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1、 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 證券研究報告 生物制造大有可為,助力新一波產業革命浪潮 Table_IndNameRptType 醫藥生物醫藥生物 行業專題 行業評級:增持行業評級:增持 報告日期:2025-03-11 Table_Chart 行業指數與滬深行業指數與滬深 300 走勢比較走勢比較 Table_Author 分析師:譚國超分析師:譚國超 執業證書號:S0010521120002 郵箱: 分析師:楊馥瑗分析師:楊馥瑗 執業證書號:S0010524080001 郵箱: Table_Report 相關報告相關報告 1.【華安醫藥】醫療器械專題之腦機接口:中國腦機接口行業發展與展望
2、2025-03-04 2.【華安醫藥】醫療器械專題之基因測序分子診斷掌上明珠,四代測序開啟規?;瘧脮r代 2025-02-主要觀點:主要觀點:Table_Summary 生物制造前景廣闊,助力產業升級生物制造前景廣闊,助力產業升級 生物制造是指以工業生物技術為核心,利用酶、微生物細胞,結合化學工程技術進行目標產品的加工過程,包括生物基材料、化學品和生物能源等。合成生物學作為平臺技術,在生物制造中發揮著至關重要的作用。全球合成生物學市場仍有望保持較快的增速,2028年有望接近 500 億美元。同時合成生物學下游市場多元,在醫療健康、食品與農業、化學工業、消費品等眾多領域均得以廣泛應用。技術突破疊
3、加政策支持,合成生物學產業迎風起技術突破疊加政策支持,合成生物學產業迎風起 多方面因素共同推動著合成生物學的持續發展。多方面因素共同推動著合成生物學的持續發展。技術層面,基因合成和基因測序成本的降低、高效的基因編輯技術的發展為合成生物學的快速發展奠定了堅實的底層技術保障。政策端,各國政府都較為重視合成生物學發展,國內同樣在近年來也陸續推出一系列支持政策,合成生物學產業化發展有望進一步提速。合成生物學重塑產業模式,提供更高效、環保的合成方案合成生物學重塑產業模式,提供更高效、環保的合成方案 合成生物學正在重塑產業生產模式,能夠執行傳統生物技術難以企合成生物學正在重塑產業生產模式,能夠執行傳統生物
4、技術難以企及的任務,同時實現了更高效、更環保的生物合成方案。及的任務,同時實現了更高效、更環保的生物合成方案。傳統的化學合成和天然提取方式往往存在成本高、產量受限、環境污染等問題,而合成生物學通過細胞工廠和人工合成代謝途徑的優化,實現了更高效、更環保的生物合成方案。隨著基因編輯、酶工程、代謝工程等核心技術的突破,合成生物學不僅降低了藥物生產成本,還提升了產能,使大規模工業化生產成為可能。在當前雙碳減排趨勢下,發展合成生物學產業具有深遠的戰略意義。在當前雙碳減排趨勢下,發展合成生物學產業具有深遠的戰略意義。合成生物產業采用生物基材料替代傳統化石基材料,以生物技術替代傳統化工技術。根據世界自然基金
5、會(WWF)估算,到 2030 年,工業生物技術每年可減少 10 億至 25 億噸二氧化碳排放。而統計數據顯示,合成生物技術可在多種生物基材料生產中實現超過 60%、甚至高達 90%的碳減排。我國生物發酵產業規模全球領先,產業鏈完備齊全,更具產能和成本我國生物發酵產業規模全球領先,產業鏈完備齊全,更具產能和成本優勢。優勢。根據中國科學院院刊顯示,國內發酵產品年產量超過 7000 萬噸,氨基酸、有機酸、維生素等核心產品的產量占全球總量的 60%-80%。在合成生物學的推動下,發酵工藝不斷優化,提升了生產效率,推動了生物制造的產業化落地。投資建議投資建議 建議關注川寧生物、金斯瑞生物科技、凱萊英、
6、華熙生物等。風險提示風險提示 技術發展風險、產業化進程不及預期風險、環保合規風險、生物安全風險、監管風險、市場推廣風險。-30%-18%-6%5%17%29%3/246/249/2412/24醫藥生物滬深300Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 2/29 證券研究報告 正文目錄正文目錄 1 行業概覽:生物制造前景廣闊,助力產業升級行業概覽:生物制造前景廣闊,助力產業升級.5 2 政策支持疊加技術突破,合成生物產業迎風起政策支持疊加技術突破,合成生物產業迎風起.9 2.1 政策支持:戰略規劃齊發力,護航合成生物加速起航政策支持:戰略規劃齊發
7、力,護航合成生物加速起航.9 2.2 技術突破:產業鏈技術升級,供給端迎來新發展技術突破:產業鏈技術升級,供給端迎來新發展.12 3 合成生物學重塑產業模式,提供更高效、環保的合成方案合成生物學重塑產業模式,提供更高效、環保的合成方案.15 4 相關公司相關公司.19 4.1 川寧生物:“生物發酵”與“合成生物學”雙輪驅動川寧生物:“生物發酵”與“合成生物學”雙輪驅動.21 4.2 金斯瑞生物科技:依托主業優勢,前瞻布局合成生物學金斯瑞生物科技:依托主業優勢,前瞻布局合成生物學.25 5 投資建議投資建議.27 風險提示風險提示.27 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究
8、 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 3/29 證券研究報告 圖表目錄圖表目錄 圖表圖表 1 合成生物學構建形式合成生物學構建形式.5 圖表圖表 2 合成生物學流程圖合成生物學流程圖.6 圖表圖表 3 合成生物學產業鏈合成生物學產業鏈.7 圖表圖表 4 全球合成生物學市場規模(億美元)全球合成生物學市場規模(億美元).7 圖表圖表 5 合成生物學主要應用前景合成生物學主要應用前景.8 圖表圖表 6 全球合成生物學細分市場規模(億美元)全球合成生物學細分市場規模(億美元).8 圖表圖表 7 合成生物學目前在不同領域的部分產業化應用合成生物學目前在不同領域的部分產業化應用.8 圖表圖表 8 全球部分國
9、家經濟戰略中的合成生物學規劃全球部分國家經濟戰略中的合成生物學規劃.9 圖表圖表 9 中國在合成生物制造領域的戰略部署和政策規劃中國在合成生物制造領域的戰略部署和政策規劃.11 圖表圖表 10 三代基因測序對比三代基因測序對比.12 圖表圖表 11 2001-2020 年基因測序成本(美元)年基因測序成本(美元).13 圖圖表表 12 2024-2034E 全球基因測序市場規模(億美元)全球基因測序市場規模(億美元).13 圖表圖表 13 三代基因編輯技術對比三代基因編輯技術對比.13 圖表圖表 14 基因測序和合成技術單位成本(美元)基因測序和合成技術單位成本(美元).14 圖圖表表 15
10、DNA 讀取和合成生產力(以每人每天核苷酸數量估算)讀取和合成生產力(以每人每天核苷酸數量估算).14 圖表圖表 16 三種主要適應性免疫類型的三種主要適應性免疫類型的 CRISPR 免疫階段免疫階段.15 圖圖表表 17 細胞工廠代謝網絡數字化設計細胞工廠代謝網絡數字化設計.15 圖表圖表 18 丙氨酸生產工藝的對比丙氨酸生產工藝的對比.15 圖表圖表 19 發酵法發酵法 L-丙氨酸和酶法丙氨酸和酶法 L-丙氨酸單位成本對比(元)丙氨酸單位成本對比(元).16 圖表圖表 20 L-丙氨酸增強前體供給、優化啟動子工程、提高外運能力三步驟構建與評估丙氨酸增強前體供給、優化啟動子工程、提高外運能力
11、三步驟構建與評估.17 圖表圖表 21 川寧生物研發的一種頭孢菌素川寧生物研發的一種頭孢菌素 C 的發酵方法的發酵結果對比的發酵方法的發酵結果對比.17 圖表圖表 22 華恒生物從種植到合成生產再到消費后回收的循環經濟鏈條華恒生物從種植到合成生產再到消費后回收的循環經濟鏈條.18 圖表圖表 23 川寧生物研發的一種頭孢菌素川寧生物研發的一種頭孢菌素 C 的發酵方法的發酵結果對比的發酵方法的發酵結果對比.18 圖表圖表 24 2018 至至 1H23 中國生物發酵設備行業市場規模(億元)中國生物發酵設備行業市場規模(億元).錯誤!未定義書簽。圖表圖表 25 2023 年全球小麥產量(噸)年全球小
12、麥產量(噸).19 圖表圖表 26 2023 年全球大米產量(噸)年全球大米產量(噸).19 圖表圖表 27 部分醫藥領域布局合成生物學的企業部分醫藥領域布局合成生物學的企業.20 圖表圖表 28 公司主要產品公司主要產品.21 圖表圖表 29 公司公司 2018 至至 3Q24 營業收入及增速營業收入及增速.22 圖表圖表 30 公司公司 2018 至至 3Q24 歸母凈利潤及增速歸母凈利潤及增速.22 圖表圖表 31 2013-2024 全球抗生素制劑預計市場規模全球抗生素制劑預計市場規模.23 圖表圖表 32 2016-2025 年中國抗生素市場規模趨勢圖年中國抗生素市場規模趨勢圖.23
13、 圖表圖表 33 公司產能分布公司產能分布.23 圖表圖表 34 抗生素中間體抗生素中間體/原料藥主要廠商所在地原料藥主要廠商所在地 2024 年平均晝夜溫差()年平均晝夜溫差().24 圖表圖表 35 公司“綠色循環產業園項目”年產量(噸)公司“綠色循環產業園項目”年產量(噸).24 圖表圖表 36 川寧生物部分產品市占率情況川寧生物部分產品市占率情況.25 圖表圖表 37 2020-1H24 公司營業收入及增速(億美元)公司營業收入及增速(億美元).26 圖表圖表 38 2020-1H24 公司歸母凈利潤及增速(億美元)公司歸母凈利潤及增速(億美元).26 圖表圖表 39 百斯杰高效表達平
14、臺百斯杰高效表達平臺.26 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 4/29 證券研究報告 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 5/29 證券研究報告 1 行業概覽:生物制造前景廣闊,助力產業升級行業概覽:生物制造前景廣闊,助力產業升級 生物制造是指以工業生物技術為核心,利用酶、微生物細胞,結合化學工程技術進行目標產品的加工過程,包括生物基材料、化學品和生物能源等。合成生物學作為平臺技術,在生物制造中發揮著至關重要的作用。合成生物學是運用跨學科知識和技術,通過人工合成方法重新設計、改造自
