基礎化工行業合成生物學：其命維新引領未來-220302（23頁）.pdf

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1、 行業行業報告報告 | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 1 基礎化工基礎化工 證券證券研究報告研究報告 2022 年年 03 月月 02 日日 投資投資評級評級 行業行業評級評級 強于大市(維持評級) 上次評級上次評級 強于大市 資料來源：聚源數據 相關報告相關報告 1 基礎化工-行業研究周報:國家能源局、發改委印發“十四五”新型儲能發展實施方案 ，燒堿、有機硅價格上漲 2022-02-27 2 基礎化工-行業研究周報:國家發改委等 12 部門發布關于促進工業經濟平穩增長的若干政策 ，燒堿、純堿價格上漲 2022-02-20 3 基礎化工-行業研究周報:發改委

2、發布高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南（2022 年版） ，純堿、蛋氨酸價格上漲 2022-02-13 行業走勢圖行業走勢圖 合成生物學合成生物學：其命其命維維新，引領未來新，引領未來 合成生物學是多學科高度融合的結果合成生物學是多學科高度融合的結果 合成生物學匯聚并融合了生命科學、工程學和信息科學等諸多學科，在天然產物合成、化學工業、生物能源、生物醫藥等諸多領域有廣泛的應用前景。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、代謝菌種改造、代謝調控、分離純化、聚合工藝、應用開發調控、分離純化、聚合工藝、應用開發五個重要環節。合成生物學能夠實現對產物的定量可控，其核心在于運用基

3、因工程手段實現對菌種的改造工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。藝以及合成途徑的精確調控。 多因素多因素推動合成生物學推動合成生物學快速發展，行業快速發展，行業進入應用轉化進入應用轉化落地落地期期 基礎研究累積、關鍵使能技術突破、行業融資率攀新高等因素合力推動合成生物學行業進入市場進入期。全球合成生物學公司可劃分為基礎層與應用層，基礎層公司掌握物體設計與自動化平臺、DNA 和 RNA 合成或軟件設計等技術，應用層公司核心在于將合成生物學技術應用于醫療保健、工業化學品、生物燃料等產品的開發和市場化領域。我國合成生物產業處于較為早期的階段，生產企業在基礎層與應用層領域均有分

4、布，多集中在基礎層領域，部分技術具備全球領先優勢。 合成生物學在綠色化工合成生物學在綠色化工制造制造中中具備生產優勢具備生產優勢 全球經濟中 60%的物質投入都可以通過生物方式生產。不同于傳統微生物發酵生產模式，化學品的綠色制造是重新合成全新的人工生物體系，將原料以較高的速率最大限度地轉化為產物。合成生物學在化工制造領域具備三大生產優勢三大生產優勢： （1）合成生物制造路線比傳統石化路線反應過程更溫和，更節能低碳； （2）部分生物法制造的產品具備顯著的成本優勢； （3）一些合成生物制造具備技術的先進性，在產品品質方面更具優勢。 合成生物學合成生物學產業化壁壘主要在于產業化壁壘主要在于解決實現規

5、?；纳a工藝解決實現規?；纳a工藝 對于進行生物法合成產品的企業，從實驗室科研成果到產品商業化落地的過程重點在于實現規?；纳a工藝，而能否實現規?；a工藝主要取決于前端菌種改造效率與后端工藝放大效果兩個方面。 （1）高性能菌種和最優合成途徑的設計將實現提升合成生物產品的轉化率、生產效率以及產量規模； （2）研究開發高效低成本的分離純化技術可以實現產品產業化的重要環節，也是是決定生物制造大規模產業化實踐的重要技術瓶頸。 （3）選擇一個具有長期市場空間的和價值的產品，對于進行合成生物制造產業化的企業同樣至關重要。 合成生物學在化工行業的應用將迎來廣闊的發展空間合成生物學在化工行業的應用將迎

6、來廣闊的發展空間 據 CB insights 和 Biospace 統計，2020 年，全球合成生物學市場規模為 61億美元，20172020 年行業 CAGR 為 16.15%，而 CB insights 預測，到2024 年行業規模有望增長至 189 億美元；從下游應用市場結構來看，醫療健康和工業化學品是合成生物學最為重要的兩大應用領域。當前諸多化工企業已實現由生物制造生產化學品及燃料，基于合成生物學的化學品制造、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。未來 10-20 年合成生物學將通過改進現有的發酵過程、為生產現有材料和化學品開發新

7、的生物途徑，以及生產新型材料和化學品，對傳統工業生產方式帶來巨大影響。 重點公司：重點公司：重點推薦具備平臺效應的生物合成小品種氨基酸全球領先企業華恒生物；建議關注全球生物法生產長鏈二元酸龍頭企業凱賽生物。 風險風險提示提示：政策執行時間和強度變化；生物安全風險；核心技術失密風險；技術突破瓶頸及下游應用推廣風險 -15%-7%1%9%17%25%33%41%2021-032021-072021-11基礎化工滬深300 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 2 內容目錄內容目錄 1. 合成生物學概述合成生物學概述 . 4 1.1. 什么是合成

8、生物學？ . 4 1.2. 合成生物學為何引起關注？ . 6 1.2.1. 政策、產業聯合推進行業快速發展 . 6 1.2.2. 量變到質變基礎研究累積、關鍵使能技術突破、行業融資率攀新高推動合成生物學進入應用轉化期. 9 1.3. 合成生物學國內外企業商業模式有何區別 . 13 1.3.1. 全球合成生物學公司可劃分為基礎層與應用層 . 13 1.3.2. 我國合成生物企業處于早期發展階段 . 15 2. 合成生物學產業鏈在化工領域的應用合成生物學產業鏈在化工領域的應用 . 16 2.1. 合成生物學應用領域廣泛 . 16 2.2. 合成生物學在化工領域的應用 . 17 2.2.1. 合成生

9、物制造與化學合成的區別是什么？ . 17 2.2.2. 合成生物路徑在化學品制造中的優勢如何？ . 18 2.2.3. 合成生物學化工行業的產業化壁壘 . 21 3. 相關標的相關標的 . 23 4. 風險提示風險提示 . 23 圖表目錄圖表目錄 圖 1：合成生物學的多學科融合與應用領域 . 4 圖 2：合成生物學的目標與實現途徑 . 4 圖 3：合成生物制造環節 . 5 圖 4：合成生物學的“工程化特質” . 6 圖 5：合成生物學領域的論文發表、專利申請及企業融資情況 . 9 圖 6：合成生物學各領域代表性專利分布 . 9 圖 7：合成生物學代表性技術史 . 10 圖 8：人均基因組測序成

10、本不斷下降 . 10 圖 9：DNA 合成成本不斷下降 . 11 圖 10：CRISPR 系統在合成生物學中的應用 . 11 圖 11：2009-2021 年全球合成生物學獲 VC 投資情況 . 12 圖 12：2021Q1-Q3 合成生物學 VC 投資領域分布 . 12 圖 13：2021Q1-Q3 合成生物學 VC 投資集中在應用領域 . 12 圖 14：2016-2019 年 VC 對全球合成生物學的投資領域分布 . 12 圖 15：合成生物學企業圖譜 . 13 圖 16：合成生物學主要應用領域 . 16 圖 17：2017-2024E 全球合成生物學市場規模（億美元） . 17 圖 1

11、8：2019 年合成生物學下游應用市場分布. 17 圖 19：合成生物學對化學品的先進制造生產鏈條 . 18 圖 20：合成生物制造的技術先進性 . 19 oUoUwW9XkXzW7N8Q8OoMmMoMsQjMqQnOiNpPmPaQoOwPvPoOzRuOoPpP 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 3 圖 21：利用大腸桿菌以葡萄糖為原料生物合成多種氨基酸和高級醇 . 20 圖 22：2030-2040 年合成生物學將在化工領域每年影響 1600-2700 億美元的市場規模 . 20 圖 23：菌種改造在合成生物制造環節的作用 .

12、21 圖 24：清華大學團隊以谷氨酸棒桿菌為底盤細胞生物法 1,3-丙二醇反應過程 . 22 表 1：合成生物學與傳統發酵工藝、酶法工藝對比 . 6 表 2：美國和英國的早期戰略公共投資幫助實現了初創企業、私人投資和市場份額的增長 . 7 表 3：各國在合成生物領域的頂層設計（以美英法為例） . 7 表 4：“973 計劃”合成生物學項目 . 8 表 5：國家重點研發計劃“合成生物學”重點專項任務及資助情況 . 8 表 6：各省份出臺有關鼓勵和支持合成生物學行業政策. 8 表 7：2000-2020 年合成生物學行業四個發展階段 . 9 表 8：全鏈條生產的平臺型企業（市值截至 2022022

13、5） . 14 表 9：合成生物學應用層典型企業情況 . 14 表 10：我國合成生物學領域企業多集中在基礎層領域 . 15 表 11：合成生物學不同應用領域的技術發展情況 . 16 表 12：化學合成和合成生物制造對比 . 17 表 13：合成生物學在化工領域的產品制造 . 18 表 14：化學品生物制造路線更具環境友好性（舉例） . 18 表 15：生物合成法生產 L-丙氨酸具備成本優勢 . 19 表 16：提高生產速率的主要優化調控技術 . 21 表 17：1,3-丙二醇的不同合成工藝對比. 22 表 18：常用膜分離技術的主要特性與應用范圍 . 22 表 19：部分合成生物學在化學品和

