優質物質的能力，對委托客戶可做到快速搭建用戶的生物制造方案，對于本公司自產產品具備跨領域的穩定量產能力。62代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告來源：態創生物官網5）未來3-5年戰略布局態創生物發展前景頗具想象空間。態創生物不僅已在美妝、食品等行業積累了豐富資源，未來的3-5年，公司也將繼續放大技術，擴大選品，后續往市場份額作為平臺型3.0企業，1）擁有全產業鏈能力，上游以元件、菌種庫等平臺

176、助力細胞工程搭建，中端注重目標產物合成路徑、代謝路線、表達載體等高效循環運作，通過微流控等平臺提升發酵效率，下游構建完善的小試中試量產路徑；2）物質研發、生物方案設計能力，多種跨領域產品量產能力。更大、應用更廣的大宗產品擴展，基于萬物生長的理念，往國家政策支持的綠色生產、可持續產品領域拓展，如醫藥中間體、可降解塑料等生物材料。藍晶微生物（Bluepha）成立于2016年10月，是一家基于合成生物技術從事分子和材料創新的企業，致力于設計、開發、制造和銷售新型生物基分子和材料，包括可自發完全降解的生物材料PHA、有效緩解焦慮的功能飲料成分和補償人體常見代謝缺陷的新型功能益生菌等，從而幫助消費品、醫

177、療保健、農業環保和電子電氣等眾多行業的B端頭部客戶在行業內開展差異化競爭。1）基本信息企業名稱：北京藍晶微生物科技有限公司定位：藍晶微生物是一家基于合成生物技術進行分子和材料創新的國家級高新技術企業。藍晶微生物深度整合基因工程、發酵工程、材料科學、數據科學和自動化，搭建了基于合成生物技術和工業4.0的數字化研發平臺，進行新型生物基分子和材04藍晶微生物：新型生物基材料研發商63代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告料的研發創新，以及產業化鏈條中的關鍵技術攻關。其中，首個商業化量產的產品海洋可降解材料藍素PHA（聚羥基脂肪酸酯）正在江蘇省鹽城市建設萬噸級生產線。此外，公司還儲備了十余

178、種新型分子和材料產品研發管線，涵蓋的應用場景包括環保、醫療健康、美妝消費和創新食品等領域，每條產品管線均對應10億美元以上的直接市場規模。公司正在依靠自建的數字化研發平臺，持續推進新研發管線的產業化落地。2）核心團隊創始人兼總裁：李騰博士，清華大學生命科學本科、生物材料與合成生物學博士，國際基因工程機器大賽（iGEM）金牌獲得者，開發了對于細胞代謝通路進行系統性精細調控的基因表達工具和實驗方法，并將其應用于PHA的低成本生物合成。2016年和張浩千博士共同創辦藍晶微生物并擔任總裁，負責包括產品、技術開發、工程生產、組織建設和技術研究方面工作。聯合創始人&CEO：張浩千，北京大學生物科學本科、整

179、合生命科學（物理學）博士，在頂級學術期刊發表研究論文20+篇，曾數次獲得國際基因工程機器大賽（iGEM）決賽冠亞軍。2018年10月起擔任公司CEO，負責公司的各項對外事務，包括戰略、融資、市場以及其他影響公司發展擴張的重要事項。2020年，聯合中國科學院深圳先進技術研究院、清華大學、北京大學以及中山大學共同參與國家重點研發計劃魯棒型人工基因元器件的設計原理與應用(2020YFA0906900)，負責帶領團隊研究和開發魯棒型人工基因元件的集成和應用。3）成長歷程藍晶微生物的發展歷程來源：藍晶微生物，創業邦研究中心整理藍晶微生物自2016年成立至今共獲得8輪融資，總金額約16億人民幣。2017年

180、2月完成540萬人民幣的天使輪，資方為峰瑞資本、泰有基金、啟迪創投。2018年2月獲國家高新技術企業認定，5月完成1000萬人民幣的Pre-A輪，資方為峰瑞資本、力合創投。2019年11月完成4000萬人民幣的A輪，資方為峰瑞資本、中關村發展啟航產業投資基金、中關村發展集團、前海母基金。2020年9月承擔國家重點研發計劃“合成生64代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告物學”重點專項。2021年2月、8月完成2億人民幣的B輪、4.3億人民幣的B+輪融資。2022年1月完成8.7億人民幣的B+輪，江蘇省鹽城市濱?？h年產25,000噸藍素的超級工廠動工建設，與四環醫藥集團成立合資公司，

