今年政府工作報告中提及了一些新興產(chǎn)業(yè)，除了氫能、新材料、創(chuàng)新藥等等之外，生物制造、低空經(jīng)濟是政府工作報告里首次提到的行業(yè)。

　　“生物制造”并不是一個新概念，中美都很重視這個賽道的巨大潛力，比如美國此前出臺過《國家生物技術(shù)和生物制造計劃》，而中國也出臺過《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》等等。

　　生物制造，往大一些說是“合成生物學(xué)”的最重要的應(yīng)用，自2013年人類發(fā)明了基因編輯技術(shù)——CRISPR-Cas9之后，就取得了飛速發(fā)展。這項獲得了諾貝爾化學(xué)獎的技術(shù)，讓人類擁有了“上帝之手”。如果說計算機是由0、1兩個指令構(gòu)成的二進(jìn)制代碼組合，那么合成生物學(xué)的底層則是A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）等堿基，所構(gòu)成的四進(jìn)制代碼組合。

　　更進(jìn)一步，我們可以利用工程學(xué)的方法（比如“設(shè)計、構(gòu)建、測試、學(xué)習(xí)”），尋找到合適的基因片段，將一系列基因組件重新設(shè)計和組合，將之放至微生物細(xì)胞里，這些微生物就變成了一個個微小的“工廠”，進(jìn)行獨特的生物化學(xué)反應(yīng)，最終高效地代謝出目標(biāo)產(chǎn)物。

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　　合成生物學(xué)的目標(biāo)產(chǎn)物包羅萬象，包括醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、消費品等領(lǐng)域，既包括了下游的產(chǎn)品公司，也包括了中上游的產(chǎn)業(yè)鏈公司。

　　合成生物學(xué)是一項底層技術(shù)，可以跨學(xué)科、跨行業(yè)，應(yīng)用場景廣泛。所以麥肯錫預(yù)測，未來60%的物理實體都可由合成生物制造；波士頓咨詢公司（BCG）預(yù)測，到本世紀(jì)末，合成生物將廣泛應(yīng)用于占全球產(chǎn)出三分之一以上的制造業(yè)，按價值計算在30萬億美元量級。

　　從中國的角度來說，我們所強調(diào)的是“生物制造”，它屬于合成生物學(xué)領(lǐng)域里更偏制造的環(huán)節(jié)，是更加腳踏實地，利用國內(nèi)傳統(tǒng)發(fā)酵的大規(guī)模產(chǎn)能和發(fā)酵制造功底，升級菌株，生產(chǎn)出附加值更高且盈利的產(chǎn)品。

　　本文就是更進(jìn)一步的解釋，為什么生物制造在政府工作報告的“新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)”中，被提到了非常重要的位置？中國公司如何走出一條不同的道路？

　　政策推動+技術(shù)進(jìn)步，推動產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速

　　近年來，合成生物改變了傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方式，以更綠色、更高效的方式在醫(yī)藥、能源、材料、化工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，故合成生物也被譽為“第三次生物技術(shù)革命”，有望成為新的“黃金賽道”。

　　從政策端來看，合成生物學(xué)作為現(xiàn)代生物前沿技術(shù)，已經(jīng)成為各國必爭的技術(shù)高地，各國政府政策頻出以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）2014年發(fā)布 《合成生物學(xué)政策新議題》認(rèn)為合成生物學(xué)領(lǐng)域前景廣闊，建議各國政府把握機遇；美國早在2006年便成立合成生物學(xué)工程研究中心，美國白宮、國會、國防部、科學(xué) 院、科學(xué)基金會等均發(fā)布過相關(guān)政策支持合成生物學(xué)發(fā)展；歐盟、德國、英國、日本等發(fā)達(dá)經(jīng)濟體也陸續(xù)發(fā)布政策，其中歐盟《戰(zhàn)略創(chuàng)新與研究議程2030》提出“2050 年循環(huán)生物社會”；中國“973”、“863”等國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃也建立了 合成生物學(xué)專項，2022年5月，國家發(fā)改委印發(fā)《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，提出在醫(yī)療健康、食品消費、綠色低碳、生物安全等重點領(lǐng)域發(fā)展生物經(jīng)濟，十四五期間生物經(jīng)濟成為推動高質(zhì)量發(fā)展的強勁動力。為促進(jìn)合成生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中國從中央到地方政府紛紛推出各項扶助計劃。