14、能源市場的開發現狀及潛力 . 23 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 4 1. 合成生物學合成生物學概述概述 1.1. 什么是合成生物學？什么是合成生物學？ 合成生物學是一個非常廣泛的定義，是合成生物學是一個非常廣泛的定義，是多學科高度融合的結果多學科高度融合的結果 合成生物學匯聚并融合了生命科學、工程學和信息科學等諸多學科，在天然產物合成、化學工業、生物能源、生物醫藥等諸多領域有廣泛的應用前景。 顛覆性的生產方式：顛覆性的生產方式：合成生物學不同于傳統的生物學，基于對生物學的理解，對生物體進行有目標的設計、改造、重新合成以創造可預知、

15、可再生、功能明確的生物“機器”有機體，服務于人類社會。 圖圖 1：合成生物學的多學科融合與應用領域合成生物學的多學科融合與應用領域 資料來源： Current Developments in Biotechnology and BioengineeringSudhir P. Singh，天風證券研究所 圖圖 2：合成生物學的目標與實現途徑合成生物學的目標與實現途徑 資料來源：OreillyChapter 1. Fundamentals of Synthetic Biology ，天風證券研究所 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 5 合成

16、生物學合成生物學的典型產業鏈結構的典型產業鏈結構是怎樣的是怎樣的？ 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菌種改造、代謝調控代謝調控、分離純化分離純化、聚合聚合工藝工藝、應用開發應用開發五個重要環節，其以合成生物為工具，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。 圖圖 3：合成生物制造合成生物制造環節環節 資料來源：凱賽生物招股說明書、 合成生物學工業應用的現狀和展望曾艷、 合成生

17、物制造進展張媛媛、 合成生物學：開啟生命科學“會聚”研究新時代趙國屏、天風證券研究所 合成生物學與傳統發酵的區別在哪里？合成生物學與傳統發酵的區別在哪里？ 傳統發酵工藝傳統發酵工藝：通過微生物（細菌、酵母和霉菌等）的發酵作用或經過生物酶的作用，對食品原料進行加工使其發生生物化學及物理變化，產出具有獨特風味的發酵產品。以我國傳統發酵食品白酒的釀造過程為例，生產過程需經過多次投料、多輪次發酵以及長期貯存等操作，且白酒口感風格易受到曲種、發酵環境、人工勾兌效果等多重因素影響。傳統發酵工藝通常帶有制造和貯存過程工藝復雜、發酵產物不穩定、生產周期長、產品傳統發酵工藝通常帶有制造和貯存過程工藝復雜、發酵產

18、物不穩定、生產周期長、產品風味多受環境影響較難控制等問題。風味多受環境影響較難控制等問題。 酶法工藝酶法工藝：與傳統發酵工藝同屬于微生物法合成法，酶法又稱酶催化法，是借助酶蛋白的催化將原料轉化為產品的一種技術方法。以酶法合成法生產 L-色氨酸為例，該工藝是一種工業化中常用的成本較低的生產方法，其利用微生物中 L-色氨酸生物合成酶系的催化功能生產 L-色氨酸。相比傳統發酵工藝，酶法具有產品收率高、純度高、副產物少、相比傳統發酵工藝，酶法具有產品收率高、純度高、副產物少、精致操作簡單的優點。精致操作簡單的優點。 在在傳統傳統發酵工藝和酶法發酵工藝和酶法的基礎上，的基礎上，合成生物學合成生物學的“工

19、程學特質”實現的“工程學特質”實現了合成途徑和產成了合成途徑和產成品品的定量可控的定量可控。合成生物學的工程學內涵所包含的“定量生物學” “分子生物學”與“系統生物學”理念實現了對合成產物的定量可控。其采用的正向工程學“自下而上”的原理，對生物元件進行標準化的表征，建立通用型的模塊，在簡約的“細胞”或“系統”底盤上，通過學習、抽象和設計，構建人工生物系統，其構建生物體統的理念與構建傳統工程、計算機工程相同。 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 6 表表 1：合成生物學與傳統發酵工藝、合成生物學與傳統發酵工藝、酶法工藝酶法工藝對比對比 工藝

20、名稱工藝名稱 主要主要生產環節生產環節 生產技術生產技術 菌種菌種/ /催化劑催化劑特點特點 舉例舉例 傳統發酵工藝 菌種選育培養基配制滅菌擴大培養和接種發酵產品分離提純 傳統微生物發酵技術 天然菌種 （未經改造，有生命） 白酒 酶法工藝 酶源菌體的培養菌體的分離洗滌固定化和反應 微生物資源開發利用技術 微生物菌種選育培養技術 固定化細胞技術 酶蛋白催化（無生命） ，不參與反應 L-色氨酸、賴氨酸 合成生物學 菌種改代謝調控分離純化 聚合工藝應用開發 基因組編輯技術 DNA 合成技術 人工改造菌種 （有生命） 1,3 丙二醇、L-丙氨酸（華恒生物） 、長鏈二元酸（凱賽生物） 資料來源： 發酵工

21、程技術在食品開發中的應用分析陳洪明、 L-色氨酸的生產及其代謝控制育種陳濤、 合成生物學：開啟生命科學“會聚”研究新時代趙國屏、天風證券研究所 圖圖 4：合成生物學的“工程化特質”合成生物學的“工程化特質” 資料來源：Bilkent-UNAM IGEM Team、 合成生物學李春，天風證券研究所 1.2. 合成生物學合成生物學為何引起為何引起關注？關注？ 1.2.1. 政策政策、產業聯合產業聯合推進推進行業快速發展行業快速發展 美國在合成生物學的研究、開發和應用美國在合成生物學的研究、開發和應用上起步早，上起步早，總體處領先地位總體處領先地位 合成生物學是繼 DNA 雙螺旋結構發現（1953

22、年）和人類基因組測序（2003 年）之后的“第三次生物科學革命” ，其最早可以追溯至 1910 年，由法國物理化學家 Stephane Leduc 首次提出（ 生命與自然發生的物理化學理論 ） 。 美國最早在 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，為美國的合成生物學研究領域奠定了基礎。歐洲最早一批聚焦合成生物學的國家，頂層設計布局始于 2009 年，該年英國、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，旨在提升行業的發展優先級以及指定本國未來的行業發展目標。 從成效上看，從成效上

23、看，憑借早期（2005 年-2015 年）的政策支持與資金贊助，美國合成生物學市場發展處于全球領先地位，目前擁有全球范圍內最多的合成生物學領域初創公司，全球市場份額占比為 33-39%（2019 年） ；英國緊隨其后，同期占比 8-12%。 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 7 表表 2：美國和英國的早期戰略公共投資幫助實現了初創企業、私人投資和市場份額的增長美國和英國的早期戰略公共投資幫助實現了初創企業、私人投資和市場份額的增長 國家國家 早期公共投資規模（百萬澳元）早期公共投資規模（百萬澳元） 合成生物學初創公司數量合成生物學初創公

24、司數量1 1 私人投資規模（百萬私人投資規模（百萬澳元澳元） 2 2019019 年年市場份額市場份額 美國 1400（2005-2015） 336 5300 33-39% 英國 550（2009-2016） 150 910 8-12% 澳大利亞 80.7（2016-2021） 10 20 忽略不計 資料來源：CSIRO，天風證券研究所；注：中法德日合計合成生物學市場份額約為 6-9%；1 初創公司數量統計截止日期為 2021 年 5 月 表表 3：各國在合成生物領域的頂層設計（以美英法為例）各國在合成生物領域的頂層設計（以美英法為例） 時間時間 美國美國 英國英國 法國法國 2006 美國國

25、家自然科學基金會（NSF）為新成立的合成生物學工程研究中心（SynBERC）提供十年 3900 萬美元資助 2009 英國第一個國家合成生物學中心：合成生物學與創新中心 （CSynBI）由英國工程和自然科學研究委員會（EPSRC）資助成立 法國高等教育和研究部發布的國家研究與創新戰略 （SNRI）將新興學科 “合成生物學” 列為“優先挑戰” 2010 法國第一個合成生物學實驗室系統與合成生物學研究所（iSSB）在法國國家科學研究中心（CNRS） 、Genopole 和埃夫里大學支持下成立 2011 美國國防部高級研究計劃（DARPA）宣布名為 “生命鑄造廠” （Living Foundries

26、）的新計劃，專注于合成生物學項目的投資與開發 英國政府委托英國技術戰略委員會對前沿技術進行審查，選出的“八項偉大技術”其中包括 “合成生物學” 法國政府開設了“合成生物學”網站，用以普及和推動本國合成生物學發展 2012 英國商業、創新和技能部發布英國合成生物學戰略路線圖 2012 ；英國政府投入超過 3 億英鎊的投資支持行業發展 2013 美國國防部高級研究計劃（DARPA）啟動另一計劃 “生命鑄造廠-千分子” （Living Foundries: 1000 Molecules） ；能源部向國會提交向國會報告：合成生物學報告 2014 美國國防部發布國防部科技優先事項 ，合成生物學被列為 2