181、共同開發再生醫學材料；承擔國家重點研發計劃“生物與信息融合”重點專項。2022年，與江南大學、蘭州大學成立聯合實驗室，與荷蘭Helian polymers公司、帝肯（Tecan）中國、日本蝶理株式會社等開展戰略合作。2022年10月獲北京市“專精特新”中小企業認定。態創生物的融資歷程數據來源：創業邦睿獸分析融資輪次事件時間融資金額投資方B+輪2022.01.108.70 億人民幣黃海金控，元生資本，中平資本，國企混合所有制改革基金，峰瑞資本等Pre-B2 輪2021.12.31數千萬人民幣浦發硅谷銀行B+輪2021.08.094.3 億人民幣碧桂園創投領投，華興醫療產業基金，方圓資本，弘溪投資

182、，泰合資本，高瓴創投，光速中國，峰瑞資本等B 輪2021.02.262 億人民幣高瓴創投領投，三一創新投資，峰瑞資本，前海母基金，中關村發展啟航產業投資基金，中關村發展集團等A+輪2020.05.272000 萬人民幣松禾資本領投A 輪2019.11.154000 萬人民幣峰瑞資本，中關村發展啟航產業投資基金，中關村發展集團，前海母基金Pre-A 輪2018.05.101000 萬人民幣峰瑞資本領投，力合創投天使輪2017.02.01540 萬人民幣峰瑞資本領投，泰有基金，啟迪創投4）藍晶微生物關鍵成功因素分析（KSF）藍素 PHA：來源于微生物發酵的可生物降解材料藍晶微生物自2016年創立以

183、來，完成了藍素生物材料從實驗室到產業化的全流程，是目前全球為數不多具備“從概念到產品”全鏈條能力的合成生物技術企業。藍素屬于天然高分子材料PHA，由微生物利用淀粉或油脂合成。作為一種高分子材料，它不僅有類似石油基塑料的性能，而且具有優異的耐熱性、熱封性、阻隔性、水解穩定性，以及海洋可降解性。為實現全球碳中和并解決塑料垃圾污染，藍素提供了獨特的解決方案。65代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告PHA是目前商業化生物降解材料中唯一可以與纖維素和淀粉進行比較的，在不同環境中都可以進行很好降解的天然高分子材料。PHA制造技術被列入國家發展改革委國家重點推廣的低碳技術目錄，是我國重點推藍晶

184、微生物的藍素 PHA制造方法來源：藍晶微生物官網廣的減碳技術。與PLA、PBAT和PBS材料相比，藍素兩個牌號的產品在水解穩定性和熱變形溫度上都有突出的表現。同時，BP330具有較好的防潮性、剛性和氣體阻隔性，BP350具有較好的韌性和透明度。66代表案例研究2022 年中國合成生物學產業發展報告藍晶微生物的藍素 PHA產品的優勢來源：藍晶微生物官網5）未來3-5年戰略布局未來，藍晶微生物以“1個超級實驗室+N個超級工廠”創新綜合體為發展目標。持續推進藍素規?；a設施的建設運營、工業4.0合成生物學研發平臺Synbio OS的開發部署，圍繞再生醫學材料、美妝新功能成分、新型食品添加劑、益生菌

185、等應用方向快速推進新產品的研發，并在商業模式上探索新的路徑，構建與合作伙伴共同成長的創新生態。數字化生物反應器平臺：用計算和數據科學重塑生物技術藍晶微生物將合成生物學與自動化、邊緣計算等工業4.0技術相結合，搭建了研發平臺Synbio OS（Synthetic Biology Operating System），將合成生物學的DBTL閉環從實驗室拓展到工業場景。BlueArk使用藍晶微生物100%自主研發的工業軟件，可以便捷地實現實驗流程的設計和多任務規劃，解決了國外實驗設備軟件開放度低、不同設備之間協作性差的問題，為Synbio OS后續各類功能模塊的開發奠定基礎。通過Synbio OS，研

186、發和生產過程中積累的大量過程數據和工程經驗得以沉淀，并在后續新產品的研發落地過程中復用，從而形成飛輪效應。未來，藍晶微生物單個產品管線的研發周期將在現有基礎上再縮短70%。藍晶微生物的數字化生物反應器平臺藍晶微生物官網672022 年中國合成生物學產業發展報告總結建議總結建議未來3-5年內是合成生物學的關鍵時期，隨著底層技術突破和轉化將迎來爆發式增長。合成生物學在2021-2022年投融資市場較為火熱，但國內初創公司大多還沒進入到產品真正落地的階段，現階段仍需要結構性的突破，中間可能會經歷短暫回調。疊加碳中和等利好政策和綠色消費的興起，隨著科研論文持續發表和技術成果持續轉化和商業化，更多投資方

187、、政府引導基金加大投資頻次和力度，未來3-5年將是底層技術突破驗證和轉化擴容的關鍵時期行業，合成生物學將迎來全面開花的爆發式增長，誕生更多的獨角獸乃至上市企業。未來核心技術突破將來自以下幾大方向：底盤細胞的基因編輯，包括CRISPR-Cas9基因編輯、連續的多基因編輯體系、快速的迭代優化周期、連續定向進化等；DNA元件庫、蛋白表達優化、系統化代謝流程設計和優化等方向；自動化/高通量實驗設備和生物設計軟件，快速開展定向催化篩選和底盤細胞改造。此外，依據人類的終極追求，能源環保、食品飲料、農業技術、健康領域發展空間極為廣闊，應用級產品將日益豐富。比較看好市場規模較大的大單品或覆蓋領域廣闊的小產品，