15、然生物系統或創造人造生命,以研究生命規律并實現有用目的的設計驅動型科學??舍槍μ囟ㄐ枨蠛陀猛?,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 合成生物學設計和構建生物系統的方式主要有自上而下與自下而上兩種。合成生物學設計和構建生物系統的方式主要有自上而下與自下而上兩種。1)自上而下,為反向工程,目標是構建“人造生命”,使用代謝和基因工程技術為活細胞賦予新功能,“人工基因組”是其核心內容,大片段基因組操作、改造以及大規模、高精度、低成本 DNA 合成是關鍵技術。2)自下而上,為正向工程
16、,通過將“非生命”生物分子成分聚集在一起在體外創建新的生物系統,元件標準化模塊構建底盤適配的線路以及對生命過程的途徑、網絡組成及其調控、設計與構建是核心內容,人工線路構建平臺是其關鍵技術。從工藝流程看,合成生物學若從實驗室研發階段推進到產業化落地,需經過細胞構從工藝流程看,合成生物學若從實驗室研發階段推進到產業化落地,需經過細胞構建、生產規模放大兩大階段。建、生產規模放大兩大階段。以植物油、谷物秸稈、二氧化碳等原料為碳源,通過 DBTL(設計-構建-測試-學習)循環過程,實現對底盤細胞的改造,成功構建細胞工廠,再通過生物發酵和酶聯反應、分離純化流程,最終獲得目標產品。圖表圖表 1 合成生物學構
17、建形式合成生物學構建形式 資料來源:摩熵咨詢,華安證券研究所 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 6/29 證券研究報告 底層細胞構建為合成生物學的硬件基礎,底層細胞構建為合成生物學的硬件基礎,DBTL 循環優化則為核心策略。循環優化則為核心策略。此過程包括底盤細胞的選擇、DBTL 循環、目標細胞的設計與改造等,涉及基因測序、基因編輯、基因合成等使能技術。菌種的性能至關重要,會直接影響到產業化成本和效率。DBTL(Design-Build-Test-Learn,設計-構建-測試-學習)可循環模擬工程預測性,構建標準生物系統。通過反復的 D
18、BTL 循環優化基因線路,能夠有效篩選和優化所需的生物合成裝置和系統功能。設計(Design):利用現有的標準化生物元件對基因、代謝通路或基因組進行理性設計,包括宿主選擇和修飾、通路選擇和修飾。關鍵技術涵蓋生物元件庫、計算機輔助設計、代謝通路分析等。構建(Build):在生物系統中對目標基因進行操作,構建細胞工廠。相關技術包括 DNA 合成、大片段拼裝和組裝以及基因編輯等。測試(Test):通過高效、準確和經濟的檢測,評估構建的細胞工廠的實用性。相關技術包括微流控芯片技術、電學和先進光譜傳感器篩選技術、微孔板高通量篩選技術等。學習(Learn):利用并學習測試數據,為下一個循環改進設計提供指導
19、。此階段設計一系列先進技術,如數據收集整合、數據分析、機器學習和建模分析等。規?;a是能否成功實現產業化的關鍵環節。規?;a是能否成功實現產業化的關鍵環節。生產環節包括實驗室小試、中試、量產。在選定合成目標和合成途徑之后,隨著產品的研發,擴大生產,會進一步引出工藝優化問題。過程期間涉及菌種培養、篩選、分離等菌種培育技術,及發酵技術、酶工程技術、分離純化技術等。通過不斷優化最終達到提升合成效率、實現大規模生產,同時降低成本、降低資源消耗、降低環境污染等目的,提高目標產物的轉化效率,下游產品的應用開發,合成生物學已在化工、醫藥、能源等多個領域展現出較大潛力。從產業鏈各環節來看,從產業鏈各環節來
20、看,1)上游關注底層技術突破以及降本增效。)上游關注底層技術突破以及降本增效。上游為底層技術及開發,基因測序技術、DNA 合成技術、基因編輯技術、自動化高通量藥物篩選、AI 賦能等新興生命技術的發展為生物制造提供了堅實的底層技術保障。2)中游更強調技術平臺)中游更強調技術平臺圖表圖表 2 合成生物學流程圖合成生物學流程圖 資料來源:摩熵咨詢,華安證券研究所 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 7/29 證券研究報告 的通用性。的通用性。中游主要是對生物系統及生物體進行設計、改造的技術平臺。生物系統的高度復雜性導致人工設計的基因線路難以一步
21、到位,需經歷長期且反復的調試。為了突破這一瓶頸,構建工程化研究平臺至關重要。自動化設施是工程化平臺的核心,旨在縮短生物設計、制造和測試的周期,降低成本,并推動生物元器件和生物制造平臺的模塊化與標準化設計。3)下游則為應用的具體落地,)下游則為應用的具體落地,核心在于產業化、規?;?,更強調應用領域的聚焦、大規模生產成本、批次間穩定性、良品率等。全球合成生物學市場仍有望保持較快的增速,全球合成生物學市場仍有望保持較快的增速,2028 年有望接近年有望接近 500 億美元億美元。根據CB Insights,全球合成生物學市場規模從 2018 年的約 53 億美元快速增長至 2023 年的171 億美
22、元,期間 CAGR 為 27%。預計在 2028 年全球合成生物學市場規模將達到 498億美元,期間 CAGR 約 24%。合成生物學下游市場多元,在醫療健康、食品與農業、化學工業、消費品等眾多領合成生物學下游市場多元,在醫療健康、食品與農業、化學工業、消費品等眾多領圖表圖表 3 合成生物學產業鏈合成生物學產業鏈 資料來源:BCG,摩熵咨詢,華安證券研究所 圖表圖表 4 全球合成生物學市場規模(億美元)全球合成生物學市場規模(億美元)資料來源:CB Insights,華安證券研究所 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 8/29 證券研究報
23、告 域均得以廣泛應用。域均得以廣泛應用。根據 CB Insights,預計 2023 年醫療健康、專業科研以及化學工業是全球合成生物學最大的三個細分方向。生物醫藥是合成生物學影響較大的領域,包括可應用于細胞和基因治療、部分原料藥和中間體生產、醫療耗材、體外檢測等諸多方向,未來也有望進一步助力更多疾病的預防、診斷和治療。圖表圖表 5 合成生物學主要應用前景合成生物學主要應用前景 圖表圖表 6 全球合成生物學細分市場規模(億美元)全球合成生物學細分市場規模(億美元)資料來源:B Capital 分析,BCG,華安證券研究所 資料來源:BCG,華安證券研究所 圖表圖表 7 合成生物學目前在不同領域的
24、部分產業化應用合成生物學目前在不同領域的部分產業化應用 機構機構 進展情況進展情況 醫藥 CRISPR Therapeutics 采用 CRISPR 基因編輯技術的同種異體 CAR-T 細胞療法 CTX110 獲FDA 再生醫學先進療法認定 Synlogic 高胱氨酸尿癥基因工程藥物 SYNB1353 獲得 FDA 快速通道資格 Modema 開發的 mRNA-1273 在 25 天內完成了 COVID-19 疫苗的序列設計和生產 奕柯萊/通化東寶 中國首個使用生物合成技術的西格列汀仿制藥獲批上市 川寧生物 年產能 1.6 萬噸,包括硫氰酸紅霉素、頭孢類中間體、青霉素類中間體、熊去氧膽酸粗品和
25、合成生物學生產線 金城醫藥 利用大腸桿菌開發煙堿、4AA 以及玻色因等產品并實現連續量產 化工 Double Rainbow 全球首個生物合成天麻素的商業化量產 Genomatica 生物基 1,4-丁二醇工藝商業化 C16Biosciences 利用微生物發酵生產棕櫚油的替代品 華恒生物 年產 5 萬噸生物基 1,3-丙二醇和 5 萬噸生物基丁二酸項目已全面建成并實現了連續量產 能源 LanzaTech 開發利用細菌從 CO2生產乙烯的生物催化劑 中科翎碳 將 CO2還原成生物轉化可以利用的中間體,再通過生物轉化來生產有機產品 材料 Polybion 完成細菌纖維素制造設施開發,推出動物皮革
26、替代材料 Celium Myco Works 聯合推出菌絲體材料制成的時尚單品 藍晶微生物 發布首款微生物發酵制造的海洋降解生物聚合物藍晶 TMPHA 凱賽生物 合作打造全球首個生物基熱塑性復合材料光伏邊框應用示范項目 農業 Pivot Bio 研發出針對玉米作物的微生物固氮產品以滿足作物日常氮需求 GreenLight Biosciences 開發全球首款 RNA 生物農藥噴劑 Ledprona Agrivida 酵素植酸酶 Grain 通過提高飼料的消化率和減少動物體內的營養抑制劑 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 9/29 證券研
27、究報告 食品 Motif FoodWorks 發酵血紅素蛋白 HENAMITM 上市銷售 Remilk 獲準銷售無動物牛奶產品“Cow-Free”牛奶 Solar Foods 新加坡批準含有其微生物發酵蛋白粉 Solein 的食品上市銷售 周子未來 國內細胞培養肉首次進入百升級生物反應器試生產階段 資料來源:CNKI,華安證券研究所 2 政策支持疊加技術突破,合成生物產業迎風起政策支持疊加技術突破,合成生物產業迎風起 合成生物學是一個快速發展的前沿學科,同時在產業端也備受關注。近年來,多方面因素共同推動著合成生物學的持續發展。技術層面,基因合成和基因測序成本的降低、高效的基因編輯技術的發展為合
28、成生物學的快速發展奠定了堅實的底層技術保障。政策端,各國政府都較為重視合成生物學發展,國內同樣在近年來也陸續推出一系列支持政策,合成生物學產業化發展有望進一步提速。2.1 政策支持:戰略規劃齊發力,護航合成生物加速起航政策支持:戰略規劃齊發力,護航合成生物加速起航 合成生物學作為驅動醫藥產業變革的重要技術方向,受到國內外政策的高度重視。各國政府通過資金與技術投入、法規與標準完善以及人才培養,全面助力這一領域的創新與產業化發展。全球主要國家政府陸續出臺合成生物學相關扶持政策,相繼建立合成生物學研究中全球主要國家政府陸續出臺合成生物學相關扶持政策,相繼建立合成生物學研究中心,形成了遍布全球的合成生