27、1 世紀優先發展的六大顛覆性基礎研究領域之一 2015 國防部發布題為技術評估：合成生物學的報告：合成生物學有潛力影響與國防部相關的廣泛領域 國家研究戰略：法國-歐洲 2020戰略文件中，合成生物學被重點提及 2016 SBLC 發布英國合成生物學戰略計劃 2016 2017 NSF 宣布征集 “用于信息處理和存儲技術的半導體合成生物學 （SemiSynBio） ” ，布局半導體與合成生物學的前沿交叉 2018 法國國家生物生產戰略戰略文件中，合成生物學被重點提及 2021 美國國會參議院通過2021 美國創新與競爭法案 ，該法案中合成生物學名列幾大關鍵技術重點領域 法國健康創新 2030 戰

28、略中馬克龍提到：法國 95% 的生物療法依賴進口，法國需要重建主權以減少依賴 資料來源：公眾號解碼合成生物，天風證券研究所 我國我國國家重點研發計劃國家重點研發計劃及及政策政策布局布局齊力齊力推動行業推動行業快速快速形成、發展形成、發展 1997 年，我國重點基礎研究發展計劃啟動（ “973 計劃” ） ，主要支持國家重大需求驅動的基礎研究和重大新興交叉科學前沿領域。2010 年啟動部署“合成生物學”專題研究年啟動部署“合成生物學”專題研究，其中安排了 10 個研發項目，為我國合成生物學發展奠定了重要基礎。2018 年，年，在前期發展計劃（ “973 計劃” ）的基礎上，科技部啟動國家重點研發

29、計劃“合成生物學”重點專項國家重點研發計劃“合成生物學”重點專項，專項中重點部署“人工基因組合成與高版本底盤細胞” “人工元器件與基因線路” “人工細胞合成代謝與復雜生物系統”以及“使能技術體系與生物安全評估”等 4 項主要任務，涵蓋 了 11 個任務模塊、47 個研究方向。 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 8 表表 4： “973 計劃”合成生物學項目計劃”合成生物學項目 項目名稱項目名稱 首席科學家首席科學家 立項年份立項年份 人工合成細胞工廠 馬延和 20112015 光合作用與人工光合葉片 常文瑞 20112015 新功能人造

30、生物器件的構建與集成 趙國屏 20122016 微生物藥物創新與優產的人工合成體系 馮雁 20122016 用合成生物學方法構建生物基材料的合成新途徑 陳國強 20122016 抗逆元器件的構建和機理 林章凜 20132017 合成微生物體系的適配性 張立新 20132017 微生物多細胞體系的設計與合成 元英進 20142018 合成生物器件干預膀胱癌的基礎研究 蔡志明 20142018 生物固氮及相關抗逆模塊的人工設計與系統優化 林敏 20152019 資料來源： 中國合成生物學發展回顧與展望張先恩，天風證券研究所 表表 5：國家重點研發計劃“合成生物學”重點專項國家重點研發計劃“合成生物

31、學”重點專項任務及資助情況任務及資助情況 研究任務研究任務 申請數申請數 立項數立項數 資助經費資助經費/ /億元億元 資助率（資助經費資助率（資助經費/ /申請經費）申請經費） 基因組人工合成與高版本底盤細胞 44 20 4.19 46.9% 人工元器件與基因線路 55 19 4.04 34.2% 人工細胞合成代謝與復雜生物系統 57 24 4.48 40.3% 使能技術體系與生物安全評估 9 4 0.9 53.0% 資料來源： 我國“合成生物學”項目立項概況與實施管理建議曹芹，天風證券研究所 國內各省份國內各省份政府管理部門積極指定戰略規劃，促進合成生物學的基礎研究、應用研究與政府管理部門

32、積極指定戰略規劃，促進合成生物學的基礎研究、應用研究與成果轉化。成果轉化。當前國內諸多省份已出臺并頒布重點鼓勵和支持合成生物學行業的政策，加強頂層設計，助推行業更快發展。 表表 6：各省份出臺有關鼓勵和支持合成生物學行業政策各省份出臺有關鼓勵和支持合成生物學行業政策 省份省份 公布時間公布時間 政策名稱政策名稱 涉及合成生物學相關內容涉及合成生物學相關內容 北京 2021.12.06 “十四五”時期中關村國家自主創新示范區發展建設規劃 加快發展基因編輯、合成生物學、生物制造基因編輯、合成生物學、生物制造等未來生命健康產業 2021.11.29 中共北京市委、北京市人民政府關于印發北京市“十四五

33、”時期國際科技創新中心建設規劃的通知 持續關注數字貨幣、基因編輯、合成生物學基因編輯、合成生物學等跨界新興產業領域制度需求 天津 2020.11.21 天津市人民政府關于印發天津市科技創新三年行動計劃的通知 “一設施一政策”原則，布局建設合成生物學合成生物學國家重大科技基礎設施 2021.06.26 天津市人民政府辦公廳關于印發天津市制造業高質量發展“十四五”規劃的通知 生物產業以生物技術賦能醫藥、綠色制造、種業等為重點，加強技術研發，布局建設合成生物學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。 遼寧 2018.06.15 遼寧

34、省人民政府關于全面加強基礎科學研究的實施意見 聚焦未來可能產生變革性技術的基礎科學領域，圍繞物質結構、生命起源合成生物學合成生物學、深?？茖W等重大原創性研究和前沿交叉研究。 黑龍江 2021.05.06 黑龍江省人民政府辦公廳關于加強農業種質資源保護與利用實施意見 組織相關人員開展種質資源精準鑒定，加快高通量分子鑒定、經濟性狀功能基因挖掘、基因編輯、合成生物學基因編輯、合成生物學、高分子設計育種等技術應用。 上海 2021.07.14 上海市人民政府辦公廳關于印發上海市先進制造業發展“十四五”規劃的通知 建設生物醫藥領域重點實驗室，布局一批基礎研究和轉化平臺，形成重大基礎設施群；聚焦腦科學、基

35、因編輯、合成生物學、基因編輯、合成生物學、細胞治療、干細胞與再生醫學等前沿生物領域，開展重大科技攻關，推進關鍵原材料、高端原輔料、重要制藥設備及耗材、精密科研儀器等裝備和材料研發創新。 2021.7.15 上海市人民政府關于印發上海市衛生健康發展“十四五”規劃的通知 合成生物學、合成生物學、微生物組、腦科學、干細胞等前沿醫學技術研發提速，新療法、新藥物、新材料和新器械創新迸發，要求衛生健康順應城市數字化轉型發展戰略，加快行業治理變革。 浙江 2020.07.13 省發展改革委、省經信廳、省科技廳關于印發浙江省生物經濟發展行動計劃（2019-2022 年）的通知 組織高校和科研機構實施重大科技研

36、發專項，聚焦結構生物學、合成生物學合成生物學、微生物組學、基因編輯技術基因編輯技術等前沿領域，開展一批前沿學科交叉研究，到2022 年，力爭突破 10 項左右原創性、顛覆性和前沿關鍵技術。 2019.12.27 浙江省人民政府辦公廳關于加快生命健康科技創新發展的實施意見 支持中國工程科技發展戰略浙江研究院聚焦生命健康領域，更好發揮高端智庫作用。加快建設天津大學浙江化工研究院，在合成生物學合成生物學、蛋白質純化、藥物結晶等領域提供有效技術支撐。 湖北 2021.11.04 人民政府辦公廳關于印發湖北省生物產業發展“十四五”規劃的通知 加強合成生物學合成生物學技術創新，開展基因組編輯、復雜基因回路

37、和代謝通路設計，探索植物藥物和化學藥物高效生物合成、生物循環合成、智能材料生物合成等新型生物合成技術。 廣東 2019.03.01 2018 年國民經濟和社會發展計劃執行情況與 2019 年計劃草案報告 部省聯動組織實施寬帶通信與新型網絡、合成生物學合成生物學等國家重大重點專項 資料來源：各省份政府官網，天風證券研究所 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 9 1.2.2. 量變到質變量變到質變基礎研究累積、關鍵使能技術突破、行業融資率攀新高基礎研究累積、關鍵使能技術突破、行業融資率攀新高推動推動合成生合成生物學物學進入進入應用轉化期應用轉

38、化期 基礎研究迅速累積基礎研究迅速累積 2020 年 10 月發表在 Nature自然雜志的一項研究將合成生物學領域的發展以 2010 年為界劃分為兩個時段：2000-2010 年與 2010-2020 年。整體上看，整體上看，2000-2020 年年的的 20年間年間，合成生物學行業快速發展合成生物學行業快速發展體現在三個方面體現在三個方面：前期基礎研究快速發展，研究論文產出不斷增加；相關技術進入應用研發期，專利申請量快速增長；行業內企業獲多元資金投入，融資額不斷攀高。 具體上，可以可以將合成生物學行業發展劃分為四個階段將合成生物學行業發展劃分為四個階段，分別為基礎研究萌芽期（2005 年以

39、前） 、基礎研究成熟期（2005-2011 年） 、應用開發期（2011-2015 年）以及產業投資期（2015 年以后） ，各期間合成生物學的技術難題不斷突破，應用范圍持續拓展。 表表 7：2000-2020 年年合成生物學合成生物學行業四個行業四個發展階段發展階段 階段階段 時間時間 特點特點 第一個十年 第一階段 2005 年以前 以基因線路在代謝工程領域的應用為代表，典型成果是青蒿素前體在大腸桿菌中的合成 第二階段 2005-2011 年 合成生物學研究開發處于工程化理念日漸深入、使能技術平臺得到重視、工程方法和工具不斷積淀的階段，體現出“工程生物學”的早期發展特點 第二個 十年 第三