　　根據(jù)麥肯錫分析，未來生物制造的方式有望對傳統(tǒng)行業(yè)帶來巨大影響。專業(yè)人士認(rèn)為，“國家頂層設(shè)計上的重視，地方政府的積極響應(yīng)，都為合成生物行業(yè)的發(fā)展帶來了堅定的信心。政府高度重視合成生物學(xué)的發(fā)展，并提供了大量的資金和政策支持，推動了該領(lǐng)域的快速發(fā)展?！?/p>

　　值得關(guān)注的是，以合成生物學(xué)為核心的生物制造，正在成為新一輪大國博弈的焦點，中國的合成生物學(xué)在全球已經(jīng)處于相對靠前的有利位置。

　　從技術(shù)端來看，基因檢測技術(shù)、編輯技術(shù)飛速發(fā)展。以合成生物學(xué)最基礎(chǔ)的基因測序為例， 過去20年基因測序的效率大幅提升、成本大幅降低，為合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了良好 的發(fā)展基礎(chǔ)。第二代測序技術(shù)發(fā)展出來之后，基因測序成本開始實現(xiàn)斷崖式下降， 即超摩爾定律現(xiàn)象。

　　現(xiàn)階段合成生物學(xué)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展逐漸由科研探索驅(qū)動開始轉(zhuǎn)為工程能力驅(qū)動，賦能傳統(tǒng)行業(yè)，提供高質(zhì)量解決方案。目前，通過合成生物制造已經(jīng)成功實現(xiàn)了一批醫(yī)藥、大宗發(fā)酵產(chǎn)品、可再生化學(xué)與聚合材料、精細(xì)化工品、天然產(chǎn)物、未來農(nóng)產(chǎn)品等重大產(chǎn)品的生物制造，甲醇、甲酸以及二氧化碳等一碳原料利用方面也不斷取得進(jìn)展。

　　領(lǐng)先的中國生物制造本質(zhì)是高端制造業(yè)

　　中國和美國是全世界范圍內(nèi)最重視合成生物的國家，中國在最新的支持政策里更偏向制造端。面對這項“顛覆性科技”（波士頓咨詢定義），以及未來60%的物理實體都可能由合成生物制造而成（麥肯錫），大家都不敢怠慢。

　　中美在合成生物上各有所長，傳統(tǒng)意義上來說美國整體的基礎(chǔ)研究比中國更早更強，所以在菌種生物學(xué)研究上更具優(yōu)勢，通量高、代碼庫迭代快等，然而過去10年中國在這個領(lǐng)域也迅速發(fā)力，尖端科學(xué)家發(fā)力明顯，合成生物學(xué)國家級基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也迅速落地。另一方面，中國的優(yōu)勢則在于發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，成本低。中國是全球發(fā)酵大國，在現(xiàn)代生物發(fā)酵產(chǎn)品中占全球70%以上份額，全球醫(yī)藥原料85%來自中國，也擁有合成生物學(xué)領(lǐng)域全球最大的中間性試驗轉(zhuǎn)化平臺，供應(yīng)鏈更加完整。

　　相比之下，生物制造環(huán)節(jié)反而是美國的短板。特別是缺乏發(fā)酵工程師，原材料進(jìn)口依賴度高，且人工成本高，這導(dǎo)致美國合成生物供應(yīng)鏈不完整，也是很多企業(yè)在最終落地環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題的原因，不得不去巴西或歐洲尋找產(chǎn)能。