29、物學研究網絡。心,形成了遍布全球的合成生物學研究網絡。合成生物學進入全球共識、合作與競爭的快速發展時期,歐盟、美國、中國等國家/地區從學科發展、政策制定和戰略布局等多維度促進合成生物學發展。其中進程較快的國家如英國、美國。英國政府于 2012 年和 2016 年相繼發布合成生物學路線圖和英國合成生物學戰略計劃,是首個在國家層面通過路線圖方式推動合成生物學發展的國家。2023 年英國政府發布工程生物學國際愿景,通過 20 億英鎊的投資計劃推動合成生物學在醫學療法、精準治療等領域的突破性應用。美國同樣從多維度相繼推動合成生物學的發展。2022 年 9 月,美國總統拜登簽署了 促進可持續、安全和安全
30、的美國生物經濟的生物技術和生物制造創新 的行政命令。為落實這一戰略,美國白宮科技政策辦公室(OSTP)聯合多部門于 2023 年發布生物技術與生物制造宏大目標,提出未來 5-20 年內通過生物技術和生物制造促進社會發展目標的具體規劃。這些政策為全球合成生物學的醫藥領域發展提供了強有力的支持。圖表圖表 8 全球部分國家經濟戰略中的合成生物學規劃全球部分國家經濟戰略中的合成生物學規劃 國家國家 發布年份 文件名稱 關于合成生物學/工程生物學的相關表述 美國 2021 美國創新與競爭法案 2021“生物技術、醫療技術、基因組學和合成生物學”被列為 10 項重點新興技術,提出支持國家工程生物學計劃,以
31、促進社會福祉、國家安全、可持續發展、經濟生產力和競爭力 2022 芯片與科學法案 2022 進一步強化“國家工程生物學研究和發展計劃”具體舉措,發揮其在提升經濟競爭力等方面的作用 2022“促進生物技術和生物制造創新”總統令 分別從 11 個方面提出支持生物制造的具體政策,包括:擴大國內衛生、能源、農業和工業部門生物制造能力,鼓勵生物基產品采購等;隨后發布 20 億美元投資計劃,資助內容涉及生物工業制造基礎設施,生物制造在醫藥、能源、材料等行業應用,生物基產品市場化等 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 10/29 證券研究報告 2022
32、 生物制造促進生物經濟 生物制造是將生物經濟創新產品帶入商業規模的引擎,有助于解決資源利用、氣候變化、經濟穩定和環境問題等挑戰 加強美國國內生物制造基礎設施短板 英國 2021 國家創新戰略 工程生物學列為優先發展的 7 大技術方向之一,認為在此領域建立領先地位事關國家安全和繁榮 德國 2020 國家生物經濟戰略 2020 關注工業可持續發展相關議題,將合成生物學視作開發生物質原料的重要手段 加拿大 2020 加拿大工程生物學白皮書 重視工程生物學在促進低碳制造、糧食安全、先進健康等方面的經濟社會價值 韓國 2022 第五次科技總體規劃/國家戰略技術培育計劃 擴大合成生物學,數字生物技術等先進
33、生物技術的研究開發:在 12 項關鍵技術之外,將合成生物學等列為未來有希望的技術領域 推出“國家合成生物學計劃”,預期未來 10 年內促進30%的制造業向生物產業轉型 資料來源:中國科學院科技戰略咨詢研究院,上海情報服務平臺,德國科技創新簡報,華安證券研究所 國內同樣重視合成生物學的研究與發展,在頂層戰略規劃上逐步加強,地方政策密國內同樣重視合成生物學的研究與發展,在頂層戰略規劃上逐步加強,地方政策密集出臺,為合成生物學的研究與應用提供資金和技術支持。集出臺,為合成生物學的研究與應用提供資金和技術支持。2008 年香山科學會議首次探討了合成生物學背景、進展和展望。2022 年 5 月,國家發改
34、委印發“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,并提出發展合成生物學技術。2024 年政府工作報告就曾提到“積極打造生物制造、商業航天、低空經濟等新增長引擎”,最新發布的2025 年政府工作報告也強調了要“培育生物制造、量子科技、具身智能、6G 等未來產業”,生物制造作為新質生產力的戰略意義持續得到國家認可。近年來合成生物學科學研究和產業發展快速前進,現已成立多個研究中心和重點實近年來合成生物學科學研究和產業發展快速前進,現已成立多個研究中心和重點實驗室等創新平臺。驗室等創新平臺。如 2008 年中國科學院批準上海生命科學研究院成立合成生物學重
35、點實驗室,2019 年科技部支持天津與中國科學院共建國家合成生物技術創新中心等。十余年間已成立多個相關研究中心和重點實驗室等創新平臺。同時,領域內多個合成生物學重大項目獲得資金支持,國家重點基礎研究發展計劃開設“合成生物學”專題,國家重點研發計劃開設“合成生物學”重點專項等。政策的支持促成法規與標準的逐步完善,為合成生物學在醫藥領域的快速發展提供政策的支持促成法規與標準的逐步完善,為合成生物學在醫藥領域的快速發展提供規范保障。規范保障。2021 年生物安全法從技術研發、實驗室管理到成果應用,提出了全面的生物安全要求,確保新技術在規范框架內推進。2022 年,國務院辦公廳發布關于加強科技倫理治理
36、的意見,明確要求在生命科學、醫學等領域建立科技倫理規范和審查制度,通過立法落實科技倫理要求,為合成生物學劃定倫理和法律邊界。同時,2021 年的關于推動原料藥產業高質量發展實施方案與“十四五”醫藥工業發展規劃將合成生物技術與綠色低碳生產納入重點方向,為產業的高效、環保發展提供了清晰的政策指引。國際法規趨勢也提供了重要參考,美國和英國的技術規范和倫理審查經驗,為我國提升全球競爭力提供了借鑒。合成生物學在多重法規護航下,正在規范、安全的軌道上加速前行。Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 11/29 證券研究報告 圖表圖表 9 中國在合成生物制
37、造領域的戰略部署和政策規劃中國在合成生物制造領域的戰略部署和政策規劃 發布時間發布時間 發布單位發布單位/省市省市 部署部署/規劃規劃 主要內容主要內容 2025 年 3 月 國務院 政府工作報告 提出培育生物制造、量子科技、具身智能、6G 等未來產業 2024 年 7 月 上海市 關于加強本市臨床研究體系和能力建設支持生物醫藥產業發展的實施意見 提出加強基于基因組學、結構生物學、計算生物學等技術的新靶點研究,圍繞合成生物學、基因編輯等前沿生物技術領域開展前瞻布局,加速細胞治療、基因治療等新賽道的新技術、新療法臨床研究。2024 年 3 月 國務院 政府工作報告 提到加快前沿創新藥產業發展,積
38、極打造生物制造等新增長引擎 2024 年 1 月 工信部等7 部門 關于推動未來產業創新發展的實施意見 提到加快細胞和基因技術、合成生物、生物育種等前沿技術產業化 2023 年 12 月 商務部等 關于提升加工貿易發展水平的意見 提出支持生物醫藥、新材料等先進制造業和戰略性新興產業加工貿易發展,充分發揮其輻射帶動和技術溢出作用,促進產業集群發展和優化升級 2023 年 12 月 教育部 服務健康事業和健康產業人才培養引導性專業指南 提出推動醫學與其他學科深度交叉融合,前瞻性引導有條件的高校設置急需緊缺醫學相關專業 2023 年 11 月 廣東省 深圳市基礎研究項目管理辦法 聚焦數理科學與交叉前
39、沿、新材料與化學、合成生物學、量子科學與工程和腦科學與類腦研究等 12 個重點領域,強化基礎研究的前瞻性、戰略性、系統性布局,為推動本市基礎研究高質量發展提供基礎支撐。2023 年 9 月 上海市 上海市加快合成生物創新策源打造高端生物制造產業集群行動方案(2023-2025年)支持在滬高校、科研院所和科技型企業等各類主體,面向合成生物學前沿突破和未來應用,建設多形式研究平臺,拓展合成生物學未來研究與應用方向 2023 年 7 月 北京市 關于進一步推動首都高質量發展取得新突破的行動方案(2023-2025 年)推動核酸和蛋白質檢測、合成生物學、新型細胞治療等領域取得創新突破 2022 年 6
40、 月 科技部等 科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022-2030 年)堅持創新驅動作為發展的第一動力,堅持目標導向和問題導向,構建低碳、零碳、負碳技術創新體系 2022 年 5 月 國家發改委“十四五”生物經濟發展規劃 提出在原創性研究方面瞄準合成生物學、新發突發傳染病防控和生物安全等前沿領域,實施國家重大科技項目和重點研發計劃;在前沿技術創新方面重點推動合成生物學技術創新,有序推動其在新藥開發、疾病治療等領域應用 2022 年 4 月 科技部 關于發布國家重點研發計劃“綠色生物制造”等重點專項 2022 年度項目申報指南的通知 提出堅持以綠色發展為指導原則,圍繞碳中和關鍵技術、健康產品綠色生
41、物制造關鍵技術、綠色過程生物制造關鍵技術及應用示范等 3 個任務 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 12/29 證券研究報告 2022 年 1 月 工信部等部門“十四五”醫藥工業發展規劃 提出重點提升新型生物藥生產技術,開發和轉化應用一批先進技術,構筑產業技術新優勢 2021 年 11 月 國家發改委、工信部 關于推動原料藥產業高質量發展實施方案的通知 提出加快合成生物技術、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,利用現代技術改造傳統生產過程 2021 年 3 月 第十三屆全國人大四次會議 中華人民共和國國民經濟和社會發展
42、第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要 提出加快發展生物醫藥、生物育種、生物材料、生物能源等產業,做大做強生物經濟 2021 年 3 月 中國共產黨中央委員會 求是雜志:習近平總書記重要文章努力成為世界主要科學中心和創新高地 以合成生物學、基因編輯等為代表的生命科學領域孕育新的變革,融合機器人、數字化、新材料的先進制造技術正在加速推進制造業向智能化、服務化、綠色化轉型 資料來源:中國政府網,華安證券研究所 2.2 技術突破:產業鏈技術升級,供給端迎來新發展技術突破:產業鏈技術升級,供給端迎來新發展 基因測序、基因編輯、基因合成等技術的快速發展及成本降低,支撐合成生物學由基因測序、基因編輯