40、階段 2011-2015 年 基因組編輯的效率大幅提升，合成生物學技術開發和應用不斷拓展，其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 第四階段 2015 年至今 合成生物學的“設計構建測試” （DBT）循環擴展至“設計構建測試學習” （DBTL） ， “半導體合成生物學” （Semiconductor Synthetic Biology） 、 “工程生物學” （Engineering Biology）等理念或學科的提出，生物技術與信息技術融合發展的特點愈加明顯 資料來源： 從全球專利分析看合成生物學技術發展趨勢陳大明、天風證券研究所 圖圖 5

41、：合成生物學領域的論文發表、專利申請及企業融資情況合成生物學領域的論文發表、專利申請及企業融資情況 圖圖 6：合成生物學各領域代表性專利分布合成生物學各領域代表性專利分布 資料來源： 從全球專利分析看合成生物學技術發展趨勢陳大明，天風證券研究所 資料來源： 從全球專利分析看合成生物學技術發展趨勢陳大明，天風證券研究所 3334576788102022111123121111311121211111111221111 1 1 11010203040底盤細胞生物設計工具食品生物元件疫苗基因編輯蛋白質和多肽農業治療用微生物核酸與基因組合成基因治療和細胞治療化學品、生物材料及生物能源個美國英國德國法國

42、中國日本韓國荷蘭丹麥瑞士愛爾蘭南非意大利印度葡萄牙新西蘭加拿大 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 10 關鍵使能技術關鍵使能技術突破，提升行業轉化效率突破，提升行業轉化效率 顛覆性使能技術顛覆性使能技術（enabling technology）是支撐合成生物學發展的關鍵是支撐合成生物學發展的關鍵。使能技術是指一種推動行業發生根本性變化的發明或創新技術；在合成生物學領域，DNA 合成合成以及高高效基因組編輯技術效基因組編輯技術是兩大其核心使能技術。 圖圖 7：合成生物學合成生物學代表性代表性技術史技術史 資料來源： 合成生物學：開啟生命科

43、學“會聚”研究新時代趙國屏，天風證券研究所 （1）DNA 測序與合成測序與合成 高效低成本的高效低成本的 DNA 測序是測序是實現實現 DNA 合成的基礎。合成的基礎。自 2003 年科學家完成人類基因組測序以來，DNA 測序成本的下降速率已經突破了計算機工程中經典的“摩爾定律” 。2019年，人類個體全基因組測序的價格已低于 1000 美元，預計這一價格有望在未來 10 年內降至 100 美元以下。測序成本的下降使得下一代 DNA 測序成為可能，在一系列現代技術中，數百萬或數十億條 DNA 鏈可以被平行測序，然后被組裝成一個單一的序列。 圖圖 8：人均基因組測序成本不斷下降人均基因組測序成本

44、不斷下降 資料來源：McKinsey Global Institute，天風證券研究所 注：數據統計不包括與基因組測序有關的所有費用，只包括與生產有關的費用（勞動力、儀器、信息學、數據提交） DNA 合成技術突破：合成技術突破： 20 世紀 80 年代開發的基于亞磷酰胺的 DNA 合成法為 DNA 合成儀的創制奠定了基礎。進入 21 世紀，為降低 DNA 合成成本，研發人員開發了光刻合成、電化學脫保護合成、噴墨打印合成這三種芯片式原位合成技術，其中噴墨打印技術因其高通量、高效率、低成本極大地推動了 DNA 合成的發展。 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信

45、息披露和免責申明 11 大規模、高精度、低成本大規模、高精度、低成本的的 DNA 合成合成技術技術推動合成生物學的效率提升推動合成生物學的效率提升。目前，現有基因合成的主流方法是基于寡核苷酸合成儀來合成寡核苷酸，然后在此基礎上利用 PCR 等手段來進行基因合成；該技術的工程化使合成通量大幅度提高，催生了眾多生物公司開展基因合成業務，合成價格也因此極大降低。合成價格也因此極大降低。 圖圖 9：DNA 合成成本合成成本不斷下降不斷下降 資料來源： 從全球專利分析看 DNA 合成與信息存儲技術發展趨勢陳大明，天風證券研究所 （2）基因組編輯技術基因組編輯技術 突破：突破：在 2008-2013 年這

46、一階段實現了人工合成基因組的能力提升到了接近 Mb（染色體長度）的水平，基因組編輯技術出現前所未有的突破。 CRISPR-Cas 基因組編輯技術高效、廉價等基因組編輯技術高效、廉價等優優點點在在合成生物學領域形成廣泛應用。合成生物學領域形成廣泛應用?；蚪M編輯技術，是指一種對目標基因進行編輯或修飾的基因工程技術。目前，主要有 3 種技術：鋅指蛋白核酸酶（ZFN） 、類轉錄激活因子效應物核酸酶（TALEN）以及 CRISPR/Cas（CRISPR；Cas）系統。由于 CRISPR 系統的高效、方便、廉價等優點，前兩種方法在 CRISPR 系統發展起來之后被逐漸淘汰。從 2012 年起，科學家利用

47、 CRISPR-Cas 體系的可編程和精準切割等特點陸續發展了一系列基因組編輯的工具，其宿主范圍目前已經覆蓋了從細菌到高等生物，而且還在不斷增加中。 圖圖 10：CRISPR 系統在合成生物學中的應用系統在合成生物學中的應用 資料來源： 基因組編輯技術及其在合成生物學中的應用曹中正，天風證券研究所 2014 年至今，由使能技術的工程化平臺和生物醫學大數據推動的合成生物學已進入到發年至今，由使能技術的工程化平臺和生物醫學大數據推動的合成生物學已進入到發展新階段。展新階段。利用工程化平臺進行合成生物研究能夠實現依照“設計構建測試學習”（DBTL）的閉環策略組織工藝流程，進行工程化的海量試錯，從而快

48、速獲得具有目標功能的合成生命體。 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 12 行業初創企業獲風險投資額屢創新高，行業初創企業獲風險投資額屢創新高，2021 年成投資元年年成投資元年 一級市場資金的注入對合成生物學相關技術的應用和產品開發具有重要推動作用，體現體現了行業從企業集中前端研發進入到產業的市場進入期。了行業從企業集中前端研發進入到產業的市場進入期。 2021 年年成為成為合成生物學合成生物學投資元年。投資元年。2009-2020 年，全球合成生物學初創公司共計獲融資額 215 億美元，而 2021 年當年就達 180 億美元，單年獲

49、融資額占過去 12 年比例超 80%；其中，2021 年第三季度單季度融資額為 61 億元，為歷史單季度最高水平。 2021 年年成為投資元年成為投資元年，主要體現在投資強度快速擴大，從投資結構上來看，依舊以應用主要體現在投資強度快速擴大，從投資結構上來看，依舊以應用為主導。為主導。我們分析，主要系我們分析，主要系行業行業從前期技術研究階段開始轉變為在醫藥、食品、材料和從前期技術研究階段開始轉變為在醫藥、食品、材料和能源領域推出能源領域推出大量大量市場應用市場應用的落地的落地。在 2021 年前三季度合成生物學領域籌集的 150 億美元中，VC 在技術應用領域方面的投資額占比達到了 87%，而

50、生物體工程平臺（Organism Engineering Platforms）等前端技術開發端使用的籌集資金額僅占 11.8%。 圖圖 11：2009-2021 年年全球合成生物學獲全球合成生物學獲 VC 投資情況投資情況 資料來源：Synbiobeta 官網，天風證券研究所 圖圖 12：2021Q1-Q3 合成生物學合成生物學 VC 投資領域分布投資領域分布 圖圖 13：2021Q1-Q3 合成生物學合成生物學 VC 投資投資集中在應用領域集中在應用領域 資料來源：Synbiobeta 官網、天風證券研究所；注：按成交金額 資料來源：Synbiobeta 官網、天風證券研究所；注：按成交項目

51、數目 圖圖 14：2016-2019 年年 VC 對對全球全球合成生物學合成生物學的的投資領域分布投資領域分布 資料來源：Synbiobeta 官網 ，天風證券研究所 應用87.0%生物工程平臺11.8%應用 80.7%Bio Cad 2.5%云計算實驗室/自動化5.0%基因/基因組合成&排序 4.3%生物工程平臺 7.5% 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 13 1.3. 合成生物學國內外企業合成生物學國內外企業商業模式有何區別商業模式有何區別 1.3.1. 全球合成生物學公司可劃分為基礎層與應用層全球合成生物學公司可劃分為基礎層與應

52、用層 合成生物學產業可以劃分為上、中、下游三個部分合成生物學產業可以劃分為上、中、下游三個部分，其中位于中上游的公司處于基礎層，位于下游部分的為應用層公司?；A層領域包括上游合成生物學使能技術公司和中游平臺類公司，這些公司掌握物體設計與自動化平臺、DNA 和 RNA 合成或軟件設計等技術；對于應用層領域的公司，其產品核心內容在于利用合成生物學技術，將其應用于醫療保健、工業化學品、生物燃料等產品的開發和市場化領域。 圖圖 15：合成生物學企業圖譜合成生物學企業圖譜 資料來源： 合成生物學產業發展與投融資戰略研究曾正陽，天風證券研究所 基礎層：基礎層：合成生物使能技術公司合成生物使能技術公司+平臺