　　但中國生物制造產(chǎn)業(yè)的問題在于，雖然產(chǎn)能規(guī)模龐大，但普遍品種老化，附加值偏低，產(chǎn)業(yè)端面臨內(nèi)卷和虧損等等問題。此時如果能產(chǎn)業(yè)升級，逐漸生產(chǎn)更高附加值的產(chǎn)品，這意味著要迭代菌株并提升工藝水平，才能進(jìn)入2.0時代釋放出巨大的市場潛力。

　　要想實現(xiàn)升級，最重要的是菌種改造。一個優(yōu)秀的菌株，可以讓生產(chǎn)環(huán)節(jié)不做太大改造的同時，實現(xiàn)從低附加值產(chǎn)品轉(zhuǎn)為高附加值產(chǎn)品。比如同樣是一套設(shè)備，更新菌株后，可以從生產(chǎn)3-4千元一噸的果葡糖漿，變成2-3萬元的阿洛酮糖。

　　同時，要想突破量產(chǎn)，最核心的是在前期菌株設(shè)計中，就要采取“以終為始”的策略。要結(jié)合考慮在全球范圍內(nèi)，有哪些可用的工藝流程、設(shè)備條件，這樣才更具投產(chǎn)的可能。如果僅僅在實驗室條件下，其實可以通過很多方式來做出漂亮數(shù)據(jù)，但這些“華而不實”的手段在最終生產(chǎn)中，一定很難實現(xiàn)量產(chǎn)。

　　當(dāng)然，這就對研發(fā)的真正實力提出了極高要求，因為很多實驗室技術(shù)都不能用。誰更有菌株開發(fā)經(jīng)驗、有足夠的工業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)驗/know-how積累，有更先進(jìn)的基因編輯工具和代謝流設(shè)計能力等等，誰能構(gòu)筑新時代的產(chǎn)業(yè)壁壘。

　　總之，生物制造是一個非常有潛力的賽道，而中國在技術(shù)端追趕得很快，同時又具備歐美欠缺的成熟產(chǎn)能和生態(tài)鏈，如果能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，將創(chuàng)造出巨大的產(chǎn)業(yè)新效益。

　　當(dāng)然，生物制造與傳統(tǒng)化工，并不是替代關(guān)系，更多是融合。比如最近大火的司美格魯肽，諾和諾德就是通過生物發(fā)酵法與化學(xué)合成（固樣合成）結(jié)合來做。

　　在如今的大環(huán)境下，生物制造的發(fā)展方向越來越清晰——這應(yīng)該是一個接地氣的高端制造業(yè)，而非只是宏大敘事。再無法依靠通過一個概念，經(jīng)歷多年虧損來換取未來潛在的大爆發(fā)。

　　歸根結(jié)底，中國的生物制造公司已經(jīng)不再需要對標(biāo)美國，現(xiàn)在更需要討論的是“你的產(chǎn)品、平臺，最終能干一些什么事情？選品到底是什么樣子的？技術(shù)壁壘在哪里？成本優(yōu)勢在哪里？產(chǎn)能如何落地？如何設(shè)計產(chǎn)能爬坡的速度？什么時候能有收入和利潤？” 在中國做生物制造，最核心的是未來幾年整個公司發(fā)展落地的確定性，商業(yè)化路徑是要走得通的。

　　對于終端產(chǎn)品來說，一個經(jīng)驗法則是新產(chǎn)物需要降低至少20-30%的成本，或者是有新功能，才能令客戶有動力從舊有的產(chǎn)品體系中遷移出來，變化越小，新產(chǎn)品替代的速度就越慢。所以回歸產(chǎn)品思路，回歸商業(yè)本質(zhì)，利用好國內(nèi)的供應(yīng)鏈優(yōu)勢，這不僅是公司自身發(fā)展的需要，也是推動整個生物制造行業(yè)“彎道超車”的關(guān)鍵。