43、、基因合成等技術的快速發展及成本降低,支撐合成生物學由概念逐步落地于產業。概念逐步落地于產業。合成生物使能技術包括基因測序、基因合成、基因編輯、蛋白質設計工程、基因線路與細胞工程等?;蚓庉?、合成和組裝將注重方法的開發和改進,目標是實現染色體 DNA 的合成和整個基因組的編輯。得益于基因測序、基因編輯、基因合成三個合成生物學底層技術成本的降低,越來越多的初創企業不斷出現?;驕y序技術的快速發展使生命信息的獲取變得更加精準、經濟和高效?;驕y序技術的快速發展使生命信息的獲取變得更加精準、經濟和高效。自第一代 Sanger 測序技術問世以來,測序技術經歷了四次重大革新,從毛細管電泳到高通量測序,再
44、到納米孔測序技術,使 DNA 測序的速度提升了數百萬倍,測序讀長增加數倍,而成本大幅下降。2001 年平均每兆數據量基因測序成本超過 5000 美元,單個人類基因組測序成本近一億美元,而 2006 年新一代測序技術推出后,成本下降近 10 倍。到 2020 年平均每兆數據量基因測序成本僅需 0.007 美元,單個人類基因組測序成本只有 645 美元。圖表圖表 10 三代基因測序對比三代基因測序對比 一代測序一代測序 二代測序二代測序 三代測序三代測序 代表產品 Sanger 雙脫氧鏈終止法 Illumina 公司的 Hiseq 平臺,Themo fisher 公司的 IonTorrent平臺,
45、華大 MGISEQ 平臺 PacBio 平臺,ONT 平臺 準確度 高 99.9%準確度,低于一代 單條序列 85%,拼接 99%測序長度 單端 700-1000bp 單端 100-150bp 單端幾百 bp-幾 M 測序成本 低 單次測序成本中等,單個堿基測序成本最低 高于一二代 測序通量 一個反應只能得到一條序列 可達數百萬條以上片段,幾十G-幾十 T 的數據量 可達數百萬條以上片段,幾十G-幾 T 的數據量 數據分析 要求低,多序列比對軟件 要求高,需要專業的生物信息學分析工具 要求高,需要專業的生物信息學分析工具 資料來源:分析測試百科網,華安證券研究所 近年來,全球基因測序市場迎來了
46、高速發展,為產業鏈的上游奠定了堅實的基礎。近年來,全球基因測序市場迎來了高速發展,為產業鏈的上游奠定了堅實的基礎。2024 年全球基因測序市場規模接近 150 億美元,預計在未來十年內會保持 20%以上的增速,在 2030 年超 500 億美元,2034 年超過 1000 億美元。Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 13/29 證券研究報告 圖表圖表 11 2001-2020 年基因測序成本(美元)年基因測序成本(美元)圖圖表表 12 2024-2034E 全球基因測序市場規模(億美元)全球基因測序市場規模(億美元)資料來源:華經產業研究
47、院,華安證券研究所 資料來源:Novaoneadvisor,Biospace,華安證券研究所 基因編輯技術的突破,極大降低了基因改造的技術門檻,加速了菌種優化、合成路基因編輯技術的突破,極大降低了基因改造的技術門檻,加速了菌種優化、合成路徑設計等領域的進步。徑設計等領域的進步。轉基因技術誕生于 20 世紀 70 年代,即利用 DNA 重組,對來自不同基因組的 DNA 進行組合或將外源 DNA 導入受體基因組,該技術第一次實現了動物物種之間的遺傳信息的交換和重組,但尚不能精準控制相關插入位置和數量。20 世紀 80年代,ES 打靶技術興起,其原理是運用胚胎干細胞同源重組技術,篩選獲得帶有特定突變
48、的胚胎干細胞,然后利用胚胎干細胞的發育全能性,可將突變傳給子代,最終獲得的可以穩定遺傳的動物模型。ES 打靶技術實現了對基因的精準編輯,但也存在耗時長、效率低、成本高的問題。20 世紀 90 年代,出現了鋅指蛋白核酸酶技術、轉錄激活樣因子核酸酶技術等新的基因定點編輯技術,理論上可以實現對基因序列的編輯,但其打靶準確率僅約 30%,且設計復雜,用于 ZFN 編輯的鋅指蛋白的成本約 5000 美元,成本高昂限制了其廣泛應用。2010 年后新一代基因編輯技術 CRISPR-Cas9 問世,成本約為 30美元,降低了近 200 倍,其高通量且多樣化的優勢使基因編輯變得更加普及?;蚓庉嫾夹g的市場增長迅
49、速,也展現出基因工程廣闊的前景?;蚓庉嫾夹g的市場增長迅速,也展現出基因工程廣闊的前景。2021 年,全球基因編輯市場規模為 48.11 億美元,到 2022 年增長至 54.12 億美元,同比增速達到 12.49%。此外,基因編輯相關的專利技術也在近年來飛速增長,2010 至 2014 年間 CAGR 高達41%,且其中許多技術已經從學術研究轉向商業化應用并得以迅速推廣。圖表圖表 13 三代基因編輯技術對比三代基因編輯技術對比 ZFNs TALENs CRISPR-Cas 開始應用時間 1996 年 2010 年 2012 年 DNA 結合結構域 鋅指蛋白(ZFP)轉錄激活因子效應物(TAL
50、Es)sgRNA DNA 修飾結構域 Fokl Fokl Cas9 蛋白 靶序列大?。?-12bp)*2(8-31bp)*2 20bp+NGG 技術難度 高 中 低 開發周期 長 中 低 成本 高 中 低 靶向精確度 低 中 低 靶向修飾效率 低 中 高 用于藥物的成熟度 高 低 中 是否可對任何基因位點進行編輯 是 是 否,受限于 PAM 5292.39581.922.590.060.00795,263,072 10,474,556 70,333 5,671 1,176 645 020,000,00040,000,00060,000,00080,000,000100,000,000120,0
51、00,00001,0002,0003,0004,0005,0006,0002001200620082009201320162020平均每兆數據量(左軸)單個人類基因組(右軸)02004006008001,0001,200Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 14/29 證券研究報告 多靶點編輯 難 難 容易 資料來源:前瞻產業研究院,華安證券研究所 基因合成技術的革新,推動基因合成技術的革新,推動 DNA 制造向更長、更快、更低成本發展。制造向更長、更快、更低成本發展。自 20 世紀 80年代以來,DNA 合成技術經歷了多次革新,從最早基于
52、亞磷酰胺的化學合成法發展至如今的高通量芯片合成技術。芯片合成及超高通量芯片合成大幅提升了寡核苷酸的合成效率,使得單次合成規??蛇_ 10 萬條,同時將成本壓縮至傳統柱合成技術的 1/10000 至1/100。盡管技術不斷進步,但寡核苷酸的化學合成仍存在諸多限制,如合成長度受限、拼裝過程費時費力、工藝要求嚴格、成本居高不下,并且在合成過程中會產生大量污染性有機化學廢棄物。隨著合成生物學的發展,對基因合成的需求持續提升,這些瓶頸問題亟待突破。酶促酶促 DNA 合成技術的出現能夠有效解決化學合成法的眾多問題。合成技術的出現能夠有效解決化學合成法的眾多問題。酶促反應作用條件溫和,DNA 可以在水相環境中
53、合成,對 DNA 損傷較小同時避免了有毒化學試劑的使用。由于減少試劑種類,成本降低 1-2 個數量級,使合成更加環??沙掷m。此外,酶促DNA 合成單步準確率達到 99.5%,單步反應時間低至 30 分鐘,并憑借易于整合的特點,使得一站式基因合成成為可能。圖表圖表 14 基因測序和合成技術單位成本(美元)基因測序和合成技術單位成本(美元)圖圖表表 15 DNA 讀取和合成生產力(以每人每天核苷酸數量讀取和合成生產力(以每人每天核苷酸數量估算)估算)資料來源:Bioeconomy Capital,華安證券研究所 資料來源:Bioeconomy Capital,華安證券研究所 此外隨著互聯網時代的到
54、來以及此外隨著互聯網時代的到來以及 AI 技術的持續突破,生物制造的效率和精準度得技術的持續突破,生物制造的效率和精準度得到提高,也讓此前難以實現的生物合成成為可能。到提高,也讓此前難以實現的生物合成成為可能。過去,研究人員對細胞代謝的認知是零散的,而如今,隨著互聯網時代的到來,大規模的酶和代謝數據庫正在推動菌種優化。例如,KEGG、MetaCyc、Brenda 等數據庫提供了細胞代謝網絡與酶功能的系統性數據,使研究人員能夠快速分析目標菌株的代謝通路。此外,HMDB、SGD、GMD 等專門針對特定生物體的數據庫,也使得針對不同物種的菌種優化更加精準。借助這些數據,科學家可以更快地優化細胞工廠的
55、代謝途徑,提高目標產物的合成效率。酶工程的另一難點是精準預測蛋白質結構。近年來,AlphaFold 等 AI 技術的突破,使得蛋白質結構預測的準確性大幅提升。這意味著研究人員可以更高效地設計和優化催化特定反應的酶,縮短實驗周期,加速菌株改造?;?AlphaFold 的結構預測,可以更精準地改造代謝酶,提高目標化學品的合成速率,減少副產物的生成。由于天然酶的種類有限,往往無法滿足復雜的化學合成需求,人工酶也至關重要。近年來,人工酶設計技術取得了突破,能夠創造全新的催化能力。例如,Rosetta 軟件被用于從頭設計能夠催化自然界不存在的化學反應的酶,如 Kemp 消除反應、逆醛縮反應等。這些人工
56、酶的出現,讓合成生物學突破了自然界的限制,為生物制造開辟了更多可能性。1.E-091.E-071.E-051.E-031.E-011.E+01DNA測序寡核苷酸基因合成1.E+001.E+021.E+041.E+061.E+081.E+10晶體管DNA合成DNA讀取Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 15/29 證券研究報告 圖表圖表16 三種主要適應性免疫類型的三種主要適應性免疫類型的CRISPR免疫階段免疫階段 圖圖表表 17 細胞工廠代謝網絡數字化設計細胞工廠代謝網絡數字化設計 資料來源:維基百科,華安證券研究所 資料來源:細胞工廠