53、類公司平臺類公司 合成生物使能技術公司合成生物使能技術公司為產業提供底層技術支持。為產業提供底層技術支持。DNA 和 RNA 的合成與軟件服務是合成生物學研究服務市場的重要細分領域。DNA 合成主要包括兩部分，寡核苷酸合成和基因合成，Twist Bioscience、DNA Script 與 Synthego 是該領域的代表性公司。以軟件服務打開市場的企業主要通過重點開發軟件產品，該領域典型代表公司有 Benchling 和 Synthace，生產產品包括開發軟件平臺以加速新型生物或基因產品生產。 多功能、自動化“生物制造平臺”是合成生物學產業價值鏈的核心。多功能、自動化“生物制造平臺”是合成

54、生物學產業價值鏈的核心。合成生物學從生物的基因編輯，到產品和服務的商業化落地，這之間存在著超長的技術鏈條。具備“全鏈具備“全鏈條生產”能力的平臺型企業，能夠通過打通上游核心技術與下游市場應用，適配不同領條生產”能力的平臺型企業，能夠通過打通上游核心技術與下游市場應用，適配不同領域的需求提供服務。域的需求提供服務。國外代表型公司主要有 Amyris，Ginkgo Bioworks，Zymergen，同時，據 CB Insights 統計，我國也存有少數平臺型公司，代表企業有 Bota Biosciences 恩和生物。此外，藍晶微生物與衍進科技（LifeFoundry）兩家企業正朝著平臺型公司發

55、展思路集中發力。 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 14 表表 8：全鏈條生產全鏈條生產的的平臺型企業平臺型企業（市值截至（市值截至 20220225） 公司名稱公司名稱 國家國家 成立時間成立時間 是否上市是否上市 市值市值 （億美元億美元） 獲風投融資額獲風投融資額 （億美元）（億美元） 特點特點 Amyris 美國 2003 年 2010 年上市 14.21 2.14 公司搭建的自動化菌株改造平臺，是目前全球企業界最大型的工程化平臺之一 Ginkgo Bioworks 美國 2009 年 2021 年上市 65.57 7.98 公

56、司擁有廣泛的基因代碼庫、高度自動化的菌種工程、蛋白質工程和發酵平臺 Zymergen 美國 2013 年 2021 年上市 4.06 8.74 公司擁有世界上最大的專有物理和數字DNA 圖書館數據庫 Bota Bio 中國 2019 年 否 - - 公司目前已初步建成高度集成的自動化技術平臺 Bota Freeway，可高速推進多個產品管線并行研發 Bluepha 中國 2016 年 否 - A 輪獲投 560萬美元，種子輪未披露 公司使用合成生物學工具編程微生物，生產新的生物降解塑料產品并提升現有生物產品制造過程效率，降低 PHA 生產成本 LifeFoundry 中國 2019 年 否 -

57、 - 公司多功能技術易于重新編程，并能夠執行通常難以以高通量方式執行的工作流程 資料來源：CB Insights，Wind，各公司官網，Golden，天風證券研究所 應用層：應用層：合成生物產品開發合成生物產品開發/應用類公司應用類公司 位于合成生物學應用層的公司重點利用合成生物底層技術開發下游廣泛應用領域，位于合成生物學應用層的公司重點利用合成生物底層技術開發下游廣泛應用領域，涵蓋人們生活衣食住行各方面。前文合成生物學領域全球初創公司融資情況分布中可以看到，當前位于應用領域的公司更獲資本市場的青睞，當前位于應用領域的公司更獲資本市場的青睞，融資占比超 80%（2021Q1-Q3） 。 表表

58、9：合成生物學應用層典型合成生物學應用層典型企企業情況業情況 應用領域應用領域 代表公司代表公司 國家國家 成立時間成立時間 主要產品主要產品/ /研發方向研發方向 化學工業 Genomatica 美國 2000 生物基 BDO（主要用于塑料） 、生物基丁二醇（主要用于化妝品） ；目前正在開發聚酰胺中間體（尼龍）和長鏈化學品相關工藝 Lygos 美國 2010 將低成本的糖類轉化為丙二酸等化學物質 凱賽生物 中國 2000 生物法長鏈二元酸系列產品 華恒生物 中國 2005 生物法 L-丙氨酸、DL-丙氨酸、-丙氨酸、D-泛酸鈣和-熊果苷等 合成能源 C16 Biosciences 美國 20

59、17 利用微生物發酵類生產棕櫚油的替代品 LanzaTech 美國 2005 利用微生物將廢氣（如二氧化碳或甲烷）轉化為燃料和化學物質 食品飲料 Impossible Foods 美國 2011 通過發酵的方式萃取出大豆中天然存在的血紅蛋白，用于制作植物肉產品 Perfect Day 美國 2014 通過合成生物學技術用于合成蛋白類產品的開發，如牛奶、蛋清、奶酪等 Clara Foods 美國 2014 Endless West 美國 2015 通過分析酒中的成分，來創造無需發酵的酒 消費品 Bolt Threads 美國 2009 以培育菌絲體的方式開發出了菌絲皮革 Modern Meado

60、w 美國 2011 通過改造后的酵母發酵生產膠原蛋白，由此制造皮革 Geltor 美國 2015 提供基于發酵過程培養產生的蛋白產品 農業 Pivot Bio 美國 2010 開發一種微生物解決方案，替代氮肥，減少氮徑流，并消除相關 N2O 產生 Agrivida 美國 2002 通過開發新一代酶解決方案滿足動物營養和動物健康的需求 GreenLight Biosciences 美國 2009 通過對農產品 RNA 改造，可使其精確靶向免疫于特定害蟲，且綠色清潔 Apeel Sciences 美國 2012 正在開發一種植物基涂層，旨在延長番茄和蘋果等易腐食品的保質期 醫藥 Vedanta B

61、iosciences 美國 - 一家以人體腸道微生物菌群為基礎，開發免疫介導性疾病的人體腸道微生物創新藥研發公司 Novome Biotechnologies 美國 2016 正在工程化人類腸道細菌來治療疾病，目前已經建立了基因工程微生物藥物（GEMM）平臺 Prokarium 英國 - 使用基因工程細菌來開發微生物腫瘤免疫療法和疫苗 Eligo Bioscience 法國 2014 該公司的核心技術 Eligobiotics 能夠將基于 CRISPR 的治療性 DNA 有效載體傳送到微生物群的細菌群中，以精確消除有害細菌菌株 資料來源：CB Insights、Golden、凱賽生物公司公告、

62、華恒生物公司公告，天風證券研究所 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 15 1.3.2. 我國合成生物我國合成生物企業企業處于早期發展階段處于早期發展階段 我國合成生物學生產企業在我國合成生物學生產企業在基礎基礎層與應用層領域均有分布，層與應用層領域均有分布，多集中在基礎層領域，多集中在基礎層領域，部分部分技術具備全球領先優勢技術具備全球領先優勢，合成生物產業處于合成生物產業處于較為較為早期的階段早期的階段。綜合來看，國內的合成生物學企業主要分為兩大類：一類借鑒國外的模式，通過整合科研院所以及社會各界的學術資源，通過自動化、機器學習以及大

63、量生物數據的會聚來提高研究的發現、通量和產量，從而構建技術研發平臺，為下游企業提供基于合成生物學的解決方案（基礎層） ；另一類則專注于產品，在產品生產過程中采用先進的生物工程技術，探索高效的生物合成方法（應用層） 。 在 2020 年 12 月由 EB Insights 發布的全球值得關注的 50 家合成生物學企業中，中國企業上榜 9 位，它們分別為：Bota Biosciences、博雅輯因、南京傳奇生物、泓迅科技、合生基因、凱賽生物、藍晶微生物、森瑞斯生物、鑫飛生物。除上榜企業外，華恒生物、衍進科技等企業在產品生物制造領域同樣具備先進技術優勢。 表表 10：我國合成生物學領域企業多集中在我

64、國合成生物學領域企業多集中在基礎層領域基礎層領域 公司分類公司分類 公司名稱公司名稱 成立時間成立時間 公司特點公司特點 基礎層基礎層 上游上游 博雅輯因 2015 公司打造以基因編輯技術為基礎的四大平臺：造血干細胞平臺、通用型 CAR-T 平臺、RNA 堿基編輯平臺、新藥研發平臺（高通量基因組編輯篩選） 弈柯萊生物 2015 已經建立了規模龐大的生物資源工程庫平臺，在生物合成、高性能細胞工廠設計創制以及產品規?；a上積累了豐富經驗 衍進科技 2019 公司的多功能技術易于重新編程，并能夠執行通常難以以高通量方式執行的工作流程，且具備“設計-構建-測試-學習”完整研發周期的閉環 泓迅科技 2

65、013 公司依托于完善的“GPS 平臺” ，向生物醫藥、新能源、作物育種和信息技術等多個領域提供高質量的 DNA 等生物大分子原材料 迪贏生物 2018 公司為目前唯一能夠在國內商業化完成超高通量新一代 DNA 合成的企業 南京傳奇生物 2014 公司正推出的 3 大核心細胞治療平臺：嵌合抗原受體 T 細胞療法 (CAR-T)、T 細胞受體 T 細胞療法 (TCR-T)、異基因細胞療法 中游中游 Bota Biosciences 2019 公司為綜合的生物制造平臺，開發用于微生物生產高性能工業化合物的高通量平臺菌株和發酵工藝 藍晶微生物 2016 通過使用合成生物學工具編程微生物，從而生產新的