188、生物基材料、功能原料和人造蛋白、基因/細胞治療、微生物療法、生物農藥化肥、作物育種等賽道，預計未來幾年將持續快速發展。01行業趨勢合成生物學行業發展上，需要政府及監管機構、產業界、科研界積極互動營造良好的產業環境，需要解決以下問題：系統性地建立科研成果的轉換機制。由于合成生物學涉及較多領域，從技術到商業邏輯驗證較為漫長，鼓勵高校、科研機構與初創企業成立聯合機構開展多方協作，積極培育高價值專利，打通前沿科技成果產業轉化路徑。由于菌株等成果很容易流失或竊取，支持構建知識產權快速協同保護體系。建立明確的相對靈活的監管體系。在化工能源、食品飲料、醫療健康領域涉及產品質量和安全的問題，亟待建立和完善立體

189、的生物安全監管體系，明確轉基因技術、基因編輯技術、微生物療法等前沿技術的應用標準和規范，同時增強政策工具的靈活性、協調性和配套性，推行試點機制、試點窗口讓創新在小范圍跑通，加快新型生物技術產品的審評審批和市場準入。提供持續性的優惠扶持政策。合成生物學研發投入、試錯成本極高，從投研到產業落地周期較長，需要國家和地方政府在項目孵化、人才、資金等方面給初創企業提供持續性的優惠扶持政策。02發展建議682022 年中國合成生物學產業發展報告由于數據來源、技術方法、研究能力等可能存在局限，研究團隊力求但不保證所提供數據信息、模型的完全準確性，分析所得結論僅供參考，創業邦不對報告中信息和結論的準確性、完整

190、性和適用性做任何保證。任何機構或個人援引或基于本報告中數據和結論所采取的任何行動，其所造成的法律后果均與創業邦無關，由此引發的相關爭議或法律責任皆由行為人承擔。本報告由創業邦研究中心編制，報告中文字，圖片，表格等受中國知識產權法等法律保護。除報告中引用的第三方數據及其他公開信息，報告所有權歸創業邦研究中心所有。報告中所引用的第三方數據版權歸原作者或機構所有，創業邦研究中心不承擔任何責任或義務，僅供用戶參考。任何未經授權使用本報告的相關商業行為都將違反中華人民共和國著作權法和其他法律法規的規定，最終解釋權歸創業邦研究中心所有。免責聲明版權說明68創業邦研究中心介紹關于創業邦研究中心創業邦研究中心

191、是創業邦旗下的研究咨詢部門。研究中心基于創業邦領先的、國際化的創業創新創投服務平臺，發揮創業邦生態體系和數據資源的優勢，以專注、客觀、前瞻的精神打造專業的研究咨詢、權威的榜單、智能化的睿獸分析DaaS，助力客戶成功。研究中心關注新興技術領域創業創投創新機會研究，研究領域覆蓋前沿科技、企業服務、智能制造、物聯網、信息通訊、交通出行、新材料、消費、教育、醫療健康、文娛、能源、智慧物流等多個行業，致力于為大企業、政府、機構、創業者提供前沿思考和洞察分析，研究行業趨勢，關注創新機遇，賦能商業決策。創業邦研究中心基于數據池海量資源、深入的調研、客觀公正的評估體系，通過榜單挖掘冉冉升起的初創之星、快速崛起

192、的潛在獨角獸、自我顛覆的創新巨頭、獨具慧眼的投資人與投資機構等，將中國最具潛力的商業力量推向前臺。睿獸分析是創業邦旗下橫跨一二級市場的科創大數據分析平臺，依托15年來積累的豐富數據資源，結合最新的大數據、人工智能、云計算等新興技術，通過產業圖譜、事件、公司、投資機構、產業園區、人物庫等功能模塊，為大型企業、創業公司、政府部門、金融機構、高等院校、科研單位等主體提供“數據+技術+研究/咨詢服務”的全方位大數據解決方案，不僅能捕捉更具前景的商業機會，也讓商業決策更高效、更智慧、更具前瞻性。創業邦官方網站請掃下方二維碼，或敬請關注鏈接：https:/睿獸分析產品請掃下方二維碼，或敬請關注鏈接：https:/ 朱林爽 李嵐嵩設計團隊：李智、李斌才郵箱：地址：北京市朝陽區利澤西街東湖國際中心A座9層創業邦歡迎登陸創業邦睿獸分析查詢更豐富的數據信息關注創新經濟及其推動者