57、設計數字化賦能綠色生物制造孟繁澤等,華安證券研究所 3 合成生物學重塑產業模式,提供更高效、環保的合成方案合成生物學重塑產業模式,提供更高效、環保的合成方案 合成生物學正在重塑產業生產模式,為高附加值化合物的制造帶來顛覆性變革,合成生物學技術能夠執行傳統生物技術難以企及的任務。傳統的化學合成和天然提取方式往往存在成本高、產量受限、環境污染等問題,而合成生物學通過細胞工廠和人工合成代謝途徑的優化,實現了更高效、更環保的生物合成方案。隨著基因編輯、酶工程、代謝工程等核心技術的突破,合成生物學不僅降低了藥物生產成本,還提升了產能,使大規模工業化生產成為可能。2020 年,麥肯錫發布的報告中提到,全球
58、約 60%的產品可以采用合成生物學進行生產,預計在 2030-2040 年,合成生物學產品每年可以帶來約 2-4 萬億美元的直接經濟影響。合成生物學技術通過精準改造菌株結構、優化代謝途徑等方式,能夠大幅提高生產合成生物學技術通過精準改造菌株結構、優化代謝途徑等方式,能夠大幅提高生產效率,降低單位生產成本。效率,降低單位生產成本。以丙氨酸生產為例,其生產工藝經歷了多次技術變革,從天然提取法到化學合成法,再到酶法和發酵法,不斷朝著更低成本、更高效、更環保的方向發展。早期的天然提取法和化學合成法雖然能夠實現規?;a,但存在成本高、生產路線復雜、環保污染嚴重等問題,難以滿足現代產業的可持續發展需求。
59、隨著合成生物學的發展,通過對菌株的精準改造和優化代謝途徑,發酵法的生產效率大幅提高,單位成本顯著下降,使得生物法逐漸成為行業主流。圖表圖表 18 丙氨酸生產工藝的對比丙氨酸生產工藝的對比 項目項目 天然提取法天然提取法 化學合成法化學合成法 生物制造方法酶法生物制造方法酶法 生物制造方法發酵法生物制造方法發酵法 產量產量 低 高 高 高 產品成本產品成本 高 高 較高 低 核心步驟核心步驟 強酸水解 化學催化 生物酶催化 微生物發酵 技術要求技術要求 低 低 高 高 工藝路線工藝路線 長 長 短 短 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 1
60、6/29 證券研究報告 產品質量產品質量 低 高 高 高 原材料來源原材料來源 可再生 石油基 石油基 可再生 環境友好度環境友好度 低 低 較高 高 資料來源:華恒生物招股說明書,華安證券研究所 以華恒生物的生產實踐為例,其 L-丙氨酸產品主要采用傳統酶法和合成生物學方法兩種生產路線。合成生物學方法的生產成本較低,但由于其光學純度不及酶法產物,售價也相對較低。然而,盡管售價較低,合成生物學方法依然具備更高的毛利率,顯示出其在成本控制上的顯著優勢。酶法產物的單位生產成本已經接近發酵法產物的市場售價,進一步凸顯了合成生物學方法在降低成本方面的潛力。圖表圖表 19 發酵法發酵法 L-丙氨酸和酶法丙
61、氨酸和酶法 L-丙氨酸單位成本對比(元)丙氨酸單位成本對比(元)資料來源:華恒生物招股說明書,華安證券研究所 合成生物學技術可通過更簡單易獲取原料合成目標產物,在保障原材料穩定可控的合成生物學技術可通過更簡單易獲取原料合成目標產物,在保障原材料穩定可控的同時顯著降低成本。同時顯著降低成本。2018 年中國科學院天津工業生物技術研究所通過 L-丙氨酸的最優合成途徑設計、代謝路徑重構和細胞工廠優化,實現了葡萄糖高效轉化為 L-丙氨酸,并在國際上率先實現發酵法 L-丙氨酸的產業化。原材料葡萄糖屬于可再生生物質資源,主要通過玉米淀粉制得,甚至可以從木質纖維素中提煉,有很大的價格優勢,又能長期維持成本的
62、穩定。據計算,該技術使生產成本相比傳統方法降低了 52%。隨著菌株改造和工藝優化的進一步推進,生物法生產丙氨酸的經濟效益將更加突出,為行業帶來更具競爭力的解決方案。在生產效率方面,合成生物學技術通過優化代謝路徑和發酵工藝,顯著提升了生產在生產效率方面,合成生物學技術通過優化代謝路徑和發酵工藝,顯著提升了生產能力。能力。以 L-丙氨酸生產為例,相較于傳統化學合成和酶法受限于高成本、發酵周期長、生產強度低等問題,改造后的工程菌株使 L-丙氨酸的產量提升至 127.2 g/L,轉化率提高至 0.83 g/g,生產強度達到 3.53 g/L/h,較優化前均提高了 60%左右。這一突破源于對代謝工程的深
63、入改造,研究人員通過增強前體供給、優化基因表達、提升外運能力等手段,使菌株能更高效地積累 L-丙氨酸,并結合優化的發酵策略,實現更短周期、更高效的生物制造。該技術的成熟,不僅降低了生產成本,也為 L-丙氨酸的規?;瘧锰峁┝烁吒偁幜Φ慕鉀Q方案。05000100001500020000250002017年度2018年度2019年度2020年1-6月酶法L-丙氨酸單位售價發酵法L-丙氨酸單位售價酶法L-丙氨酸單位成本發酵法L-丙氨酸單位成本Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 17/29 證券研究報告 圖表圖表 20 L-丙氨酸增強前體供給、
64、優化啟動子工程、提高外運能力三步驟構建與評估丙氨酸增強前體供給、優化啟動子工程、提高外運能力三步驟構建與評估 資料來源:高產 L-丙氨酸大腸桿菌細胞工廠的構建與發酵優化聶玉朋等,華安證券研究所 以抗生素為例,合成生物學同樣顯著提高了單批次產量,同時在規?;a中保持以抗生素為例,合成生物學同樣顯著提高了單批次產量,同時在規?;a中保持較高穩定性。較高穩定性。川寧生物通過自主研發,在傳統發酵基礎上通過研發新的發酵工藝,進一步提升中間體產品生產提取效率。這一突破顯著提高了單批次產量,使得工業發酵從傳統的小規模生產邁向超大規模制造階段,展現出強勁的產能優勢。以頭孢菌素 C 生產為例,川寧生物通過改
65、進發酵工藝,在最佳工藝參數下,其發酵水平提升了 8.28%,單次發酵的抗生素產量顯著提高。相比傳統發酵方式,該技術不僅優化了菌種代謝能力,還在規?;a中保持了高效穩定性,為生物制造行業提供了更強的產能支撐。圖表圖表 21 川寧生物研發的一種頭孢菌素川寧生物研發的一種頭孢菌素 C 的發酵方法的發酵結果對比的發酵方法的發酵結果對比 補玉米漿時間(補玉米漿時間(h)放罐效價(放罐效價(g/ml)放罐效價較對比例放罐效價較對比例 1 提高率提高率 實施例 1 40 25997 2.76%實施例 2 60 27392 8.28%實施例 3 70 26194 3.54%實施例 4 80 25771 1.
66、87%實施例 5 80 25561 1.04%對比例 1 0 25298 資料來源:CNKI,華安證券研究所 合成生物產業采用生物基材料合成生物產業采用生物基材料替代傳統化石基材料,以生物技術替代傳統化工技術。替代傳統化石基材料,以生物技術替代傳統化工技術。在當前雙碳減排趨勢下,發展合成生物學產業具有深遠的戰略意義在當前雙碳減排趨勢下,發展合成生物學產業具有深遠的戰略意義。根據世界自然基金會(WWF)估算,到 2030 年,工業生物技術每年可減少 10 億至 25 億噸二氧化碳排放。而統計數據顯示,合成生物技術可在多種生物基材料生產中實現超過 60%、甚至高達 90%的碳減排。相較于傳統的石化
67、路線,合成生物學能夠利用可再生資源作為原料,通過代謝工程改造微生物,實現更加節能、低碳的制造方式。根據中科院天工所統計,目前合成生物制造產品的節能減排能力已達 30%-50%,未來可進一步提升至 50%-70%。這一創新路徑不僅降低了對不可再生資源的依賴,還在碳捕捉、碳回收等方面展現出較大潛力,助力工業綠色轉型。以華恒生物的厭氧發酵技術為例,公司突破了傳統好氧發酵能耗高、糖酸轉化率低Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 18/29 證券研究報告 的技術瓶頸,建立了以可再生葡萄糖為原料的 L-丙氨酸厭氧發酵生產體系。這一技術的關鍵優勢在于無需
68、通氧,從而顯著降低能源消耗。根據中國輕工業聯合會的鑒定意見,該工藝已達到國際領先水平,并滿足了巴斯夫等國際客戶對綠色原材料的生態標簽要求。此外,華恒生物還創新性地利用酶催化技術,以 L-天冬氨酸或丙烯酸為原料生產-丙氨酸,避免了有機溶劑及廢鹽的環境污染,進一步推動了生物制造技術的綠色升級。圖表圖表 22 華恒生物從種植到合成生產再到消費后回收的循環經濟鏈條華恒生物從種植到合成生產再到消費后回收的循環經濟鏈條 資料來源:公司公告,華安證券研究所 圖表圖表 23 川寧生物研發的一種頭孢菌素川寧生物研發的一種頭孢菌素 C 的發酵方法的發酵結果對比的發酵方法的發酵結果對比 生產工藝生產工藝 具體操作具
69、體操作 優勢優勢 劣勢劣勢 傳統丙烯腈氨化水解法 將丙烯腈和氨水氨化反應生成-氨基丙腈,再在酸性或者堿性條件下水解得到-丙氨酸 生產成本低 原子利用率低,水解過程中產生大量無機鹽,產物提純難度大 酶催化法 以 L-天冬氨酸為原料酶法脫羧生產-丙氨酸 原子轉化率高,生產成本低/以丙烯酸為原料,利用人工合成酶催化生產-丙氨酸 原子轉化率高,生產成本低,環境污染小/資料來源:華恒生物:安徽華恒生物科技股份有限公司 2023 年度環境、社會和管治報告,iFinD,華安證券研究所 我國生物發酵產業規模全球領先,產業鏈完備齊全,更具產能和成本優勢。我國生物發酵產業規模全球領先,產業鏈完備齊全,更具產能和成
70、本優勢。根據中國科學院院刊顯示,國內各類發酵產品產量超過 7000 萬噸,氨基酸、有機酸、維生素等核心產品的產量占全球總量的 60%-80%。在合成生物學的推動下,發酵工藝不斷優化,提升了生產效率,推動了生物制造的產業化落地。生物發酵產業鏈的上游技術創新正在驅動整個合成生物學生產端的發展,其中,生生物發酵產業鏈的上游技術創新正在驅動整個合成生物學生產端的發展,其中,生物發酵設備的技術突破是核心推動力。物發酵設備的技術突破是核心推動力。設備的升級不僅提升了發酵效率和產品質量,也加速了合成生物學的產業化進程。中國生物發酵設備行業已形成完整產業鏈,從原材料供應到設備制造和產品研發均實現了快速發展,市