66、生物降解塑料產品并提升現有生物產品制造過程的效率，降低 PHA 的生產成本，并合成多種不同種類的 PHA 材料 LifeFoundry 2019 公司多功能技術易于重新編程，并能夠執行通常難以以高通量方式執行的工作流程 應用層應用層 下游下游 凱賽生物 2000 公司是目前全球具有代表性的能夠實現生物法制造系列長鏈二元酸并大規模產業化的龍頭企業，同時實現生物基戊二胺和生物基聚酰胺生物制造技術突破 華恒生物 2005 公司為全球領先的通過生物制造方式規?；a小品種氨基酸產品的企業之一，實現了以再生葡萄糖為原料厭氧發酵生產 L-丙氨酸的微生物細胞工廠，在國際上首次成功實現了微生物厭氧發酵規?；?/p>

67、產 L-丙氨酸產品 合生基因 2014 公司逐步搭建：智能靶向腫瘤基因治療藥物平臺、基因治療藥物工藝開發平臺、基因治療藥物轉化醫學平臺、合成生物學技術服務平臺 森瑞斯生物 2019 通過基因組合成、基因調控網絡及信號轉導通路的邏輯性設計和定向進化，人工創造具有功能的新途徑或新型酶，生產各種活性成分產品 資料來源：各公司官網，Wind，天風證券研究所 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 16 2. 合成生物學產業鏈在化工領域的應用合成生物學產業鏈在化工領域的應用 2.1. 合成生物學應用領域廣泛合成生物學應用領域廣泛 合成生物學技術的進步擴

68、展了其下游應用領域，而應用領域的發展情況反過來對生物制合成生物學技術的進步擴展了其下游應用領域，而應用領域的發展情況反過來對生物制造的創新速度與程度具有積極推動作用。造的創新速度與程度具有積極推動作用。 合成生物學基因測序及合成技術的進步，標準化的基因調控元件及各種載體、底盤細胞的開發顯著促進了代謝工程的發展；各種復雜的基因線路的設計和構建正逐步開始用于疾病防治及環境污染檢測治理等方面。 另一方面，據麥肯錫研究，生物制造技術的創新速度與程度依賴于下游應用領域的發展。目前，合成生物學已經在包括醫藥、化工、農業的領域實現了應用；此外，在醫藥領域，目前采用生物途徑進行藥物制造已經展現出了早期商業應用

69、跡象；而在一些使用基因工程植物來固定 CO2 的應用中，在前端研究領域表現出可行性，但在商業應用層面還未取得較大突破。 圖圖 16：合成生物學合成生物學主要主要應用應用領域領域 資料來源： 合成生物學李春，天風證券研究所 表表 11：合成生物學不同應用領域的技術發展情況合成生物學不同應用領域的技術發展情況 應用領域應用領域 已實現技術已實現技術 短期將實現技術短期將實現技術 中期將實現技術中期將實現技術 長期將實現技術長期將實現技術 2020 年之前 2020-2030 2030-2040 2040 之后 人類健康及行為 載體篩查 無創產前檢測 CAR-t 細胞治療液體腫瘤 液體活檢 基因驅動

70、減少病媒傳播疾病 CAR-t 細胞治療實體腫瘤 由干細胞產生的可移植器官 用于醫療目的的胚胎編輯（例如，通過 CRISPR 免疫系統） 農業，水產及食品 輔助標記育種（用于食品的農作物和動物） 食品來源、安全性和真實性 的 基 因 追 蹤 （ 如 過 敏原、物種、病原體） 植物性蛋白質 農作物微生物組診斷和益生菌治療 非養殖肉 轉基因動物生長更快 轉基因作物通過增強光合作用加快生長 消費品 及服務 DTC 基因檢測-血統 基于遺傳和微生物組的個性化用餐服務 DTC 基因檢測-關于健康和生活方式的個人見解 基于組學數據監測個人健康狀態、營養和健身的生物傳感器 基因療法皮膚老化 材料，化學品及能源

71、 藥物生產的新生物途徑 （如多肽） 新型材料-生物農藥/生物肥料（如 RNAi 農藥） 改進現有的發酵工藝食品和飼料原料 （如氨基酸、有機酸） 新型材料-生物聚合物 （如 PLA、PET） 生物太陽能電池和生物電池 其他應用 DNA 測序的取證 二氧化碳的生物固定離 污染物的生物修復 資料來源：McKinsey Global Institute、天風證券研究所 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 17 據 CB insights 和 Biospace 統計，2020 年，全球合成生物學市場規模為 61 億美元，20172020 年行業 C

72、AGR 為 16.15%，而 CB insights 預測，到 2024 年行業規模有望增長至 189 億美元。 從下游應用市場結構來看，從下游應用市場結構來看，醫療健康和工業化學品是合成生物學最為重要的兩大應用領醫療健康和工業化學品是合成生物學最為重要的兩大應用領域：域：2019 占比分別占比分別 40%、21%；而 CB insights 預測，到 2024 年食品飲料、農業等領域占比分別提升至 14%和 12%，醫療健康和工業化學品占比預計分別為 26%和 20%。 圖圖 17：2017-2024E 全球合成生物學市場規模（億全球合成生物學市場規模（億美元美元） 圖圖 18：2019 年

73、年合成生物學合成生物學下游應用下游應用市場分布市場分布 資料來源：CB Insights、Biospace，天風證券研究所 資料來源：CB Insights，天風證券研究所 2.2. 合成生物學在化工領域的應用合成生物學在化工領域的應用 2.2.1. 合成生物制造與化學合成的區別是什么合成生物制造與化學合成的區別是什么？ 合成生物制造通過利用糖、淀粉、纖維素以及二氧化碳等可再生碳資源進行有機化合物的生產，反應過程具有清潔、高效、可再生等特點，能夠減少工業經濟對生態環境的影響，未來有望在醫藥、食品、能源、材料、農業等領域引發生產制造模式的變革。 表表 12：化學合成和合成生物制造對比化學合成和合

74、成生物制造對比 特征特征 化學合成化學合成 生物合成生物合成 定義 從簡單分子形成大分子的人工過程 活生物體細胞內的酶催化多步驟過程，通過該過程底物被修飾或轉化為更復雜的產物 反應本質 人工和化學工藝 自然/生物/生化過程 反應原料 多以石油化工等不可再生資源為原料 糖、淀粉、纖維素、二氧化碳等可再生碳資源 反應發生地 發生在生物體之外 發生在生物體內，建立細胞工廠（人工細胞） 反應裝置 反應釜 小型搖瓶、大型發酵罐 反應條件 反應較劇烈，部分需要高溫高壓等條件 反應較溫和 酶的作用 不需要酶催化 酶催化過程 產成品本質 合成產生的有機或無機化合物 主要來自生物合成的有機化合物 復雜程度 簡單

75、或復雜的過程 多步驟且較復雜的過程 舉例 由鈉和氯合成氯化鈉（NaCl） 氨基酸、脂肪酸、核酸和生物堿的形成 資料來源：PharmaEducation、天風證券研究所 合成生物學合成生物學在綠色化工中廣泛應用。在綠色化工中廣泛應用。根據麥肯錫研究，全球經濟中 60%的物質投入都可以通過生物方式生產。不同于傳統微生物發酵生產模式，化學品的綠色制造并非依賴于對產物天然合成菌株進行優化，而是重新合成全新的人工生物體系，將原料以較高的速率最大限度地轉化為產物。整個生產鏈條可分為原料的利用原料的利用、底盤細胞的選擇和優化底盤細胞的選擇和優化以及產品的生產產品的生產三個部分。 61020406080100

76、12014016018020020172018201920202024e億美元醫療健康科研工業化學品食品和飲料農業消費品38.9345.2453.20188.85 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 18 圖圖 19：合成生物學對化學品的先進制造生產鏈條合成生物學對化學品的先進制造生產鏈條 資料來源： 化學品綠色制造核心技術合成生物學肖文海，天風證券研究所 合成生物制造可以用來生產大宗產品、可再生化學品與聚合材料、精細與醫藥化學品合成生物制造可以用來生產大宗產品、可再生化學品與聚合材料、精細與醫藥化學品以以及農產品及農產品等產品。等產品。

77、同時，天然產物結構復雜，利用化學合成途徑繁瑣，得率低、能耗高、污染重，難以實現環境友好的規?；a。因此，借助合成生物學，構建合理的合成途徑及菌種為化工品和天然產物的產業長久發展提供了新的思路。 表表 13：合成生物學在化工領域的產品制造合成生物學在化工領域的產品制造 應用領域應用領域 應用產品應用產品 合成生物法制造特點合成生物法制造特點 大宗產品 氨基酸、有機酸、維生素、微生物多糖 合成生物學的發展大幅提升了菌種設計改造能力，不但可以獲得自主知識產權的新菌種，而且顯著提高原料利用能力和轉化效率等技術指標 可再生化學品與聚合材料 丁二酸、戊二胺、1,4-丁二醇、PBS、尼龍 54 等 隨著合