71、場規模近年來穩定增長,2023 年上半年超過 200 億元。國內企業具備生產多種規格發酵罐的能力,技術水平不斷提高,市場認可度逐步提升。隨著行業競爭加劇,企業通過加大研發投入和技術創新來提升產品性能,推動設備向智能化、高效化發展。盡管市場增長率有所放緩,但行業正在經歷技術Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 19/29 證券研究報告 內卷,高密度發酵工藝、智能監控系統等新技術的應用,使得合成生物學生產端更具成本優勢和產業化潛力。未來,隨著設備進一步升級,生物制造產業將邁向更高端、更自動化的發展階段。圖表圖表 24 2018 至至 1H23
72、中國生物發酵設備行業市場規模(億元)中國生物發酵設備行業市場規模(億元)資料來源:智研瞻產業研究院,華安證券研究所 此外,中國在生物發酵原材料供應上也具有全球領先的優勢。發酵原材料主要包括小麥、玉米、大米、木薯等,而中國是全球最大的小麥生產國,玉米和大米的產量也位居世界前列,確保了充足且穩定的供應。這種上游原材料的豐富性和價格優勢,為合成生物學的生物制造提供了堅實的基礎,進一步降低了生產成本,增強了產業鏈競爭力。圖表圖表 25 2023 年全球小麥產量(噸)年全球小麥產量(噸)圖表圖表 26 2023 年全球大米產量(噸)年全球大米產量(噸)資料來源:糧農組織,華安證券研究所 資料來源:糧農組
73、織,華安證券研究所 4 相關公司相關公司 目前,合成生物學領域的企業布局呈現多元化、跨行業發展的趨勢,預計未來會有目前,合成生物學領域的企業布局呈現多元化、跨行業發展的趨勢,預計未來會有更多的企業通過合成生物學實現產業化應用,并在全球競爭中占據一席之地。更多的企業通過合成生物學實現產業化應用,并在全球競爭中占據一席之地。在生物醫藥領域,不僅有華東醫藥投資布局 ADC 毒素生物合成,還包括華大智造通過蛋白設計與酶進化技術,金斯瑞通過基因工程與合成生物學平臺開發抗體藥物等。此外,魯抗醫藥、川寧生物、溢多利等公司也在積極發展生物合成平臺,探索新型抗生素、酶制劑以及活性天然產物的生物合成工藝?;A化工
74、領域的企業如凱賽生物、梅花生物、華恒生物等,通過合成生物學技術,優化傳統化學生產工藝,探索長鏈二元酸、氨基酸、維生素前體等產品的生物合成路徑。在美容護理領域,華熙生物和錦波生物分別運用合成生物技術生產透明質酸和重組膠原蛋白,推動了生物合成技術在護膚品生產中的應用。050100150200250300350400201820192020202120221H23020,000,00040,000,00060,000,00080,000,000100,000,000120,000,000140,000,000160,000,000050,000,000100,000,000150,000,00020
75、0,000,000250,000,000Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 20/29 證券研究報告 圖表圖表 27 部分醫藥領域布局合成生物學的企業部分醫藥領域布局合成生物學的企業 股票代碼股票代碼 公司名稱公司名稱 所屬申萬行業所屬申萬行業 合成生物學布局合成生物學布局 000963.SZ 華東醫藥 醫藥生物 建設合成生物研發產業集群創新 ADC 原料,擁有目前浙江省內最大規模的發酵單體車間和行業領先的微生物藥物生產能力 688114.SH 華大智造 醫藥生物 國內唯一、全球少數能夠自主研發并量產從 Gb 級到 Tb 級低中高不同通量
76、的臨床級基因測序儀 002821.SZ 凱萊英 醫藥生物 已建立完備的一體化生物催化術平臺,擁有超過 2700 品種數量的酶庫,開發 17 種酶試劑盒,具備從毫克到噸級高質量酶發酵生產能力 301301.SZ 川寧生物 醫藥生物 擁有 700 萬+的自主 IP 酶庫、2000+實體酶工具箱,研發并大規模生產高附加值天然保健品原料、化妝品原料、生物農藥、分子砌塊、醫美原料等產品 688065.SH 凱賽生物 基礎化工 合作打造全球首個生物基熱塑性復合材料光伏邊框應用示范項目 600873.SH 梅花生物 基礎化工 通過全鏈條合成生物技術規?;a動物營養氨基酸、人類醫用氨基酸、食品味覺性狀優化產
77、品等 1548.HK 金斯瑞生物科技 醫藥生物 依托堅實的基因合成技術,先進的酶工程技術,開發創新產品,服務于飼料、酒精、食品和家居護理等行業 688363.SH 華熙生物 美容護理 憑借全球領先的微生物發酵技術和酶切技術,在透明質酸產業化規模上位居國際前列,并聚焦功能糖、蛋白質、多肽、氨基酸等六大生物活性物的研發生產銷售 832982.BJ 錦波生物 美容護理 首次利用合成生物技術實現了具有高級結構的 A 型重組人源化膠原蛋白的規?;a 000739.SZ 普洛藥業 醫藥生物 建立合成生物學及酶催化技術平臺提升原料藥中間體研發實力 002019.SZ 億帆醫藥 醫藥生物 建設杭州合成生物產
78、業園,加快形成新質生產力,產品涵蓋人類及動物營養品、原料藥、制劑及醫美產品等 600789.SH 魯抗醫藥 醫藥生物 與中科院青能所合作開發新型合成生物技術材料產品 FT606(新型生物基增塑劑反式烏頭酸酯 TBA 關鍵技術)688639.SH 華恒生物 基礎化工 國際上首次成功實現微生物厭氧發酵規?;a L-丙氨酸產品,并通用于 L-纈氨酸的生產,大幅降低能耗與成本 002166.SZ 萊茵生物 基礎化工 已掌握天然甜味劑部分高價值成分的生物合成生產技術 300233.SZ 金城醫藥 醫藥生物 建成使用具備自主知識產權、全自動化生產能力的“合成生物學酶平臺”,提升 4-AA、煙堿、培南系列
79、產品等的研發生產能力 300497.SZ 富祥藥業 醫藥生物 擁有具備完全自主知識產權的新型菌株,實現微生物蛋白噸級產品產業化 688089.SH 嘉必優 基礎化工 建立包括基因合成與編輯、細胞工廠鑄造、智能發酵及代謝精細調控平臺在內的完整的技術產業鏈轉化平臺,生產多不飽和脂肪酸等營養素產品,并開展 HMOs 等高附加值的戰略性產品的開發 300381.SZ 溢多利 醫藥生物 亞洲最大的生物酶制劑制造與服務企業,酶制劑產品覆蓋飼料、能源、食品、洗滌、造紙、紡織等各個應用領域 603739.SH 蔚藍生物 基礎化工 已構建四大菌種的高效蛋白質表達系統及對應的規?;l酵體系,搭建行業領先的高通量篩
80、選工作站,應用新基因篩選技術,開發高效酶產品 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 21/29 證券研究報告 002940.SZ 昂利康 醫藥生物 組建合成生物學產業化平臺錦和生物,以現有的酶法和發酵技術平臺為依托,研發抗生素原料藥、甾體化合物新的合成路線 000705.SZ 浙江震元 醫藥生物 依托國內著名研究機構的科研合作,構建可高效表達目標產品的生產工程菌,綠色大規模生產多種氨基酸、功能性脂肪酸、健康糖及抗氧化劑等一系列合成生物新產品 688426.SH 康為世紀 醫藥生物 國內少數實現分子檢測核心環節完整業務布局的生物科技企業,憑借
81、該優勢將業務拓展至消化道疾病和呼吸道傳染病的篩查和診斷領域,開發多款創新型產品及服務,實現分子檢測“核心酶原料+試劑盒+檢測服務”的一體化布局 688137.SH 近岸蛋白 醫藥生物 國內 mRNA 原料酶及試劑市場國內廠家排名第一,mRNA 原料酶產品種類豐富,可支持不同工藝路線,實現規?;a 603079.SH 圣達生物 基礎化工 通過構建高通量篩選、檢測、發酵平臺,推進生物素連續流項目,并提高葉酸生產收率,降低生產成本 000790.SZ 華神科技 醫藥生物 將子公司山東凌凱、博浩達分別打造成 CDMO/化學合成、合成生物規?;a與轉化基地 605177.SH 東亞藥業 醫藥生物 與
82、梅特勒-托利多合作成立“聯合實驗室”、與華溶科技合作成立了“藥物溶出聯合實驗中心”增強原料藥及中間體、制劑的研發能力和效率 300966.SZ 共同藥業 醫藥生物 已掌握甾體藥物的菌種定向、酶改共性、甾醇轉化及綠色合成等四大“卡脖子”行業領先技術,擁有 2700 噸的年生產能力 資料來源:iFinD,華安證券研究所 4.1 川寧生物:“生物發酵”與“合成生物學”雙輪驅動川寧生物:“生物發酵”與“合成生物學”雙輪驅動 公司成立于 2010 年,專注于生物發酵技術的研發和產業化,是抗生素中間體領域的重要企業,是國內主要的抗生素中間體生產基地之一。公司主要產品包括硫氰酸紅霉素、6-APA、青霉素 G
83、 鉀鹽、頭孢類中間體等。圖表圖表 28 公司主要產品公司主要產品 產品名稱產品名稱 主要用途主要用途 硫氰酸紅霉素 硫氰酸紅霉素屬大環內酯類抗生素,是紅霉素的硫氰酸鹽??梢杂糜诟锾m氏陽性菌和支原體的感染;更多的作為原料藥中間體用于生產紅霉素、羅紅霉素、阿奇霉素、克拉霉素等大環內酯類抗生素。6-APA 6-APA 是生產半合成抗青霉素類抗生素氨芐西林(鈉)和阿莫西林的重要中間體。阿莫西林系廣譜半合成青霉素,能抑制細菌細胞壁的合成,使之迅速變為球形而破碎溶解,故在殺菌速度上優于青霉素和頭孢菌素。青霉素 G 鉀鹽 青霉素 G 鉀鹽主要用于生產青霉素類抗生素和部分頭孢類抗生素,可用于生產醫藥中間體或直
84、接生產青霉素鉀、青霉素鈉及克拉維酸鉀等。頭孢類(中間體)7-ACA 主要用于頭孢他啶、頭孢曲松、頭孢噻肟等藥物的生產。D-7ACA 主要用于合成頭孢菌類藥物,例如合成頭孢氨芐、合成頭孢拉定、合成羥氨芐頭孢菌素等藥物的生產。7-ADCA 主要用于合成頭孢氨芐、頭孢拉定和頭孢羥氨芐等頭孢菌素類藥物。熊去氧膽酸粗品 熊去氧膽酸粗品用于精制熊去氧膽酸、?;切苋パ跄懰?。熊去氧膽酸可用于治療膽結石、膽汁淤積性肝病、脂肪肝、各型肝炎、中毒性肝障礙、膽囊炎、膽道炎和膽汁性消化不良、膽汁返流性胃炎、眼部疾病等。輔酶 Q10 菌絲體 用于合成提取輔酶 Q10,可治療心血管疾病,如病毒性心肌炎、慢性心功能不全等。肝
85、炎,如病毒性肝炎、亞急性肝壞死、慢性活動性肝炎。Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 22/29 證券研究報告 紅沒藥醇 紅沒藥醇主要應用在皮膚保護和皮膚護理化妝品中,紅沒藥醇作為活性成分以保護和護理過敏性皮膚,紅沒藥醇適合于用在防曬產品,日光浴后洗澡液,嬰兒產品和剃須后護理品中。此外,紅沒藥醇還可用于口腔衛生產品中。5-羥基色氨酸 5-羥基色氨酸是神經遞質血清素與胺類激素褪黑素的前體,對睡眠、痛覺、體溫、食欲與行為等生理功能具有調節作用,已被用于抑郁癥、偏頭痛和失眠等疾病治療。麥角硫因 麥角硫因是一種天然抗氧化劑,在人體內可以對細胞起到保
86、護作用,是機體內的重要活性物質。依克多因 依克多因是一種天然有效的化妝品活性成分,具有保濕、防輻射、減少皺紋、皮膚修復、抗衰老等多種功效,主要應用在化妝品領域。肌醇 肌醇是一種水溶性維生素,屬于 B 族維生素,在動物、植物、微生物體內廣泛存在,幾乎所有生物含有游離態或結合態的肌醇。角鯊烷 角鯊烯存在于藍鯨和鯊魚肝中,可采用提取的方法獲得,再經精制得角鯊烷。角鯊烷是人體皮脂中的一種主要成份,是最高端的化妝品原料之一,角鯊烷一直受到化妝品市場的追捧,市場規模持續增長。PHA 聚羥基脂肪酸酯 PHA 聚羥基脂肪酸酯是由很多細菌合成的一種胞內聚酯,是在生物體內主要是作為碳源和能源的貯藏性物質而存在,它
87、具有類似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具備的生物可降解性、生物相容性、光學活性、壓電性、氣體相隔性等許多優秀性能。聚羥基脂肪酸酯在可生物降解的包裝材料、組織工程材料、緩釋材料、電學材料以及醫療材料方面有廣闊的應用前景。資料來源:公司 2024 半年報,華安證券研究所 公司經營逐步恢復,業績穩中向好。公司經營逐步恢復,業績穩中向好。2019-2021 年因行業競爭加劇抗生素中間體價格有所回落,以及疫情期間部分停工等原因業績有所波動。2022 年起抗生素中間體價格有所上漲,前期擾動因素出清,業績逐步恢復。2024 年前三季度,公司延續強勁增長態勢,營業收入達 44.56 億元(+24.43%)
88、,歸母凈利潤達 10.76 億元(+68.07%)。根據公司 2024 年度業績預告,預計全年歸母凈利潤將在 13.6 億至 14.5 億元之間,同比增長 44.59%至 54.16%。圖表圖表 29 公司公司 2018 至至 3Q24 營業收入及增速營業收入及增速 圖表圖表 30 公司公司 2018 至至 3Q24 歸母凈利潤及增速歸母凈利潤及增速 資料來源:iFinD,華安證券研究所 資料來源:iFinD,華安證券研究所 全球抗生素制劑市場需求穩步提升,將帶動抗生素原料藥和中間體需求增長。全球抗生素制劑市場需求穩步提升,將帶動抗生素原料藥和中間體需求增長。全球抗生素制劑市場自 2017 年
89、增速放緩后仍維持穩定增長,預計 2024 年市場規模將達 570億美元,年均增速保持在 4%左右。未來,隨著全球公共衛生體系建設的加強以及抗感染藥物在疾病防治中的核心作用,抗生素行業仍將保持長期增長趨勢。在此背景下,川寧生物的抗生素原料供應能力成為行業競爭的重要優勢。我國抗生素市場 2022 年市場規模達到 1945 億元,行業整體增速保持在 4%以上。預計未來抗感染藥物市場需求將保持Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 23/29 證券研究報告 穩定增長態勢。圖表圖表 31 2013-2024 全球抗生素制劑預計市場規模全球抗生素制劑預計
90、市場規模 圖表圖表 32 2016-2025 年中國抗生素市場規模趨勢圖年中國抗生素市場規模趨勢圖 資料來源:公司招股說明書,華安證券研究所 資料來源:公司 2024 半年報,華安證券研究所 公司始終堅持發展“生物發酵”與“合成生物學”雙輪驅動戰略。公司始終堅持發展“生物發酵”與“合成生物學”雙輪驅動戰略。1)公司生物發酵項目占地 1319 畝,總投資已超 80 億元,建設有硫氰酸紅霉素生產線一條、頭孢系列中間體生產線二條、熊去氧膽酸粗品生產線一條,總產能約為 1.6 萬噸/年,主要產品包括硫氰酸紅霉素、頭孢類中間體(7-ACA、7-ADCA、D-7ACA)、青霉素類中間體(6-APA、青霉素
91、 G 鉀鹽)、熊去氧膽酸粗品、輔酶 Q10 菌絲體等,是國內抗生素中間體領域規模領先、產品類型齊全、生產工藝較為先進的企業之一。2)公司合成生物學項目占地 591 畝,分 2 期建設,預計總投資為 10 億元,一期項目建設有化妝品原料、保健品原料柔性生產線 2 條,主要產品包括紅沒藥醇、5-羥基色氨酸、依克多因、紅景天苷、麥角硫因等,公司是目前業內為數不多的完成了合成生物學從選品研發大生產的企業。圖表圖表 33 公司產能分布公司產能分布 資料來源:公司 2024 半年報,華安證券研究所 川寧生物憑借其區位優勢,具備獨特的地緣經濟優勢。川寧生物憑借其區位優勢,具備獨特的地緣經濟優勢。公司位于霍爾
92、果斯經濟開發區,該區域是“一帶一路”倡議和絲綢之路經濟帶的核心地帶,依托跨境貿易便利,公司可直接從國外采購關鍵原材料,降低運輸和采購成本,同時享受“五免五減半”稅收優惠政策,使企業在初期五年免征企業所得稅,此后五年減半征收,大幅降低稅負成本。新疆伊犁河谷的晝夜溫差大,為生物發酵過程提供了天然氣候優勢。新疆伊犁河谷的晝夜溫差大,為生物發酵過程提供了天然氣候優勢。較大的溫差有助于菌種代謝調節,使微生物在不同溫度環境下適應性增強,提高發酵效率。同時,夜Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 24/29 證券研究報告 間較低的氣溫本身可以作為一種自然
93、冷源,減少發酵罐的冷卻能耗,降低溫控成本,提高能效比。這一自然條件使得川寧生物在同等工藝條件下能夠更穩定、高效地進行生物發酵,進一步降低生產成本。圖表圖表 34 抗生素中間體抗生素中間體/原料藥主要廠商所在地原料藥主要廠商所在地 2024 年平均晝夜溫差()年平均晝夜溫差()資料來源:天氣網,華安證券研究所 公司在綠色循環經濟領域的布局進一步鞏固了成本優勢。公司在綠色循環經濟領域的布局進一步鞏固了成本優勢。2023 年,公司在新疆伊犁鞏留縣投資建設綠色循環產業園,打造高效、環保的柔性生產基地。該產業園采用節能技術和環保材料,減少能耗與碳排放,并依托當地豐富的太陽能資源,減少對化石能源的依賴,實
94、現清潔高效生產。該項目不僅推動公司從資源要素驅動向技術創新驅動的轉型,也確保了生產過程中的資源高效利用、廢物最小化及環境影響的降低,進一步優化了公司的運營成本和長期競爭力。圖表圖表 35 公司“綠色循環產業園項目”年產量(噸)公司“綠色循環產業園項目”年產量(噸)資料來源:公司 2023 年報,華安證券研究所 依托得天獨厚的區域資源優勢,通過多年的研發突破和技術積累,公司在抗生素中間體領域已經建立起規?;墓I生產體系,產品涵蓋大環內酯類抗生素及廣譜類抗生素的主要中間體,其中硫氰酸紅霉素、頭孢類中間體、青霉素類中間體產量均位居全球前列。公司已成為全球生物發酵技術產業化的頭部企業,并形成了穩固的
95、規模優勢。61116211月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月新疆霍爾果斯(川寧生物)湖北宜昌(東陽光)河南焦作(健康元)河北石家莊(石藥集團)江西景德鎮(福祥藥業)Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 25/29 證券研究報告 圖表圖表 36 川寧生物部分產品市占率情況川寧生物部分產品市占率情況 資料來源:公司招股說明書,華安證券研究所 4.2 金斯瑞生物科技:依托主業優勢,前瞻布局合成生物學金斯瑞生物科技:依托主業優勢,前瞻布局合成生物學 金斯瑞生物科技股份有限公司于 2002 年在新澤西成立,在全球擁有超過 5000
96、名員工,為 100 多個國家和地區的 20 余萬客戶提供優質服務。公司現已形成四大平臺:生命科學服務及產品平臺、生物醫藥合同研發生產(CDMO)平臺、工業合成產品平臺、綜合性全球細胞療法平臺。金斯瑞生命科學:金斯瑞生命科學服務和產品平臺提供涵蓋 DNA 合成、寡核苷酸合成、多肽合成、蛋白質生產、抗體開發以及生命科學儀器和耗材的服務和產品。通過為制藥企業、生物技術公司和學術機構的早期研發項目提供服務,金斯瑞與生命科學研究者共同推進全球生命科學領域的高速發展。百斯杰(工業合成產品平臺):百斯杰生物科技有限公司是集團旗下專注于合成生物學領域的子公司。百斯杰利用母公司先進的酶工程技術,開發創新產品,服
97、務于飼料、酒精、食品和家居護理等行業。傳奇生物:金斯瑞聯營公司傳奇生物專注于發現和開發用于腫瘤和其他適應癥的新型細胞療法。傳奇生物通過與楊森公司達成的戰略合作,在全球范圍內開發和商業化主導產品 CARVYKTI(Cilta-cel,西達基奧侖賽)。該產品是一種靶向 B 細胞成熟抗原(BCMA)的 CAR-T 細胞療法,用于治療多發性骨髓瘤。蓬勃生物:金斯瑞子公司蓬勃生物(ProBio)擁有一站式生物藥研發生產平臺,提供從生物藥物的發現、開發到商業化生產的端到端 CDMO 服務,旨在加速全球客戶的生物藥物開發和生產進程。公司整體營收快速增長,各項業務持續改善。公司整體營收快速增長,各項業務持續改
98、善。近年來公司營業收入增速較快,得益于子公司傳奇生物細胞治療產品 CARVYKTI獲批上市后的快速放量以及百斯杰合成生物學業務的穩步增長。1H24 公司實現收入 5.6 億美元,同比增長 43.5%。凈虧損 2.16億美元,同比減虧 0.30 億美元;經調整凈虧損 0.69 億美元,同比減虧 0.93 億美元。Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 26/29 證券研究報告 圖表圖表 37 2020-1H24 公司營業收入及增速(億美元)公司營業收入及增速(億美元)圖表圖表 38 2020-1H24 公司歸母凈利潤及增速(億美元)公司歸母凈利
99、潤及增速(億美元)資料來源:iFinD,華安證券研究所 資料來源:iFind,華安證券研究所 百斯杰生物科技有限公司是集團旗下專注于合成生物學領域的子公司。依托集團母百斯杰生物科技有限公司是集團旗下專注于合成生物學領域的子公司。依托集團母公司金斯瑞強大的基因合成能力,百斯杰公司金斯瑞強大的基因合成能力,百斯杰 Synesis 合成生物學研發平臺可以快速地實現合成生物學研發平臺可以快速地實現目標基因的大量合成,為突變庫的構建及篩選提供了強大支撐。目標基因的大量合成,為突變庫的構建及篩選提供了強大支撐。百斯杰利用先進的酶工程技術,開發創新產品,服務于飼料、酒精、食品和家居護理等行業。在菌株改造及基