78、成生物學對細胞代謝和調控認識的不斷深入，通過優化改造、甚至從頭設計合成高效生產菌種，大幅提高可再生化學品與聚合材料的生產能力與效率。 精細與醫藥化學品 芳香族化合物、抗生素、甾體激素等 通過對細胞內代謝途徑的全新設計，使精細與醫藥化學品可以通過微生物細胞以廉價的糖類等為原料來合成，為降低精細與醫藥化學品的生產成本，實現綠色生產提供可能 未來農產品 香蘭素、白藜蘆醇、柑橘類、淀粉、油脂、健康糖、牛奶、素食奶酪、各種蛋白、肉類 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，創建淀粉、蛋白、油脂以及其他營養功能因子的高效人工生物合成路線，形成嶄新的細胞工廠

79、，擺脫人類所需營養素及天然化合物對資源依賴和環境破壞為代價的發展 資料來源：唯鉑萊生物科技有限公司官網，天風證券研究所 2.2.2. 合成生物路徑合成生物路徑在化學品制造中的優勢如何在化學品制造中的優勢如何？ （1）合成生物）合成生物制造制造路線路線比傳統比傳統石化路線石化路線反應過程更溫和反應過程更溫和，更節能低碳更節能低碳 與化學合成方法不同，生物制造利用生物資源或化石資源在生物微工廠內進行物質轉化，過程條件溫和。和石化路線相比，目前生物制造產品平均節能減排生物制造產品平均節能減排 3050，未來潛力有望達到 5070，同時減少環境影響 20%60%，這對工業基礎原材料的化石原料路線替代、

80、高能耗高物耗高排放工藝路線替代以及傳統產業升級，將產生重要推動作用。據世界自然基金會（WWF）估測，到 2030 年，工業生物技術每年將有望降低 1025 億噸 CO2 排放，約占 2020 年總排放量 3.1%-4.7%（2020 年全球 CO2排放量約 320 億噸） 。 表表 14：化學品生物制造路線更具環境友好性化學品生物制造路線更具環境友好性（舉例）（舉例） 產品 生產技術節能低碳程度生產技術節能低碳程度 1,3 丙二醇 生物法 1,3-丙二醇技術的能耗降低 40%，CO2 排放減少 40% 1,4-丁二醇（BDO） 生物法制備的 1,4-丁二醇（BDO）比石化路線將減少 56% 的

81、溫室氣體排放 維生素 B2 生物轉化過程替代原有 8 步化學過程，廢水排放減少 66%，廢棄排放減少 50% 己二酸 工業上己二酸的生產路線主要是以環己醇和環己酮混合物為原料的硝酸氧化法（KA 油法） ，但硝酸腐蝕設備嚴重，副產物氮氧化物會破壞臭氧層，造成環境污染。 資料來源： 微生物細胞工廠生產大宗化學品及其產業化進展于勇等、 合成生物學工業應用的現狀和展望曾艷、 精細化學品的生物合成林建平；天風證券研究所 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 19 （2）部分生物法制造的產品部分生物法制造的產品具備具備顯著的顯著的成本優勢成本優勢 合成

82、生物制造可以通過降低產品生產成本，提升產業競爭力。例如，1,3-丙二醇的合成生物制造與石油路線相比，原料成本下降 37%；巴斯夫公司開發的維生素 B2 的生物轉化過程比化學過程成本降低 50%；丁二酸的生物法制備路線生產成本比傳統石化路線降低 20%。此外，華恒生物公司的厭氧發酵法生產 L-丙氨酸工藝，其產品生產成本和酶法相比可以大幅降低 50%。 表表 15：生物合成法生物合成法生產生產 L-丙氨酸丙氨酸具備成本優勢具備成本優勢 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 低 高 高 高 產品成本 高 高

83、 較高 低 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 低 低 高 高 工藝路線 長 長 短 短 產品質量 低 高 高 高 原材料來源 可再生 石油基 石油基 可再生 環境友好度 低 低 較高 高 資料來源：華恒生物招股說明書，天風證券研究所 （3）一些合成生物制造具備技術的先進性，在產品品質方面更具優勢）一些合成生物制造具備技術的先進性，在產品品質方面更具優勢 飼料、食品添加劑等領域需求旺盛的煙酰胺，采用化學-酶法新工藝后可實現 100%的原子經濟性，克服了化學催化路線中煙酸到煙酰胺的胺化反應有 4%煙酸殘留而需要重結晶分離的問題，技術優勢顯著。此外，西格列?。╯itag

84、liptin，一種可有效治療 2 型糖尿病的降糖藥物）采用生物合成方法實現的產品總得率和生產效率均顯著高于化學合成方法。 圖圖 20：合成生物制造的技術先進性合成生物制造的技術先進性 資料來源： 精細化學品的生物合成林建平，天風證券研究所 （4）合成生物制造路線具備平臺效應，可以實現一個菌種生產多項產品）合成生物制造路線具備平臺效應，可以實現一個菌種生產多項產品 利用合成生物學手段改造大腸桿菌，可以由葡萄糖合成正纈氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸等多種氨基酸。同時，在氨基酸的合成路徑中，通過酮酸脫羧酶（KDC）和醇脫氫酶（ADH）又可以合成一系列高級醇，包括異丁醇、1-丁醇、2-甲基-

85、1-丁醇，3-甲基-1-丁醇以及苯乙醇等。 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 20 圖圖 21：利用大腸桿菌以葡萄糖為原料生物合成多種氨基酸和高級醇利用大腸桿菌以葡萄糖為原料生物合成多種氨基酸和高級醇 資料來源： 合成生物學李春，天風證券研究所 當前諸多化工企業當前諸多化工企業已實現已實現由生物制造生產化學品及燃料由生物制造生產化學品及燃料，市場，市場具備具備發展潛力發展潛力。通過系統性的設計和改造，利用大腸桿菌、酵母和藍藻等底盤生物，以纖維素、木質素、生物質等農業、工業廢棄物以及二氧化碳為原料，可以實現生產清潔、高效、可持續的化學品和

86、生物能源產品，如乙醇、乳酸、丙烯酸等?；诤铣缮飳W的化學品制造、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。 據麥據麥肯錫預測，未來肯錫預測，未來 10-20 年，合成生物學年，合成生物學預計將每年對預計將每年對化學品、能源等領域的化學品、能源等領域的 1600-2700 億美元市場億美元市場產生產生直接經濟直接經濟影響影響。不同于前文 CB Insights 對合成生物學 2024 年市場規模將達到 189 億美元的預測，這里的“經濟影響”是指對能源化工領域市場帶來影響。2020 年，全球化學品銷售規模達 3.82 萬億美元，未來 10-2

87、0 年合成生物學將通過改進現有的發酵過程、為生產現有材料和化學品開發新的生物途徑，以及生產新型材料和化學品，對傳統工業生產方式帶來巨大影響。其中，將在新生物生產路線領域影響 700-1100億美元市場發展，新型材料領域預計對 60-1100 億美元市場產生影響。 圖圖 22：2030-2040 年年合成生物學合成生物學將將在在化工領域化工領域每年每年影響影響 1600-2700 億美元億美元的市場規模的市場規模 資料來源：McKinsey Global Institute，天風證券研究所 注：另有 50-100 億美元未評估在內 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正

88、文之后的信息披露和免責申明 21 2.2.3. 合成生物學化工行業的產業化合成生物學化工行業的產業化壁壘壁壘 對于進行生物法合成產品的企業，從實驗室科研成果到產品商業化落地的過程重點在于解決實現規?；纳a工藝實現規?；纳a工藝這一難題，而能否實現規?；a工藝主要取決于前端菌種前端菌種改造效率改造效率與后端工藝放大后端工藝放大效果效果兩個方面。 菌種改造菌種改造：效率效率主要體現在生產產品的主要體現在生產產品的轉化率、生產速率和產量轉化率、生產速率和產量 3 個指標個指標 高性能菌種可以實現更高的產品轉化率、產品濃度和生產強度。高性能菌種可以實現更高的產品轉化率、產品濃度和生產強度。合成生

89、物制造的第一步，需要根據目標產品的特性選擇一個性狀優良的菌種，也稱底盤細胞，它是用于該產品生產的宿主。利用合成生物學的方法，對生物體基因組特定目標基因進行改造和修飾，以達到改造微生物代謝途徑的目的，能夠構建高效的菌種，實現產品生產事半功倍。 圖圖 23：菌種菌種改造改造在合成生物制造在合成生物制造環節環節的作用的作用 資料來源：凱賽生物招股說明書，天風證券研究所 生產速率的提升依賴于合成途徑中酶催化的反應效率生產速率的提升依賴于合成途徑中酶催化的反應效率，通過多種基因編輯技術能夠提升，通過多種基因編輯技術能夠提升酶的催化效率。酶的催化效率?；瘜W品的生物合成途徑通常由一系列酶催化反應構成，而自然

90、狀態下各個酶的催化效率難以達到協調的狀態。在實際操作中，多基因調控技術、基因動態調控技術與蛋白骨架技術三種手段可以實現對合成途徑進行優化，使各個酶達到平衡協調的狀態以提高產品的生產速率。 表表 16：提高生產速率的主要優化調控技術提高生產速率的主要優化調控技術 調控技術調控技術 技術內容技術內容 多基因調控技術 通過對染色體上的多個基因同時進行改造，結合高通量篩選技術，可以快速高效地鑒定出最優的調控組合 基因動態調控技術 與傳統調控系統相比，動態調控系統具有智能性，可以根據選定的某種細胞體內代謝信號自動調節特定基因的表達，從而維持代謝途徑的動態平衡，達到提高產品合成能力的目標 蛋白骨架技術 通