100、因編輯層面,百斯杰建立了包括 CRISPR 技術在內的多個高效快速基因編輯手段和可視化的陽性轉化子篩選方法,可以快速實現不同宿主菌株的高效改造。1)研發硬件方面,)研發硬件方面,在菌株構建及分析檢測方面,百斯杰擁有質粒提取及轉化、菌株篩選及全自動酶活檢測的高通量平臺設備,同時擁有高效液相、離子色譜、高精度粘度測定儀等樣品分析設備。2)產業化放大,)產業化放大,百斯杰現已建立了包括黑曲霉、地衣芽孢桿菌等多個平臺菌株和產品的發酵提取工藝控制模型,可以快速地建立起符合大生產要求的發酵和提取配方及工藝放大條件。百斯杰的工藝研發平臺主要涉及產品發酵和提取相關工藝的開發,現已成功實現了二十余種飼用及工業酶
101、制劑的工藝開發和生產放大,積累了豐富的從研發到生產落地的經驗,這些積累和經驗同樣作為公司的核心技術優勢,大大加快了百斯杰研發項目工藝開發的速度,更快的實現相關產品的生產落地。3)高效表達平臺,)高效表達平臺,平臺菌株是合成生物學以及生物發酵相關產業的核心技術之一,經過超過十年的不斷優化和積累,百斯杰目前建立了包括黑曲霉、米曲霉、畢赤酵母、枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌五大符合食品安全標準的菌株平臺及其配套的表達元件庫,建立了包括CRISPR技術在內的多個高效快速基因編輯手段和可視化的陽性轉化子篩選方法,可以快速實現不同蛋白分子的轉化及高效表達。目前已經實現了數十個不同來源的酶制劑及非酶類蛋白的高效
102、表達。圖表圖表 39 百斯杰高效表達平臺百斯杰高效表達平臺 資料來源:百斯杰官網,華安證券研究所 Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 27/29 證券研究報告 5 投資建議投資建議 生物制造前景廣闊,助力產業升級生物制造前景廣闊,助力產業升級 生物制造是指以工業生物技術為核心,利用酶、微生物細胞,結合化學工程技術進行目標產品的加工過程,包括生物基材料、化學品和生物能源等。合成生物學作為平臺技術,在生物制造中發揮著至關重要的作用。全球合成生物學市場仍有望保持較快的增速,2028 年有望接近 500 億美元。同時合成生物學下游市場多元,在醫療
103、健康、食品與農業、化學工業、消費品等眾多領域均得以廣泛應用。技術突破疊加政策支持,合成生物學產業迎風起技術突破疊加政策支持,合成生物學產業迎風起 多方面因素共同推動著合成生物學的持續發展。技術層面,基因合成和基因測序成本的降低、高效的基因編輯技術的發展為合成生物學的快速發展奠定了堅實的底層技術保障。政策端,各國政府都較為重視合成生物學發展,國內同樣在近年來也陸續推出一系列支持政策,合成生物學產業化發展有望進一步提速。合成生物學重塑產業模式,提供更高效、環保的合成方案合成生物學重塑產業模式,提供更高效、環保的合成方案 合成生物學正在重塑產業生產模式,能夠執行傳統生物技術難以企及的任務,同時合成生
104、物學正在重塑產業生產模式,能夠執行傳統生物技術難以企及的任務,同時實現了更高效、更環保的生物合成方案。實現了更高效、更環保的生物合成方案。傳統的化學合成和天然提取方式往往存在成本高、產量受限、環境污染等問題,而合成生物學通過細胞工廠和人工合成代謝途徑的優化,實現了更高效、更環保的生物合成方案。隨著基因編輯、酶工程、代謝工程等核心技術的突破,合成生物學不僅降低了藥物生產成本,還提升了產能,使大規模工業化生產成為可能。在當前雙碳減排趨勢下,發展合成生物學產業具有深遠的戰略意義。在當前雙碳減排趨勢下,發展合成生物學產業具有深遠的戰略意義。合成生物產業采用生物基材料替代傳統化石基材料,以生物技術替代傳
105、統化工技術。根據世界自然基金會(WWF)估算,到 2030 年,工業生物技術每年可減少 10 億至 25 億噸二氧化碳排放。而統計數據顯示,合成生物技術可在多種生物基材料生產中實現超過 60%、甚至高達 90%的碳減排。我國生物發酵產業規模全球領先,產業鏈完備齊全,更具產能和成本優勢。我國生物發酵產業規模全球領先,產業鏈完備齊全,更具產能和成本優勢。根據中國科學院院刊顯示,國內發酵產品年產量超過 7000 萬噸,氨基酸、有機酸、維生素等核心產品的產量占全球總量的 60%-80%。在合成生物學的推動下,發酵工藝不斷優化,提升了生產效率,推動了生物制造的產業化落地。投資建議投資建議 建議關注川寧生
106、物、金斯瑞生物科技、凱萊英、華熙生物等。風險提示風險提示 1)技術發展風險:)技術發展風險:合成生物學中上游許多核心技術(如 DNA 合成、基因編輯等)尚未完全成熟,可能面臨技術瓶頸,這些問題可能影響下游應用的穩定性。2)產業化進程不及預期風險:)產業化進程不及預期風險:開發階段的技術能否順利轉化為規?;a技術,存在不確定性。如果產業化進程不及預期,將存在風險。3)環保合規風險:)環保合規風險:合成生物學部分生產過程仍涉及高能耗或化學試劑使用,在降低碳排放的同時保持經濟性,仍是行業難題。環保法規的不斷收緊,若未來廢棄物未達到合規要求,企業可能面臨高額環保成本與法律風險。4)生物安全風險:)生
107、物安全風險:合成生物學為生命系統工程化過程,可能存在被濫用的生物安全風險。5)監管風險:)監管風險:合成生物學產品審批流程較長,部分國家對轉基因生物仍持嚴格限制態度。如果未來監管政策收緊,可能對行業發展帶來不利影響。Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末頁重要聲明及評級說明 28/29 證券研究報告 6)市場推廣風險:)市場推廣風險:消費者對于合成生物產品(如基因編輯作物)的接受度仍待提高,市場推廣可能面臨挑戰。如果市場需求未能如預期增長,企業可能面臨投資回報周期過長或商業模式難以落地的風險。Table_CompanyRptType 行業研究行業研究 敬請參閱末
108、頁重要聲明及評級說明 29/29 證券研究報告 Table_Introduction 分析師與研究助理簡介分析師與研究助理簡介 分析師:分析師:譚國超,醫藥首席分析師,中山大學本科、香港中文大學碩士,曾任職于強生(上海)醫療器械有限公司、和君集團與華西證券研究所,主導投資多個早期醫療項目以及上市公司 PIPE 項目,有豐富的醫療產業、一級市場投資和二級市場研究經驗。Table_Reputation 重要聲明重要聲明 分析師聲明分析師聲明 本報告署名分析師具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格,以勤勉的執業態度、專業審慎的研究方法,使用合法合規的信息,獨立、客觀地出具本報告,本報告所采用的
109、數據和信息均來自市場公開信息,本人對這些信息的準確性或完整性不做任何保證,也不保證所包含的信息和建議不會發生任何變更。報告中的信息和意見僅供參考。本人過去不曾與、現在不與、未來也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收任何形式的補償,分析結論不受任何第三方的授意或影響,特此聲明。免責聲明免責聲明 華安證券股份有限公司經中國證券監督管理委員會批準,已具備證券投資咨詢業務資格。本報告由華安證券股份有限公司在中華人民共和國(不包括香港、澳門、臺灣)提供。本報告中的信息均來源于合規渠道,華安證券研究所力求準確、可靠,但對這些信息的準確性及完整性均不做任何保證。在任何情況下,本報告中的信息或表
110、述的意見均不構成對任何人的投資建議。在任何情況下,本公司、本公司員工或者關聯機構不承諾投資者一定獲利,不與投資者分享投資收益,也不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。投資者務必注意,其據此做出的任何投資決策與本公司、本公司員工或者關聯機構無關。華安證券及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券并進行交易,還可能為這些公司提供投資銀行服務或其他服務。本報告僅向特定客戶傳送,未經華安證券研究所書面授權,本研究報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷貝、復印件或復制品,或再次分發給任何其他人,或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。如欲引用或轉載本文內容,務必
111、聯絡華安證券研究所并獲得許可,并需注明出處為華安證券研究所,且不得對本文進行有悖原意的引用和刪改。如未經本公司授權,私自轉載或者轉發本報告,所引起的一切后果及法律責任由私自轉載或轉發者承擔。本公司并保留追究其法律責任的權利。Table_RankIntroduction 投資評級說明投資評級說明 以本報告發布之日起 6 個月內,證券(或行業指數)相對于同期相關證券市場代表性指數的漲跌幅作為基準,A 股以滬深 300 指數為基準;新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準;香港市場以恒生指數為基準;美國市場以納斯達克指數或標普 500 指數為基準。定義如下:行
112、業評級體系行業評級體系 增持未來 6 個月的投資收益率領先市場基準指數 5%以上;中性未來 6 個月的投資收益率與市場基準指數的變動幅度相差-5%至 5%;減持未來 6 個月的投資收益率落后市場基準指數 5%以上;公司評級體系公司評級體系 買入未來 6-12 個月的投資收益率領先市場基準指數 15%以上;增持未來 6-12 個月的投資收益率領先市場基準指數 5%至 15%;中性未來 6-12 個月的投資收益率與市場基準指數的變動幅度相差-5%至 5%;減持未來 6-12 個月的投資收益率落后市場基準指數 5%至 15%;賣出未來 6-12 個月的投資收益率落后市場基準指數 15%以上;無評級因無法獲取必要的資料,或者公司面臨無法預見結果的重大不確定性事件,或者其他原因,致使無法給出明確的投資評級。