91、過人工合成的蛋白骨架，使酶以特定位置和序列附著在骨架上，可以控制代謝途徑中酶的空間位置，從而使合成途徑相鄰的酶聚集在物理空間比較近的區域，使底物和酶距離接近，提高生化反應的速率 資料來源： 合成生物學工業應用的現狀和展望曾艷，天風證券研究所 最優合成途徑的設計將實現最優合成途徑的設計將實現提升合成生物產品的轉化率、生產效率以及產量規模。提升合成生物產品的轉化率、生產效率以及產量規模。以生物法制造 1,3-丙二醇為例，自然界一些微生物將甘油轉化為 1,3-丙二醇的理論轉化率為0.75mol/mol；杜邦公司開創了以葡萄糖為原料的生物合成途徑，構建出的細胞工廠 1,3-丙二醇產量達 135g/L，

92、并將轉化率提高至 0.83 mol/mol；近日，國內清華大學應用化學研究所團隊首次實現了以谷氨酸棒桿菌為底盤細胞通過系統的代謝網絡模擬 1,3-丙二醇合成過程，將原料轉化率提高至 0.99mol/mol。 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 22 表表 17：1,3-丙二醇的不同合成工藝對比丙二醇的不同合成工藝對比 生產方法生產方法 菌種菌種 底物（原料）底物（原料） 產量（產量（g/Lg/L） 生產速率（生產速率（g/(Lg/(L h h) ) 底物轉化率底物轉化率（mol/molmol/mol） 天然合成 部分微生物 甘油 - -

93、0.75 生物合成-杜邦公司 大腸桿菌 葡萄糖 135 3.5 0.83 生物合成-清華大學團隊 谷氨酸桿菌 葡萄糖 110.4 2.3 0.99 資料來源： 合成生物學工業應用的現狀和展望曾艷， Systems metabolic engineering of Corynebacterium glutamicum for high-level production of 1,3-propanediol from glucose and xyloseZihua Li，天風證券研究所 此外，清華大學團隊設計的以谷氨酸棒桿菌為底盤細胞進行此外，清華大學團隊設計的以谷氨酸棒桿菌為底盤細胞進行生物法生

94、物法 1,3-丙二醇的制造，丙二醇的制造，實現了更廣泛的原料底物利用譜實現了更廣泛的原料底物利用譜，為工業化應用提供了堅實的實驗基礎，為工業化應用提供了堅實的實驗基礎。通過利用谷氨酸棒桿菌的丙酮酸-草酰乙酸-磷酸烯醇式丙酮酸循環可以在不破壞 PTS 的葡萄糖轉運系統下高效地合成 1,3-丙二醇，提供了不同于杜邦公司的設計與優化方案，該路線具有更廣的底物利用譜，可以有效地利用葡萄糖、木糖、蔗糖、纖維水解液等為原料生產 1,3-丙二醇。 圖圖 24：清華大學團隊清華大學團隊以谷氨酸棒桿菌為底盤細胞生物法以谷氨酸棒桿菌為底盤細胞生物法 1,3-丙二醇丙二醇反應過程反應過程 資料來源： Systems

95、 metabolic engineering of Corynebacterium glutamicum for high-level production of 1,3-propanediol from glucose and xyloseZihua Li，天風證券研究所；注： “x”表示基因缺失 后端工藝放大后端工藝放大：高效低成本的高效低成本的分離純化分離純化工藝工藝對產品效果起重要作用對產品效果起重要作用 研究開發高效低成本的分離純化技術可以實現產品研究開發高效低成本的分離純化技術可以實現產品產業化的重要環節。產業化的重要環節。合成生物制造的分離純化是指從復雜的生物發酵體系中得到高質量

96、產品的關鍵性步驟，也是決定生物制造大規模產業化實踐的重要技術瓶頸。作為生物合成制造產業化的“最后一棒” ，產品的分離提純成本占到總成本的 60%以上，高附加值產品的分離成本甚至可以達到 90%。 不同于傳統化學分離，生物產品分離過程需要保證產品的生物活性，常需要低溫、合適生物產品分離過程需要保證產品的生物活性，常需要低溫、合適的的 pH 和一定的耐受壓力和一定的耐受壓力，因此對分離純化技術存在較高的要求，因此對分離純化技術存在較高的要求。常用的綠色分離純化技術有膜分離技術、模擬移動床色譜技術和超臨界萃取技術，其中膜分離技術是以選擇通透性膜為分離介質，在外界推動力的作用下，利用各組分擴散速率的差

97、異，來實現原料液中各成分的有效分離。例如，華恒生物選用超濾膜和納濾膜分離技術去除色素、蛋白等雜質，最終得到高純度成品 L-丙氨酸。 表表 18：常用膜分離技術的主要特性與應用范圍常用膜分離技術的主要特性與應用范圍 微濾微濾 超濾超濾 納濾納濾 反滲透反滲透 孔徑分布 0.01-10m 2-20nm 2nm 1nm 壓力 0.2MPa 0.1-1MPa 0.5-2.5MPa 1-10MPa 分離層厚度 10-150m 0.1-1.0m 0.1-1m 0.1-1.0m 分離物 細菌、酵母、懸浮顆粒 蛋白質 小分子化合物、二價鹽 一價鹽 資料來源： 生物技術產品綠色分離純化技術進展趙黎明，天風證券研

98、究所 行業行業報告報告 | | 行業專題研究行業專題研究 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 23 應用選擇：應用選擇：選擇一個具有長期市場空間的和價值的產品，對于進行合成生物制造產選擇一個具有長期市場空間的和價值的產品，對于進行合成生物制造產業化的企業業化的企業同樣同樣至關重要。至關重要。 合成生物制造的產品研發周期長且投入大，一個產品從研發到落地的技術鏈條長且復雜，需要公司在每個環節都有研發能力。足夠的下游客戶和市場需求是支撐產品落地的重要一環，產品的成功落地又可以持續支持公司的創新和研發；反之，公司則會面臨較大的時間和資金的損失。因此，如何通過調整商業模式、整合各方資源來實現商業閉環

99、，是合成生物公司除了建立技術上的壁壘之外需要著重考慮的問題。 表表 19：部分合成生物學在化學品和能源市場的開發現狀及潛力部分合成生物學在化學品和能源市場的開發現狀及潛力 產品產品 生產生產企業（機構）企業（機構） 生物基產品市場生物基產品市場 所有市場（生物基所有市場（生物基+ +石化產品）石化產品） 生物基產品生物基產品占比占比（%） 價格 （美元/t） 規模 （100t） 市場 （百萬美元/年） 價格 （美元/t） 規模（100t） 市場 （百萬美元/年） 乙醇 Qteros、Logen、BP、 帝斯曼、Proterro、Lanza Tech、Algenol、Mascoma 815 71

100、310 58141 823 76677 63141 93 乳酸 Myriant 等 1450 472 684 1450 472 684 100 丙烯酸 Myriant、OPXBiotechnologies、Metabolix、諾維信、嘉吉 2688 0.3 0.9 2469 5210 12863 0.01 法尼烯 Amyris 5581 12 68 5581 12.2 68 近 100 丁二酸 Bioamber、Myriant、 帝斯曼 2940 38 111 2500 76 191 49 1,4-丁二醇 Bioamber 高于 3000 3 9 18003200 2500 45008000

101、0.1 己二酸 Verdezyne、Bioamber、Rennovia 2150 0.001 0.002 18502300 3019 56006900 0.00003 異丁烯 Global Bioengergies 遠高于 1850 0.01 0.02 1850 15000 27750 0.00006 資料來源： 合成生物學李春、天風證券研究所 3. 相關標的相關標的 重點推薦：重點推薦：具備平臺效應的生物合成小品種氨基酸全球領先企業華恒生物華恒生物；建議關注：建議關注：全球生物法生產長鏈二元酸龍頭企業凱賽生物凱賽生物。 4. 風險提示風險提示 政策執行時間和強度變化政策執行時間和強度變化：生

102、物制造過程中仍會產生一部分“三廢”排放，存在環保合規風險；生產企業產品銷往全球，各國進出口政策及國際貿易環境變化會對公司經營業績產生一定影響。 生物安全風險：生物安全風險：生物安全主要指無意或者疏忽引起的生物危害，包括轉基因或生物體環境釋放對生物多樣性的威脅；生物技術研究開發對人類健康及生態環境所產生的負面影響以及實驗室生物安全問題。 核心技術失密風險：核心技術失密風險：生物合成制造企業的核心技術是其保持競爭地位的重要基礎，公司有關菌種改造等環節商業機密的泄露將增加公司維權成本，一定程度上可能會削弱競爭優勢，對公司造成不利影響。 技術突破瓶頸及下游應用推廣風險技術突破瓶頸及下游應用推廣風險：政策及產業界對合成生物學的高度重視加速了該領域科學技術的提升，公司需要實現更先進的技術來占領市場，可能存在技術突破瓶頸；同時產業化過程存在較多壁壘，下游應用推廣情況可能對公司產生一定影響。